5 - Redes de Computadores - fr-atm-mpls

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  1. 1. Redes de Computadores - Enlaces WAN - Prof. André Peres andre.peres@poa.ifrs.edu.br
  2. 2. Sobre este material • Vídeos da apresentação em: Parte 1 - Enlace WAN Frame Relay Parte 2 - ATM, Internet e MPLS Este trabalho está licenciado sob uma Licença Creative Commons Atribuição-NãoComercial-SemDerivações 4.0 Internacional. Para ver uma cópia desta licença, visite http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/.
  3. 3. 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)
  4. 4. 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
  5. 5. 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)
  6. 6. Enlaces WAN • Frame Relay • Quadro: fonte: Loureiro, Schmitt, Peres e Oliveira - Redes de Computadores III - Nível de Enlace e Físico (Bookman)
  7. 7. 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
  8. 8. 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 1 parte inicial (bits 1-6) DLCI - parte 2 parte final (bits 7-10) Extended Address 1 EA = 1 → DLCI = 6 bits EA = 0 → DLCI > 6 bits Extended Address 2 EA = 1 → DLCI = 10 bits EA = 0 → DLCI > 10 bits
  9. 9. 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/Response indica se o quadro é: um comando ou resposta a um comando BECN Backwards Explicit Congestion Notification FECN Forward Explicit Congestion Notification DE Discard Eligibility FCS Frame Check Sequence Dados Até 16 KB
  10. 10. 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"
  11. 11. 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)
  12. 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) Roteador da matriz: Destino = subrede Filial 1 → DLCI = 12
  13. 13. 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 1 DLCI = 12 → saída p2 com DLCI=22
  14. 14. 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 2 DLCI = 22 → saída p2 com DLCI=60
  15. 15. 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 3 DLCI = 60 → saída p4 com DLCI=89
  16. 16. 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 Filial Recebe o quadro da Matriz
  17. 17. Enlaces WAN • Frame Relay • Controle de Congestionamento • congestionamento = recurso < demanda • soluções: • aumentar recursos • diminuir demanda
  18. 18. Enlaces WAN • Frame Relay • Controle de Congestionamento fonte: Loureiro, Schmitt, Peres e Oliveira - Redes de Computadores III - Nível de Enlace e Físico (Bookman) Switch S2 congestionamento em sua porta P1
  19. 19. Enlaces WAN • Frame Relay • Controle de Congestionamento fonte: Loureiro, Schmitt, Peres e Oliveira - Redes de Computadores III - Nível de Enlace e Físico (Bookman) Switch S2 Notifica os switchs seguintes ao fluxo que existe congestionamento: FECN=1 Forward Explicit Congestion Notification
  20. 20. Enlaces WAN • Frame Relay • Controle de Congestionamento fonte: Loureiro, Schmitt, Peres e Oliveira - Redes de Computadores III - Nível de Enlace e Físico (Bookman) Switch S2 Notifica os switchs da origem do fluxo que existe congestionamento: BECN=1 Backward Explicit Congestion Notification
  21. 21. Enlaces WAN • Frame Relay • Controle de Congestionamento fonte: Loureiro, Schmitt, Peres e Oliveira - Redes de Computadores III - Nível de Enlace e Físico (Bookman) Switch S1 Deve diminuir o fluxo em direção a S2, descartando quadros obs: quem pode corrigir o congestionamento é S1 e não S2 !!!!
  22. 22. 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
  23. 23. 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
  24. 24. 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
  25. 25. 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)
  26. 26. 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
  27. 27. 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
  28. 28. 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)
  29. 29. 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)
  30. 30. 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 UNI User-Network Interface Entre Roteador e Switch 1 Célula NNI Network-Network Interface Entre Switchs
  31. 31. 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) GFC Generic Flow Control não utilizado VPI Virtual Path Id caminho a ser utilizado pela célula VCI Virtual Circuit Id identificação do circuito da célula dentro do caminho PT Payload Type - 3 bits bit 1 - tipo de dado: 0=usuário 1=controle bit 2 - congestionamento 0=não 1=sim bit 3 - fim de fluxo AAL5 0=não 1=sim CLP Cell Loss Priority indica célula descartável (igual ao DE do FR) HEC Header Error Control verificação de erros
  32. 32. 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
  33. 33. 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
  34. 34. 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)
  35. 35. Enlaces WAN • ATM - Asynchronous Transfer Mode • Classes: • AAL 3/4 - Variable Bit Rate • vazão variável, sem garantia de QoS • possibilidade de delay • rajadas
  36. 36. Enlaces WAN • ATM - Asynchronous Transfer Mode • Classes: • AAL 5 • transporte de dados sem QoS • sem controle de vazão • rajadas • IP sobre ATM
  37. 37. 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
  38. 38. Enlaces WAN • Internet • ligações de LANs através da "nuvem" • layer 3 → roteamento IP • controle de congestionamento/queda de link • troca de informações entre roteadores
  39. 39. 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
  40. 40. 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
  41. 41. 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
  42. 42. 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
  43. 43. 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
  44. 44. 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
  45. 45. 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
  46. 46. Enlaces WAN • MPLS (Multi-Protocol Label Switching) • cria-se uma núvem de tecnologia única (MPLS) • ISP fornece links ATM, FR, Internet, ...

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