Fundamentos de Redes de Computadoras. Objetivos. Redes Conmutadas. Modulo II: Fundamentos de Redes de Area Extendida (WAN) Redes conmutadas

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Jorge Río Cano
hace 8 años
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1 Fundamentos de Redes de Computadoras Modulo II: Fundamentos de Redes de Area Extendida (WAN) Objetivos Redes conmutadas Circuito Paquetes Conmutación por paquetes Datagrama Circuito virtual Conceptos Frame Relay Redes Conmutadas Transmisión de larga distancia se realiza sobre una red de nodos intermedios. A los nodos no les concierne el contenido de los datos ( relay ) Dispositivos finales son estaciones (en gral. Redes LAN) Una colección de nodos y conexiones contituye la red de comunicación Datos ruteados entre nodo y nodo 1

se realiza sobre una red de nodos intermedios.

2 Nodos Nodos pueden conectarse a otros nodos solamente o a estaciones finales. Los enlaces entre nodos están normalmente multiplexados. La red esta parcialmente conectada Algunas conexiones redundantes son deseables por confiabilidad. Dos tecnologías de conmutación Conmutación por Circuito Conmutación por Paquetes Red conmutada Conmutación por Circuito Camino de comunicación dedicado entre dos estaciones Tres fases Establecimiento Transferencia Desconexión Debe poseer capacidad de conmutación y de canal para establecer conexión Debe poseer inteligencia para ruteo 2

Dos tecnologías de conmutación Conmutación por Circuito Conmutación por Paquetes Red conmutada Conmutación por Circuito Camino de comunicación

3 Conmutación por Circuito - Aplicaciones Ineficiente para tráfico de datos Capacidad del canal dedicada durante la duración de la conexión Establecimiento y terminación de la conexión (consume tiempo y recursos) Desarrollada para tráfico de voz (teléfono) Red Pública Conmutada por Circuito Principios de Conmutación por Paquetes Conmutación por circuito diseñada para voz: Recursos dedicados a una llamada en particular Mayoría del tiempo una conexión de datos está desocupada (tráfico de ráfagas) Velocidad de Transmisión es fija Ambos extremos trabajan a la misma velocidad de transmisión 3

Circuito Principios de Conmutación por Paquetes Conmutación por circuito diseñada para voz: Recursos dedicados a una llamada en particular Mayoría

Conmutación por Paquetes Operación Básica Datos transmitidos en pequeños paquetes Tipicamente del orden de los 1000 Bytes (o menores) Mensajes de mayor tamaño fragmentados en una serie de paquetes

4 Conmutación por Paquetes Operación Básica Datos transmitidos en pequeños paquetes Tipicamente del orden de los 1000 Bytes (o menores) Mensajes de mayor tamaño fragmentados en una serie de paquetes mas pequeños (Fragmentación) Cada paquete contiene datos e info de control PDU (Protocol Data Unit) Encapsulación Info Control Ruteo y direccionamiento Paquetes son recibidos, almacenados temporalmente (en buffers) y retransmitidos al próximo nodo Almacenamiento y Retransmisión ( Store and forward ) Diagrama Ventajas Eficiencia de Línea Unico enlace nodo a nodo puede ser usado por muchos paquetes a lo largo del tiempo Paquetes encolados y transmitidos tan rápido como sea posible. En conmutación por circuito, la capacidad temporal se reserva a priori. Conversión de Velocidad de Transmisión Cada estación se conecta al nodo local a su propia velocidad Nodos almacenan datos si necesita ajustar velocidades diferentes Paquetes son aceptados aún cuando la red está ocupada Entrega puede sufrir demoras (disminución de performance) Pueden usarse mecanísmos de prioridades 4

temporalmente (en buffers) y retransmitidos al próximo nodo Almacenamiento y Retransmisión ( Store and forward ) Diagrama Ventajas Eficiencia de Línea Unico enlace nodo a nodo puede ser usado por

5 Técnicas de Conmutación Estaciones dividen grandes mensajes en paquetes Paquetes enviados secuencialemnte a la red Paquetes son manipulados en dos maneras Datagrama Circuito Virtual Datagrama Cada paquete manipulado en forma independiente Paquetes pueden tomar cualquier ruta Paquetes pueden arribar fuera de orden Paquetes pueden perderse El receptor deberá (o no) reordenar y/o recuperar paquetes perdidos. El reordenamiento lo puede hacer el último nodo en la red conmutada o la estación destino. Datagrama (Diagrama) 5

tomar cualquier ruta Paquetes pueden arribar fuera de orden Paquetes pueden perderse El receptor deberá (o no) reordenar y/o

6 Circuito Virtual Ruta establecida antes que se envíe un paquete. Paquetes de Call request y call accept para establecimiento de la conexión ( handshake ) Cada paquete contiene un identificador de circuito virtual (en lugar de una dirección destino) No se requiere decisión de ruteo para cada paquete Clear request para desconexión o terminación de circuito No existe un camino dedicado Circuito Virtual (Diagrama) Circuitos Virtuales vs Datagrama Circuitos Virtuales Red puede proveer secuenciamiento y control de error Paquetes retransmitidos más rápidamente. No se realizan decisiones de ruteo Menos confiable Pérdida (caída) de un nodo pierde todos los circuitos a través de ese nodo. Datagrama No existe fase de establecimiento del circuito virtual Mejor si son pocos paquetes a transmitir Más flexible Ruteo puede ser usado para evitar congestión en ciertas porciones de la red. 6

decisión de ruteo para cada paquete Clear request para desconexión o terminación de circuito No existe un camino dedicado Circuito Virtual (Diagrama) Circuitos Virtuales vs Datagrama Circuitos

7 Tamaño Paquete Se supone: Mensaje en (a): 40 Bytes Header en (a): 3 Bytes Tiempo Transmisión: Disminuye a medida que trabajamos con paquetes de menor tamaño hasta un cierto punto Por qué? Conmutación por paquete vs. Circuito Performance (rendimiento) Retardo de propagación Tiempo de Transmisión Retardo de Nodo Secuencia de Eventos (Temporal) 7

cierto punto Por qué? Conmutación por paquete vs.

8 Tabla comparativa Conmutación circuito Datagrama Circuitos Virtuales Ruta Dedicada Ruta NO dedicada Ruta NO dedicada Transmisión Datos Contínua Paquetes Paquetes No se almacenan mensajes Se pueden almacenar Se pueden almacenar Ruta establecida para toda la comunicación Retardo en establecimiento llamada. Señal de ocupado si el destino esta ocupado. Sobrecarga puede bloquear el establecimiento llamada. No existe retardo en llamadas establecidas. No existe conversión de velocidad Ruta para cada paquete Retardos intermedios (variables) Control de congestión Sobrecarga aumenta retardo de paquetes Existe conversión de velocidad Ruta establecida para toda la comunicación Retardo establecimiento llamada. Retardos intermedios. Notifica denegación de conexión. Sobrecarga puede bloquear establecimiento llamada. Aumenta retardo de paquetes. Existe conversión de velocidad Ancho de Banda Fijo Uso dinámico del A.B. Uso dinámico del A.B. No existen bits suplementarios (control) Bits suplementarios Bits suplementarios Redes conmutadas por paquetes X.25 X.25: estándar de ITU para WAN Especificado en los tres niveles inferiores de OSI Capa Física: ej: X.21 ó RS-232 Capa de Enlace: LAPB (Link Access Protocol Balanced) Capa Red o nivel de Paquete: PLP Establecimiento de circuitos virtuales Velocidades: 9,6Kbps hasta 128Kbps Desarrollado en los 1970 Actualmente Obsoleto. Redes conmutadas por paquetes Frame Relay Frame Relay: Nivel 2 de OSI Más eficiente que X.25, pero menos robusto Desarrollado en los Velocidades: hasta 2Mbps Orientado a conexión: SVC y PVC Anterior a ATM (Asynchronous Transfer Mode) 8

Sobrecarga puede bloquear el establecimiento llamada. No existe retardo en llamadas establecidas.

Frame Relay Arquitectura Plano de control Responsable de establecimiento y liberación de conexiones lógicas Canal lógico separado de datos (out-band) Control de enlace confiable, Control de error y

9 Frame Relay Arquitectura Plano de control Responsable de establecimiento y liberación de conexiones lógicas Canal lógico separado de datos (out-band) Control de enlace confiable, Control de error y flujo Transporte de mensajes de señalización de control (Q.933) Plano Usuario LAPF: Transferencia de información entre extremos (usuarios finales) Frame Relay Gestión del tráfico DE (Discard Elegibility) Velocidad Acceso Bc Be Tc CIR EIR Frame relay Ejemplos de Gestión del tráfico 9

10 Ejemplo Problema WAN Diseño Frame Relay Una empresa financiera que tiene oficina principal en Tucumán y sucursales en Salta, Jujuy, Santiago y Catamarca necesita conectividad para sus sistemas de información. Una de las soluciones propone vincular la oficina de Tucumán con las sucursales a través de una red frame relay, utilizando PVCs con un CIR del 50% de la velocidad de la línea de acceso a red de cada sucursal. Dada la carga de trabajo de cada lugar, para Salta se optó por una línea de acceso de 256Kbps y para el resto de las sucursales de 128Kbps. a. Dibuje el esquema de red propuesto. b. Determine la velocidad adecuada para el acceso a red en Tucumán, tener en cuenta que las velocidades posibles son 64, 128, 256, 384, 512, 768, 1024 y 2048Kbps. c. Se abrió una nueva oficina en La Rioja que hay que vincular a la red con un acceso de 128Kbps, Cir: 64Kbps. Cómo impacta en el funcionamiento de la red? d. Por norma del BCRA, las empresas financieras deben poseer un sitio de contingencia para el procesamiento de la información. Se planea que Salta cumpla esa función. e. Dibuje el esquema red completo y resuelva este nuevo requisito. Asignar DLCI. f. Qué CIR contrataría para los PVC de contingencia? Por qué? Acceso a la WAN ÚLTIMA MILLA : se refiere la parte de las redes que conecta los usuarios finales (residenciales o corporativos) a las redes de las operadoras de telecomunicaciones Puede ser utilizando medios guiados (cobre, fibra) o no guiados (radio) o una combinación. ULTIMA MILLA: Tecnologías y arquitecturas de acceso CU > 1500 mts POTS ADLS2+ 6 Mbps Cu (Voz y Datos) FO (Voz y Datos) FTTE Cu (Voz y Datos) FTTC FO Cu (Voz) Cu (Voz y Datos) NGN Cu < 1500 mts POTS ADLS2+ 20 Mbps FTTB FTTH GPON Full FO ToIP BB 100 Mbps FO FTTC Acortamiento Cu < 1000 Mts VDSL2 50 Mbps Cu (Voz y Datos) 10

Una de las soluciones propone vincular la oficina de Tucumán con las sucursales a través de una red frame relay, utilizando PVCs con un CIR del 50% de la velocidad de la línea de acceso a red de cada

Las Toninas Asunción Uruguayana Fray Bentos Montevideo Americas II Brasil Sao Pablo Fortaleza Rio de Janeiro

11 Florida (USA) Florida (USA) Ecuador Colombia Perú Santiago ST. Croix Arica Chile Aruba Venezuela Bosque Alegre Bolivia Paraguay Bs.As. Las Toninas Asunción Uruguayana Fray Bentos Montevideo Americas II Brasil Sao Pablo Fortaleza Rio de Janeiro Atlantis II a Europa Arquitecturas de acceso fijo ULTIMA MILLA Fuente: The Broadband Future (KeyMile) Octubre 2010 Topología ADSL ULTIMA MILLA Central Proveedor SISTEMA DE FIBRA OPTICA SUBMARINA 11

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