2 redes convergentes - introduÇÃo
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REDES
CONVERGENTES
PROFESSOR: MARCOS A. A. GONDIM
Roteiro
Introdução a Redes Convergentes.
Camadas de uma rede convergente.
Desafios na implementação de redes
convergentes.
Introdução a Redes Convergentes.
Conceito de convergência: realizar a
consolidação de diferentes tipos de
tráfegos de aplicações em uma mesma
rede IP.
Propósitos de uma rede convergente
Redução de custos com operação e infra-estrutura.
Combinar serviços de voz e dados em uma só rede.
Oferecer serviços integrados.
Convergência de payload: transporte de diferentes tipos de informações na mesma unidade de dados.
Propósitos de uma rede convergente
Convergência de protocolo: propõem utilizar um
único protocolo roteável (geralmente o IP).
Convergência de dispositivos: em sua
arquitetura os dispositivos de rede suportam
diferentes tecnologias em um mesmo sistema.
Convergência organizacional: centralização de
recursos de rede, telecomunicações e serviços.
Camadas de uma rede convergente
Três camadas compõem a arquitetura de
uma rede convergente:
Camada de Serviço.
Camada de Controle de Chamadas.
Camada de Acesso e Transporte.
Camada de Serviço
É constituída por servidores de aplicação e base
de dados que controlam a lógica de execução
dos serviços.
Utiliza plataformas de Hardware (Ex: Servidores
Linux, Windows, Solaris) que podem ser
reutilizados para prestação e outros serviços.
Camada de Controle de Chamadas
É responsável pelo estabelecimento, tarifação e supervisão das chamadas.
É nesta camada em que atuam os protocolos de sinalização. Exemplo: SIP, H.323 e IAX (desenvolvida pela Digium – Asterix).
Elementos que compõem esta camada: call agents. Exemplos: softswitch, SIP Server e Media Gateway
Controller.
Call Agents
Softswitch: realiza o controle de chamadas telefônicas. Realiza a tradução e associação de um número telefônico para um endereço IP.
SIP Server: armazenamento de informações úteis para tarifação, autenticação de usuários e gerenciamento de chamadas.
Media Gateway Controller: recebe informações de sinalização (Ex: dígitos discados) do Media Gateway e realiza a conexão entre origem e destino para realização do tráfego de voz.
Camada de Acesso e Transporte
Esta camada contém os elementos que compõem o backbone IP da rede convergente.
Compõem esta camada: switches, roteadores e media gateways.
É nesta camada que os CODECs atuam sobre os sinais de voz ou vídeo.
Exemplos de CODECS: G.711, G.722, G.726, G.729.
Desafios na implementação de
redes convergentes
A Internet fornece serviço do tipo melhor esforço (best effort), onde as transmissões são concorrentes.
No best effort não há garantias de banda, preocupações com atraso, variações de tempo no envio de pacotes ou perdas.
Isto que dizer que o provedor se compromete a se esforçar para fornecer uma boa qualidade, mas não há garantias.
Este serviço atende parte da demanda atualmente utilizada por usuários de redes particulares ou Internet.
Desafios na implementação de
redes convergentes
Na implementação de uma rede
convergente alguns pontos merecem
atenção:
Atraso.
Jitter.
Perdas de Pacotes.
Atraso fim-a-fim
É o intervalo de tempo entre o instante em
que o pacote é enviado pelo transmissor e
recebido no pelo destino.
O atraso é descrito pela expressão:
D(t) = V+h+d(t)+B.
Atraso
Onde:
V – atraso devido a digitalização (amostragem, quantização e
codificação) do sinal. Seu valor exato depende do hardware e CODEC utilizados.
h – tempo necessário para que o sinal de voz seja inserido nos pacotes no transmissor e extraído no receptor.
d(t) – atraso introduzido pela rede no instante t. Soma dos tempos para ser encaminhado através de switches, roteadores, Proxy e verificado por firewalls.
B – tempo de espera da aplicação de destino devido ao tempo em que o pacote fica retido no buffer do receptor para supressão da variação do atraso (jitter).
Atraso de ida e volta
(round-trip time - RTT)
Corresponde ao tempo que uma
mensagem leva para sair do transmissor,
atingir o receptor, ser devolvida por este e
finalmente ser recebida de volta pelo
transmissor.
Observações sobre atraso
Devido às assimetrias da rede TCP/IP os
atrasos de ida e volta não são
necessariamente os mesmos.
Com isto o atraso de ida e volta não
corresponde necessariamente ao dobro
do atraso fim-a-fim.
Observações sobre atraso
O atraso fim-a-fim não deve exceder 150ms em aplicações sensíveis a atrasos.
Na presença de eco (VoIP) o atraso tolerável fica restrito a cerca de 25ms.
Um atraso máximo de 25ms inviabiliza a utilização de aplicativos VoIP.
Métodos de cancelamento de eco são essenciais em comunicações VoIP.
Jitter
A variação dos atrasos dos pacotes dentro da rede é chamado jitter.
Ocorre devido a: a perda de pacotes;
diferentes rotas percorridas por cada pacote;
chegada desordenada dos pacotes ao destino;
intervalos irregulares no tráfego dos pacotes.
Para minimizar os efeitos do jitter é utilizado um acumulador (jitter buffer) ao custo de um atraso adicional.
Jitter
Os jitterbuffers podem ser estáticos ou
dinâmicos.
Estático: o tamanho do acumulador é fixo.
Dinâmico: varia com as estimativas
realizadas pelo sistema, através da análise
da variação do atraso dos pacotes recebidos
em tempo real.
Perda de pacotes
Perdas de pacotes geram lacunas no fluxo
de comunicação devido a vários motivos:
Flutuação dos tempos de resposta.
Ruídos.
Problemas com rede elétrica.
Interferências em redes sem fio.
Transbordamento de buffer.
Descarte pela implementação de QoS ou protocolos.
Perda de pacotes
Em aplicações de transferência de
arquivos são utilizados protocolos ARQ
(Automatic Repeat Request) para
recuperação de dados perdidos via
retransmissão.
No entanto para aplicações de fluxo
contínuo em tempo real o ARQ torna a
solução impraticável.