Modulo III - WAN.ppt [Modo de compatibilidad]

Fundamentos de Redes de
Computadoras
Modulo III: Fundamentos de
Redes de Area Extendida (WAN)
Objetivos
• Redes conmutadas
—Circuito
—Paquetes
• Conmutación por paquetes
—Datagrama
—Circuito virtual
• Frame Relay
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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
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
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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
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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
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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
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”)
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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
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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.
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Datagrama
(Diagrama)
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
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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.
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Tamaño
Paquete
Conmutación por paquete vs.
Circuito
• Performance (rendimiento)
—Retardo de propagación
—Tiempo de Transmisión
—Retardo de Nodo
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Secuencia de Eventos
(Temporal)
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
Ruta para cada paquete
Ruta establecida para toda la
comunicación
Retardo en establecimiento
llamada.
Retardos intermedios (variables)
Retardo establecimiento
llamada. Retardos intermedios.
Señal de ocupado si el destino
esta ocupado.
Control de congestión
Notifica denegación de
conexión.
Sobrecarga puede bloquear el
establecimiento llamada. No
existe retardo en llamadas
establecidas.
Sobrecarga aumenta retardo de
paquetes
Sobrecarga puede bloquear
establecimiento llamada.
Aumenta retardo de paquetes.
No existe conversión de
velocidad
Existe conversión de velocidad
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
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X.25
• Estándar que especifica interface entre una
estación y una red de conmutación de paquetes
• Se especifica en tres niveles
—Capa Física
• X.21 ó RS-232
—Capa de Enlace
• LAPB (Link Access Protocol Balanced)
—Capa o nivel de Paquete
• Establecimiento de circuitos virtuales
Circuitos virtuales X.25
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Encapsulación X.25
Frame Relay (Retransmisión de
Tramas)
• X.25 protocolo de conmutación de paquetes
• Actualmente obsoleto por la sobrecarga de
paquetes de control
• Frame Relay elimina al máximo el overhead de
X.25
• Desarrollo previo a ATM y con base instalada
más grande.
• ATM pensado para redes de muy alta velocidad.
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Frame Relay - X.25
• X.25:
—Paquetes de control de llamada
(establecimiento/liberación circuitos) son “in-band”
—Multiplexación de circuitos virtuales en capa 3
—Capa 2 y 3 incluyen control de flujo y de errores.
• “Overhead” considerable
• No apropiado para sistemas actuales de alta
confiabilidad
Frame Relay – X.25
• Control de llamada realizada en conexión lógica
distinta de datos.
• Multiplexados y conmutación en capa 2.
—Elimina una capa de procesamiento
• No existe control de error y flujo
—Si existe, se realiza en un nivel más alto
• No existe ACK entre tramas de datos (salvo que
se genere en niveles superiores)
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Ventajas y Desventajas
• Pérdida de enlace por error del mismo o
problema de control de flujo
—Confiabilidad actual de red de transmisión
prácticamente elimina este problema.
• Proceso de comunicación simplificado a un
mínimo
—Menor retardo
—Mayor “throughput” (rendimiento)
• ITU-T recomienda frame relay hasta 2Mbps
(existen implementaciones de mayor velocidad)
Arquitectura Protocolo Frame Relay
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Plano de Control
• Responsable de establecimiento y liberación de
conexiones lógicas
• Canal lógico separado de datos (out-band)
• Capa de Enlace (“Data link”)
—LAPD (Q.921) (parecido a HDLC)
—Control de enlace confiable
—Control de error y flujo
—Usado para transporte de mensajes de señalización
de control (Q.933)
Plano Usuario
• Transferencia de información entre extremos (usuarios
finales)
• LAPF (Link Access Procedure for Frame Mode Bearer
Services) (Q.922)
• LAPF es el protocolo para la transferencia real de
información entre usuarios finales
— Delimitación de Trama
— Multiplexaxión y Demultiplexacion de trama usando campo de
direcciones.
— Asegura número de octetos correctos en la trama (problema de
inserción y extracción de ceros)
— Asegura tamaño de trama (ni más larga ni más corta)
— Detección de errores de transmisión (incluye FCS de 2 bytes)
— Control de congestión
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Trama
(LAPF)
Observaciones
• Solo hay un tipo de trama, para datos de usuario. No
hay tramas de control.
• No hay posibilidades de usar señalización en banda.
• No es posible el control de flujo ni de error, ya que no
hay números de secuencia.
• El campo de dirección normalmente tiene 2 bytes (pero
se permiten 3 ó 4 también).
• El campo información tiene normalmente menos de
4096 bytes (un CRC de 2 bytes no puede garantizar la
detección de errores para campos de información de
más de 4096 bytes)
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DLCI
• Las direcciones en Frame Relay se denominan DLCI
(Data Link Connection Identifiers).
• Una DLCI identifica un vínculo de datos y tiene 10 bits
de largo, lo cual significa que existen 1024 posibles
DLCIs en un vínculo. (También puede tener 17 ó 24
bits).
• DLCI cumple el mismo propósito que el nro. de VC en
X.25, permitiendo que múltiples conexiones FR sean
multiplexadas por un único canal físico.
• La longitud del campo de dirección está determinada
por los bits EA de extensión de dirección.
DLCI
• Los DLCI tienen significado local únicamente y pueden ser reusados
en la misma red.
• Por ejemplo un vínculo desde Tucumán a Salta puede tener el DLCI
10, mientras que ese mismo vínculo puede tener el DLCI 2 desde
Salta a Tucumán.
• Ejemplo
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