Introducao a Camada de Rede

Introduo camada de redeCaptulo 1

Comutao: Mover pacotes da entrada do roteador para a sada apropriada do roteador

Roteamento: Determinar a rota a ser seguida pelos pacotes desde a origem at o destino. Determina caminhos fim-a-fim. determinar bons caminhos (o melhor caminho)

Algoritmos de roteamento

Analogia:

Roteamento: processo de planejar a viagem da origem ao destino Comutao: processo de passar por um nico intercmbio

4 - *Funes-chave dos roteadores*Prof Andr Luiz Silva

Prof Andr Luiz Silva

Funes-chave da camada de rede

Os roteadores verificam os pacotes examinando o valor de um campo no cabealho do pacote que est chegandoComo so configuradas as tabelas de repasse nos roteadores?Algoritmo de roteamento centralizadoAlgoritmo de roteamento descentralizadoOs roteadores recebem mensagens dos protocolos de roteamento

*Prof Andr Luiz Silva*


4 - *Interao entre roteamento e comutao*Prof Andr Luiz Silva


a terceira funo importante nos roteadores de algumas arquiteturas de rede:ATM, frame relay, X.25

Antes do fluxo de datagramas, dois hospedeiros e os devidos roteadores estabelecem uma conexo virtual.Roteadores so envolvidos

Servio de conexo da camada de rede e de transporte:Rede: entre dois hospedeirosTransporte: entre dois processos4 - *Estabelecimento de conexo*Prof Andr Luiz Silva


Como escolher o modelo de servio para o canal de transporte de datagramas do transmissor ao receptor?

Exemplo de servios para datagramas individuais: Garantia de entregaGarantia de entrega com menos do que 40 mseg de atraso

Exemplo de servios para um fluxo de datagramas: Entrega em ordem dos datagramas Garantia de uma banda mnima para o fluxo Restries em mudanas no espaamento entre pacotes (Jitter mximo garantido)

4 - *Modelo de servio de rede*Prof Andr Luiz Silva


Jitter mximo garantidoGarante que a quantidade de tempo entre a transmisso de dois pacotes sucessivos no remetente seja igual a quantidade de tempo entre o recebimento dos dois pacotes no destino.*Prof Andr Luiz Silva*


Modelos de servio da camadaTaxa constante de bits (CBR)Primeiro modelo de servio ATM a ser padronizado. O objetivo do servio prover um fluxo de pacotes (clulas ATM) em uma tubulao virtual cujas propriedades so iguais as de um enlace de transmisso dedicado de largura de banda fixa.Taxa de bits disponvel (ABR)Servio de melhor esforo melhorado. Garante uma taxa de transferncia mnima.

*Prof Andr Luiz Silva*


4 - *Modelos de servio da camada*Prof Andr Luiz Silva


A camada de transporte prove servios orientados conexo e no orientados conexo. E a camada de rede?

Redes de datagrama provem servios sem-conexo na camada de rede.

Redes de circuito virtual provem servios de conexo na camada de rede.Anlogo aos servios da camada de transporte, mas:Servio: hospedeiro-a-hospedeiro.Implementao: no ncleo.4 - *Camada de rede: servios de conexo e sem-conexo*Prof Andr Luiz Silva


4 - *Circuitos virtuais (CV)A ligao entre a origem e o destino emula uma ligao telefnica.

um caminho atravs de uma srie de enlaces entre uma origem e um destinoOrientado ao desempenho

A camada de rede controla a conexo entre a origem e o destino

Estabelecimento da conexo deve preceder o envio de dados. Liberao da conexo aps os dados.

Cada pacote transporte um identificador do CV, no transporta o endereo completo do destino

Cada roteador na rota mantm informao de estado para a conexo que passa por ele.

O link e os recursos do roteador (banda, buffers) podem ser alocados por CV. *Prof Andr Luiz Silva


As redes baseadas nos circuitos virtuais e as redes de datagramas utilizam informaes muito diferentes para tomar suas decises de repasse.

Um CV consiste de:

Caminho da origem at o destino (serie de enlaces e roteadores).Nmeros de CV, um nmero para cada link ao longo do caminho.Entradas em tabelas de comutao em roteadores ao longo do caminho.

Pacotes pertencentes a um CV carregam um nmero de CV.O nmero de CV deve ser trocado em cada link.Novos nmeros de CV vm da tabela de comutao.4 - *Implementao do CV*Prof Andr Luiz Silva


4 - *Tabela de comutao no roteadorTabela de comutao*Prof Andr Luiz Silva


Usado para estabelecer, manter e encerrar circuitos virtuais. Usados em ATM, Frame-relay e X-25. No usado na Internet atualmente.4 - *Circuitos Virtuais: Protocolos*Prof Andr Luiz Silva


Circuitos virtuaisPor que no manter circuitos virtuais com o mesmo nmero ?

Reduz o tamanho do campo CV.Simplificao. Os roteadores teriam que trocar uma quantidade maior de mensagens para definir o nmero do circuito virtual.*Prof Andr Luiz Silva*


No existe estabelecimento de conexo na camada de rede. No existe estado sobre conexes fim-a-fim. O conceito conexo no existe na camada de rede Pacotes so encaminhados pelo endereo do hospedeiro de destino Pacotes para o mesmo destino podem seguir diferentes rotas4 - *Redes de datagrama*Prof Andr Luiz Silva


4 - * Destination Address Range Link Interface

11001000 00010111 00010000 00000000 through 0 11001000 00010111 00010111 11111111

11001000 00010111 00011000 00000000 through 1 11001000 00010111 00011000 11111111

11001000 00010111 00011001 00000000 through 2 11001000 00010111 00011111 11111111

otherwise 34 bilhes de entradas possveisTabela de comutao*Prof Andr Luiz Silva


4 - *11001000 00010111 00010 (200.23.2) 0 11001000 00010111 00011000 (200.23.24) 111001000 00010111 00011 (200.23.3) 2 otherwise 3 Encontro de prefixos maiores*Prof Andr Luiz Silva


Tabelas de comutaoRoteadores no mantm informaes sobre estado da conexo.Mantm informaes sobre repasse.Tabelas de repasse so modificadas dinamicamente pelos algoritmos de roteamento.

CVsTabela criada no momento da conexo.*Prof Andr Luiz Silva*


Internet

Dados trocados entre computadores.Servio elstico, requisitos de atraso no crticos.Sistemas finais inteligentes.Podem adaptar-se, realizar controle e recuperao de erros. A rede simples; a complexidade fica nas pontas.Muitos tipos de enlaces.Difcil obter um servio uniforme.4 - *Datagrama versus circuito virtual*Prof Andr Luiz SilvaATM

Originrio da telefonia.Tempos restritos.Exigncias de confiabilidade.Sistemas finais burros.Complexidade dentro da rede.


Duas funes-chave do roteador: Executar algoritmos/protocolos (RIP, OSPF, BGP) Comutar os datagramas do link de entrada para o link de sada4 - *Viso geral da arquitetura do roteador*Prof Andr Luiz Silva


Comutao descentralizada: Dado o destino do datagrama, procura a porta de sada usando a tabela de comutao na memria da porta de entrada Objetivo: Completar o processamento da porta de entrada na velocidade da linha A formao da fila ocorre quando os datagramas chegam mais rpido do que a velocidade de comutao.4 - *Camada fsica:recepo de bitsCamada de enlace:ex.: EthernetFunes da porta de entrada*Prof Andr Luiz Silva


Tcnicas de busca em Tabelas de RepasseLinear.Estrutura de rvore de dados.Examina os registros na tabela em N etapas, onde N o nmero de bits do endereo.

Memrias de Contedo EnderevelCAMUm endereo IP de 32 bits apresentado CAM que, ento devolve o contedo do registro da tabela em tempo constante.Roteadores da srie 8500 da Cisco tem uma CAM de 64K para cada porta de entrada.

4 - *Trs tipos de estrutura de comutao*Prof Andr Luiz Silva


4 - *Comutao via memria*Prof Andr Luiz SilvaPrimeira gerao de roteadores.Por meio de uma interrupo, o pacote copiado para a memria do sistema onde ocorrem as funes da Camada de Enlace.Velocidade limitada pela largura de banda do barramento.


Datagrama da memria da porta de entrada para a memria da porta de sada atravs de um barramento compartilhado. Velocidade de comutao limitada pela largura de banda do barramento. Barramento de 1 Gbps, Cisco 1900: Velocidade suficiente para roteadores de acesso e de empresas (no para roteadores regionais ou de backbone).4 - *Comutao via bus*Prof Andr Luiz Silva


Supera as limitaes de largura de banda do barramento. Redes de Banyan, outras redes de interconexo inicialmente desenvolvidas para conectar processadores em multiprocessamento. Projeto avanado: fragmentar datagramas em clulas de tamanho fixo, comutar as clulas atravs do roteador. Cisco 12000: Comuta Gbps atravs da rede de interconexo4 - *Comutao via rede de interconexo*Prof Andr Luiz Silva


Buffering necessrio quando datagramas chegam do roteador mais rpido do que a taxa de transmisso.Disciplina de agendamento escolhe entre os datagramas na fila para transmisso.Escalonador de pacotes: Regra simples - O primeiro que entra o primeiro que sai.Garantia de QoS.4 - *Portas de sada*Prof Andr Luiz Silva


Buffering.Quando a taxa de chegada pelo roteador excede a velocidade da linha de sada.

Queueing.Bloqueio Head-of-the-Line (HOL): Datagrama na frente da fila impede os outros na fila de se moverem para adiante.

Atraso e perda devido ao buffer overflow da porta de sada.Descarte na porta de sada ou remoo de um pacote que esteja na fila.

4 - *Enfileiramento na porta de sada*Prof Andr Luiz Silva


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