REDES DE TELECOMUNICAÇÕES

REDES PRIVADAS FRAME RELAY ATM MPLS

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REDES PRIVADAS FRAME RELAY ATM MPLS

REDES PRIVADAS Pioneiras, alto custo. Custeadas por único proprietário Equipamentos e tecnologias planejados e adquiridos

conforme propósito e necessidade Links contratados em regime de locação mensal com as

operadoras de Telecom Formadas por Multiplexadores, Processadores de Rede e

Unidades de Derivação Digital (UDD) Utilizavam Linhas Privativas com modens Analógicos

e/ou Digitais SLDD – Serviço de Linha Dedicada Digital (link + modens

em geral digitais) SLDA – Serviço de Linha Dedicada Analógica (só o meio

de transmissão com restrição de banda de 4KHz)

UNIDADES DE DERIVAÇÃO - UD

Otimização do uso de portas seriais (UDD – UD Digital) Composta por uma porta principal e várias secundárias Exigência de protocolos half-duplex Amplamente utilizadas nas redes baseadas em Host

(Main frame) DTE1

Computador Central

UDD

DTE2

DTE3

PS1

PS2

PS3

PS4

PP

PP-Porta Principal

PS-Porta Secundária

DTE4

UNIDADES DE DERIVAÇÃO Hardware Simples – controlado por sinais físicos da

interface digital (RTS -Request To Send) Inspirou a geração atual de ServerSwitches

UNIDADE DE DERIVAÇÃO

Portas Secundárias

Porta Principal

(a) Propagação de sinais que entram na porta principal

UNIDADE DE DERIVAÇÃO

Porta Secundárias Porta

Principal

bloqueadas

(b) Propagação de sinais que saem da porta principal

Sinais TX, DTR, RTS e sincronismo provindos do DTE

PORTA SECUNDÁRIA 1

PORTA PRINCIPAL

PORTA SECUNDÁRIA 2

PORTA SECUNDÁRIA 3

PORTA SECUNDÁRIA 4

Sinais TX, DTR, RTS provindos do DTE ligado a uma porta secundária

PORTA SECUNDÁRIAS

Controle das Portas

Secundárias

RTS 1

RTS 3 RTS 2

RTS 4

SERVERSWICTHES Hardware Simples – UDD Inversa Chamados de Switches KVM (Keyboard, Video, Mouse) Controlados manualmente ou por software

SERVERSWICTHES Ampliação de uso local e remoto Solução para crash-recovery e power-off remoto

MULTIPLEXADORES

Otimização do uso de meios de transmissão Compartilhamento do link Três tipos para meios metálicos:

FDM - Multiplexação por Divisão em Frequência TDM - Multiplexação por Divisão no Tempo STDM - Multiplexação por Divisão no Tempo

Estatístico

MUX FDM

GRUPO

108

FILTROMODEMDTE12

300-3400Hz

FILTRO

104-108KHz

Fi=108Khz

FILTROMODEMDTE 1

300-3400Hz

FILTRO

60-64KHz

Fi=64Khz

FILTROMODEMDTE 2

300-3400Hz

FILTRO

64-68KHz

Fi=68Khz Σ

fi fi

60

Constituição de um Grupo em FDM

300-3400Hz

MUX TDM

Canal Principal

CSCS

CSCS

CS

CPCP

CS

CSCS

T

A2A1

B1A1 D1C1 B2A2 D2C2

B2B1

C2C1

D2D1 D2D1

C2C1

B2B1

A2A1

T

• São sempre síncronos no canal principal• Va = Σ Vcs Velocidade agregada do canal principal• Vcp = Va.e Velocidade real do canal principal considerando o fator de envelopamento (e>1)

MUX STDM

• Síncronos no canal principal com correção de erros• Velocidade agregada do canal principal < Σ Vcs Simetria• Controle de fluxo nos canais secundários Bufferização

HOST

Terminais @ 2400bps Linha privativa commodens @ 4800bps

Multiplexação STDM - Baseada em estatística de uso

STDM

4 portasmultiplexadas

STDM

PROCESSADORES DE REDE

• São nós de uma rede distribuida Assimétricos STDM • Totalmente configuráveis e gerenciáveis Vários CP e CS• Estabelece a comunicação física e lógica• Vários tipos de topologia de rede Modular

CS1-1CS1-2CS1-1

CS1-4

CS1-3CS1-6CS1-5

CV 1

CV 3CV 2

CP 1CS1-2

CS1-3

NÓ 1CP 2CS1-4

CS1-5

CS1-6

CV 1

CV 3CV 2

Associação de Canais Físicos a Canais Virtuais

PROCESSADORES DE REDE

NÓ 2

NÓ 1

NÓ 3

NÓ 4

CS1

CS2

CS3

CP1 CP1

CP2

CS2

CS1CS3

CP1CP2

CP3

CS1

CS2

CS3

CP1 CP2

CS1 CS2

EXEMPLO DE REDE COM EXEMPLO DE REDE COM TOPOLOGIA MISTATOPOLOGIA MISTA

SLDD SERVIÇO DE LINHA DEDICADA DIGITAL

Sinônimo de LPCD ou LP (Linha privativa de Comunicação de Dados)

Circuito final de uma rede de Telecom como FR, ATM, Determinísticas ou IP Dedicado. (last mile)

Circuito exclusivo e ponto à ponto usando os mesmos pares de fios da rede telefônica

Inclui os modens digitais (xDSL) nas pontas e pode cobrir qualquer distância usando suporte de outras redes (determinísticas)

Taxas de 1200bps à 155Mbps Extinguiram a SLDA (“Analógica”)

SLDD SERVIÇO DE LINHA DEDICADA DIGITAL

Características Garantia total de Banda e Transparência a protocolos Atrasos nulos e baixa taxa de erros Pode conter ou não equipamentos especiais nas pontas

(ex.: FRADs ou Roteadores) Comercializadas em função da velocidade e degrau Baixo tempo de reparo e instalação Ideal para serviços multimídia

Aplicações Interconexão de LANs e/ou redes seguras Terminais remotos Cash Dispensers, CAD/CAM, Automação Centralização de call-center e integração de Voz/Dados

SLDD SERVIÇO DE LINHA DEDICADA DIGITAL

Comercialização Uso de RS232 até 28K8bps V.35 de 64 à 2Mbps G.703 em padrões codirecionais e 2Mbps

QoS para Service Level Agreement (SLA) Disponibilidade média da rede e de acesso Relação entre o tempo de operação plena e

prejudicada da rede ou acesso no período de 30 dias; Tempo máximo de atraso da rede Prazos de manutenção: de 4 à 10 Horas Interrupções programadas Taxas de erro (BER)

SLDD SERVIÇO DE LINHA DEDICADA DIGITAL

Composição dos preços Prazo de contratação: permanente (30 dias à 5 anos ou

temporária (3 à 29 dias) Taxas

Instalação por ponta ou circuito Mudança de endereço Mudança interna Mudança de velocidade Visita improdutiva Instalação de routers ou CPE Mensalidade

Fidelização e ressarcimento caso exista cancelamento do contrato antes de seu término

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FRAME RELAY

Histórico Redes ISDN (70s) desejavam substituir a PSTN e

integrava Voz e dados Redes ISDN não eram eficientes na parte de dados

pois usavam chaveamento de circuitos Chaveamento de pacotes era necessário e X.25 era

a única disponível X.25 era incompatível pois a ISDN mantém dados

do usuário separados dos dados de controle Nesta época redes eram conectadas por SLDD com

protocolos Ponto-a-ponto ou multi-ponto X.25 Nasce o Frame-Relay (FR) como padrão ANSI

FRAME RELAY

Características Protocolo em nível de enlace orientado a conexão Rede de comutação por pacotes Cria Redes Privadas Virtuais (VPN) longa distância Circuitos virtuais permanentes ou chaveados Multiplexação estatística em canais físicos comuns Possui mecanismos de controle de

congestionamento (diferente de controle de fluxo) Não realiza correção de erros, sequenciamento ou

confirmação de quadros (descarta se há erro) – torna-se ideal para Voz

Serviço com pagamento fixo mensal de porta e acesso

FRAME RELAY

Topologia estrela das antigas redes a) CSU/DSU = modens digitais normalmente com

gerenciamento do link criavam os links privados

SLDD

FRAME RELAY

b) redes parcialmente conectadas c) redes totalmente interligada

FRAME RELAY

Idéia do FR...Cada ponto com acesso único à rede

Roteadores Multiporta são desnecessários

Acesso simplificado Multiplexa vários canais

virtuais em um único canal físico (DLCI)

UNINNI

Interface Usuario Rede ou Rede/Rede

FRADFrame Relay Device

FRAME RELAY

Os comutadores são da operadora que mantém sua gerência Economia na conectividade e complexidade Na nuvem FR 2 tipos de circuitos: PVCs ou SVCs (mais raro)

FRAME RELAY

Componentes FRAD – Dispositivo de Acesso Frame Relay UNI – Interface Rede-Usuário NNI – Interface Rede-Rede Local Management Interface – LMI: Protocolos de administração

de redes complexas Endereço global e de estado dos VCs Multicasting e Sincronização

estrutura de quadro LMI

FRAME RELAY

Circuito Virtual Permanente (PVC) – somente dentro da nuvem Simples (a) Duplos (b)

máx=n(n-1)/2 onde n=nós

Unidirecionais (a) ou Bidirecionais (b)

Quanto mais PVCs, mais dificuldade em gerencia-los

Um PVC é um circuito predeterminado entre origem e destino

Um PVC é um circuito não dedicado Dois estados:

Data Transfer - Comunicação Idle - Espera

FRAME RELAY

Circuito Virtual Comutado (SVC) Conexões dinâmicas entre origem e qualquer

destino Quatro estados:

Call Setup – Estabelece uma conexão Data Transfer – Comunicação entre os DTEs Idle – Espera (por tempo determinado) Call termination – Finalização da conexão

Conectividade por demanda chaveada Análogo ao que acontece a uma PSTN Equipamentos mais caros Protocolos de sinalização idênticos ao ISDN Tecnologia se desenvolveu muito pouco

FRAME RELAY

CIR (Commited Information Rate) Taxa Garantida de Informação Taxas de 16Kbps

à 44,8Mbps Simétrico ou não Acima do CIR a rede FR

fará o maior esforço e descarta pacotes com DE=1

Velocidade da porta deve ser maior ou igual ao CIR (usual CIR = 50% da Porta)

FRAME RELAY

Commited Burst (Bc) Qtd de bits garantida Bc=CIR*T e T=1s

Excessive Burst (Be) – Leitura do bit DE A operadora tentará entregar (normal: 50% de Bc)

Parâmetros negociados com a operadora

FRAME RELAY

Sobreassinatura Taxa da Porta de

acesso (Vp) menor que o CIR de entrada e saída - Garantia 100% de entrega de pacotes.

FRAME RELAYExemplo de aplicação (valores de porta Vp)

1Mbps

FRAME RELAYArquitetura dos protocolos Plano de controle – C: Estabelecimento e término de

conexões lógicas. Protocolos entre usuário e rede LAPF (Link Access Procedure Framed Mode) Q.922 ITU

– Controle Nós da rede somente verificam erros e encaminham

frames baseando-se no número de conexão Delimitação, alinhamento, mux/demultiplexação e

controle de congestionamento Plano de usuário – U: Transferência de dados entre usuários

– Protocolos de funcionalidade fim-a-fim LAPF Q.922 ITU – núcleo Semelhante ao LAPB (HDLC) sem o campo de controle Só um tipo de quadro: para transportar dados

FRAME RELAY

Arquitetura dos protocolos

Camada 3

Camada 2

Camada 1

Camada 3

Camada 2

Camada 1

Camada 3

Camada 2

Camada 1

Camadas superiores

Camada 3

Camada 2

Camada 1

Camada 2

Camada 1

Camada 2

Camada 1

Camada 3

Camada 2

Camada 1

Camada 3

Camada 2

Camada 1

Ambiente de rede

Ambiente de usuárioU CUC

Ambiente de usuário

Camadas superiores

Rede de sinalização

FRAME RELAY

QuadroCarga com até

16.000 octetos

FRAME RELAY Congestionamento

Baseado na teoria de filas elas existem em cada linha de entrada para cada saída

Evitar linhas com ruído pois o FR descarta pacotes Descarte=+tráfego=congestionamento=+descarte... FECN (Forward Explicit Congestion Notification): setado

no sentido do tráfego que carrega o quadro FECN BECN (Backward Explicit Congestion Notification): setado

no sentido oposto do tráfego que trouxe um quadro com FECN

Quadros com bit DE são os primeiros a ser descartados em caso de congestionamento

Mesmo taxas dentro do CIR podem ser descartadas O SLA (service Level Agreement) leva em consideração

os períodos de rede “fora do ar”. Métricas de 99%, 99,95% e 99,99% são comuns

FRAME RELAY

Identificador de Conexão de Enlace de Dados (DLCI) Endereço do PVC ou SVC Representam a conexão lógica nos múltiplos

circuitos virtuais 10bits=1024 possíveis (992 tirando os de controle) Ainda é possível DLCI de 17 e 24bits DLCI local: podem ser repetidos DLCI global: Dentro da Nuvem FR não podem

repetir.

FRAME RELAY

FRAME RELAYExemplo de configuração de Router…interface Ethernet0 ip address 192.168.0.1 255.255.255.0interface Serial0 no ip address encapsulation frame-relay IETF frame-relay lmi-type ansiinterface Serial0.1 point-to-point ip address 10.10.10.5 255.255.255.252 frame-relay interface-dlci 101interface Serial0.2 point-to-point ip address 10.10.10.9 255.255.255.252 frame-relay interface-dlci 102no ip http serverip classlessip route 192.168.1.0 255.255.255.0 10.10.10.6ip route 192.168.2.0 255.255.255.0 10.10.10.10endRouter#

FRAME RELAY

Permite conectar redes de diferentes tipos (campo dados variável)

Além de dados, o FR evoluiu para tráfego de Voz e Vídeo. Surge o VoFR

FRADs ou Routers são as interfaces físicas

Uso de compressão de dados e cancelamento de pausas e eco

Priorização de tráfego Fragmentação de dados

menores

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ATM Modo de Transferência Assíncrono Rede baseada em chaveamento de circuitos de alta

velocidade (80s e 90s) para redes de dados Controle de células para se distinguir do FR (controle

de pacotes) Rede “universal” por combinar o atendimento de uma

ampla variedade de serviços de voz, imagem e dados com QoS robusto.

Interconectividade de LANs e WANs 25 a 155Mbps em UTP e 100 a 622Mbps ou mais sobre

fibra Típica 155Mbps sobre SONET Modelo de 3 camadas: física, ATM e adaptação ATM

ATM Operação similar ao FR Duas classes amplas de padrões de interface: redes dentro

de redes Endereçamento baseado no E.164(ISDN, FR) Células fixas de 53 bytes (cabeçalho de 5 bytes e carga de

48 bytes) implicando em eficiencia fixa (90,5%) Circuitos virtuais específicos (VCI) Uma coleção de canais VCI são identificados pelos VPIs Conexões feitas dinamicamente pelos comutadores ATM As camadas de Adaptação (AAL) permite suportar diferentes

tipos de tráfego O AAL5 define transmissões de dados TCP/IP Suporta taxas de transmissão variável (VBR) e aplicações

de transmissão de taxa constante (CBR) como voz e comunicações isócronas (bits em ordem e em tempo)

ATM Endereçamento baseado no E.164(ISDN, FR)

ATM Endereçamento baseado no E.164(ISDN, FR)

ATM

Células fixas de 53 bytes (cabeçalho de 5 bytes e carga de 48 bytes)

ATM Uma coleção de canais VCI são identificados pelos

VPIs e as conexões são feitas dinamicamente pelos comutadores ATM

ATM As camadas de Adaptação (AAL) permitem suportar

diferentes tipos de tráfego

ATM O AAL5 por ex. define transmissões de dados TCP/IP

ATM Protocolos de interfaces de rede