Conmutación de circuitos

Transcripción

1 Conmutación de circuitos Tema 4 Redes de Comunicación I Características La conexión se establece antes de la transferencia de información Red es transparente al usuario (como si hubiese conexión directa A-B) Inconveniente: se asigna un camino dedicado y exclusivo. En datos no se utiliza durante el 00% del tiempo poco eficiente Idóneo para sistemas de transmisión de voz: señal analógica, en los orígenes de esta tecnología retardo pequeño y constante durante la trasferencia de información velocidad constante de transmisión en full-dúplex se transfiere información en torno al 00% del tiempo de conexión Tema 4 Redes de Comunicación I

2 Redes bloqueantes Redes bloqueantes y no bloqueantes: Bloqueantes: se produce bloqueo cuando no existe camino libre entre dos estaciones (redes de transmisión de voz) No bloqueantes: permiten que todas las estaciones se conecten simultáneamente por parejas y atiende todas las solicitudes siempre que el destino no esté ocupado (redes de datos) Cuasi-no bloqueantes: con probabilidad de bloqueo cercana a cero. Tema 4 Redes de Comunicación I 3 Conmutadores espaciales monoetapa Cada estación se conecta a una línea de entrada y otra de salida. Características de conmutador monoetapa: N puntos de cruce Lineas salida Para cada pareja existe un único camino Máximo de N puntos activos en cada instante sobre N existentes. + Es no bloqueante (máximo nº puntos de cruce necesarios) a d a r t n e s a e n i L Tema 4 Redes de Comunicación I 4

3 Conmutadores espaciales de 3 etapas + Reducción de puntos de cruce + Para cada pareja existe más de un camino posible + Mayor utilización de puntos de cruce. Mayor complejidad: en una etapa basta habilitar una puerta; en varias etapas hay que determinar un camino libre y habilitar las puertas correspondientes. Conmutador de varias etapas puede ser bloqueante. Para convertirlo a no bloqueante aumentar número o tamaño de etapas intermedias mayor coste y complejidad. Tema 4 Redes de Comunicación I 5 Redes multietapa [Mart00] Tema 4 Redes de Comunicación I 6 3

4 Redes de 3 etapas + Menor nº puntos de cruce N c= Nk+ k n + K caminos alternativos para cada par. Puede ser bloqueante. Determinar k para eliminar el bloqueo: k >= n- Determinar c minimo para redes sin bloqueo. Tema 4 Redes de Comunicación I 7 Nº mín. puntos de cruce en redes de 3 etapas no bloqueantes: N k = n c = N(n-) + (n-) n N si n c N(n) + (n) n dc N mínimo c haciendo = 0 nop = dn min ( ) c = 4N N Tema 4 Redes de Comunicación I 8 4

5 Definiciones finales Conmutación de circuitos: se establece un camino entre dos estaciones a través de uno o más nodos de conmutación. Conmutación por división en el espacio: la conexión a través del conmutador toma un camino físicamente separado y exclusivo. Conmutación por división en el tiempo: los intervalos de tiempo en un flujo de datos multiplexado se manipulan pasando los datos de la entrada a la salida. Tema 4 Redes de Comunicación I 9 Conmutación de paquetes Tema 4 Redes de Comunicación I 0 5

6 Comparación de técnicas de conmutación CONM. PAQUETES (Datagramas) Tema 4 Redes de Comunicación I Comparación de técnicas de conmutación Conmutación de Circuitos Transmisión transparente de información Adecuada para uso interactivo Mensajes no almacenados Ruta establecida para toda la comunicación Retardo de llamada. Retardo de transmisión despreciable Sobrecarga puede bloquear la llamada. No hay retardo una vez establecida Ancho de banda fijo Conmutación de Mensajes Transmisión de mensajes Conmutación de Paquetes (Datagrama) Transmisión de paquetes Conmutación de Paquetes (Cto. Virtual) No adecuada para uso interactivo Adecuada para uso interactivo Almacenamiento de mensajes para envío Almacenamiento de mensajes para envío Ruta establecida por Ruta establecida por Ruta establecida para mensaje paquete toda la comunicación Retardo de llamada. Retardo de transmisión Retardo de transmisión Retardo en transmisión de mensajes de paquetes de paquetes Sobrecarga puede Sobrecarga incrementa Sobrecarga incrementa bloquear la llamada e el retardo de los el retardo de los incrementa el retardo mensajes paquetes de los paquetes Ancho de banda en función del trafico Tema 4 Redes de Comunicación I 6

7 Encaminamiento: características Instante de decisión: Datagrama Circuitos virtuales: la ruta puede variar dinámicamente Fuente de información de red: Ninguna información Local: coste (capacidad, retardo) en cada linea de salida Nodos adyacentes Todos los nodos Frecuencia de actualización de información: Ninguno (estrategias aleatorias o de inundación) Continuo: información local (coste lineas de salida) Cambios de topología de la red (estrategía estática) Periódica (estrategía adaptable) Tema 4 Redes de Comunicación I 3 Comparativa según el lugar de encaminamiento Decisión Conocimiento Bucles Fijado en Origen Nodo origen Nodo origen deben conocer el estado de toda la red No Salto a salto Todos los nodos Todos los nodos con conocimiento parcial de la red (las mejores rutas) Puede haberlos si conocimiento de red no es completo Tema 4 Redes de Comunicación I 4 7

8 Algoritmos de mínimo costo Calculan la distancia mínima de cada nodo al resto de los nodos. Algoritmos de Dijkstra: Ejecución para un nodo complejidad de orden N Ejecución para todos los nodos orden N 3 Algoritmos de Bellman-Ford Iteraciones incrementado el número de saltos. Ejecución para un nodo complejidad de orden N 3 Encuentra las mejores rutas tras ejecutar la mayoría de las iteraciones. Tema 4 Redes de Comunicación I 5 Estrategias de encaminamiento Estático: rutas predefinidas. Suelen actualizarse con cambios topológicos de red. Cuasi-estático: rutas alternativas para cada enlace. Centralizado: nodo central gestiona las tablas. Distribuido: todos los nodos crean sus tablas de encaminamiento. Aislado (Inundación) Aleatorio: se envía el paquete por una de las salidas disponibles (asignar probabilidades) Tema 4 Redes de Comunicación I 6 8

9 Estrategias de encaminamiento Estático: El más sencillo. Poco robusto, no adaptable al estado de la red. Cuasi-estático: Poco adaptable, resuelve algunos problemas de congestión. Centralizado: Empleo de recursos para transmitir información de control Costoso en redes de elevado número de nodos. Distribuido: Consumo de recursos Aislado: No hay tablas de encaminamiento Robusto Aislado (Inundación) Puede producir saturación de la red Nº máximo de saltos (vida del paquete) Utilizado para información de prioridad alta. Aislado (Aleatorio) Tema 4 Redes de Comunicación I 7 Encaminamiento por inundación Vida del paquete: 3 saltos Primer salto Tema 4 Redes de Comunicación I 8 9

10 Encaminamiento por inundación Vida del paquete: 3 saltos Segundo salto Tema 4 Redes de Comunicación I 9 Encaminamiento por inundación Vida del paquete: 3 saltos Tercer salto Tema 4 Redes de Comunicación I 0 0

11 Comparativa: estrategias de encaminamieto Info de control Decisión Adaptabilidad Estático No Off-line No Cuasi-estático No Off-line Relativa Centralizado Nodo central nodos Nodo central Sí Distribuido Todos los nodos Cada nodo Sí Aislado No Inundación o aleatoriedad Relativa Tema 4 Redes de Comunicación I Control de congestión Necesidad de control ρ () () intensidad de tráfico () Con control de congestión () Sin control de congesión Técnicas: Descarte de paquetes: superado un umbral de ocupación, el nodo descarta los paquetes que le lleguen. Notificación previa al descarte: aviso a nodos vecinos al sobrepasar un umbral de ocupación. La función ocupación es de la forma: u =a*u+(-a)f u ocupación anterior f histórico del nodo Tema 4 Redes de Comunicación I

12 Definiciones finales Conmutación de paquetes: la información se subdivide en pequeños paquetes que se transmiten como en conmutación de mensajes. Circuito virtual: conexión que se establece entre dos estaciones al comienzo de la transmisión. Los paquetes no necesitan incluir información de destino (todos siguen la misma ruta) llegando en el mismo orden que fueron enviados. Datagrama (según el National Estándar Dictionary of Information Technology): un paquete independiente con la info suficiente para encaminar desde el terminal origen al destino sin necesidad de establecer conexión en la red. Tema 4 Redes de Comunicación I 3