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Sobre este material
• Vídeos da apresentação em:
Parte 1 - Enlace WAN Frame Relay
Parte 2 - ATM, Internet e MPLS
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cópia desta licença, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/.
Referências
Redes de Computadores (impresso)
Redes de Computadores (e-book)
Redes de Computadores II (impresso)
Redes de Computadores II (e-book)
Redes de Computadores III (impresso)
Redes de Computadores III (e-book)
Enlaces WAN
• Conexões WAN (Wide Area Networks)
• Criação de enlaces remotos• interligação de redes locais• criação de circuitos virtuais
• circuitos entre origem e destino• utilizando comutadores (switchs)• layer 2
Enlaces WAN
• Frame Relay• década de 90• operação no layer 2• baixo overhead• alternativa ao protocolo X.25
• menor overhead (aumento da confiabilidade de links)• sem roteamento (X.25 opera no layer 3)
Enlaces WAN
• Frame Relay• Quadro:
fonte: Loureiro, Schmitt, Peres e Oliveira - Redes de Computadores III - Nível de Enlace e Físico (Bookman)
Enlaces WAN
• Frame Relay• Quadro: Delimitação
fonte: Loureiro, Schmitt, Peres e Oliveira - Redes de Computadores III - Nível de Enlace e Físico (Bookman)
8 bits - delimitador de início do quadro
8 bits - delimitador de fim do quadro
Enlaces WAN
• Frame Relay• Quadro: Criação do DLCI - Data Link Connection Id
fonte: Loureiro, Schmitt, Peres e Oliveira - Redes de Computadores III - Nível de Enlace e Físico (Bookman)
DLCI - parte 1parte inicial (bits 1-6)
DLCI - parte 2parte final (bits 7-10)
Extended Address 1EA = 1 → DLCI = 6 bitsEA = 0 → DLCI > 6 bits
Extended Address 2EA = 1 → DLCI = 10 bitsEA = 0 → DLCI > 10 bits
Enlaces WAN
• Frame Relay• Quadro: Controles
fonte: Loureiro, Schmitt, Peres e Oliveira - Redes de Computadores III - Nível de Enlace e Físico (Bookman)
C/R - Command/Responseindica se o quadro é:
um comando ouresposta a um comando
BECNBackwards Explicit
Congestion Notification
FECNForward Explicit
Congestion Notification
DEDiscard Eligibility
FCSFrame Check Sequence
DadosAté 16 KB
Enlaces WAN
• Frame Relay• DLCI - Data Link Connection Identifier• Identifica o caminho entre 2 switchs• Regras criadas manualmente
• PVC - Permanent Virtual Circuit
"quadros com DLCI = x devem ser encaminhados para o switch y"
Enlaces WAN
• Frame Relay• Ex: comunicação entre Matriz e Filial 1
fonte: Loureiro, Schmitt, Peres e Oliveira - Redes de Computadores III - Nível de Enlace e Físico (Bookman)
Enlaces WAN
• Frame Relay• Ex: comunicação entre Matriz e Filial 1
fonte: Loureiro, Schmitt, Peres e Oliveira - Redes de Computadores III - Nível de Enlace e Físico (Bookman)
Roteador da matriz:Destino = subrede Filial 1 → DLCI = 12
Enlaces WAN
• Frame Relay• Ex: comunicação entre Matriz e Filial 1
fonte: Loureiro, Schmitt, Peres e Oliveira - Redes de Computadores III - Nível de Enlace e Físico (Bookman)
Switch 1DLCI = 12 → saída p2 com DLCI=22
Enlaces WAN
• Frame Relay• Ex: comunicação entre Matriz e Filial 1
fonte: Loureiro, Schmitt, Peres e Oliveira - Redes de Computadores III - Nível de Enlace e Físico (Bookman)
Switch 2DLCI = 22 → saída p2 com DLCI=60
Enlaces WAN
• Frame Relay• Ex: comunicação entre Matriz e Filial 1
fonte: Loureiro, Schmitt, Peres e Oliveira - Redes de Computadores III - Nível de Enlace e Físico (Bookman)
Switch 3DLCI = 60 → saída p4 com DLCI=89
Enlaces WAN
• Frame Relay• Ex: comunicação entre Matriz e Filial 1
fonte: Loureiro, Schmitt, Peres e Oliveira - Redes de Computadores III - Nível de Enlace e Físico (Bookman)
Roteador da FilialRecebe o quadro da Matriz
Enlaces WAN
• Frame Relay• Controle de Congestionamento
• congestionamento = recurso < demanda• soluções:
• aumentar recursos• diminuir demanda
Enlaces WAN
• Frame Relay• Controle de Congestionamento
fonte: Loureiro, Schmitt, Peres e Oliveira - Redes de Computadores III - Nível de Enlace e Físico (Bookman)
Switch S2congestionamento em sua porta P1
Enlaces WAN
• Frame Relay• Controle de Congestionamento
fonte: Loureiro, Schmitt, Peres e Oliveira - Redes de Computadores III - Nível de Enlace e Físico (Bookman)
Switch S2Notifica os switchs seguintes ao fluxo que
existe congestionamento: FECN=1Forward Explicit Congestion Notification
Enlaces WAN
• Frame Relay• Controle de Congestionamento
fonte: Loureiro, Schmitt, Peres e Oliveira - Redes de Computadores III - Nível de Enlace e Físico (Bookman)
Switch S2Notifica os switchs da origem do fluxo que
existe congestionamento: BECN=1Backward Explicit Congestion Notification
Enlaces WAN
• Frame Relay• Controle de Congestionamento
fonte: Loureiro, Schmitt, Peres e Oliveira - Redes de Computadores III - Nível de Enlace e Físico (Bookman)
Switch S1Deve diminuir o fluxo em direção a S2,
descartando quadrosobs: quem pode corrigir o
congestionamento é S1 e não S2 !!!!
Enlaces WAN
• Frame Relay• Controle de Congestionamento
• Quadros "descartáveis"• possuem bit DE (Discard Eligibility)=1• descartados em situações de congestionamento• marcados de acordo com os valores de garantia
de banda do link
Enlaces WAN
• Frame Relay• Garantia de banda
• O link FR possui:
• CIR (Commited Information Rate)• vazão (bps) garantida pelo provedor de serviço
entre origem e destino• a rede é capaz de suportar o CIR
Enlaces WAN
• Frame Relay• Garantia de banda
• O link FR possui:
• EIR (Excess Information Rate)• vazão que a rede pode suportar em casos de
ociosidade do link• maior que a CIR• quadros na faixa de vazão da EIR possuem DE=1
Enlaces WAN
• Frame Relay• Garantia de banda
• O link FR possui:• PIR = CIR + EIR - capacidade do link
fonte: Loureiro, Schmitt, Peres e Oliveira - Redes de Computadores III - Nível de Enlace e Físico (Bookman)
Enlaces WAN
• ATM - Asynchronous Transfer Mode
• Mesmos objetivos do Frame Relay• Criação de circuitos entre LANs• Utiliza quadros pequenos → células
• 53 bytes• classificadas conforme dados → QoS• permite convergência (voz, dados, vídeo) em um
único circuito
Enlaces WAN
• ATM - Asynchronous Transfer Mode
• Identificador de circuito:• VPI = Virtual Path Id• VCI = Virtual Circuit Id
• VPI + VCI das redes ATM = DLCI das redes Frame Relay
Enlaces WAN
• ATM - Asynchronous Transfer Mode
• Exemplo de circuito
fonte: Loureiro, Schmitt, Peres e Oliveira - Redes de Computadores III - Nível de Enlace e Físico (Bookman)
Enlaces WAN
• ATM - Asynchronous Transfer Mode
• Cabeçalho da célula
fonte: Loureiro, Schmitt, Peres e Oliveira - Redes de Computadores III - Nível de Enlace e Físico (Bookman)
Enlaces WAN
• ATM - Asynchronous Transfer Mode
• Cabeçalho da célula
fonte: Loureiro, Schmitt, Peres e Oliveira - Redes de Computadores III - Nível de Enlace e Físico (Bookman)
Célula UNIUser-Network Interface
Entre Roteador e Switch 1
Célula NNINetwork-Network Interface
Entre Switchs
Enlaces WAN
• ATM - Asynchronous Transfer Mode
• Cabeçalho da célula
fonte: Loureiro, Schmitt, Peres e Oliveira - Redes de Computadores III - Nível de Enlace e Físico (Bookman)
GFCGeneric Flow Control
não utilizado
VPIVirtual Path Id
caminho a ser utilizado pela célula
VCIVirtual Circuit Id
identificação do circuito da célula dentro do caminho
PTPayload Type - 3 bits
bit 1 - tipo de dado:0=usuário 1=controle
bit 2 - congestionamento0=não 1=sim
bit 3 - fim de fluxo AAL50=não 1=sim
CLPCell Loss Priority
indica célula descartável
(igual ao DE do FR)
HECHeader Error
Controlverificação de
erros
Enlaces WAN
• ATM - Asynchronous Transfer Mode
• Camada intermediária AAL (ATM Adaptation Layer)
• transparência do funcionamento da ATM para camadas superiores
• segmentação das células• classificação de células
Enlaces WAN
• ATM - Asynchronous Transfer Mode• Classes:
• AAL 1 - Constant Bit Rate• vazão constante• voz, vídeo, …• utilização de células vazias (dummy payload) para
manter o fluxo
Enlaces WAN
• ATM - Asynchronous Transfer Mode• Classes:
• AAL 2 - Variable Bit Rate• vazão variável, porém com garantia de QoS• voz, vídeo com compressão• rajadas (sem dummy payload)
Enlaces WAN
• ATM - Asynchronous Transfer Mode• Classes:
• AAL 3/4 - Variable Bit Rate• vazão variável, sem garantia de QoS• possibilidade de delay• rajadas
Enlaces WAN
• ATM - Asynchronous Transfer Mode• Classes:
• AAL 5 • transporte de dados sem QoS• sem controle de vazão• rajadas• IP sobre ATM
Enlaces WAN
• ATM - Asynchronous Transfer Mode• Classes:
• Prática:• transporte de voz e vídeo CBR = AAL 1• transporte de voz e vídeo VBR = AAL 2• transporte de dados (IP) = AAL 5
Enlaces WAN
• Internet• ligações de LANs através da "nuvem"• layer 3 → roteamento IP• controle de congestionamento/queda de link• troca de informações entre roteadores
Enlaces WAN
• Internet• vantagens em relação à switching (ATM/FR):
• conexões entre enlaces distintos através de roteamento
• tolerância a falhas (rotas dinâmicas)
• desvantagens:• mais complexo (lento)• sem circuitos → sem controle de QoS
Enlaces WAN
• A "nuvem" - visão dos ISP• ISP (Internet Service Providers)• provedores de acesso → Internet, ATM, FR, voz, …• necessidade de uma nuvem com múltiplas tecnologias
Enlaces WAN
• A "nuvem" - visão dos ISP• tecnologias mais confiáveis (menor downtime)• necessidade de maior agilidade no envio de quadros• solução única com:
• switching (mais rápido)• diminuição da complexidade da nuvem• possibilidade de convergência• tolerância a falhas• tecnologia única
→ MPLS
Enlaces WAN
• MPLS (Multi-Protocol Label Switching)
• formado por nuvem de switchs• criação de circuitos origem/destino• circuitos baseados em uma "label"• ex:
• FR → label = DLCI• ATM → label = VPI/VCI
Enlaces WAN
• MPLS (Multi-Protocol Label Switching)
• para internet:• feito o roteamento na borda da nuvem• conforme o resultado do roteamento → circuito• adicionada uma label ao datagrama IP
• a label é similar à tag das VLANs• os datagramas "cruzam" a nuvem através dos circuitos
Enlaces WAN
• MPLS (Multi-Protocol Label Switching)
• para internet:• IPv6 com suporte a circuitos
• campo Flow Label• MPLS utiliza o Flow Label para identificação do
circuito
Enlaces WAN
• MPLS (Multi-Protocol Label Switching)
• tolerância a falhas• switchs trocam informações de circuitos
• inserção/queda de switchs• tabelas de circuitos• informações sobre os circuitos
• possibilidade de reconfiguração dinâmica• similar à internet
Enlaces WAN
• MPLS (Multi-Protocol Label Switching)
• cria-se uma núvem de tecnologia única (MPLS)• ISP fornece links ATM, FR, Internet, ...