1. Aspectos de Interconexão Prof. Mauro Tapajós

3. Controla a operação da rede fim-a-fim

4. Independe da tecnologia de rede existente

5. Endereçamento a nível de toda a rede (mesmo entre LAN’s e WAN’s)

6. Roteamento dos pacotes pela rede interconectada

7. Procedimentos de controle de congestionamento

8. Fragmentação de pacotes

9. Funções de contabilização

11. Premissa: O cliente não deve se importar com os tipos de redes que existem para oferecer o serviço (transparência)

12. O serviço da camada de rede deve ser orientado a conexão ou sem conexão? (diferença entre o modelo OSI e TCP/IP)

14. A tendência a redes diferentes deve continuar (largas bases instaladas, tecnologias mais novas e baratas)

16. A rede total interconectada aparece como um única grande rede para as aplicações

17. A Internet global é o melhor exemplo, mas Intranets e Extranets também são

18. A implementação de camada de rede é a parte mais importante no funcionamento da rede interconectada

19. Interconexão de Redes

20. Categorias de Interconexão Physical Data Link Network Transport Session Presentation Application Repeaters Bridges Routers Gateways

22. IPX (Novell)

23. Appletalk (Macintosh)

24. DECnet

25. NetBIOS

26. SNA (IBM)

27. OSI (CLNP)

28. XNS (Xerox)

29. Banyan Vines

31. Tunelamento

33. Estrutura de endereçamento: é importante para se ter escalabilidade numa rede

34. Hierarquização pode reduzir as complexidades da operação da rede (tabelas de roteamento, adaptação a topologias, controle de tráfego, mecanismos de prioridade, diagnósticos de falhas, etc)

35. Redes baseadas em circuitos tendem a usar endereços de tamanho variável mas sempre grandes, porém somente durante o estabelecimento do circuito

37. IPv6 : 128 bits ( network-host variável)

38. IPX : 80 bits (32 bits para a rede - 48 bits para host)

39. Appletalk : 24 bits (16 bits para rede - 8 bits para host)

41. Por que é necessária sinalização em camada de rede?

42. É parte da especificação do protocolo

44. Sinalização dentro da própria rede – NNI ( Net to Net )

45. Sinalização in-band e out-of-band

46. Sinalização por canal comum ( common-channel )

48. Cada subrede então poderá transmitir terá um máximo tamanho de pacote IP a

49. Each subnet has a maximum IP datagram length (header + payload) = MTU O D Rede 1 MTU=1500 Rede 2 MTU=1000 R

51. Sistemas operacionais (tamanho de buffers )

52. Protocolos (campos de comprimento)

53. Padrões definidos

55. De uma maneira geral, camadas acima permitem PDU´s maiores

56. Os cabeçalhos originais são copiados e campos específicos para controle da fragmentação são preenchidos

58. Duas estratégias possíveis: fragmentação transparente ou não-transparente Header Original Datagram Hdr 1 Data 1 Hdr 3 Data 3 Hdr 2 Data 2

59. Fragmentação Transparente Os pacotes fragmentados são remontados antes de chegarem ao seu destino

60. Fragmentação Não-Transparente Os fragmentos são remontados somente no destino

62. Fragmentos podem ser fragmentados novamente no seu percurso Rede 1 MTU=1500 Rede 3 MTU=1500 R2 A B Rede 2 MTU=1000 R1

64. Pode-se implementar mecanismos para se deixar claro qual o MTU num determinado caminho (IPv6)

65. Cabeçalhos de protocolos de camada de transporte e aplicação não estarão em todos os fragmentos gerados o que pode prejudicar análises que dependam destes (por exemplo: regras de firewall, mecanismos de QoS baseado em conteúdo, etc)

67. Se a fila de pacotes cresce além da taxa de serviço (saída de pacotes) pode ultrapassar o limite da fila ( buffers )

68. Controle de Congestionamento

70. Solução: aumentar os recursos ou diminuir a carga

71. Se muitos pacotes chegam e os equipamentos não tem capacidade de dar vazão a todos, ocorre congestionamento – não há pré-alocação de recursos

72. Se difere do controle de fluxo (específico entre dois hosts ) por abranger todos os equipamentos de comutação da rede e hosts (característica distribuída)

74. Existe um tempo de processamento por pacote (velocidade de processamento influi)

75. Quantos mais pacotes na fila, maior o atraso para os que estão atrás

76. Aumento de carga é assimilado pela rede até um determinado limite próximo à sua capacidade

77. Depois disso os atrasos por pacotes crescem e levam o throughtput a cair a zero

78. Resposta da Rede ao Tráfego Injetado

79. Situação Ideal

80. Situação Real

82. Por outro lado o seguinte somente pode dar vazão quando o primeiro assim o fizer

83. Esta espera de um roteador por outro cria um impasse

84. Políticas de Operação que Influem

87. Transmissão em taxas uniformes (contratos com operadoras, PVCs) – implementação dos algoritmos de controle da vazão de pacotes

88. Políticas de prevenção com base em uso de circuitos virtuais e aspectos de roteamento

90. Pode-se aceitar novos circuitos virtuais, mas roteando-os por caminhos que desviam do congestionamento

92. Controle de Admissão para Circuitos Virtuais

94. A origem nota que vários pacotes seus estão sendo descartados Estes mecanismos somente dependem dos sistemas finais e não exigem suporte por parte da rede – muita utilização em redes baseadas em datagramas (Ex.: TCP Slow Start )

96. Usado em filas FIFO de roteadores

97. TCP entende perdas de pacotes como sinal para entrar em modo slow start , reduzindo a carga daquela conexão

98. Pacotes perdidos devem ser retransmitidos (atrasos e carga)

99. Dificuldades de sincronização (várias conexões TCP podem sair e entrar em modo slow start trazendo o problema novamente em bloco) Descarte Proativo

101. Evita a preferência pelo tráfego em rajadas descartando pacotes recém - chegados

102. Parâmetros: limites TH min , TH max e probabilidade p a Random Early Detection - RED

104. Warning bit - (usado em Frame-Relay)

106. Baseada em créditos

107. Baseada em limitações de taxa

109. Quando uma linha de saída de um roteador ultrapassa um limiar de aviso, é enviado um “ choke packet ” de volta para a origem do pacote em questão

110. O transmissor assim, fica sabendo que deve diminuir seu tráfego por aquele determinado caminho até que não receba mais choke packets

111. O pacote é “marcado” para não gerar mais choke packets nos roteadores adiante

112. “ Choke Packets ” router router Host

114. Aplicado a contextos com circuitos virtuais ou conexões lógicas

115. Pode ser usado seletivamente sobre conexões determinadas (por exemplo: aquelas que mais estão gerando tráfego)

116. Para ser implementado, a rede deve suportar a sinalização de congestionamento salto-a-salto (por exemplo: X.25 – mas não ATM e Frame Relay)

117. Mecanismos de Sinalização para Controle de Congestionamento

119. É o descarte de pacotes que chegam num roteador saturado

120. Este descarte pode ser seletivo em função do tipo de pacote (prioridades, tempo de vida – TTL, etc)

121. Pode haver um acordo que permita que se transmita a uma taxa maior que a definida no circuito virtual, porém os pacotes terão prioridades menores que o normal (ex.: Frame Relay)

122. Ao descartar pacotes de um segmento, descarta-se os demais do mesmo segmento

124. Transforma um fluxo irregular de pacotes num fluxo regular, aliviando rajadas de tráfego e reduzindo o congestionamento

125. Descarta pacotes quando ultrapassa a capacidade (C)

127. Maior flexibilidade

128. Permite uma maior adequação da taxa de transmissão à chegada de pacotes (regras)

129. Nunca descarta pacotes, somente fichas

131. Estas filas seriam atendidas de maneira igual, enviando um pacote de cada vez

132. Para não beneficiar hosts que produzem pacotes maiores que os que produzem menores, as filas podem ser organizadas para que se envie um byte de cada fila a cada vez

133. No caso de se diferenciar várias fontes de tráfego com diferentes prioridades, pode-se alocar os bytes proporcionalmente

135. Simple Fair Queuing – divide os pacotes que chegam em várias filas para cada fluxo (ou origem) e atende a cada uma delas de umas vez

139. Trata-se de prever o perfil de tráfego que irá ser transmitido e decidir se a rede será capaz de manipulá-lo (acordo com base em mecanismos QoS) – SLA's definidos

140. Existem algoritmos que implementam diferentes “ traffic shapings ”

142. Uma estrutura de dados define entre transmissor e receptor (subrede), as características do fluxo (negociação)

143. Usado em protocolos de reserva de recursos

144. Problema: às vezes não se sabe exatamente o perfil do fluxo desejado

146. Para uma série de novas aplicações, são necessários mecanismos que garantam o tráfego contínuo de pacotes sem alteração e sujeitos a determinadas condições impostas pelas aplicações

147. Para isso mecanismos deve ser implementados, onerando o processamento de rede

149. Grupos de trabalho demonstraram que é possível se oferecer este tipo de suporte sobre uma rede assíncrona de datagramas

151. Normalmente roda sobre UDP e TCP (aplicações básicas da Internet)

153. Melhor exemplo: Tráfego real-time

154. Em caso de congestionamento, continua a enviar a mesma carga na rede (não recua)

155. Requisitos (throughput, atraso, jitter , perda de pacotes)

157. Existe, assim, a exigência então de tratamento preferencial

158. Aplicações que geram este tipo de tráfego devem sinalizar requisitos

159. A rede deve ainda suportar tráfego elástico podendo priorizar recursos para atendimento de tráfego preferencial

162. Indicação do QoS desejado no cabeçalho dos pacotes

163. Requisitos de Aplicação - Exemplos

165. O SLA é um contrato firmado entre um provedor de serviço e um cliente (usuário) detalhando os parâmetros de performance da rede em operação

167. Restrições nos pontos de entrada e saída da rede do provedor, definindo o escopo do serviço

168. Perfis de tráfego consistentes com o serviço que será oferecido (ex. Parâmetros token bucket )

169. A resposta da rede ao tráfego em excesso do cliente