5 - redes de computadores - fr-atm-mpls

Redes de Computadores

- Enlaces WAN -

Prof. André Peresandre.peres@poa.ifrs.edu.br

Sobre este material

• Vídeos da apresentação em:

Parte 1 - Enlace WAN Frame Relay

Parte 2 - ATM, Internet e MPLS

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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

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• Frame Relay• Quadro: Criação do DLCI - Data Link Connection Id

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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

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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

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Roteador da matriz:Destino = subrede Filial 1 → DLCI = 12

Enlaces WAN

• Frame Relay• Ex: comunicação entre Matriz e Filial 1

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Switch 1DLCI = 12 → saída p2 com DLCI=22

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• Frame Relay• Ex: comunicação entre Matriz e Filial 1

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Switch 2DLCI = 22 → saída p2 com DLCI=60

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• Frame Relay• Ex: comunicação entre Matriz e Filial 1

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Switch 3DLCI = 60 → saída p4 com DLCI=89

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• Frame Relay• Ex: comunicação entre Matriz e Filial 1

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Roteador da FilialRecebe o quadro da Matriz

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• Frame Relay• Controle de Congestionamento

• congestionamento = recurso < demanda• soluções:

• aumentar recursos• diminuir demanda

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• Frame Relay• Controle de Congestionamento

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Switch S2congestionamento em sua porta P1

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• Frame Relay• Controle de Congestionamento

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Switch S2Notifica os switchs seguintes ao fluxo que

existe congestionamento: FECN=1Forward Explicit Congestion Notification

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• Frame Relay• Controle de Congestionamento

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Switch S2Notifica os switchs da origem do fluxo que

existe congestionamento: BECN=1Backward Explicit Congestion Notification

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• Frame Relay• Controle de Congestionamento

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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

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• Frame Relay• Garantia de banda

• O link FR possui:• PIR = CIR + EIR - capacidade do link

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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

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Enlaces WAN

• ATM - Asynchronous Transfer Mode

• Cabeçalho da célula

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Enlaces WAN

• ATM - Asynchronous Transfer Mode

• Cabeçalho da célula

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Célula UNIUser-Network Interface

Entre Roteador e Switch 1

Célula NNINetwork-Network Interface

Entre Switchs

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• ATM - Asynchronous Transfer Mode

• Cabeçalho da célula

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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, ...