O documento descreve o Serviço de Dados Multimegabit Chaveado (SMDS), incluindo suas características principais, especificações da camada física e de enlace, protocolo de interface SMDS (SIP) e endereçamento. O SMDS fornece conectividade entre redes locais usando comutação de células sem conexão sobre circuitos virtuais baseado no padrão IEEE 802.6 DQDB.

1. SMDS Serviço de Dados Multimegabit Chaveado

2. Visão geral Introdução Especificações da camada física e da camada de enlace O Protocolo de Interface SMDS (SIP) Endereçamento SMDS

3. SMDS – Características principais Provê conectividade entre redes locais Serviço para MAN Comutação de células Sem conexão Suporte para transmissão de voz e dados Usa circuitos virtuais

4. SMDS – Características principais Como um serviço sem conexão, as células são transmitidas independentemente e sem uma ordem particular. Podem chegar, inclusive, fora de ordem. Plano de endereçamento de acordo com o padrão ITU-T E.164. Opera de modo similar a uma rede local compartilhada. Cada célula carrega um endereço destino. Apenas os nós com endereço destino correto respondem às transmissões.

5. Suporte a várias taxas de dados DS-1 (T1) – 1,544 Mbps DS-3 (T3) – 44,736 Mbps SONET OC-3 – 155,52 Mbps Baseado no padrão de rede de área metropolitana IEEE 802.6 (DQDB). SMDS – Características principais

6. Razão do desenvolvimento Linhas privadas formavam um gargalo para transmissões entre redes locais. Linhas de 56 Kbps não atendiam as necessidades de tráfego, gerando muitos congestionamentos. Total interconexão entre redes locais com linhas T1 tornava o esquema extremamente caro.

7. Razão do desenvolvimento Redes indiretamente interconectadas através da rede A. Único ponto de falha.

8. Razão do desenvolvimento Vizinhos diretamente conectados Redes não-vizinhas ainda sem conexão

9. Razão do desenvolvimento Esquema totalmente entrelaçado Desvantagem: alto custo

10. Razão do desenvolvimento Uma rede SMDS provê conexão direta entre as redes locais dentro de uma região geográfica usando apenas uma única ligação para cada rede.

11. Especificações da camada física Camada física do IEEE 802.6 DQDB

12. Dois barramentos de fibra óptica unidirecionais, interconectando, ponto a ponto, vários nós O suporte à comunicação em direções opostas, oferece um caminho full-duplex entre qualquer par de estações Dados fluem do nó gerador de quadros para o nó terminador Nós são conectados aos dois barramentos Especificações da camada física

13. A rede DQDB pode ser projetada como uma via aberta ou em laço. A diferença está onde cada barramento começa e termina. A tecnologia SMDS utiliza topologia de barramento aberto. Especificações da camada física

14. Interconexão de via aberta

15. Interconexão de laço fechado

16. Especificações da camada de enlace O acesso à rede é controlado pelo protocolo DQDB. Cada barramento é particionado em fatias (slots) de tempo, usadas na transmissão de dados. Dois campos no slot atuam no controle de acesso: Bit de ocupação e; Bits de requisição.

17. Algoritmo de fila distribuída O bit de ocupação indica se o slot está sendo usado ou não Bit de ocupação = 1  slot contém dados Bit de ocupação = 0  slot vazio Dados podem ser transmitidos somente em slots vazios. Os bits de requisição indicam que um segmento de dados foi colocado na fila de espera para transmissão no barramento reverso.

18. Antes de transmitir dados, um nó precisa primeiro reservar slots em um barramento para serem usados para transmissão de dados no barramento reverso. Essa requisição (reserva) será escrita (1) no bit correspondente do primeiro slot que contiver o campo de requisição livre. Assim, os vizinhos são notificados que um segmento de dados foi colocado na fila de transmissão, portanto, o nó requisitante precisa de um slot vazio. Algoritmo de fila distribuída

19. Cada nó mantém um contador (RQ) com o número de requisições de estações à sua frente (no sentido de transmissão). Se a estação não tem dados enfileirados: A cada slot vazio  contador RQ decrementado A cada nova requisição  contador RQ incrementado Algoritmo de fila distribuída

20. Algoritmo de fila distribuída Nó sem quadros a transmitir

21. Se uma estação precisa transmitir um segmento de dados, uma requisição é enviada no barramento reverso. Neste caso, o valor do contador de requisições é transferido para um outro contador (CD), que conterá o número de requisições de estações à sua frente (no sentido de transmissão) que deverão transmitir primeiro. Algoritmo de fila distribuída

22. Portanto, se a estação tem dados enfileirados: Para cada slot vazio no barramento de transmissão  Contador CD decrementado Para cada nova requisição no barramento reverso  Contador RQ incrementado Um nó só pode transmitir quando seu contador CD chegar a zero. Algoritmo de fila distribuída

23. Algoritmo de fila distribuída Nó com quadros para transmissão: CD = 0  acesso ao barramento de transmissão

24. Protocolo de Interface SMDS – SIP Três níveis: SIP nível 1 SIP nível 2 SIP nível 3 Executam funções similares às três primeiras camadas do modelo OSI Porém, representam a subcamada MAC do SMDS, operando, portanto, na camada de enlace

25. Componentes da rede SMDS Interconexão através de três componentes: Roteadores SMDS – suportam o protocolo de interface SIP DSU SMDS (Data Service Unit) Switches SMDS – representam o início de um dos barramentos Formam a base de uma rede SMDS e suportam o protocolo DQDB.

26. Componentes da rede SMDS

27. Observações sobre a CSU/DSU Equipamento exigido por linhas T1 Regenera o sinal Monitora a linha quanto a distorções Terminação elétrica apropriada Enquadramento Trabalha exclusivamente com sinais digitais Promove uma interface entre um dispositivo de computação digital e um meio de transmissão digital

28. SIP Nível 3 Quadros da rede local são recebidos pelo roteador e encapsulados em quadros SIP de nível 3, denominados PDUs ( Protocol Data Units ). Cada PDU contém um cabeçalho de 36 bytes, um campo de dados com até 9188 bytes, um campo de enchimento (PAD) quando necessário, um campo de controle de erros e, um trailer de fechamento de quadro de 4 bytes.

29. Segmentação Os switches SMDS recebem as PDUs (Protocol Data Units) de nível 3 e as subdividem em segmentos de 44 bytes cada. Cada segmento recebe um cabeçalho de 7 bytes e um trailer de 2 bytes, formando a unidade básica de dados do SMDS, as PDUs SIP nível 2.

30. Segmentação

31. SIP Nível 2

32. SIP Nível 2 Todos os segmentos relacionados ao mesmo quadro SIP de nível 3 devem conter o mesmo VCI. O que identifica realmente as células é o campo MID ( Identificador da Mensagem ) Para remontagem, as DMPDUs (Derived MAC Protocol Data Units) devem ser recebidas no destino com o mesmo VCI, o mesmo MID e um número de segmento incrementado para cada DMPDU sucessiva.

33. SIP Nível 2 Cada DMPDU é verificada para detecção de erros nos dados pelo campo CRC de 10 bits do trailer O campo Tipo de Segmento serve para indicar se uma DMPDU é: Única (SSM – single segment unit message ) A primeira (BOM – begin of message ) A última (EOM – end of message ) Ou se é uma DMPDU intermediária do fluxo (COM – continuation of message )

34. SIP Nível 2 O campo Comprimento dos dados indica quanto da DMPDU é ocupada por dados O campo de Controle de Acesso (CA) contém o bit de ocupação (busy = 1  slot ocupado) e os bits de requisição de slots (Req0, Req1, Req2). O campo VCI contém o identificador da conexão virtual. Contém todos os bits definidos como 1 para fornecer um serviço sem conexão.

35. SIP Nível 2 O campo tipo de carga indica a natureza dos dados. Dados de usuário são indicados pelo valor 00. O campo prioridade da carga é reservado para uso para interconexão de vários switches DQDB. O campo CRC do cabeçalho verifica a integridade do cabeçalho.

36. SIP Nível 3

37. SIP Nível 3 Todos os quadros nível 3 possuem um cabeçalho de 4 bytes ( Common PDU Header ) – O primeiro byte desse campo deve ter todos os bits iguais a zero para quadros MAC. O campo BEtag delimita o início e o fim dos quadros. O campo BAsize contém o tamanho em octetos dos campos MCP Header e do campo Extensões do Cabeçalho.

38. SIP Nível 3 Depois do cabeçalho, temos os endereços de origem e destino. O campo de dados pode variar de 1 a 9188 bytes, sendo mais comum quadros de 1500 bytes, para encapsulamento de dados de redes locais Ethernet/802.3. O campo de fechamento de quadro (trailer) contém informações iguais ao cabeçalho inicial – bits reservados, BEtag e BAsize.

39. SIP Nível 3 O campo MCP Header contém: A identificação do protocolo da camada superior O comprimento do preenchimento (PAD) Um campo para impor uma qualidade de serviço (retardo permitido) aos pacotes Indicação de CRC Indicação de cabeçalhos de extensão – futuras expansões ao cabeçalho Bridging – reservado, sem função

40. Endereçamento SMDS Padrão ISDN (Especificação ITU-T E.164) Quinze dígitos hexadecimais, incluindo: Código de país Código de área ou cidade Número local

41. Endereçamento SMDS Existem ainda dois tipos de endereços: Endereços Individuais – começam com um C hexadecimal Endereços de Grupo – começam com um E hexadecimal – podem ser usados para identificar um grupo de usuários que utiliza o mesmo protocolo (IP, IPX). Endereços com menos de 15 dígitos são preenchidos com Fs

42. Endereçamento SMDS Exemplos: C14075557235FFFF – nó individual dentro da área 407 dos EUA E160462284422961 – endereço de grupo na British Colúmbia, Canadá.