Frame Relay

Frame Relay
1
Packet switching versus…
2
... Frame switching
3
Frame Relay Bearer
4
Frame-switching bearer
5
Model OSI Frame Relay
6
Protocol LAPF
7
Alternativa “Call Control”
8
Call Control Protocol
9
LAPF Core: Format de trama
10
LAPF Core: Camp d’adreçament
11
Establiment dels Data Link Connection
12
LAPF Control
13
Congestió en xarxes FR
14
Acció de les cues
15
Comportament en cas de congestió
16
Técniques control congestió en FR
17
Discard Control:
Paràmetres per al control de congestió
18
Control de congestió
19
Funció per al control congestió:
Leaky Bucket
20
Soporte de voz sobre IP a
través de Frame Relay
21
Fundamentos de VoIP (Voice over IP)
–Estándar H.323
–QoS para VoIP
22
Estándar H.323 (1)
h
Arquitectura que proporciona servicios de comunicaciones
multimedia sobre redes sin calidad de servicio,
Estándar
23
Describe el estándar para Voz, Video y Datos sobre ...
H.320
ISDN
H.321
ATM
H.323
IP
H.324
POTS (Plain Old Telephone System)
Estándar H.323 (2)
z
Componentes H.323
Terminal
H.323
Terminal
H.323
Gatekeeper
Gateway
IP
Terminal
H.323
24
RTC
MCU
Estándar H.323 (3)
z
Componentes H.323: Gateway
Voice Traffic
Voice
Compression
Packetized
Digital Voice
RTP
UDP
IP
Voice Signalling
RAS
Q.931 Call Setup and Control Signalling
TCP
H.245 Channel Control Signalling
Voice Interface
25
IP Interface
Estándar H.323 (4)
z
Componentes H.323: Gatekeeper
de Direcciones (RTC ⇒ IP).
h Control de Acceso (autorización, ancho de banda, ...).
h Gestión de una Zona H.323.
h Control de la señalización de la llamada
h Enrutamiento de llamadas (facturación, contabilidad,
balanceo de carga, ...).
h Traducción
26
QoS para Voz sobre IP (1)
z
La Voz y los Datos tienen características diferentes:
h Voz:
–
–
–
–
El ancho de banda que consume la Voz es constante.
La Voz es muy sensible al retardo.
La Voz no puede recuperar paquetes perdidos.
Los paquetes de Voz son de tamaño pequeño (80-256 bytes).
h Datos:
–
–
–
–
27
Los Datos consumen ancho de banda “a ráfagas”.
Los Datos no son tan sensibles al retardo.
Las aplicaciones de Datos pueden recuperar paquetes perdidos (TCP).
Los paquetes de Datos pueden ser de gran tamaño (1500 bytes).
QoS para Voz sobre IP (2)
z
Para garantizar una buena calidad del tráfico de voz,
es necesario:
h Controlar
el Retardo
– Fragmentación de los paquetes de Datos
– Priorización absoluta de los paquetes de Voz
h Asegurar
el ancho de banda necesario para la Voz:
– Disponer de redes gestionadas y con garantía de caudal
28
QoS para Voz sobre IP (3)
z
Retardo
CB
CB Zone
Zone
Calidad
Calidad Satelite
Satelite
Alta
Alta calidad
calidad
0
100
Fax
Fax Relay,
Relay, Broadcast
Broadcast
200
300
400
500
600
700
Time (msec)
Retardo objetivo (250 ms)
Retardo total = Retardo fijo + Retardo variable
h
h
29
Retardo fijo grande ⇒ Afecta al ritmo normal de la
conversación.
Retardo variable grande ⇒ Cortes en la voz. Calidad
inaceptable
800
QoS para la Voz sobre IP (4)
zElementos
que influyen en el Retardo:
Elemento:
h
h
h
h
h
h
h
h
h
30
Muestreo y Codificación
Paquetización
Cola de Salida
Serialización en Transmisión
Backbone
Serialización en Recepción
Cola de Entrada
Jitter
Decodificación
Depende de:
Codec e Implementación
Nº de tramas vocales por paquete IP
Acceso compartido en la Salida
Velocidad del Acceso y tamaño del paquete
Características y estado de la Red
Velocidad del Acceso y tamaño del paquete
Acceso compartido en la Entrada
Buffer para absorber variaciones d retardo
Codec e Implementación
QoS para Voz sobre IP (5)
z
Cola de salida y serialización
h El
retardo de serialización de un paquete de 1500 bytes
en un acceso de 64 Kbps es de 187 ms.
h En accesos de baja velocidad (<=128 Kbps) no podemos
permitir que se intercalen paquetes de datos de gran
tamaño con paquetes de voz.
Acceso 64 Kbps
Voz
Datos
Red
Dmax =X mseg
31
Red
X mseg > Dmax
QoS para Voz sobre IP (6)
z
Cola de salida y serialización
Solución 1
Acceso 256 Kbps
Solución 2
Fragmentación
Red
Dmax =X mseg
32
Red
Dmax =X mseg
QoS para Voz sobre IP (7)
z
Mecanismos de Fragmentación
h IP
MTU
– Fragmenta paquetes IP a Nivel 3.
– No se puede utilizar en redes multiprotocolo.
h Link
Fragmentation and Interleaving (LFI)
– Proporciona un método para fragmentar, ensamblar y secuenciar
paquetes a través de múltiples enlaces lógicos.
– Se utiliza en enlaces PPP de baja velocidad.
h FRF.12
– Realiza fragmentación extremo a extremo en líneas F.R.
– Permite definir el tamaño de fragmento en cada CVP y de forma
asimétrica.
– Para que funcione es necesario configurar FRTS.
33
QoS para Voz sobre IP (8)
z
Priorización
h
De nada sirve fragmentar los paquetes de datos si después no
proporcionamos prioridad absoluta a los paquetes de voz
La velocidad del acceso determina
el tamaño máximo del paquete de datos
64kbps
A
20ms
Packet
Interval
B Frag
C
“X”ms
entre
paquetes
Aunque se limite el tamaño de fragmento
no se garantiza la prioridad de la voz
A
B Frag Frag
C
>> “X”ms entre
paquetes
h En
InterLAN-Voz la priorización se realiza en diferentes
niveles:
34
– Priorización de la voz frente a los datos en la salida de los Equipos
– Priorización del DLCI de voz en RED UNO
QoS para Voz sobre IP (9)
Priorización en la cola de salida con FRF12 y RTP Priority
z
RTP RTP
1
1
RTP
2
1
Shaping
FRF.12
< fragmento
RTP
1
DLCI de Voz
>= fragmento
1
WFQ
2
Fragmentación
“DUAL FIFO”
1
Prioridad Alta
3
RTP
1 1 1 1 1
DLCI de Datos
4
3
RTP RTP RTP RTP RTP
Shaping
FRF.12
Prioridad Normal
< fragmento
3
4 3 4
2 4
>= fragmento
Interfaz Serie
4
3
4
WFQ
4
Fragmentación
4
3
35
QoS para Voz sobre IP (10)
z
Priorización en el “Backbone”
Red UNO
l
a
rm
o
: N ario
S
O
it
r
T
o
DA : Pri
I
C
DL I VOZ
C
L
D
36
Ancho de Banda por canal de voz (1)
z
El ancho de banda por canal de voz es función de:
h Codec
utilizado
h Número de paquetes de voz dentro de una trama FR
37
Ancho de Banda por canal de voz (2)
h
h
El Codec G.723r63 genera un paquete de voz cada 30 ms.
Cada paquete de voz son 24 bytes.
Si agrupamos 2 paquetes por trama FR, el Ancho de Banda
por canal de voz es de 12,67 Kbps.
CODEC
Capa RTP
Capa UDP
Capa IP
Capa FR
Voz: 48 bytes (2 tramas vocales)
+RTP: 12 bytes
+UDP: 8 bytes
+IP: 20 bytes
+FR: 7 bytes = 95 bytes
16,66 paquetes/segundo * 95 bytes * 8 bits/byte = 12,67 Kbps
38
Ancho de Banda por canal de voz (3)
h
h
El Codec G.729r8 codifica la voz con tramas vocales de 10 ms.
Cada trama vocal está representada por 10 bytes.
Si agrupamos 5 tramas por paquete, el Ancho de Banda por
canal de voz es de 15,52 Kbps.
CODEC
Capa RTP
Capa UDP
Capa IP
Capa FR
Voz: 50 bytes (5 tramas vocales)
+RTP: 12 bytes
+UDP: 8 bytes
+IP: 20 bytes
+FR: 7 bytes = 97 bytes
20 paquetes/segundo * 97 bytes * 8 bits/byte = 15,52 Kbps
39