ip alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése

1

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése

15/3

2

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I.

Az előző előadás tartalma Az Informatikai Tanszékcsoport hálózata és

menedzselése A távközlés világának fontos szervezetei Az OSI modell Vezetékes átviteli megoldások és jellemzők

ismertetése. Vezetékmentes átviteli megoldások és

jellemzők ismertetése.

3


Tartalom Közegmegosztás Modulációs módszerek A távközlő hálózatok története Kommunikációs hálózatok Vonalkapcsolt technológiák ismertetése

SONET/SDHATMMLPSHullámhossz forgalomirányítás

4


Források Online:

http://www.trendcomms.com/multimedia/training/broadband%20networks/web/logo/general.htm

http://www.epanorama.net/documents/telecom/ulaw_alaw.html

Offline:Harry G. Peros: Connection-Oriented NETWORKS

(47-130)

5


Közeg megosztás Multiplexálás Típusai

TDMAFDMACDMAPDMASDMA

6


Modulációs megoldások Ahhoz, hogy egy jelet az adott közegen

sikeresen továbbítsunk gyakran modulációra van szükségünk. Így olyan jellemzőkel bíró jelet kapunk amely megfelelő mutatókkal bír az adott közegen.

Analóg/DigitálisAmplitúdóFázisFrekvencia

7


Egyéb modulációs megoldások OOK – On Off Keying QPSK – Quadrature Phase Shift Keying QAM – Quadrature Amplitude Modulation CAP – Carrierless Amplitude Modulation DMT – Discrete Multitone Modulation CDMA – Code Division Multiple Access

FHSS – Frequency Hopping Sperad SpectrumDSSS - Direct Sequence Spread Spectrum

8


A távközlő hálózatok története I. Telefon beszélgetés átvitele

Analóg rendszer (FDM) A fül hallás görbéje és a beszéd

érthetősége alapján 300-3400 Hz-es tartományt kellett átvinni

A telefonközpontba minden előfizetőnek egy dedikált érpár.

Telefonközpontok között ez nem megoldható (x 100 érpár)

Megosztott közeg Frekvenciaosztás minden

beszélgetés egy-egy külön frekvenciasávot kapott ezt szűrökkel és modulálással érték el.

Rossz hangminőség, nehézkes karbantarthatóság, nehezen vagy nem skálázható

FrekvenciaC

silla

pítá

s

9


A távközlő hálózatok története II. Időosztásos közegosztás (TDM) Digitális rendszer (1962 Bell Labor)

Nyquist – egy periodikus analóg jel a frekvenciájának kétszeresével mintavételezve veszteség nélkül visszaállítható a mintákból

Pulzus Kód Moduláció (PCM Pulse code modulation) (PAM, PPM,..) ITU-T G.711 (CCITT) Mintavételezés – 8000 Hz Kvantálás - a 8 bites lineáris hozzárendelésnek nincs elég dinamikája (fül 0-

120dB) ezért 12-14 bites mintavételezés van és ezeket az értéket logaritmikusan 8 bithez rendelik (több lépés az alsó szinten, kevesebb a felsőn)

A szabály - Európában szabály – USA

Kódolás – A jelet a csatorna feltételeihez illesztik. Pl.: órajel kinyerés

1m

m

A

1,

m

maln1

Aln1

)msgn(

A

1

m

m,

m

m

Aln1

A

y

pp

pp

10


Kódolás A fizikai közegen való átvitelhez a jelet érdemes

átalakítani (pl. ne legyen egyáramú összetevő, szinkron jel kinyerés, …)

Vonali kódolás NRZ (Non Return Zero) RZ (Return Zero) AMI (Alternate Mark Inversion) HDB3 (High Density Bipolar Three Zeros) CMI(Coded Mark Inverted)

11


A távközlő hálózatok története III. Időosztásos közegosztás (TDMA)

Multiplexelés – egy csatornán több csatorna továbbítása

125 mikrosec a keret hosszaE1 – Európa - 30 csatorna 2048 Mbit/sT1 – USA – 24 csatorna 1,544 Mbits/s

12


Plesiochronous digital hierarchy Max.: 140Mbit/s Bit multiplexelés A T1-re vagy az E1-re épül Minden következő szint négy alsóbbszintű

csatornát tartalmazhat

13


Szinkronizáció Független oszcillátorok, szabványba foglalt

pontosság A pont-pont kapcsolatoknál nincs probléma

mert a jelből ki lehet venni az órajelet A multiplexereknél probléma

Üres bitek beiktatásával (Justification) szabályozzák a kimenő jel sebességét

Ezek végül összeadódnak és egy keret kihagyást, vagy ismétlést eredményeznek

14


PDH hátrányok Különböző szabványok, csak átalakítóval lehetett

őket összekötni Adat átvitelnél zavaró lehet a fázisugrás Rézvezetékre tervezték Nem tartalmaz hálózatfenntartáshoz szükséges

információkat (backup vonal, …) Az egyes adatfolyamokhoz csak a teljes

demultiplexálás után lehet hozzáférni Pont-pont topológiára lett tervezve Nehéz konfigurálni

15


Igények a mai kommunikációs hálózatokkal szemben

Átviteli képesség Garantált Időszakos csúcsokkal, szünetekkel

Késleltetés <150ms <1,2 s Lényegtelen

Késleltetés ingadozás Nem fontos Adott keretek között mozoghat

Hibaarány Minél alacsonyabb hibaarány Egy adott szintig nem zavaró tényező

16


Kommunikációs hálózatok

Kapcsolt kommunikációs hálózatokÜzenetszórásos kommunikációs

hálózatok

Kommunikációs Hálózatok

- Ethernet- Csomag kapcsolt rádió hálózat- Műholdas hálózat

Áramkörkapcsolt kommunikációs hálózatok

Csomag kapcsolt kommunikációs hálózatok

- Telefon hálózat- Hullámhossz irányított hálózat

Kapcsolat orientált kommunikációs hálózatok

Kapcsolat mentes kommunikációs hálózatok

- X.25- ATM- Frame Relay- MPLS

- IP, IPX

17


Garantált szolgáltatások Minőségi garanciák? Vonalkapcsolt Cellakapcsolt Csomagkapcsolt

18


SDH/SONET Synchronous Digital Hierarchy

Bájt multiplexelésSzinkronizált órák

ElemekRegenerátorLine terminating multiplexers(LTMUX vagy PTE)Add&Drop multiplexers (ADM)Digital cross-connects (DXC)

19


SDH Referencia modell

Regeneration Section (RS) RSOH

Multiplex Section (MS) MSOH

Higher Order Path (HOP) HO-POH

Lower Order Path (LOP) LO-POH

20


SDH topológiák Pont-pont Több pont (ADM) Gyűrű (legnépszerűbb) Csillag

21


SDH szolgáltatások Átviteli szolgáltatások

Konténerek (C-n) Hozzáférés biztosítása a telekommunikációs

hálózathozPDH SDH felettATM SDH felett IP SDH felett

22


SDH hibatűrés Hibatűrési megoldások

Tagolás Visszaalítás

Speciális DXC Dinamikus, kevesebb backup

vonal van mint amennyi aktív

Út védelem Multiplex section protection (Vonal)

ITU-T G.783 (1:1, 1:N) Multiplex section protection (Gyűrű)

ITU-T G.841 Dedikált Megosztott (2,4 optikai kábellel)

23


STM1-es keret

24


Konténerek C tárolók Path Overhead Virtuális tároló VC

25


SDH multiplexelés

26


Problémák az SDH-val Mivel az erőforrásokat az SSN7 segítségével

egy-egy összeköttetés erejéig minden kapcsolat számára lefoglaljaTelefon, videó beszélgetésekre optimális,

garantálja a minőségetAdatkommunikációra pazarlóan bánik az

erőforrásokkal.Bonyolult, más mint a jól ismert IP/TCP

27


ATM – Asynchronous Transfer Mode ITU-T 1987 Adat, hang, videó hatékony továbbítására lett kifejlesztve Architektúra

Kapcsolatorientált (az adat átvitel előtt az útvonalat lefoglalja) Csomagkapcsolt Kapcsolatonkénti QoS kezelés Az ATM elemek között nincs hibakezelés és folyam vezérlés (optika)

Nem igazán váltotta be a hozzá fűzött reményeket Jelenleg tipikusan

ISP gerinc Mobil szolgáltató gerinc (AAL2) Áramkör emulálás (T1/E1)

28


ATM felépítése Fizikai Réteg

Az ATM független a fizikai rétegtőlKét alréteg

Transmission convergence (TC) Hiba detektálás Folyamatos cella küldés/fogadás (ha nincs forgalom akkor is)

Physical Medium Dependent (PMD) Időzítés Kódolás/Dekódolás (8B/10B)

ATM réteg ATM adaptációs réteg Hang/Adat/Videó

29


ATM réteg Vég-vég összeköttetéssel foglalkozik Feladata:

Kapcsolat orientált csomag kapcsolás Fix méretű cellák Cella kapcsolás Nincs hiba és folyam kezelés Címzés (OSI SNAP, E.164) QoS

CBR – Constant Bit Rate (áramkör emuláció) RT-VBR – Real Time Variable Bit Rate (hang, videó) NRT-VBR – Non Real Time Variable Bit Rate (késleltetés érzékeny Frame

Relay) ABR – Available Bit Rate (TCP/IP) UBR – Unspecified Bit Rate GFR – Guarantied Frame Rate (nem real time, minimális garantált

sávszélesség) Torlódás vezérlés

Preventív (Call Admission Conrtol) Reaktív

30


ATM Adaptációs réteg ATM-AAL Convergence Sublayer (CS)

Service Specific Convergence Sublayer (SSCS) Common Part Sublayer (CPS)

Segmentation and Reassembly Sublayer (SAR) Öt különböző AAL lett szabványosítva

AAL1 Konstans bit sebességű szolgáltatások (emulált hálózat, hang., video) Képes detektálni a hiányzó és rosszul route-olt cellákat Képes kezelni a késleltetéseket (buffer) A bithibák kezelésére Forward Error Correction – FEC Időzítési információk átvitele

AAL2 Késleltetés érzékeny, kicsi, válozó átviteli igényű forgalom számára. (Fax,

beszéd, Mobil telefon!) Több ilyet visz át egy ATM kapcsolaton Nincs SAR, a felhasználókat SSCS szerint különbözteti meg a CPS. (CID)

AAL5 Adatátvitel. Nem garantált továbbítás. Pl.: IP and ARP over ATM, 802.2 LLC PDU, ATMARP szerver

SAAL

31


ATM cella 53 byte

5 byte fejléc 48 byte tartalom

Típusai: UNI – User Network Interface

GFC – Generic flow control VPI – Virtual Path Identifier VCI – Virtual Channel Identifier - VCC PTI – Payload Type Indicator

(User data/Congestion/Managemenet Data) CLP – Cell Loss Priority HEC

NNI – Network Network Interface Ugyanaz csak nincs GFC

Connection Identifier (CI)

32


ATM kapcsolat Label swapping

A VPI/VCI páros csak link jelentőségű, minden linken más-más lehet. (Egyszerűbb cím kiosztás)

A kapcsolat típusa:Pont-pontPont-több pont

A kapcsolás típusa:PVC – Pernament Virtual Connection (manuális)SVC – Switched Virtual Connection (real-time

autómatikus, Q.2931) A – SETUP – Ingress – egress- SETUP Call Admission Control (CAC)

33


MPLS - Multiprotocol Label Switching Cisco tag switching Eredetileg az volt a cél ami a nevében van (IPX, Apple Talk,…

támogatás) IETF RFC Kapcsolat orientált szolgáltatás rendszer az IP rendszerbe A kapcsolás folyamatát gyorsítja fel

FIB (Forwarding Information Base) FEC (Forwarding Equivalent Class) LFIB (Label Forward Information Base) Label

Elemei: LSR – Label Switching Router MPLS Node MPLS tartomány MPLS edge node

34


Explicit forgalomirányítás OSPF, BGP, … hop by hop Egy csomghoz több label is tartozhat (Label

stack) Explicit útvonal

Szigorúan explicitLazán explicit

35


Hullámhossz Forgalomirányítás IETF, ITU-T szabványok A kapcsolás a különböző WDM linkek között optikai úton

történik Gyors Nagy megbízhatóság (évente 6 perc kiesés)

Optikai útvonalakat alakítanak ki (Light path) OXC

Nincs konverzió Részleges konverzió Teljes konverzió

Statikus Dinamikus

Topológia: Gyűrű …

ITU.T G.709 Digitális Csomagoló

36


Tartalom Közegmegosztás Modulációs módszerek A távközlő hálózatok története Kommunikációs hálózatok Vonalkapcsolt technológiák ismertetése

SONET/SDHATMMLPSHullámhossz forgalom irányítás

37


Tartalom Access Networks (Hálózati Hozzáférést

Biztosító hálózatok)xDSLKábelTV-s hálózat

Helyi hálózatok (LAN családok). A 802.x szabvány család megismerése

ip alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése

Documents