UNIVERSIDAD DE COLIMA FACULTAD DE TELEMÁTICA ANÁLISIS DE TEGNOLOGÍAS EN REDES CONMUTADAS TESIS EN OPCION AL GRADO DE MAESTRO EN CIENCIAS, AREA TELEMÁTICA POR ING. EDGAR GENEROSO OBON TOSCANO ASESOR M.C. RAÚL AQUINO SANTOS COLIMA, COLIMA MAYO DE 1999 UNIVERSIDAD DE COLIMA FACULTAD DE TELEMÁTICA ANÁLISIS DE TEGNOLOGÍAS EN REDES CONMUTADAS TESIS EN OPCION AL GRADO DE MAESTRO EN CIENCIAS, AREA TELEMÁTICA POR ING. EDGAR GENEROSO OBON TOSCANO ASESOR M.C. RAÚL AQUINO SANTOS COLIMA, COLIMA MAYO DE 1999 A mi esposa Amalia, por todo al amor y apoyo brindado durante mis 2 años de estudio de la maestría. A mis padres, Velia y Jr., por el apoyo y esfuerzo incondicional que siempre me han brindado. A mis amigos y compañeros: Arturo, Maggy, Omar, Rafa y Toño por el apoyo y ayuda que me brindaron. A los maestros: Raúl, Roman, Jhonny y Beto por las virtudes y conocimientos que compartieron conmigo durante los cursos de la maestría. ÍNDICE 1. INTRODUCCIÓN 1.1. Antecedentes 1.1.1. OSI define los siguientes conceptos 1.2. El modelo OSI y la comunicación entre sistemas 1.2.1. Interacción entre las capas del modelo OSI 1 3 5 6 1.2.1.1. Capa física 9 1.2.1.2. Capa enlace 10 1.2.1.3. Capa red 11 1.2.1.4. Capa transporte 12 1.2.1.5. Capa sesión 13 1.2.1.6. Capa presentación 14 1.2.1.7. Capa aplicación 15 2. FUNDAMENTOS BÁSICOS DE INTERCONECTIVIDAD DE REDES 2.1. Definición de una Red de Area Local (LAN) 16 2.2. Definición de una Red de Area Extensa (WAN) 16 2.3. Líneas Dedicadas y líneas Conmutadas 17 2.3.1. Servicios de Conmutación de Circuitos 19 2.3.2. Servicios de Conmutación de Paquetes 19 2.4. Líneas Analógicas 20 2.5. Líneas Digitales 20 2.6. Formato de Información 21 2.7. Servicios de Red Orientados y No Orie ntados a la conexión 23 2.8. Direccionamiento en Interredes 23 2.9. Capa de Enlace de Datos 24 2.10. Direcciones MAC 25 2.11. Direcciones de la capa de Red 26 2.12. Asignación de direcciones 26 3. FUNDAMENTOS DE TECNOLOGÍAS DE REDES DE AREA EXTENSA (WAN) 3.1. Enlaces Punto a Punto 28 3.2. Conmutación de Circuitos 29 3.3. Conmutación de Paquetes 30 3.4. Circuitos Virtuales 30 3.5. Servicios de Marcado de WAN 31 3.6. Dispositivos de WAN 32 3.7. Puentes y Switches 35 3.7.1. Tipos de Puentes 36 3.7.2. Tipos de Switches 36 3.8. Sistemas PDH 37 3.8.1. Antecedentes 37 3.8.2. Definición 38 3.8.3. Forma de Operación 40 4. SONET/SDH 4.1. Definición 42 4.2. SONET y SDH según el Modelo de Referencia OSI 43 4.3. Antecedentes 44 4.4. Encabezado de SDH 46 4.5. Términos y Definiciones 47 4.6. Forma de Operación 48 4.7. Estructura Básica de Marcos SONET y SDH 50 4.7.1. Formato del Marco de SDH 50 4.7.2. Formato del Marco SONET 51 4.7.3. Encabezado de Sección 53 4.7.3.1. Descripción de los Bytes del Encabezado de Sección 53 4.7.3.2. Punteros 55 4.7.3.2.1. Rellenamiento Negativo 57 4.7.3.2.2. Rellenamiento Positivo 57 4.7.3.3. Descripción de los Bytes del Encabezado de Ruta 4.8. Elementos de Redes SDH 58 59 4.8.1. Multiplexor de Inserción / Omisión 60 4.8.2. Crosconexión Digital de Banda Amplia 61 4.8.3. Crosconexión Digital de Banda Ancha 61 4.8.4. Concentrador (Hub) 62 4.9. Arquitectura de Redes SDH 63 4.9.1. Punto a Punto 63 4.9.2. Punto a Multipunto 63 4.9.3. Anillo 64 4.10. Arquitectura de Protección SONET / SDH 65 4.10.1. Protección de Acceso 1:1 65 4.10.2. Protección de Acceso 1:N 66 5. FRAME RELAY 5.1. Definición de Frame Relay 67 5.2. Estandarización de Frame Relay 68 5.3. Antecedentes 69 5.4. Dispositivos de Frame Relay 71 5.5. Multiplexión estadística y ancho de banda bajo demanda 72 5.6. Formato de Trama 73 5.7. Circuitos Virtuales Frame Relay 77 5.7.1. Circuitos Virtuales Conmutados 77 5.7.2. Circuitos Virtuales Permanentes 78 5.8. Identificador de Conexión del Enlace de Datos 79 5.9. Mecanismos de Control de la Saturación 79 5.10. Bit DE 80 5.11. Extensiones LMI 80 6. MODO DE TRANSFERENCIA ASÍNCRONA (ATM) 6.1. Antecedentes 82 6.2. ISDN: Redes Digitales de Servicios Integrados de Banda Ancha 84 6.3. Formato de Operación 85 6.4. Control de Errores 88 6.5. Aspectos Generales 88 6.6. ATM según el Modelo de Referencia OSI 90 6.7. Capa AAL 92 6.7.1. Capa AAL1 95 6.7.2. Capa AAL2 97 6.7.3. Capa AAL3/4 98 6.7.4. Capa AAL3 99 6.7.5. Capa AAL4 100 6.7.6. Capa AAL5 101 6.8. Estructura de las Celdas: Capa ATM 102 6.9. Calidad de Servicio ATM 107 6.10. Capa Física: Interfaz de Conexión UNI y NNI 108 6.11. Señalización y Establecimiento de conexiones ATM 110 6.12. Elementos de ATM 111 6.13. Emulación de LANs 112 6.13.1. Arquitectura de pro tocolos LANE 113 6.13.2. Componentes de LANE 115 6.13.3. Tipos de Conexión de la Emulación de LAN 116 7. GIGABIT ETHERNET 7.1. Antecedentes 118 7.2. Gigabit Ethernet según el Modelo de Referencia OSI 121 7.2.1. Control Lógico de Enlace (LLC) 122 7.2.2. Control de Acceso al Medio (MAC) 122 7.2.3. Subcapa de Reconciliación e Interface Independiente de Medio Gigabit 122 7.2.4. Capa Física (PHY) 122 7.2.5. Subcapa de Codificación Física (PCS) 122 7.2.6. Subcapa de Unión al Medio Físico 123 7.2.7. Subcapa Dependiente del Medio Físico 123 7.3. Tipos y Características de Medios Físicos 124 7.4. Migración hacia Gigabit Ethernet 124 8. CONCLUSIONES 8.1. SDH/SONET 131 8.2. Frame Relay 132 8.3. ATM- Modo de Transferencia Asíncrono 132 8.4. Gigabit Ethernet 133 ÍNDICE DE TABLAS 137 ÍNDICE DE FIGURAS BIBLIOGRAFÍA 138 142 ÍNDICE DE TABLAS 9. INTRODUCCIÓN Tabla 1.1 Capas del Modelo OSI y sus características 3 3. FUNDAMENTOS DE TECNOLOGÍAS DE REDES DE AREA EXTENSA (WAN) Tabla 3.1 Comparación de Nivel Jerárquico entre E.U. y Europa 39 4. SONET/SDH Tabla 4.1 Tasa de Transmisión de Línea y equivalencias entre SONET y SDH 46 6. MODO DE TRANSFERENCIA ASÍNCRONA (ATM) Tabla 6.1 Estándares y RFC relacionados con ATM 89 Tabla 6.2 Resumen de Características de las Capas AAL 94 Tabla 6.3 Significados de los posibles valores PTI 106 7. GIGABIT ETHERNET Tabla 7.1 Características de Operación de Gigabit Ethernet en medios Físicos 124 8. CONCLUSIONES Tabla 8.1 Tabla de Resumen 134 ÍNDICE DE FIGURAS 10. INTRODUCCIÓN Figura 1.1 Modelo de Referencia OSI 4 Figura 1.2 División del Modelo OSI 5 Figura 1.3 Las capas del Modelo OSI se comunican con otras capas 6 Figura 1.4 Relación entre las capas del Modelo OSI 8 Figura 1.5 Los encabezados y los datos se encapsulan durante el intercambio de información 9 Figura 1.6 La capa de enlace de datos contiene dos subcapas 11. 11 FUNDAMENTOS BÁSICOS DE INTERCONECTIVIDAD DE REDES Figura 2.1 Redes de área extensa (WAN) 17 Figura 2.2 Servicio de línea dedicada 18 Figura 2.3 Servicio de línea conmutada 18 Figura 2.4 Red de conmutación de circuitos 19 Figura 2.5 Red de conmutación de paquetes 20 Figura 2.6 Los datos de las capas superiores conforman la trama de la capa de enlace de datos 21 Figura 2.7 Tres componentes básicos conforman un paquete de la capa de red 22 Figura 2.8 Dos componentes conforman una celda 22 Figura 2.9 Cada interfase en un dispositivo se identifica únicamente por una dirección de la capa de enlace de datos 24 Figura 2.10 Las direcciones MAC, las direcciones a nivel enlace de datos y las subcapas de IEEE de la capa de enlace de datos, están relacionados entre sí 25 Figura 2.11 Las direcciones MAC contienen un formato único de dígitos hexadecimales 26 12. FUNDAMENTOS DE TECNOLOGÍAS DE REDES DE AREA EXTENSA (WAN) Figura 3.1 Un enlace común punto a punto funciona a través de una WAN hacia una red 29 remota Figura 3.2 Una WAN de conmutación de circuitos experimenta un proceso 30 similar al de una llamada telefónica Figura 3.3 Dos ruteadores ubicados en los extremos remotos de una WAN se pueden 32 conectar por medio de switches WAN Figura 3.4 Un servidor de acceso concentra conexiones de marcación hacia 33 fuera de una WAN Figura 3.5 Una conexión por módem maneja señales analógicas y digitales a 33 través de una WAN Figura3.6 La unidad CSU/DSU se coloca entre el switch y la terminal 34 Figura 3.7 El adaptador de terminal conecta el ISDN con otras interfaces 34 13. SONET/SDH Figura 4.1 SDH / SONET según el Modelo de Referencia OSI 44 Figura 4.2 Secciones en las que se divide un enlace SDH / SONET 46 Figura 4.3 Multiplexión de SONET 50 Figura 4.4 Construcción de un marco STM-1 51 Figura 4.5 Construcción de un marco STS-1 52 Figura 4.6 Subdivisiones de la Sección del Encabezado 53 Figura 4.7 Ubicación de los punteros en la Sección del Encabezado 56 Figura 4.8 Ubicación del Encabezado de Ruta dentro de la carga de Información Figura 4.9 Diagrama de Bloques de un Multiplexor de Insersión/Omisión 58 60 Figura 4.10 Diagrama de Sistema de Crosconexión 62 Figura 4.11 Diagrama de Bloques de un Concentrador 62 Figura 4.12 Diagrama de enlace Punto a Punto 63 Figura 4.13 Diagrama de enlace Punto a Multipunto 63 Figura 4.14 Diagrama de Anillo 64 Figura 4.15 Representación de enlaces con líneas de protección 1:1 65 Figura 4.16 Representación de enlaces con líneas de protección 1:N 66 14. FRAME RELAY Figura 5.1 Ubicación de Frame Relay en el Modelo de Referencia OSI 69 Figura 5.2 Los DCE residen en las WAN, cuya operación está a cargo de una compañía de larga distancia 71 Figura 5.3 Multiplexación Estadística 73 Figura 5.4 Representación del Paquete Frame Relay 74 Figura 5.5 Formato de Trama 75 Figura 5.6 Campo Dirección Tipo 1 75 Figura 5.7 Campo Dirección Tipo 2 76 Figura 5.8 Campo Dirección Tipo 3 76 15. MODO DE TRANSFERENCIA ASÍNCRONA (ATM) Figura 6.1 Aplicación de ATM 83 Figura 6.2 Celda ATM 85 Figura 6.3 Comparación de tecnología TDM Vs ATM 86 Figura 6.4 ATM según el Modelo de Referencia OSI 90 Figura 6.5 Formación de una celda en ATM según la capa AAL1 96 Figura 6.6 Formación de celdas ATM según la capa AAL3/4 99 Figura 6.7 Formación de celdas ATM según la capa AAL5 102 Figura 6.8 Representación de las Celdas UNI y NNI 103 Figura 6.9 Establecimiento de conexión a través de un paso 111 Figura 6.10 Emulación de una LAN física a través de una Red ATMTIR 113 Figura 6.11 La arquitectura de protocolos LANE se puede implementar en los dispositivos de la red ATM 16. 115 GIGABIT ETHERNET Figura 7.1 Elementos funcionales de Gigabit Ethernet 119 Figura 7.2 Formato del Marco de Ethernet 120 Figura 7.3 Representación de Gigabit Ethernet según el Modelo de Referencia OSI 121 Figura 7.4 Actualización de los enlaces switch a switch 125 Figura 7.5 Actualización de los enlaces Switch a Servidor 126 Figura 7.6 Actualización de un Dorsal (Backbone) Fast Ethernet 128 Figura 7.7 Actualización de un troncal de FDDI compartida 129 Figura 7.8 Actualización de computadoras de escritorio de alto desempeño 130 17. CONCLUSIONES Figura 8.1 Representación de Resumen 135 SÍNTESIS La intención de este trabajo es adquirir conocimientos más profundos para el análisis y comparación de las tecnologías emergentes en redes más prometedoras. Este trabajo esta dividido en 8 capítulos los cuales se pueden agrupar en tres bloques. El primer bloque lo conforman los tres primeros capítulos los cuales nos dan una base de conocimientos para el entendimiento de los conceptos principales en el área de redes. El segundo bloque que son los cuatro capítulos siguientes, nos informan sobre las características principales de las cuatro tecnologías de redes que se presentan en este trabajo: ? SDH / SONET: Tecnología en redes de transporte que se utiliza principalmente como infraestructura de compañías prestadoras de servicios de telefonía, videoenlaces e interconexión de redes. ? Frame Relay: tecnología de conmutación de paquetes de longitud variable que puede trabajar hasta 45 Mbps. Esta tecnología utiliza técnicas de multiplexaje estadístico el cual controla el acceso a la red. ? ATM: estándar de la ITU-T (Unión Internacional de Telecomunicaciones, Sector de Estándares en Telecomunicaciones); para la conmutación de celdas, en donde la información de múltiples servicios es enviada a través de pequeños paquetes de longitud fija, llamadas células. ? Gigabit Ethernet: tecnología enfocada en un principio para aliviar la congestión en el trafico de datos entre dispositivos de redes locales de datos. Por último se presenta el capítulo de Conclusiones. ABSTRACT The purpose of this work is to acquire deeper knowledge for the analysis and comparison of the emergent technologies in more promising networks. This work is divided in 8 chapters which can be grouped on three blocks. The first block is composed by the first three chapters which give basic knowledge for the understanding of the main concepts in the networks areas. The second block that is the four following chapters give us information on the basic characteristics of the four technologies of networks that appear in this work: ? SDH / SONET: Technology that transport information in a network that is mainly used like infrastructure of lending companies of services of telephony, videolinks and interconnection of networks: ? Frame Relay: technology of commutation packages of variable length that can work up to 45 Mbps. This technology uses techniques of statistical multiplexaje that controls the access to the network. ? ATM: standard of the ITU-T (International Telecommunications Unio n, Section of Standards in Telecommunications); for the commutation of cells, where the information of multiple services is sent through small packages of fixed length, that are called cells. ? Ethernet Gigabit: technology focused to help the congestión in deal of data between devices of local networks. Finally, it is showed the conclusion chapter. CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN El área de redes y telecomunicaciones es una de las de mayor crecimiento y desarrollo, tanto en investigación como en productos comerciales, lo que hace difícil mantener un curso estructurado sin grandes cambios en contenido. Esto lleva como consecuencia que el manejo y traslado de información entre computadoras de diversos tipos sea una tarea compleja. Ante este problema de interconexión de computadoras, la ISO (International Organization for Standarization) creó en 1977 un marco de referencia para el desarrollo de estándares universales. El sistema que lo usara, sería un sistema abierto y por tanto interconectable, modelo OSI (Open Systems Interconnection), norma ISO 7498. 1.1 Antecedentes El modelo de referencia OSI, describe cómo se transfiere la información desde una aplicación de software en una computadora a través del medio de transmisión hasta una aplicación de software en otra computadora. OSI, es un modelo conceptual compuesto de 7 capas. En la primavera de 1983, el modelo básico para OSI (ISO 7498) se transformó en un estándar internacional y comenzó la tarea de definir estándares para cada una de sus capas, y que los nuevos estándare s se desarrollaran bajo el concepto del modelo. Actualmente se considera el modelo principal de arquitectura para la comunicación entre computadoras. La tarea de este estándar es dividir el problema de la interconexión en partes pequeñas que se llaman capas o niveles. De ésta forma se podrá desarrollar procedimientos estandarizados para cada tarea. Cada capa es razonablemente individual, por lo que las tareas asignadas a cada capa se pueden implementar de manera independiente, Esto permite que las soluciones ofrecidas por una capa se puedan actualizar sin afectar a las demás. De ésta forma se formaron siete capas o niveles, pero ¿cuándo o cómo se crearon cada una de las capas?. Según el Modelo de Referencia OSI, los conceptos seguidos fueron los siguientes: ? Una capa se creará en situaciones donde se necesita un nivel diferente de abstracción. ? Cada capa deberá efectuar una función bien definida. ? La función que realizará cada capa deberá seleccionarse tomando en cuenta la minimización del flujo de información a través de las interfaces. ? El número de capas deberá ser lo suficientemente grande para que funciones diferentes no tengan que ponerse juntas en la misma capa, pero también deberá ser lo suficientemente pequeño para que su arquitectura no sea difícil de manejar. 1.1.1 Conceptos que OSI define Servicio: Conjunto de operaciones que un nivel provee al nivel superior. El servicio define “que” operaciones puede ejecutar el nivel, pero no dice cómo se implementan. Protocolo: Conjunto de reglas que gobiernan el formato y significado de las Unidades de Datos del Protocolo (PDU), ya sean frames (marcos), paquetes, mensajes o datagramas, que son intercambiados por las entidades de una capa. Las entidades utilizan protocolos para implementar la definición de sus servicios. N o de Capa Nombre de la Capa Características Encontramos la semántica de la 7 Aplicación información, de cómo nos viene representada la información Realiza los trabajos de compresión y 6 Presentación cifrado de la información, intentando estandarizar la representación (ASCII y otros) Esta capa cubre desde el "login" inicio de una sesión de trabajo hasta el 5 Sesión "logout". Es una de las capas menos importantes pero realizará funciones de sincronización entre otras que no puedan hacer las capas inferiores. A través de los encabezamientos de la 4 Transporte trama y su información, nos asegura una comunicación fiable de extremo a extremo. 3 Red Tiene funciones de control y direccionamiento. Asegura una comunicación de tramas o de conjunt os de bits. De alguna manera 2 Enlace encapsula los bits recibidos marcando un inicio y un final. Esta capa está subdividida en dos subcapas (LLC y MAC) Buscamos la normalización total de 1 Físico toda la maquina; conectores, pines, cableado, estructura, etc. 7 Aplicación 6 Presentación 5 Sesión 4 Transporte 3 Red 2 Enlace de datos 1 Física Tabla 1.1 Capas del Modelo OSI y sus características Figura 1.1 Modelo de Referencia OSI Las siete capas del modelo de referencia OSI se pueden dividir en dos categorías: Capas Superiores y Capas inferiores. Las Capas Superiores del modelo OSI tiene que ver con la aplicación y en general están implementadas sólo en software. La capa superior, la de aplicación, es la más cercana al usuario final. Tanto los usuarios como los procesos de la capa de aplicación interactúan con aplicaciones de software que contienen un componente de comunicación. El término de capa superior se usa a veces para referirse a cualquier capa que este sobre otra capa en el modelo OSI. Las Capas Inferiores del modelo OSI manejan lo concerniente a la transferencia de datos. Las capas física y de enlace de datos se encuentran implementadas hardware y software. En general las otras capas inferiores están implementadas únicamente en software. La capa inferior, la física, que es la más cercana al medio de transmisión de la red física, es la responsable de colocar la información en el medio de transmisión. Aplicación Aplicación Presentación (Capas superiores) Sesión Transporte Red Transporte de datos (Capas inferiores) Enlace de datos Física Figura 1.2 División del Modelo OSI 1.2 El modelo OSI y la comunicación entre sistemas La información que se transfiere de una aplicación en software en un sistemas de computadoras a una aplicación en software en otra computadora, debe pasar a través de cada una de las capas del modelo OSI. Si, por ejemplo, una aplicación en software en un sistema A tiene información para transmitir a una aplicación en software en el sistema B, el programa de apli cación en el sistema A transferirá su información a la capa de aplicación (Capa 7) del sistema A. Ésta, entonces, transferirá la información a la capa de presentación (Capa 6), la cual transferirá la información a la capa de sesión (Capa 5), y así sucesivamente hasta la capa Física (Capa 1). En ésta última, la información se coloca en el medio de transmisión de la red física y se envía al sistema B. Posteriormente la capa Física del sistema B quita la información del medio físico y, posteriormente, su capa física transfiere la información hasta la capa de Enlace de Datos (Capa 2), que la transfiere hacia la capa de Red (Capa 3), y así sucesivamente hasta que la información llega a la capa de Aplicación (Capa 7) del sistema B. Finalmente ésta última capa transfiere la información al programa de aplicación receptor para completar el proceso de comunicación. 1.2.1 Interacción entre las capas del modelo OSI Por lo general una capa determinada del modelo OSI se comunica con otras tres capas OSI: la capa ubicada directamente sobre ella, la capa ubicada directamente debajo de ella y su capa equivalente en el otro sistema de computadoras en red. Por ejemplo, la capa de Enlace de Datos del Sistema A se comunica con la capa de Red y con la capa Física del Sistema A y, además, con la capa de enlace de datos en el Sistema B. A Aplicación Aplicación Presentación Presentación Sesión Sesión Transporte Transporte Red Red Enlace de datos Enlace de datos Física Física B Figura 1.3 Las capas del Modelo OSI se comunican con otras capas Para ilustrar las funciones de las capas OSI, se puede hacer una analogía entre los procesos que se desarrollan en una red y una llamada telefónica: 1. Un medio físico (la línea telefónica) enlaza los dos equipos de comunicaciones, y la capa 1 (Física) asegura que las señales vocales sean transformadas en señales eléctricas adecuadas para ser transmitidas en un extremo de la línea y que las señales recibidas se conviertan de nuevo en señales audibles en el otro extremo de la línea. La capa 1 define el tipo de conector que deben de tener los aparatos telefónicos, el propósito de cada pin del conector y los niveles de señal en el interfaz del sistema telefónico. 2. La capa 2 (Enlace) garantiza que siempre que una palabra no sea claramente recibida, se indicará esta situación al emisor para que la retransmita. La clave de este proceso se acordará de antemano. Si el sistema permite conversaciones de más de 2 usuarios, la capa 2 definirá el proceso para controlar quien habla. 3. La capa 3 (Red) establece la llamada proporcionando un mecanismo para conectarse con el número de la persona con la que desea comunicar el que llama. Al oír el timbre se descue lga el teléfono y comienza la comunicación. 4. Cuando la llamada se ha establecido, la capa 4 (Transporte) se emplea para asegurar que los mensajes solicitados se envían sin pérdidas. Si la calidad de la línea se degrada, ambas partes pueden acordar interrumpir la llamada colgando y una de ellas volverá a llamar para establecer de nuevo la comunicación. 5. En la capa 5 (Sesión) se proporcionan protocolos que permiten al que llama establecer una sesión con otra persona de la oficina a la que se llama, preguntando por esa persona e identificándose. Se establece un flujo de control entre ambas personas que están hablando entre sí. 6. En la capa 6 (Presentación) se resuelven los problemas del lenguaje. Si ambas partes no hablan la misma lengua, pero ambas conocen el esperanto, se puede especificar que la conversación se desarrolle en esperanto. Si el asunto es confidencial, se puede acordar el empleo de cables para identificar algunos términos. 7. La capa 7 (Aplicación) depende de la forma en que las dos personas que se comunican deseen intercambiarse el mensaje. 8. Ahora veamos la comunicación entre dos sistemas objetivamente. Tenemos dos sistemas, Sistema A y Sistema B los cuales tienen información que intercambiar. SISTEMA A SISTEMA B 7 7 6 6 1 1 RED Medio Físico Figura 1.4 Relación entre las capas del Modelo OSI Como habíamos visto, la aplicación en software del Sistema A se comunica con la capa 7 del Sistema A, ésta capa se comunica con la 6 y así hasta que encuentra la Capa 1. Esta capa se encarga de colocar la información en el medio físico de la red. Al llegar la información a la capa 1 del Sistema B, esta pasa la información a la capa 2, ésta a la 3 y así hasta que llega a la capa 7 en donde se comunica con la aplicación en software de este Sistema. El objetivo dentro de esta comunicación es que cada capa de un sistema se comunique con su capa homóloga en el otro sistema, Sistema A con Sistema B y viceversa. Esto es necesario ya que cada capa tiene una tarea que debe realizar y el resultado de esta tarea la debe comunicar a su homóloga en el otro sistema. Esta comunicación se realiza añadiendo una Información de Control, esta información se llama Encabezado. SISTEMA A SISTEMA B Unidades de 7 7 Información 6 6 5 5 4 4 3 Encab 2 Medio Físico Encab Información 1 Encab Informa. Información 3 2 1 RED Figura 1.5 Los encabezados y los datos se encapsulan durante el intercambio de información 1.2.1.1 Capa física La Capa Física se ocupa de la transmisión de bits a o l largo de una canal de comunicación. Su Diseño debe asegurar que cuando un extremo envía un bit con un valor de 1, éste se reciba exactamente como un bit con ese valor en el otro extremo, y no como un bit de valor de 0. Los problemas de diseño a considerar aquí son los aspectos mecánico, eléctrico, de procedimiento de interfase y el medio de transmisión física que se encuentra bajo la capa física. Resumiendo las funciones principales son las siguientes: ? Transmisión de flujo de bits a través del medio. No existe estructura alguna. ? Maneja voltajes y pulsos eléctricos. ? Especifica cables, conectores y componentes de interfaz con el medio de transmisión. ? Aspectos mecánicos y eléctricos de la interfase de red. 1.2.1.2 Capa enlace La tarea primordial de la Capa de Enlace consiste en, a partir de un medio de transmisión común y corriente, transformarlo en una línea sin errores de transmisión para la capa de red (transito confiable de datos a través del enlace de red). Esta tarea la realiza al hacer que el emisor troce la entrada de datos en tramas de datos (formada por octetos) y las transmita en forma secuencial y procese las tramas de asentamiento, devueltas al receptor. Recae sobre la Capa de Enlace la reacción o reconocimiento de los límites de la trama. Esto puede llevarse a cabo mediante la inclusión de un patrón de bit especial al inicio y al fin de la trama. Corresponde a esta capa resolver los problemas causados por daño, pérdida o duplicidad de tramas. Resumiendo, las funciones principales son las siguientes: ? Estructura el flujo de bits bajo un formato predefinido llamado trama. ? Para formar una trama, el nivel de enlace agrega una secuencia especial de bits al principio y al final del flujo inicial de bits. ? Transfiere tramas de una forma confiable libre de errores (utiliza reconocimientos y retransmisión de tramas). ? Provee control de flujo. El Instituto de Ingenieros en Electrónica y Electricidad (IEEE) ha subdividido la capa de Enlace de Datos en dos subcapas: LLC (Control de Enlace Lógico) y MAC (Control de Acceso a Medios). Subcapa LLC Capa de enlace de datos Subcapa MAC Figura 1.6 La capa de enlace de datos contiene dos subcapas. La subcapa LLC de la capa de Enlace de Datos administra las comunicaciones entre los dispositivos unidos por un enlace individual de red. La subcapa LLC está definida en la especificación IEEE 802.2 y soporta los servicios orientados y no orientados de conexión, utilizados por los protocolos de las capas superiores. El IEEE 802.2 define varios campos en las tramas de la capa de Enlace de Datos que permiten que varios protocolo s de las capas superiores compartan un solo enlace físico de datos. La subcapa MAC de la capa de Enlace de Datos administra el protocolo de acceso al medio de transmisión físico de la red. La especificación IEEE MAC define las direcciones MAC, las cuales permiten a múltiples dispositivos identificarse de manera única entre sí en la capa de Enlace de Datos. 1.2.1.3 Capa red La capa de red se ocupa del control de la operación de la subred. Un punto de suma importancia en su diseño, es la determinación sobre cómo enrutar los paquetes de origen al destino. Si en un momento dado hay demasiados paquetes presentes en la subred, ellos mismos se obstruirían mutuamente y darían lugar a un cuello de botella. El control de tal congestión dependerá también de la Capa de Red. Resumiendo, las funciones principales son las siguientes: ? Divide los mensajes de la capa de transporte en paquetes y los ensambla al final. ? Utiliza el nivel de enlace para el envío de paquetes: un paquete es encapsulado en una trama. ? Enrutamiento de paquetes. ? Envía los paquetes de nodo a nodo usando ya sea un circuito virtual o como datagramas. ? Control de congestión. 1.2.1.4 Capa transporte La función principal de la capa de transporte consiste en aceptar los datos de la capa de sesión, dividirlos, siempre que sea necesario, en unidades más pequeñas, pasarlos a la capa de red y asegurar que todos ellos lleguen correctamente al otro extremo. Bajo condiciones normales, la capa de transporte crea una conexión de red distinta para cada conexión de transporte solicitada para cada sección. Si la conexión de transporte necesita un gran caudal, ésta podría crear múltiples conexiones de red, dividiendo los datos entre las conexiones de la red con el objeto de mejorar dicho caudal. Resumiendo, las funciones principales son las siguientes: ? Establece conexiones punto a punto sin errores para el envío de mensajes. ? Permite multiplexar una conexión punto a punto entre diferentes procesos del usuario (puntos extremos de una conexión). ? Provee la función de difusión de mensajes (broadcast) a múltiples destinos. ? Control de flujo. 1.2.1.5 Capa sesión La Capa de Sesión permite que los usuarios de diferentes máquinas puedan establecer sesiones entre ellos. A través de una sesión se puede llevar a cabo un transporte de datos ordinario, tal y como lo hace la capa de transporte, pero mejorando los servicios que ésta proporciona y que se utilizan en algunas aplicaciones. Una Sesión podría permitir al usuario acceder a un sistema de tiempo compartido a distancia, o transferir un archivo entre dos máquinas. Uno de los servicios de la Capa de Sesión consiste el gestionar el control de diálogo. Las sesiones permiten que el tráfico vaya en ambas direcciones al mismo tiempo, o bien, en una sola dirección en un instante dado, la capa de sesión ayud ará en el seguimiento de quien tiene el turno. Para caso de algunos protocolos que tienen un "Testigo" o "Estafeta", esta capa se encarga de la administración del mismo. Es sumamente importante que en dos lados de una red no traten de realizar la misma operación en el mismo instante. Otro servicio de la capa de sesión es la sincronización. Resumiendo, las funciones principales son las siguientes: ? Permite a usuarios en diferentes máquinas establecer una sesión. ? Una sesión puede ser usada para efectuar un login a un sistema de tiempo compartido remoto, para transferir un archivo entre dos máquinas, etc. ? Controla el diálogo (quién habla, cuándo, cuánto tiempo, half duplex o full duplex). ? Función de sincronización. 1.2.1.6 Capa presentación La Capa de Presentación realiza ciertas funciones que se necesitan, bastante a menudo, para buscar una solución general para ellas, más que dejar que cada uno de los usuarios resuelva los problemas. En particular y, a diferencia de las capas inferiores, que únicamente están interesadas en el movimiento fiable de bits de un lugar a otro, la capa de presentación se ocupa de los aspectos de sintaxis y semántica de la información que se transmite. La Capa de Presentación está relacionada también con otros aspectos de representación de la información. Por ejemplo, la compresión de datos se puede utilizar aquí para reducir el numero de bits que tienen que transmitirse, y el concepto de criptografía se necesita utilizar frecuentemente por razones de privacidad y de autenticación. Resumiendo, las funciones principales son las siguientes: ? Establece una sintaxis y semántica de la información transmitida. ? Se define la estructura de los datos a transmitir (v.g. define los campos de un registro: nombre, dirección, teléfono, etc.) ? Define el código a usar para representar una cadena de caracteres (ASCII, EBCDIC, etc.) ? Compresión de datos. ? Criptografía. 1.2.1.7 Capa aplicación La Capa de Aplicación contiene una variedad de protocolos que se necesitan frecuentemente. Otra función de la Capa de Aplicación es la transferencia de archivos. Distintos sistemas de archivo tienen diferentes convenciones para denominar un archivo, así como diferentes formas para representar las líneas de texto, etc. Este trabajo así como el correo electrónico, la entrada de trabajo a distancia, el servicio de directorio y otros servicios de propósito general y específico, también corresponden a la capa de aplicación. Resumiendo, las funciones principales son las siguientes: ? Transferencia de archivos (ftp). ? Login remoto (rlogin, telnet). ? Correo electrónico (mail). ? Acceso a bases de datos, etc. CAPÍTULO 2 FUNDAMENTOS BÁSICOS DE INTERCONECTIVIDAD DE REDES 2.1 Definición de una Red de Area Local (LAN) Una LAN es una red de datos de alta velocidad, tolerante a fallas, que cubre un áre a geográfica relativamente pequeña. Por lo general conecta estaciones de trabajo, computadoras personales, impresoras y otros dispositivos. 2.2 Definición de Red de Area Extensa (WAN) Una red de área extensa (WAN) utiliza conexiones dedicadas o conmutadas para conectar computadoras que se encuentran en lugares geográficamente remotos, demasiados dispersas como para conectarse directamente a una red de área local. Estas conexiones de área extensa pueden realizarse bien a través de una red publica o bien a través de una red privada, construida por la misma organización. Un ruteador envía el trafico desde la red local a través de la conexión de área extensa, hacia el destino remoto. El ruteador puede estar conectado tanto a una línea analógica como a una línea digital. Los ruteadores se conectan a las líneas analógicas a través de un módem o a líneas digitales a través de Unidades de Servicio de Canal / Unidades de Servicio de Datos (Channel Service Unit / Data Service Units, CSU/DSU) El tipo de servicio de transmisión determina la clase de equipo que el área extensa necesita para su funcionamiento. CSU/DS CSU/DS LAN LAN Figura 2.1 Redes de área extensa (WAN) 2.3 Líneas Dedicadas y líneas Conmutadas Las redes de área extensa pueden trabajar tanto con líneas dedicadas como líneas conmutada s. Una línea dedicada es una conexión permanente entre dos puntos que normalmente se alquila por un tiempo determinado. Figura 2.2 Servicio de línea dedicada Chicago CSU/DSU Denver St. Louis CSU/DSU CSU/DSU Los Angeles Orlando CSU/DSU CSU/DSU Un servicio de línea conmutada no requiere conexiones permanentes entre dos puntos fijos. En su lugar, permite a los usuarios establecer conexiones temporales entre múltiples puntos cuya duración corresponde a la de la transmisión de datos. Chicago Denver St. Louis Los Angeles Orland Figura 2.3 Servicio de línea conmutada Existen dos tipos de servicios conmutados: Servicios de Conmutación de Circuitos y Servicios de Conmutación de Paquetes. 2.3.1 Servicios de Conmutación de Circuitos: En una conexión de conmutación de circuitos se establece un canal dedicado, denominado circuito, entre dos puntos por el tiempo que dura la llamada. El circuito proporciona una cantidad fija de ancho de banda durante la llamada y los usuarios sólo pagan por esa cantidad de ancho de banda el tiempo que dura la llamada. Los Angeles Boston P9 P8 P7 P6 P5 P4 P3 P2 P1 Figura 2.4 Red de conmutación de circuitos Los inconvenientes de este servicio son dos: 1. El ancho de banda es fijo, no manejan adecuadamente las avalanchas de tráfico, requiriendo frecuentes retransmisiones. 2. Estos circuitos virtuales solo tienen una ruta, sin caminos alternativos definidos. 2.3.2 Servicios de Conmutación de Paquetes Los servicios de conmutación de paquetes suprimen el concepto de circuito virtual fijo. Los datos se transmiten paquete a paquete a través del entramado de la red o nube, de manera que cada paquete puede tomar un camino diferente a través de la red. Los servicios de conmutación de paquetes son capaces de encaminar paquetes, evitando las líneas caídas o congestionadas, gracias a la disponibilidad de múltiples caminos en la red. Chicago Denver Boston P6 P4 Los Angeles P1 P3 P2 P5 Houston P7 Figura 2.5 Red de conmutación de paquetes 2.4 Líneas Analógicas Las líneas analógicas son las típicas líneas de voz desarrolladas inicialmente para llevar tráfico de voz. Las líneas analógicas son parte del servicio telefónico tradicional, y como tales, se encuentran en cualquier lugar. Aunque el tráfico de datos digitales no es compatible con las señales de portadora analógica, se puede transmitir tráfico digital sobre líneas analógicas utilizando un módem, el cual modula señales digitales sobre servicios de portadora analógica. 2.5 Líneas Digitales Las líneas digitales están diseñadas para transportar tráfico de datos, que es digital por naturaleza. Por esta razón, la computadora no necesitará un módem para montar datos sobre una señal portadora digital. En su lugar, utilizará un canal de servicio digital/unidad de servicio de datos (channel service unit / digital service unit, CSU/DSU), el cual únicamente proporciona una interfaz a la línea digital. Las líneas digitales pueden transmitir tráfico de datos a velocidades de hasta 45 Mbps y están disponibles tanto para servicios dedicados como conmutados. 2.6 Formato de Información Los datos y la información de control que se transmite a través de las redes puede tomar varias formas. Los términos para hacer referencia a estos formatos de información en la industria de la interconectividad no se utilizan de manera consistente sino intercambiable. Así tenemos , trama, paquete, datagrama, segmento, mensaje, celda y unidad de datos, que pertenecen a los formatos comunes de información. La trama es una unidad de información cuyo origen y destino son entidades de la capa de enlace de datos. Una trama está compuesta por el encabezado de la capa de enlace de datos ( y, posiblemente, un finalizador) y los datos de la capa superior. El encabezado y el finalizador contienen información de control para la entidad de la capa de enlace de datos en el sistema de destino. Trama Encabezado de la capa de enlace de Datos de la capa superior Finalizador de la capa de enlace de datos Figura 2.6 Los datos de las capas superiores conforman la trama de la capa de enlace de datos. Un paquete es una unidad de información cuyo origen y destino son entidades de la capa de red. Un paquete se compone de un encab ezado de la capa de red ( y, posiblemente un finalizador) Paquete Encabezado de la Datos de la capa superior Finalizador de la capa capa de red de red y datos de la capa superior. El encabezado y el finalizador contienene información de control para la entidad de la capa de red en el sistema de destino. Figura 2.7 Tres componentes básicos conforman un paquete de la capa de red El término segmento , en general, se refiere a una unidad de información cuyo origen y destino son entidades de la capa de transporte. Un mensaje es una unidad de información cuyas entidades origen y destino están sobre la capa de red ( a menudo, en la capa de aplicación). Una celda es una unidad de información de tamaño fijo cuyo origen y destino son las entidades de la cpa de enlace de datos. Las celdas se utilizan en entornos conmutados. Una celda se compone de un encabezado e información útil. El encabezado contiene la información de control para la entidad de destino de la capa de enlace de datos y tiene 5 bytes de longitud. La información útil contiene datos de la capa superior que está encapsulada en el ancabezado de la celda y suele tener una longitud de 48 bytes. Celda Información útil Encabezado de la celda (48 bytes) Figura 2.8 Dos componentes conforman una celda La longitud de los campos encabezados e información útil siempre es exactamente la misma para cada celda. Una unidad de datos es un término genérico que se refiere a varias unidades de información. Algunas de las unidades de datos que más se utilizan son las SDUs ( Unidades de Datos de Servicio), las unidades de datos de protocolo y las BPUs (Unidades de Datos de Protocolos de Puente). Las SDUs son unidades de información de protocolos de las capas superiores que definen una solicitud de servicio a un protocolo de las capas inferiores. El PDU es un término dentro de OSI que se utiliza para describir un paquete. Los BPUs son utilizados como mensajes. 2.7 Servicios de Red Orientados y No Orientados a la Conexión En general, los protocolos de conectividad de redes y el tráfico de datos que se prestan se pueden caracterizar como orientados o no orientados a la conexión. En pocas palabras, el manejo de datos orientados a la conexión implica el uso de una trayectoria específica que se establece durante el tiempo que dura la conexión. El manejo de datos no orientados a la conexión implica la transferencia de datos a través de una conexión establecida en forma permanente. 2.8 Direccionamiento en interredes Las direcciones de interred identifican los dispositivos por separado o como miembros de un grupo. Los esquemas de direccionamiento varían dependiendo de la familia de protocolos y de la capa OSI. Los tres tipos de direccionamiento de interred que se utilizan comúnmente son: direcciones de la capa de enlace de datos, direcciones MAC (Control de Acceso a Medios) y direcciones de la capa de red. 2.9 Capa de Enlace de Datos Una dirección de la capa de enlace de datos identifica de manera única cada conexión física de un dispositivo a la red. A las direcciones de enlaces de datos se les conoce con los nombres de direcciones físicas o hardware. En general, los sistemas terminales tienen sólo una conexión física a la red y, por lo tanto, solamente una dirección a nivel enlace de datos. Los ruteadores y otros dispositivos de interconectividad de redes tienen múltiples conexiones físicas de red y, por lo tanto, también tienen múltiples direcciones a nivel de la capa de enlace de datos. Sistema terminal Red 1 interfase 1 dirección de la capa A A Red D D C Red Ruteador 4 interfases 4 direcciones de la capa Figura 2.9 Cada interfase en un dispositivo se identifica únicamente por una dirección de la capa de enlace de datos 2.10 Direcciones MAC Las direcciones MAC están formadas por un subconjunto de direcciones de la capa de enlace de datos. Identifican las entidades de red en las LANs que implementan las direcciones IEEE MAC de la capa de enlace de datos. Así como sucede con la mayor parte de las direcciones de enlaces de datos, las direcciones MAC son únicas para cada interfase LAN. Subcapa LLC Direcciones de Subcapa MAC Direcciones la capa de MAC Figura 2.10 Las direcciones MAC, las direcciones a nivel enlace de datos y las subcapas de IEEE de la capa de enlace de datos, están relacionados entre sí. Las direcciones MAC tienen 48 bits de longitud y se expresan con 12 dígitos hexadecimales. Los 6 primeros dígitos hexadecimales, que son administrados por el IEEE, identifican al fabricante o proveedor y, por lo tanto, comprenden al OUI (Identificador Único de la Organización). Los últimos 6 dígitos hexadecimales comprenden el número de serie de la interfase u otro valor administrado por un proveedor específico. Las direcciones MAC están grabadas en una ROM (Memoria de Sólo Lectura) y se copian en RAM (Memoria de Acceso Aleatorio) al inicializarse la tarjeta de interfase. Dirección MAC 24 bits 24 bits OUI Proveedor asignado Figura 2.11 Las direcciones MAC contienen un formato único de dígitos hexadecimales. 2.11 Direcciones de la Capa de Red Una dirección de la capa de red identifica una entidad en la capa de red de las capas de OSI. Las direcciones de red, en general, existen en un espacio jerárquico de direcciones y, a menudo, se les llama direcciones lógicas o virtuales. La relación entre una dirección de red y un dispositivo es lógica y no fija. Los sistemas terminales requieren una dirección de la capa de red por cada protocolo soportado de la capa de red. Los ruteadores y otros dispositivos de interconectividad de redes requieren una dirección de la capa de red por cada conexión física a la red, por cada protocolo soportado de la capa de red. 2.12 Asignación de Direcciones Las direcciones que se asignan a los dispositivos pueden ser uno de tres tipos: direcciones estáticas, dinámicas o de servidor. Las direcciones estáticas son asignadas por un administrador de red de acuerdo con un plan preconcebido de direcciones de interred. Una dirección estática no cambia hasta que el administrados de red la cambia manualmente. Los dispositivos obtienen las direcciones dinámicas cuando se conectan a la red, a través de varios procesos específicos del protocolo. Un dispositivo que utiliza una dirección dinámica, a menudo tiene una dirección diferente cada vez que se conecta a la red. Las direcciones asignadas por un servidor se otorgan a los dispositivos conforme se conectan a la red. Las direcciones asignadas por servidor se reciclan para que puedan ser reutilizadas a medida que se desconecten dispositivos de la red. CAPÍTULO 3 FUNDAMENTOS DE TECNOLOGÍAS DE REDES DE AREA EXTENSA (WAN) Como habíamos dicho una red de área extensa es una red de datos que tiene una cobertura geográfica relativamente grande y suele utilizar las instalaciones de transmisión que ofrecen compañías portadoras de servicio. Las tecnologías WAN operan en las tres capas inferiores del modelo de referencia OSI: 1. La Capa Física. 2. La Capa de Enlace de Datos. 3. Y la Capa de Red. 3.1 Enlaces Punto a Punto Un enlace punto a punto proporciona una sola trayectoria de comunicaciones WAN preestablecida desde las instalaciones del cliente, a través de una red de transporte como una compañía telefónica, hasta una red remota. A los enlaces punto a punto también se les conoce como líneas privadas, puesto que su trayectoria establecida es permanente fija para cada red remota a la que se llegue a través de las facilidades de larga distancia. Estos enlaces proporcionan dos tipos de transmisiones: ? Transmisiones de Datagrama: están compuestas de tramas direccionadas de manera individual. ? Transmisiones de ráfagas de datos: que están compuestas de una ráfaga de datos para la que la verificación de direcciones se presenta sólo una vez. Figura 3.1 Un enlace común punto a punto funciona a través de una WAN hacia WAN una red remota 3.2 Conmutación de Circuitos La conmutación de circuitos es un método de conmutación WAN en el que se establece, mantiene y termina un circuito físico dedicado a través de una red de transporte para cada sesión de comunicación. La conmutación de circuitos maneja dos tipos de transmisiones, iguales que a las de los enlaces Punto a Punto: ? Transmisiones de Datagrama: están compuestas de tramas direccionadas de manera individual. ? Transmisiones de ráfagas de datos: que están compuestas de una ráfaga de datos para la que la verificación de direcciones se presenta sólo una vez. DCE DCE WAN DCE Figura 3.2 Una WAN de conmutación de circuitos experimenta un proceso similar al de una llamada telefónica 3.3 Conmutación de Paquetes Este método de conmutación WAN en el que los dispositivos de la red comparten un solo enlace punto a punto para transferir los paquetes desde un origen hasta un destino a través de una red de transporte 3.4 Circuitos Virtuales Un circuito virtual es un circuito lógico creado para asegurar una comunicación confiable entre dos dispositivos de red. Hay dos tipos de circuitos virtuales: SVC (Circuitos Virtuales Conmutados) y PVC(Circuitos Virtuales Permanentes). Los SVC son circuitos virtuales que se establecen dinámicamente por demanda y se terminan al finalizar la transmisión. La conmutación a través de un SVC tiene tres fases: 1. El establecimiento del circuito: es la creación del circuito virtual entre los dispositivos de origen y destino. 2. La transferencia de datos: es la transmisión de datos entre dispositivos entre los dispositivos a través del circuito virtual. 3. La terminación del circuito: es la desconexión entre los dispositivos de origen y destino. Los SVC se utilizan en situaciones donde la transmisión de datos entre los dispositivos es esporádica, en gran medida porque con los SVC se incrementa el ancho de banda, debido a las fases de establecimiento y terminación del circuito, pero disminuyen los costos asociados con la disponibilidad constante del circuito virtual. Un PVC es un circuito virtual que establece de manera permanente y consta de un solo modo: transferencia de datos. Los PVC se utilizan en situaciones donde la transferencia de datos entre los dispositivos es constante. Con los PVC disminuye el uso del ancho de banda asociado con el establecimiento y terminación de circuitos virtuales, pero se incrementan los costos debido a la constante disponibilidad del circuito virtual. 3.5 Servicios de Marcado de WAN Los servicios de marcado ofrecen métodos económicos para llevar a cabo conectividad entre WANs. Las dos implementaciones más comunes son: ? El DDR: es una técnica por medio de la cual un ruteador puede iniciar y terminar, de manera dinámica, una sesión de conmutación de circuitos a medida que las estaciones terminales de transmisión lo requiera. ? El Respaldo de Marcación: este es un servicio que activa una línea serial de respaldo bajo determinadas condiciones. La línea serial secundaria puede actuar como un enlace de respaldo que se actualiza cuando el enlace principal falla, o como una fuente que proporciona ancho de banda adicional cuando la carga en el enlace principal alcanza un cierto umbral. 3.6 Dispositivos WAN Switch WAN: Este es un dispositivo multipuerto de interconectividad de redes que se utiliza en las redes de transporte. Por lo gneral, estos dispositivos conmutan tráfico como de Frame Relay, X.25 o ATM y operan en la capa de enlace de datos del modelo de referencia OSI. Switch WAN Figura 3.3 Dos ruteadores ubicados en los extremos remotos de una WAN se pueden conectar por medio de switches WAN Servidor de Acceso: Un servidor de acceso actúa como un punto de concentración para conexiones de marcación hacia dentro y hacia fuera. WAN Servidor de acceso Figura 3.4 Un servidor de acceso concentra conexiones de marcación hacia fuera de una WAN Modem: Un módem es un dispositivo que interpreta señales analógicas y digitales, permitiendo de ésta manera que los datos se transmitan a través de líneas telefónicas sonoras. En el punto de origen las señales digitales son convertidas a una forma apropiada para su transmisión a través de equipos de comunicaciones analógicos. En el punto de destino, éstas señales analógicas son convertidas de nuevo a forma digital original. Módem Módem Figura 3.5 Una conexión por módem maneja señales analógicas y digitales a través de una WAN CSU/DSU: Una CSU/DSU (Unidad de Servicio de Canal / unidad de Servicio da Datos) es un dispositivo de interfase digital ( o a veces, dos dispositivos digitales separados) que adapta la interfase física de un dispositivo DTE (Equipo Terminal de Datos), como una terminal, a la interfase del dispositivo DCE (Equipo de Comunicación de Datos), como un switch, en una red conmutada de transporte. La CSU/DSU también proporciona la temporización de la señal para la comunicación entre dispositivos. CSU/DSU Figura3.6 La unidad CSU/DSU se coloca entre el switch y la terminal. Adaptador de Terminal ISDN: Un adaptador de Terminal ISDN (Red Digital de Servicios Integrados) es un dispositivo que se utiliza para conectar la BRI (Interfase de Tasa Básica) de ISDN con otras interfases, como la EIA/TIA-232. Un adaptador de terminal es, en esencia, un módem ISDN. Adaptador de terminal de ISDN Figura 3.7 El adaptador de terminal conecta el ISDN con otras interfaces. 3.7 Puentes y Switches Los Puentes y Switches son dispositivos de comunicación de datos que operan, principalmente, en la capa 2 del modelo de referencia OSI. Como tales, se les conoce ampliamente como dispositivos de la capa de enlace de datos. El puenteo y la conmutación se presentan en el nivel de enlace de datos, que controla el flujo de datos, maneja los errores en la transmisión, proporciona el direccionamiento físico, y administra el acceso al medio físico de transmisión. Los puentes y switch no son dispositivos complicados. Analiza las tramas entrantes, toman decisiones de envío con base en la información contenida en las tramas y envían las tramas a su destino. La transparencia de protocolos en las capas superiores es una gran ventaja tanto del puenteo como de la comunicación. Como ambos tipos de dispositivos trabajan a nivel de capa de enlace de datos, no es necesario que examinen la información de las capas superiores. Lo anterior significa que, tanto la función de puenteo como la de conmutación, pueden direccionar rápidamente, el tráfico que represente cualquier protocolo de la capa de red. Los puentes y switches proporcionan algunas ventajas debido a la fragmentación de redes de gran tamaño en unidades independientes. Como solo una parte del tráfico es enviado, un puente o switches reduce el tráfico que circula a través de los dispositivos que están conectados a todos los segmentos. Los puentes y Switches extienden la longitud efectiva de una LAN, al permitir la conexión de estaciones distantes que anteriormente no era posible. Los puentes y switches comparten la mayor parte de sus más importantes atributos, hay algunas diferencias entre ambas tecnologías. Los switches son mucho más rápidos debido a que conmutan en el hardware, en tanto que los puentes lo hace e el software y también pueden interconectar LANs con diferentes anchos de banda. Así mismo, los switches pueden soportar una densidad mayor de puertos que los puentes. Algunos switches soportan la conmutación rápida, que reduce la latencia y los retardos en la red, mientras que los puentes soportan solamente conmutación de tráfico de tipo almacenar y reenviar. Por último, los switches disminuyen las colisiones en los segmentos de la red debido a que ofrecen un ancho de banda dedicado exclusivamente a cada segmento de la red. 3.7.1. Tipos de Puentes De acuerdo con un esquema de clasificación, los puentes pueden ser: ? Locales: estos puentes proveen una conexión directa entre múltiples segmentos de LAN en la misma área. ? Remotos: conectan múltiples segmentos de LAN en áreas diferentes, en general, a través de líneas de comunicación 3.7.2. Tipos de Switches Los switches son dispositivos de la capa de enlace de datos que, como los puentes permiten la interconexión de múltiples segmentos físicos de LAN en una sola red de gran tamaño. Los switches utilizan tanto la conmutación de almacenar y enviar como la conmutación rápida para reenviar trafico. Hay varios tipos de switches entre los que se encuentran: ? Switches ATM: éstos switch ofrecen una conmutación a alta velocidad y anchos de banda que pueden incrementarse en el grupo de trabajo, la troncal de la red corporativa y en un área de gran cobertura. Los switches ATM soportan aplicaciones de voz, vídeo y datos y están diseñados para conmutar unidades de información de tamaño fijo que se llaman celdas, las cuales se utilizan e las comunicaciones de ATM. ? Switchs LAN: éste se utiliza para interconectar segmentos múltiples de LAN. La conmutación en LAN representa una comunicación dedicada, libre de colisiones entre los dispositivos de la red, que puede soportar múltiples conversaciones simultáneas. Los switch LAN estan diseñados para conmutar tramas de datos a altas velocidades. 3.8 Sistemas PDH 3.8.1. Antecedentes La invención del teléfono sucedió en 1876, a partir de entonces comenzaron a constituirse por todo el mundo redes telefónicas. La transmisión analógica de la voz presentaba serias dificultades tales como atenuación, ruido, amplificación no lineal y distorsión. Por esta razón, se busco la forma de convertir la señal de la voz, a una señal digital. La transmisión digital se enfrentaría a los mismos problemas que la transmisión analógica, sólo que los superaría con mayor facilidad. Esto se debe a que los equipos pueden detectar más fácilmente la presencia o ausencia de un pulso con dos niveles de voltaje solamente, que la amplitud de voltaje constantemente variable de una señal analógica. La transmisión de la voz se inició en 1962, cuando la AT&T instaló por primera vez en todo el mundo el primer sistema de transmisión digital denominado T1. Este sistema se instaló en el área de Chicago Illinois, Estados Unidos. El método empleado para convertir la señal analógica de la voz a una señal digital fue el método PCM, Modulación de Pulsos Modificados – Pulse Code Modulation, desarrollado en 1939 en los Laboratorios Bell de la AT&T por A. H. Reeves. La gran ventaja de la transmisión digital es que emplea los mismos medios de transmisión empleados por los anteriores por los anteriores sistemas de transmisión analógicos de la voz. Los medios de transmisión existentes en esa época eran el cable par trenzado, cable coaxial, cable submarino, enlaces de microondas y de satélite. Debido al incremento en la demanda de líneas telefónicas se hizo necesario crear cada vez más sistemas de transmisión digital de voz con mayor capacidad de transporte, a fin de satisfacer tales demandas. De esta manera, se tienen una gran variedad de sistemas de transmisión digital con muy diversas capacidades, tanto en el sistema de telefonía americano, como en el sistema de telefonía europeo. 3.8.2. Definición PDH es el conjunto de sistemas de transmisión digital desarrollados inicialmente en 1962 para la transmisión digital de la voz, pero que con el paso del tiempo fueron empleados para transmitir otros tipos de información como voz o vídeo. El término PDH comenzó a emplearse para hacer referencia a todo el conjunto de sistemas de transmisión digital existentes, tanto del sistema de telefonía amaricano, como del europeo. PDH Jerarquía Digital Plesiócrona - Plesiochronous Digital Hierarchy. El término jerarquía digital se debe a que en PDH los sistemas de transmisión digital se agrupan en niveles jerárquicos, según su capacidad de transporte. Los sistemas de transmisión digital evolucionaron de diversas formas, en diversas partes del mundo, por ejemplo, Japón adoptó el sistema de telefonía americano desarrollado por la AT&T en los Estados Unidos, en tanto , Francia adoptó el sistema de telefonía europeo, desarrollado por la CCITT para toda Europa. Nivel Jerárquico Estados Unidos Europa 0 56 kbps 64 kbps (1) (1) 1.544 Mbps 2.048 Mbps 1 X 24 2 (24) 6.312 Mbps X 30 (30) 8.448 Mbps X4 3 (96) 44.736 Mbps X7 (672) 4 X 4 (120) 34.368 Mbps X 4 (1920) 132.264 Mbps X 4 (1920) No definido 274 Mbps X6 1. (4032) 565 Mbps X 4 (7680) El nivel jerárquico 0 indica un canal de voz digitalizada en PCM, el cual es de 64 kbps, para Estados Unidos y 56 kbps para Europa. 2. Los números entre paréntesis indican el número de canales de voz digital que puede transportar el canal en ese nivel jerárquico, según método de modulación PCM. 3. Los números que multiplican indican, la cantidad de canales del nivel anterior que se van a multiplicar para formar el canal del nivel actual. 4. El nivel no definido se le denomina así debido a que no esta reconocido pro la ITU, anteriormente CITT. Tabla 3.1 Comparación de Nivel Jerárquico entre E.U. y Europa Al primer sistema de transmisión digital que se instaló en Chicago Illinois, Estados Unidos, se le llamó T1, el cual agrupa 24 canales de voz digitalizada según el método PCM. Al primer sistema de transmisión digital que se instaló en Europa se le llamó E1, el cual agrupa 30 canales de voz digitalizada según el método PCM. Conforme se desarrollaron nuevos sistemas de transmisión digital con mayor capacidad de transporte, se siguió con la misma nomenclatura. En el sistema de telefonía americano se les denomino T2 y T3 a los sistemas de transmisión digital de los niveles jerárquicos segundo y tercero, respectivamente, en tanto, en el sistema de telefonía europeo se les denominó E2, E3 y E4 a los sistemas de transmisión digital de los niveles jerárquicos segundo tercero y cuarto respectivamente. De esta manera, podemos resumir que la nomenclatura que ese emplea en PDH para los sistemas de transmisión digital (sistemas portadores) y los canales de transporte es la siguiente: ? En el sistema telefónico americano, se emplea la nomenclatura T + n para referirse a los sistemas portadores y DS + n para referirse a los canales de transporte. ? En el sistema telefónica europeo, se emplea la nomenclatura E + n para referirse tanto a los sistemas portadores, como a los canales de transporte. ? En donde: n es el nivel jerárquico PDH y DS significa Señal Digital (Digital Signal). 3.8.3. Forma de Operación El término plesiócrono describe la forma en que operan los equipos de los sitemas de transmisión digital. Plesiócrono (del griego plesios: cercano, próximo, casi; y chronos: tiempo). Este término se emplea en el campo de las telecomunicaciones para describir cuando los equipos operan sin estar sincronizados entre sí. En la jerarquía Digital Plesiócrona PDH, cada equipo multiplexor opera con respecto a su propio reloj de referencia interno, en vez de que todos funciones con respecto a un reloj de referencia común. Debido a esto, los equipos no están sincronizados entre sí, aún y cuando todos los relojes tienen los mismos niveles de tolerancia de operación. Por esta razón, se dice que los equipos en los sistemas de transmisión digital PDH operan en forma plesiócrona, ya que cada uno opera con respecto a un reloj de referencia propio, en lugar de operar con respecto a un reloj de referencia común. El método de multiplexión empleado en los sistemas de transmisión digital T1 y E1 es el de Multiplexión de Canales por División de Tiempo, TDM. En este método se asigna un espacio de tiempo específico para que cada canal DSO o EO pueda transmitir su información. El método de multiplexión empleado en los sistemas de transmisión digital T2 / E2, y superiores, es el de Multiplexión de bit en bit por División de Tiempo. En este método, se combinan en forma alternada un bit de información de cada canal que se multiplexa. Para el caso de los sistemas de transmisión digital T2 y E2, se combinan en forma alternada un bit de cada canal uno del cuatro canales DS1 o E2, respectivamente. CAPÍTULO 4 SONET / SDH 4.1 Definición SONET y SDH son los dos estándares de transmisión digital desarrollados a finales de la década de 1980 con el propósito de satisfacer las nuevas exigencias de comunicación, las cuales requerían que existiera una amplia variedad de velocidades de transmisión disponibles (anchos de banda flexibles). Para el caso de SONET, éste es un acrónimo de Synchronous Optical NETwork y es un estándar que define a una señal utilizada en redes de fibra óptica. Este estándar fue desarrollado por ECSA (Exchange Carriers Standards Association) para la ANSI (quien establece los estándares de telecomunicaciones y otros tipos dentro los Estados Unidos) y también está incluida en las recomendaciones de la UIT-T para la jerarquía de SDH. En el caso de SDH, éste es un acrónimo de Synchronous Digital Hierarchy y es un estándar que define a una señal utilizada en redes de fibra óptica. Este estándar fue realizado por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT-T) y está basada en el trabajo desarrollado por la Bellcore, por la ECSA y por la ANSI (American Nationa l Standards Institute) para la red síncrona SONET. El trabajo realizado finalizó con las recomendaciones G.707, G.708 y G.709 de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT-T) concernientes a SDH que posteriormente se unificaron en marzo de 1996 como la Recomendación G.707. En Norteamérica, la ANSI publicó éstos estándares como SONET , siendo un sub - estándar de los estándares mundiales de SDH de la UIT-T. 4.2 SONET y SDH según el Modelo de Referencia OSI Las redes SONET y SDH, según el Modelo OSI, son únicamente sistemas de transporte de información, por lo que están referidas a la primera capa de este modelo. Capa Física: Esta capa se refiere a todas las conexiones físicas entre los diversos dispositivos de los nodos de una red, a través de los cuales viaja la información y se encarga de todas las funciones pertinentes para que el transporte de información se lleve a cabo. Tales funciones van desde los esquemas de multiplexión, códigos de transmisión por línea, niveles de voltaje de la señal en la línea de transmisión, entre tantos más. Por ésta razón, los sistemas de transmisión digital SONET y SDH están referidas a la capa física del Modelo OSI. APLICACIÓN PRESENTACIÓN SESIÓN TRANSPORTE RED ENLACE FÍSICA SONET / SDH Figura 4.1 SDH / SONET según el Modelo de Referencia OSI 4.3 Antecedentes Un aspecto muy importante de las redes SONET y SDH es que ambas fueron diseñadas para ser empleadas como medio de transmisión en la fibra óptica, aprovechando así todas las ventajas que esta ofrece, siendo la principal el ancho de banda que se puede alcanzar. El estándar de red SONET fue desarrollado para satisfacer las exigencias de los nuevos servicios de comunicación según el modelo americano, mientras que SDH fue desarrollado para el resto del mundo como también el americano. El canal de transporte o primer nivel que sirve como base en SONET es el nivel STS-1 (Synchronous Transport Signal – Señal de Transporte Síncrono), el cual tiene una velocidad de 51.84 Mbps. Para el caso de SDH el canal de transporte o primer nivel que sirve como base es el STM-1 (Synchronous Transfer Module – Módulo de Transferencia Síncrono), el cual tiene una velocidad de 155.52 Mbps. Los niveles o canales de mayor capacidad se forman a partir de los niveles base y como múltiplos de éstos, STS 1 X N y STM 1 X N. El estándar comenzó para cumplir los siguientes propósitos: ? Compatibilidad entre equipos. ? Conectar redes Síncronas. ? Mejorar la Operación, Administración, Mantenimiento y Previsión. (OAM&P) El sub estándar SONET define niveles de Portadoras Opticas (Optical Carrrier, OC) y que equivalen eléctricamente al transporte de señales síncronas (STS) basado en la jerarquía de transmisión en fibras ópticas. La razón del por qué las velocidades del STS -1 y STM-1 son diferentes, se deben a las diferencias entre los sistemas de transmisión digital americano y europeo. En el sistema americano, el canal DS-3 tiene una velocidad de 44.736 Mbps, por lo que en SONET el canal STS-1 tiene una velocidad de 51.84 Mbps. En tanto, en el sistema europeo, el canal E4 tiene una velocidad de 139.264 Mbps, por lo que en SDH el canal STM-1 tiene una velocidad de 155.52 Mbps. Sin embargo, como se podrá observar , SONET y SDH convergen a partir de los canales STS 3 y STM-1, ambos tienen como velocidades de transmisión 155.52 Mbps. Esto trae como consecuencia que, en teoría, las redes SONET y SDH pueden interconectarse entre sí. Tasa SDH SONET SONET MB/s Nomenclatura Nivel Optico Equivalente Capacidad SDH Capacidad SONET Eléctrico 51.84 STM -“0” OC-1 STS-1 28 DS1 ó 1 DS3 155.52 STM -1 OC-3 STS-3 63 E1 ó 1E4 84 DS1 ó 3 DS3 622.080 STM -4 OC-12 STS-12 252 E1 ó 4E4 336DS1 ó 12 DS3 2488.32 STM -16 OC-48 STS-48 1008 E1 ó 16 1344 DS1 ó 48 DS3 E4 Tabla 4.1 Tasa de Transmisión de Línea y equivalencias entre SONET y SDH 4.4 Encabezado de SDH El estándar SDH fue desarrollado en base a capas. Las funciones de información y transmisión se encuentran divididas en capas, las cuales son: Figura 4.2 Secciones en las que se divide un enlace SDH / SONET Ruta Sección de Multiplexaje Sección de Multiplexaje Sección de Sección de Sección de Sección de Regeneración Regeneración Regeneración Regeneración ADM PTE REG Terminación Terminación de Ruta de Sección O DCS Terminación de Sección REG PTE Terminación Terminación de Sección de Ruta de Multiplexaje Servicio (2Mb, Donde: Servicio Mapeo 140 Mb,..) PTE = Elemento terminador de ruta Mapeo MUX = Multiplexor Terminal Desmapeo Desmapeo REG = Regenerador ADM = Multiplexor de Insersión / Omisión ? Sección de Regeneración: contiene información necesaria para los elementos localizados en los extremos de la sección de comunicación. ? Sección de Multiplexaje: contiene información necesaria entre los equipos de multiplexaje consecutivos. ? Ruta: El Encabezado de Ruta es asignado y transportado con la carga de información desde el momento en el que éste es creado por e l equipo de ruta de terminación hasta que la carga de información es demultiplexada en el extremo final en una sección del equipo de ruta de terminación 4.5 Términos y Definiciones Para entender mejor la lectura, definimos términos a continuación: Contenedor Virtual-n (VC-n): Un contenedor virtual es la estructura de información utilizada para soportar conexiones de capa de Ruta. Consta de campos de información de cabida útil de información y el encabezado de Ruta. Unidad Administrativa -n (AU-n): Una unidad administrativa es la estructura de información que proporciona la adaptación entre la capa de trayecto de orden superior y la capa sección de multiplexación. Consta de una cabida útil de información (el contenedor virtual de orden superior) y un puntero de unidad administrativa que señala el desplazamiento del comienzo de la trama de cabida útil con relación al comienzo de la trama de la sección de multiplexación. También se denomina grupo de unidades administrativas (AUG) a una o más unidades administrativas que ocupan posiciones fijas y definidas en el campo de carga útil del STM o STS. Contenedor: Un contenedor es la estructura de información que forma la carga útil de información para un contenedor virtual. Para cada uno de los contenedores virtuales definidos existe el correspondiente contenedor. Interfaz de Nodo de Red (NNI): Interface situada en un nodo de red que se utiliza para la interconexión con otro nodo de red. Puntero: Indicador cuyo valor define el desplazamiento de un contenedor virtual con respecto a la referencia de la trama en el que es transpostado. Concatenación: Procedimiento en una multiplicidad de contenedores virtuales que se asocian unos a otros de modo que su capacidad combinada puede utilizarse como un contenedor sencillo en el que se mantiene la integridad de la secuencia de bits. Correspondencia SDH: Procedimiento por el que se adaptan afluentes a contenedores virtuales. Multiplexación SDH: Procedimiento por el que varias señales de capa de trayecto de orden inferior se adaptan a un trayecto de orden superior, o por el que múltiples señales de capa de Ruta de orden superior se adaptan a una sección de multiplexación. 4.6 Forma de Operación. El término síncrono describe la forma como operan los equipos en las redes SONET y SDH. ? Síncrono (del griego syn: con, chronos: tiempo). Este término se emplea en el campo de las telecomunicaciones para describir cuando los equipos operan con respecto a un reloj común, es decir, están sincronizados entre sí. En las redes SONET y SDH, cada equipo de la red opera con respecto a un reloj de referencia común, por lo que todos los equipos están sincronizados entre sí. El reloj de referencia común que se utiliza en las redes SONET y SDH es un reloj atómico Stratum 1, el cual tiene una exactitud y estabilidad extremadamente alta. La sincronización en las redes SONET y SDH esta organizada en forma jerárquica, en donde el reloj átomico Stratum 1 es el de mayor nivel y al cual están referidos todos los demás relojes de los niveles inferiores. Debido a que en una red SONET o SDH todos los equipos operan de manera síncrona, las velocidades de transmisión de los canales de transporte no varían en lo absoluto. Esto permite que se puedan agrupar varios canales de transporte STS -1 o STM-1, sin la necesidad de emplear bits de justificación, como en los sistemas de transmisión digital PDH. Por ejemplo, en una red SONET la velocidad del STS-1 permanecerá siempre en 51.84 Mbps, por lo que es posible que se puedan agrupar fácilmente varios canales STS -1 para formar un canal de mayor capacidad. Por esta razón, se puede extraer fácilmente un canal individual de cierta capacidad (por ejemplo un STS-1) de un canal de mayor capacidad (STS -n). Para proveer el tipo de servicio de comunicación adecuado se emplea un adaptador de servic io (interface), el cual específica el ancho de banda requerido. Un adaptador de servicio transfiere (mapea) la información del usuario al área de información del STS-1 o del STM -1. Cuando la información del usuario está contenida en un canal PDH, el adaptador de servicio primero transfiere la información a un Tributario Virtual VT en una red SONET o a un Contenedor Virtual VC en una red SDH y después se multiplexan junto con otros Tributarios Virtuales VT o Contenedores Virtuales VC, según sea el caso, para formar un canal de mayor capacidad. STS-1 STS-n 51.84 OC- Mbps Interface de Adaptación al D S-1 - (28 max por STS-1) Interface de Multiplexor E/O Adaptación al D S-3 - (1 max por STS-1) STS -n CLK Vel.= n X 51.84 Mbps Interface de Adaptación al STS-Nc (concatenados Figura 4.3 Multiplexión de SONET 4.7 Estructura Básica de Marcos SONET y SDH 4.7.1. Formato del Marco de SDH Como habíamos dicho, para SDH, el nivel básico y la velocidad de transmisión es un STM-1 que es 155.52Mbps. Los niveles superiores de transmisión son múltiplos de ésta tasa de transmisión. Por ejemplo, un STM-4 son 4 veces un STM -1, 4 x 155.52 =622.080 Mbps 270 Columnas STM-1 1080 Columnas STM-4 1 2 3 9 Renglones 4 5 6 7 8 9 Unidad Administrativa Contenedor Encabezado Encabezado Virtual de Ruta Figura 4.4 Construcción de un marco STM-1 El formato del marco del STM-1 es descrito usualmente como una matriz de 9 filas de 270 bytes cada uno (270 columnas X 9 Filas). La señal es transmitida byte por byte, comenzando por primer byte y examinando de izquierda a derecha, desde la primera fila hasta la fila 9. El marco completo es transmitido en 125 microsegundos. En las siguientes figuras se muestran las secciones de los encabezados de la Sección de Regeneración y de Multiplexación. 4.7.2. Formato del Marco de SONET Para el caso de SONET, el nivel básico y la velocidad de transmisión es un STS-1 que es 51.84 Mbps. Lo s niveles superiores de transmisión de son múltiplos de ésta tasa de transmisión. 90 es muyColumnas El formato del marco del STS-1, parecido al STM-1 de SDH. La diferencia radica en el número de columnas 1 de la matriz. Esta matriz está formada por 9 filas de 90 columnas cada 2 3 una (90 columnas X 9 Filas). Igualmente la señal es transmitida byte por byte, comenzando por 9 Renglones primer byte y examinando de izquierda a derecha, desde la primera fila hasta la fila 9. El marco 4 5 6 completo es transmitido en 125 microsegundos. 7 8 9 Encabezado Unidad Administrativa Encabezado Contenedor de Ruta Virtual Figura 4.5 Construcción de un marco STS -1 4.7.3. Encabezado de Sección El encabezado de sección esta dividido en las partes en las que consta un enlace SONET/SDH Sección del Regenerador 1 A1 A1 90 A1 Columnas A2 STS-1A2 A2 J0 2 B1 E1 F1 3 1 2D1 D2 D3 Z0 Z0 3 4 4H1 5 5 6B2 7 K1 K2 6 8D4 9 Unidad Administrativa D5 D6 7 D7 D8 D9 8 D10 9 S1 H1 H1 H2 Encabezado D11 de Ruta H2 H2 H3 9 Renglones H3 H3 ContenedorD12 Virtual E2 Sección de Multiplexaje Figura 4.6 Subdivisiones de la Sección del Encabezado 4.7.3.1. Descripción de los Bytes del Encabezado de Sección Alineación de marco: A1, A2 Para la alineación del marco se definen dos tipos de bytes: ? A1: 11110110 ? A2: 00101000 La palabra de alineación de marco de un marco STM-N se compone de 3 ? N bytes A1 seguidos de 3 ? N bytes A2. Encabezado de sección de regenera ción: J0 - El byte J0 se asigna a una encabezado de sección de regeneración. Este byte se utiliza para transmitir de manera repetitiva el identificador de punto de acceso de sección, de tal modo que un receptor de sección pueda verificar la continuidad de su conexión con el transmisor pretendido. Reserva: Z0 - Estos bytes, que están ubicados en las posiciones se reservan para una futura normalización internacional. Paridad con entrelazado de bits 8 (BIP-8): B1 - Se asigna un byte para la supervisión de errores en la sección de regeneración. Esta función es un código de paridad con entrelazado de bits 8 (BIP -8) que utiliza paridad par. La BIP-8 se calcula en base a todos los bits de la trama STM-N precedente y se sitúa en el byte B1 del marco en curso. Circuito de órdenes: E1, E2 - Estos dos bytes pueden utilizarse para proporcionar canales de circuito de órdenes para comunicaciones vocales. E1 es parte de la Sección de Regeneración y puede accederse a él en los regeneradores. E2 es parte de la Sección de Multiplexión y puede accederse a él en las terminaciones de sección de multiplexación. Canal de usuario: F1 - Este byte está reservado para utilizaciones propias del usuario (por ejemplo, conexiones temporales de canales de datos y voz para fines de mantenimiento especiales). Canal de comunicación de datos (DCC): D1-D12 - Se define un canal a 192 kbit/s utilizando los bytes D1, D2 y D3 como DCC de sección de regeneración. Se define un canal a 576 kbit/s utilizando los bytes D4 a D12 como DCC de sección de multiplexación. BIP-N? 24: B2 - Los bytes B2 se asignan para una función de supervisión de errores de sección de multiplexación. La BIP-N ? 24 se calcula en base a todos los bits de la trama STM-N precedente, excepto para las tres primeras filas de Sección de Encabezado, y se sitúa en los bytes B2. Canal de conmutación de protección automática (APS): K1, K2(bits 1 a 5) - Se asignan dos bytes para la señalización de APS para la protección de la sección de multiplexación. MS-RDI: K2 (bits 6 a 8) - La indicación de error distante en la sección de multiplexación (MS-RDI) se utiliza para devolver al extremo de transmisión la indicación de que el extremo de recepción ha detectado un error de sección, o está recibiendo una señal de indicación de alarma de sección de multiplexación . La MS-RDI se genera insertando un código "110" en los bits 6, 7 y 8 del byte K2. Estado de sincronización: S1 (bits 5 a 8) - Los bits 5 a 8 del byte se asignan para mensajes de estado de sincronización. Indicación de error distante de sección de multiplexación (MS -REI): M1 - Se asigna un byte para su utilización como indicación de error distante (REI) de sección de multiplexación. 4.7.3.2. Punteros La fila 4 de las columnas 1 a 9 ? N de los marcos de SONET y SDH están disponibles para punteros de las Unidades Administrativas. Recordemos que las Unidades Administrativas son los punteros mas la información que se encuentran en el contenedor. El puntero de la unidad administrativa proporciona un método para permitir una alineación flexible y dinámica del contenedor virtual dentro del espacio de la unidad administrativa. La alineación dinámica significa que se permite al contenedor "flotar" dentro del espacio de la unidad administrativa. Así, el puntero es capaz de absorber las diferencias no solamente en las fases, sino también en las velocidades de los marcos. 1 A1 2 B1 E1 F1 3 D1 D2 D3 4 H1 5 B2 K1 K2 6 D4 D5 D6 7 D7 D8 D9 8 D10 D11 D12 9 S1 A1 H1 A1 H1 A2 H2 A2 H2 A2 H2 J0 H3 Z0 Z0 H3 H3 E2 PUNTEROS Figura 4.7 Ubicación de los punteros en la Sección del Encabezado Punteros H1 y H2: Estos dos bytes, el Puntero de la carga de información, especifican la localización del contenedor virtual dent ro del espacio de la unidad administrativa. Es utilizado para alinear los encabezados de sección del contenedor virtual y del STS-1 o STM-1 para llevar a cabo una justificación. Puntero H3: este byte es utilizado para la justificación en frecuencia. Dependiendo del valor del puntero, el byte es utilizado para ajustar los “buffer” de entrada. El byte uncicamente transporta información válida en el caso de justificación negativa, de otra forma no es válida. 4.7.3.2.1. Rellenamiento Negativo Cuando la velocidad del contenedor virtual es demasiada alta en relación a la velocidad del marco STS -1 o STM-1, el valor de los bit 8, 10, 12, 14, y 16 del puntero es invertido (a estos bits se les conocen como D-bits, o bits de Decremento). Periódicamente, cuando el contenedor de información cuenta con un bit de menos estos bits son invertidos, indicando que el rellenamiento negativo debe ocurrir. Ya que el alineamiento de los contenedores avanza en tiempo, la capacidad del recubrimiento debe ser desplazado hacia delante. De éste modo, la información real es escrita en el byte H3 (dentro del Encabezado). Esto se conoce como rellenamiento negativo. 4.7.3.2.2. Rellenamiento Positivo Por el contrario, cuando la velocidad del contenedor es demasiado baja en la relación con la velocidad del marco STS-1 o STM-1, los bits 7, 9, 11, 13, y 15 del Puntero (H1 y H2) son invertidos dentro del marco ( a estos bits se les conocen como I-bits o bits de Incremento). Periódicamente, si el contenedor cuenta con un bit de menos, el valor de estos bits es invertid o, indicando que un rellenamiento debe ocurrir. Un byte adicional es rellenado, permitiendo el alineamiento del contenedor para que éste se sincronize. Esto se conoce como rellenamiento positivo y el byte de relleno esta formado por bits que no representa n ninguna información. El byte de relleno positivo real inmediatamente sigue al byte H3 (esto es, el byte de relleno está dentro de la porción contenedor). 4.7.3.3. Descripción de los Bytes del Encabezado de Ruta J1 B3 C2 H4 G1 F2 Z3 Z4 Z5 Encabezado de Encabezado Sección de Ruta Figura 4.8 Ubicación del Encabezado de Ruta dentro de la carga de Información El Encabezado de Ruta es asignado y transportado con la carga de información desde el momento en el que éste es creado por el equipo de ruta de terminación hasta que la carga de información es demultiplexada en el extremo final en una sección del equipo de ruta de terminación. El encabezado es transportado con contenedor virtual (VC) STS-1 o STM-1. El encabezado de ruta se encuentra en los renglones 1 al 9 de la primera columna del Contenedor. Byte por byte, el Encabezado de Ruta se muestra a continuación: J1 – Byte de trazo de ruta STM - Este byte programable por el usuario transmite repetidamente una cadena con formato E.164 de 64 o 16 bytes. Esto permite a la terminal receptora dentro de la ruta verificar su conexión continua a la terminal emisora. B3 – Byte de código de paridad intercalado de la Ruta (Ruta BIP-8) Este es un código de paridad (par), utilizado para determinar si un error de transmisión ha ocurrido sobre la ruta. Ese valor es calculado considerando el total de bits del Contenedor Virtual (VC) previo, antes de ser codificado. C2 – Byte de etiqueta de la señal - Este byte es utilizado para indicar si el STM no ha sido equipado (valor =0) o no equipado (valor=1) G1 – 1 Byte de Status de Ruta - Este byte es utilizado para indicar el status de la terminación de la ruta y el desempeño del equipo de terminación de la ruta que lo origino. Por lo tanto la ruta duplex puede ser monitoreada por completo desde cualquier extremo o desde cualquier punto. F2 – Byte de Canal del Usuario de la Ruta - Este byte es utilizado para la comunicación del usuario con el resto de los elementos de la ruta. H4 – Byte indicador de multitrama de la Unidad Tributaria (TU) proporciona un indicador de multitrama - Este byte para los contenedores de la carga de información. En la actualidad, es utilizado sólo para cargas de información estructuradas. Los byte Z3, Z4 y Z5 son bytes reservados para el crecimiento. 4.8 Elementos de Redes SDH 4.8.1. Multiplexor de Inserción/Omisión El Multiplexor de Inserción-Omisión (ADM) proporciona interfaces entre diferentes señales de la red y señales SDH. El multiplexaje monoetapa puede multiplexar/demultiplexar una o más señales Tributarias (2Mb) dentro/desde una señal STM-n. Esta puede ser utilizada en sitios terminale s, sitios intermedios (Inserción-Omisión) o en configuraciones con concentradores. OC - n OC - n Lí neas de I nt erf as e Int erf as e Mat ric ial ASI C I nterf as e Lí neas de Mat ric ial I nt erf as e SR AM Enc abezado y Encabez ado y Matriz Punt o de proces am ient o Punt o de proc esam ient o C ont rolador C ont rolador I n ter fase d e al ta veloci d ad I nter fase d e al ta velo ci dad Sis t em a de BUS MPU C ont rolador C ACH E Formateo a SONET Mape o de Carga út il Rel oj Sistema Interfase de Inserción de control Reloj de Interfase de baja velocidad distribución Figura 4.9 Diagrama de Bloques de un Multiplexor de Insersión/Omisión 4.8.2. Crosconexión Digital de Banda Amplia La Conexión Digital de banda Amplia (W.DCS) es una crosconexión que termina señales SDH y 140 Mb, así como también posee la funcionalidad básica de las crosconexiónes de los niveles TU y 2 Mb. En una Crosconexión Digital de Banda Amplia, la conmutación es realizada en el nivel TU. Las características del W-DCS facilitan diferentes aplicaciones. Debido a que automáticamente pueden crosconectar TU’s y 2 Mb’s, el W-DCS puede ser utilizado como un sistema de manejo de red. 4.8.3. Crosconexión Digital de Banda Ancha La Crosconexión Digital de Banda Ancha crosconecta varias señales SDH y 140 Mb. Esta accesa a las señales STM-1 y conmuta en este nivel. La Crosconexión Digital de Banda Ancha puede realizar 2 formas de Crosconexión en los níveles 140 Mb, STM -1 y STM-n. Se utiliza mejor como un concentrador SDH, donde puede ser utilizado para preparar el STM-1 para propósitos de reestablecimiento o para ruteo de tráfico. 4.8.4. Concentrador (Hub) La arquitectura del concentrador transporta la señal SDH y la señal de servicio hacia un punto central y los reenruta hacia sus destinos correctos. Esta función del concentrador puede ser completada con una crosconexión digital o con la combinación de multiplexores de Insersión/omisión. Esta puede operar en cualquier red SDH o nivel concentrador, existe una gran variedad de rutas de servicio posibles. de servicio. Con un Subsistema de R eloj de dis t ribuc ión OC-n Lí neas de Encabez ado y Interfase I nt erf as e de Punt o de Matricial ASI C C ont rolador SRAM Lí neas de DSn Formateo a SONET y Map eo I nt erf as e de d e C a rg a ú t i l Subsistema C ont rolador Matricial Subsistema de I/O Rel oj M PU In te rfas e C ACH E S e ri al Su b si stema d e C o n tr o l Terminales Administrativas Figura 4.10 Diagrama de Sistema de Crosconexión MUX Ruta TE DCS AMD MUX Ruta Figura 4.11 Diagrama de Bloques de un Concentrador 4.9 Arquitectura de Redes SDH 4.9.1. Punto a Punto Ruta TE R GEN R GEN R GEN Ruta TE Figura 4.12 Diagrama de enlace Punto a Punto La arquitectura Punto a Punto representa la red más simple posible. Esta consiste de al menos 2 elementos de red con un enlace SDH entre ellos. Ligeramente más complejo, las versiones de larga distancia pueden tener repetidores o regeneradores. Este tipo de red de fibra óptica ha sido utilizada por más de una década. A pesar de que las tasas de transmisión se han ido incrementando, la arquitectura se ha mantenido sin cambios. 4.9.2. Ruta TE R GEN Punto a Multipunto ADM Ruta TE Figura 4.13 Diagrama de enlace Punto a Multipunto El incluir un Multiplexor de Inserción/Omisión en una red Punto a Punto hace posible contar con una arquitectura que ofrece nuevas facilidades. La estructura Punto a Multipunto es una arquitectura inteligente. Si se envía una señal hacia un punto intermedio de la red, el multiplexor es capaz de extraerla sin necesidad de interrumpir el flujo del resto de la información. 4.9.3. Anillo (Ring) AMD AMD AMD AMD Figura 4.14 Diagrama de Anillo Una de las posibilidades más comentadas en el mundo SDH es la arquitectura de anillo. La estructura de anillo representa un remedio de implementación de red. Sí una sección se avería, el anillo puede mantnerse en completa funcionalidad y enviar el tráfico en otra dirección. Los puntos a lo largo del anillo son multiplexores de Inserción/Omisión, dando a la red gran flexibilidad. Puede existir un máximo de 16 multiplexores. De esta manera, es posible contar con varias rutas de servicio. 4.10 Arquitectura de Protección en redes SONET/SDH 4.10.1. Protección de Acceso 1:1 Equipo en uso Protección Condición Normal Equipo en uso Protección Equipo en uso Protección FUENTE DESTINO Condición de Falla Figura 4.15 Representación de enlaces con líneas de protección 1:1 En la conmutación de protección 1:1, existe un equipo de protección (línea de respaldo) para cada equipo en uso. En la fuente, la señal óptica es muestreada en forma permanente, y dividida en dos señales y éstas son enviadas sobre la línea en uso y sobre la de respaldo en forma simultánea obteniéndose de ésta forma una señal en uso y otra de respaldo idénticas. En el receptor, ambas señales son monitoreada en forma independiente. El equipo receptor selecciona cualquier de las 2 señales. Esta selección esta basada en criterios de la conmutación válidos tanto en la situación de falla como en el degradamiento de la señal. La conmutación es revertida cuando la falla es corregida, de lo contrario permanecería hecha la conmutación. 4.10.2. Protección de Acceso 1:N Equipos en uso Equipo de Protección Equipos en uso Equipo de Protección Figura 4.16 Representación de enlaces con líneas de protección 1:N En una conmutación de protección 1:N puede existir un equipo de respaldo o N equipos. Este rango es de 1 a 14 equipos. En la conmutación de protección, las señales ópticas son enviadas normalmente sólo sobre los equipos en uso mientras que el equipo de respaldo se mantiene libre hasta que falla algún equipo en uso. CAPÍTULO 5 FRAME RELAY 5.1 Definición de Frame Relay Frame Relay es un protocolo de conmutación de paquetes que conecta dos o más redes de área local a través de una red pública de conmutación de paquetes. En esencia, una trama procedente de una LAN se inserta en, o se encapsula en, una trama Frame Relay. A continuación se transmite por la red Frame Relay hasta la LAN de destino. Frame Relay es un protocolo WAN de alto desempeño que opera en las capas físicas y de enlace de datos del modelo de referencia de OSI. Frame Relay es un ejemplo de tecnología de conmutación de paquetes. En las redes que utilizan ésta tecnología, las estaciones terminales comparten el medio de transmisión de la red de manera dinámica, así como el ancho de banda disponible. Los paquetes de longitud variables se utilizan en transferencias más eficientes y flexibles. Posteriormente, estos paquetes se conmutan entre los diferentes segmentos de la red hasta que llegan a su destino. Las técnicas de multiplexaje estadístico controlan el acceso a la red en una red de conmutación de paquetes. La ventaja de ésta técnica es que permite un uso más flexible y eficiente del ancho de banda. 5.2 Estandarización de Frame Relay La propuesta inicial para la estandarización de Frame Relay se presentó al CCITT (Comité Consultivo Internacional de Telefonía y Telegrafía) en 1984. Sin embargo, por su falta de interoperabilidad y estandarizac ión, Frame Relay no tuvo gran aceptación a fines de los años 80. En 1990 ocurrió un gran desarrollo en la historia de Frame Relay cundo las compañías Cisco, Digital Equipment, Northern Telecom y Strata Com formaron un consorcio para aplicarse al desarrollo de la tecnología Frame Relay. Dicho consorcio desarrolló una especificación que conformó el protocolo básico de Frame Relay que se estaba analizando en el CCITT, pero ampliaba el protocolo con características que ofrecían facilidades adicionales, entornos complejos de interconectividad de redes. A estas extensiones de Frame Relay se les conoce en conjunto como LMI (Interfase de Administración Local). La ANSI y el CCITT estandarizaron, posteriormente, sus propias variaciones a la especificación LMI original. A nivel internacional, la tecnología Frame Relay fue estandarizada por la ITU-T (Unión Internacional de Telecomunicaciones, Sector Telecomunicaciones). Aplicación Aplicación Presentación Presentación Sesión Sesión Transporte Transporte Red Red Enlace de datos Enlace de datos Física Física Estación Estación Procesamiento de paquetes Frame Relay origen destino Figura 5.1 Ubicación de Frame Relay en el Modelo de Referencia OSI 5.3 Antecedentes Frame Relay fue concebido originalmente como un protocolo para uso sobre interfases ISDN ( interfaces para la Red Digital de Servicios Integrados) . Las propuestas iniciales a este efecto fueron presentadas al Internacional Telecommunication Union Telecommunication Standardization Sector (ITU - T) (antiguamente llamado CCITT, Comité Consultivo Internacional para Telegrafía y Teléfonos) en 1984. En ésta época los trabajos sobre Frame Relay también fueron emprendidos por el American National Standards Institute (ANSI). Los estándars ANSI T1.606 y T1.618 definen los procedimientos del núcleo de Frame Relay: éstos procedimientos son usados para manejar las tramas de datos de usuario en un nodo de red Frame Relay. El estándar ANSI T1.617 define los procedimientos de mantenimiento para las redes Frame Relay. Estos especifican los tipos de mensajes intercambiados entre una terminal de usuario y un nodo a través del cual él se conecta a la red. El anexo D de este estándar define los procedimientos aplicables a los circuitos virtuales permanentes (PVCs). Antes de que surgiera el estándar ANSI T1.617 anexo D, un consorcio de compañías definió un mecanismo para el manejo de los PVC Frame Relay, llamado LMI (Link Managament Interface). El LMI define una funcionalidad similar a la definida más tarde por el estándar ANSI y actualmente es un estándar ampliamente soportado en las redes Frame Relay existentes. Frame Relay utiliza técnicas de multiplexión estadística para insertar datos procedentes de diversas fuentes en las dependencias del cliente y transmitirlos a la red Frame Relay. Esencialmente, la multiplexión estadística suministra a la red el ancho de banda bajo demanda, es decir, la red es capaz de obtener el ancho de banda que necesita cuando lo necesita sin tener que reservar por adelantado este ancho de banda y mantenerlo sin usar hasta que se requiera. Cada paquete Frame Relay contiene la información de direccionamiento que la red emplea para encaminarlo a través de las centrales de conmutación. Es posible implementar Frame Relay, utilizando bien las redes privadas o bien los servicios de un suministrador público. El resultado es el envío de paquetes de datos a una velocidad de hasta 45 Mbps. Frame Relay se basa en el principio de conmutación de paquetes, lo que le hace muy adecuado para aplicaciones de datos. En Frame Relay, los datos se dividen en tramas de longitud variable que contienen las direcciones de destino. A continuación, estas tramas son remitidas a la red Frame Relay para su transferencia. En apariencia este funcionamiento parece idéntico al de conmutación de paquetes . De hecho, la verdadera diferencia entre Frame Relay y conmutación de paquetes se encuentra bajo superficie: la conmutación de paquetes opera en el nivel 3 del modelo OSI, mientras que Frame Relay opera en el nivel 2. 5.4 Dispositivos de Frame Relay Los dispositivos conectados a una WAN Frame Relay están dentro de una de dos categorías generales: DTE (Equipo Terminal de Datos) y DCE (Equipo de Conmutación de Datos). Los DTEs, es general, se consideran “equipo de terminal” para una red específica y, por lo general, se localizan en las instalaciones de un cliente. Los DCE son dispositivos de interconectividad de redes propiedad de la compañía de larga distancia. El propósito del equipo DCE es proporcionar los servicios de temporización y conmutación en una red, que son en realidad los dispositivos que transmiten datos a través de la WAN. Figura 5.2 Los DCE residen Switch WAN de paquetes Frame Relay en las WAN, DTE DTE cuya operación DCE está a cargo de una compañía de Host de la red DTE larga distancia. La conexión entre un dispositivo DTE y un DCE consta de un componente de la capa física y otro de la capa de enlace de datos. El componente físico define las especificaciones mecánicas, eléctricas, funcionales y de procedimiento para la conexión entre dispositivos. El componente de la capa de enlace de datos define el protocolo que establece la conexión entre los dispositivos DTE, que puede ser un ruteador y el dispositivo DCE, que puede ser un switch. 5.5 Multiplexión estadística y ancho de banda bajo demanda Frame Relay fue diseñada para tratar eficientemente el tráfico de ráfagas. La naturaleza de gran parte del tráfico en las redes Frame Relay es en ráfagas, lo que significa que la mayoría del tiempo los dispositivos transmiten pocos datos, o incluso no transmiten nada. En vez de desperdiciar el dinero en ancho de banda no utilizado para un gran número de conexiones a ráfagas, Frame Relay facilita a los administradores de red la posibilidad de conectar varias conexiones de este tipo al mismo segmento. La estrategia se basa en que en muy pocas ocasiones dos o más conexiones enviarán una ráfaga de tráfico al mismo tiempo y en que, cuando alguna de las conexiones lo haga, existirá suficiente capacidad de almacenamiento intermedio en el manejador Frame Relay para capturar las tramas y transmitirlas cuando el ancho de banda se libere. La multiplexión estadística es una técnica para intercalar datos procedentes de distintos dispositivos en una única línea de transmisión. A cada dispositivo con datos para transmitir se le concede una ranura de transmisión en la red. Sin embargo, si el dispositivo no tiene nada que transmitir, su ranura de ancho de banda se cede a una estación que sí tenga datos para transmitir. Así es como Frame Relay acomoda el tráfico que supera la velocidad de información comprometida de suscriptor – hace uso del ancho de banda no utilizado en ese momento por otras estaciones de la red. Figura 5.3 Multiplexación Estadística 1 2 Multiplexor 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 2 3 1 2 estadístico Cuando las estaciones transmiten, obtienen igual acceso a la red Estaciones transmisoras 1 2 Multiplexor 3 4 Estaciones transmisoras 1 2 3 1 estadístico Cuando las estaciones no transmiten, no se reserva ancho de banda para ella. Las estaciones que sí transmiten utilizan todo el ancho de banda disponible. 3 5.6 Formato de Trama La trama definida por el protocolo para usar en Frame Relay está basada en un subconjunto esencial del protocolo de acceso de enlace D (LAP-D) el cual está definido para ISDN. Bajo Frame Relay, las tramas son llamadas también unidades de datos de protocolo (PDUs). El protocolo Frame Relay permite para la PDU: ? Delimitación de la trama, alineamiento, transparencia, proporcionada por HDLC y cero bits inserción/extracción. ? Verificación de la integridad de la trama, proporcionado por la secuencia de chequeo de trama (FCS). El FCS es generado por código estándar de control cíclico redundante de CCITT de 16-bits. ? Direccionamiento Frame Relay, usando 2, 3 o 4 bytes de cabecera. Un bit de dirección extendida es reservado en cada byte para indicar si le sigue otro o no. ? Control de congestión de la información. El indicador de eligibilidad de descarte (DE) proporciona un mecanismo de prioridad de dos niveles, en el cual la más baja prioridad de tráfico es descartada primero en caso de congestión en la red. El bit “forward explicit congestion notification” (FECN) y el bit “backward explicit congestion notification” (BECN) notifican al usuario final de la congestión que hay en la red. El paquete Frame Relay consiste de un byte delimitador, seguido de 2-4 bytes de dirección, 2 bytes de verificación de integridad de datos (FCS), y un último byte de limitador. Delimitador 1 byte Dirección Información FCS Delimitador 2-4 bytes Variable 2 byte 1 byte (4 Kbytes o menor) Figura 5.4 Representación del Paquete Frame Relay Delimitador = 01111110 DLCI( 6 bits de orden superior) CIR EA=0 Revisado por switch de FR DLCI( 4 bits de orden inferior) FECN BECN DE EA=1 Información Carga útil de datos (longitud variable) transparente para el er FCS (1 octeto) do Revisado por FCS (2 octeto) switch de FR Delimitador = 01111110 Figura 5.5 Formato de Trama El campo dirección está descrito debajo. El campo información contiene los datos de usuario. La secuencia de control de trama (FCS) es generada usando el polinomio de 16-bit estándar de CCITT (CRC). El campo dirección del paquete Frame Relay puede ser 2, 3, o 4 bytes de largo. Los posibles formatos del campo dirección son los siguientes: DLCI( 6 bits de orden superior) DLCI( 4 bits de orden inferior) FECN BECN Figura 5.6 Campo Dirección Tipo 1 CIR E/A=0 DE E/A=1 DLCI( 6 bits de orden superior) DLCI( 4 bits de orden inferior) FECN BECN DLCI( 6 bits de orden superior) CIR E/A=0 DE E/A=0 DIC E/A=1 CIR E/A=0 DE E/A=0 Figura 5.7 Campo Dirección Tipo 2 DLCI( 6 bits de orden superior) DLCI( 4 bits de orden inferior) FECN BECN DLCI( 7 bits) DLCI( 6 bits de orden superior) E/A=0 DIC E/A=1 Figura 5.8 Campo Dirección Tipo 3 La longitud del campo dirección es determinada por el bit de dirección extendida (E/A). Si el E/A bit es 0, sigue otro byte de dirección. El byte final de dirección tiene E/A puesto a 1. El bit mandato/respuesta (commando/response) (C/R) está definido para alineamiento con paquetes LAP-D, pero no es usado para Frame Relay. Los bits FECN y BECN son usados para notificar que hay congestión en la red. El bit de eligibilidad de descarte, DE, puede ser usado o por el usuario o por la red para proporcionar un mecanismo de prioridad a dos niveles. En caso de congestión las tramas con DE = 1 serán descartadas primero. El bit indicador de control/DLCI (D/C) determina si los seis bits de menor orden deben ser interpretados como bits DLCI de menor peso o como bits de control. La mayoría de los campos de dirección constan del identificador de conexión de enlace de datos (DLCI). El DLCI es equivalente al identificador de circuito virtual (VCI) usado en redes X.25. La dirección completa de 23 bit sirve como modo de direccionamiento global. Los modos más compactos de direccionamiento sirven para limitar la generalidad de la trama cabecera cuando el usuario no utiliza direccionamiento global; por ejemplo cuando un usuario solo conecta con otros usuarios locales dentro de una misma organización. Esto es análogo al uso de las extensiones cortas de teléfonos. 5.7 Circuitos Virtuales Frame Relay Frame Relay ofrece comunicación de la capa de enlace de datos orientada a la conexión. Esto significa que hay una comunicación definida entre cada par de dispositivos y que estas conexiones están asociadas con el identificador de conexión. Este servicio se implementa por medio de un circuito virtual Frame Relay, que es una conexión lógica creada entre dos DTE (Equipos Terminales de Datos) a través de una Red de Conmutación de Paquetes de Frame Relay. Los circuitos virtuales ofrecen una trayectoria de comunicación bidireccional de un dispositivo DTE a otro y se identifica de manera única por medio del DLCI ( Identificador de Conexión del Enlace de datos). Se puede multiplexar una gran cantidad de circuitos virtuales en un sólo circuito físico para transmitirlos a través de la red. Con frecuencia esta característica permite conectar múltiples dispositivos DTE con menos equipo y una red menos compleja. Un circuito virtual puede pasar por cualquier cantidad de dispositivos intermedios DCE (switches) ubicados en la red Frame Relay. Los circuitos virtuales Frame Relay caen dentro de dos categorías: SVCs (Circuitos Virtuales Conmutados) y PVCs (Circuitos Virtuales Permanentes). 5.7.1. Circuitos Virtuales Conmutados Los SVCs son conexiones temporales que se utilizan en situaciones donde se requiere solamente de una transferencia datos esporádica entre los dispositivos DTE a través de la red Frame Relay. La operación de una sesión de conmutación a través de un SVC consta de cuatro estados: ? Establecimiento de la llamada: Se establece el circuito virtual entre dos dispositivos DTE Frame Relay. ? Transferencia de datos: Los datos se transmiten entre los dispositivos DTE a través del circuito virtual. ? Tiempo de Ocio : La conexión entre los dispositivos DTE aún está activa, sin embargo no hay transferencia de datos. Si un SVC permanece en estado ocioso por un periodo definido de tiempo, la llamada puede darse por terminada. ? Terminación de la llamada: Se da por terminado el circuito virtual entre los dispositivos DTE. Una vez finalizado un circuito virtual, los dispositivos DTE deben establece un nuevo SVC si hay más datos que intercambiar. 5.7.2. Circuitos Virtuales Permanentes Los PVCs son conexiones establecidas en forma permanente, que utilizan en transferencias de datos frecuentes y constantes entre dispositivos DTE a través de la red Frame Relay. La comunicación a través de un PVC no requiere los estados de establecimiento de llamada y finalización que se utilizan con los SVCs. Los PVCs siempre operan en alguno de los estados siguientes: ? Transferencia de datos: Los datos se transmiten entre los dispositivos DTE a través del circuito virtual. ? Tiempo de Ocio: Ocurre cuando la conexión entre los dispositivos DTE aún está activa, pero no hay transferencia de datos. A diferencia de los SVCs, los PVCs no se darán por finalizados en ninguna circunstancia ya que se encuentran en un estado ocioso. Los dispositivos DTE pueden comenzar la transferencia de datos en cuanto estén listos, pues el circuito está establecido de manera permanente. 5.8 Identificador de Conexión del Enlace de Datos Los circuitos virtuales Frame Relay se identifican a través de los DLCIs (Identificadores de Conexión del Enlace de Datos). Normalmente los valores de DLCI son asignados por el proveedor del servicio Frame Relay. Los DLCIs Frame Relay tienen un significado local, lo que significa que los valores en sí mismos no son únicos en la WAN Frame Relay; por ejemplo, dos dispositivos DTE conectados a través de un circuito virtual, pueden usar un valor diferente de DLCI para hacer referencia a la misma conexión. 5.9 Mecanismos de Control de la Saturación Frame Relay reduce el gasto indirecto de la red, al implementar mecanismos simples de notificación de la saturación, más que un control de flujo explícito por cada circuito virtual. La tecnología Frame Relay implementa dos mecanismos de notificación de la saturación: ? FECN (Notificación de la Saturación Explícita Hacia delante) ? BECN ( Notificación de la Saturación Explícita Hacia Atrás) Tanto FECN como BECN son controlados por un solo bit incluido en el encabezado de la trama Frame Relay. Éste también contiene un bit DE (Elegibilidad para Descarte), que se utiliza para identificar el tráfico menos importante que se puede eliminar durante periodos de saturación. El mecanismo FECN inicia en el momento en que un dispositivo DTE envía tramas Frame Relay a la red. Si la red está saturada, los dispositivos DCE (switches) fijan el valor de los bit FECN de las tramas en 1. Cuando las tramas llegan al dispositivo DTE de destino, el campo Direcciones ( con el bit FECN en 1) indica que la trama se saturó en su trayectoria del origen al destino. Los dispositivos DCE fijan el valor del bit BECN en 1 en las tramas que viajan en sentido opuesto a las tramas con bit FECN igual a 1. Esto permite al dipositivo DTE receptor saber que una trayectoria específica en la red está saturada. 5.10 Bit DE El bit DE (Elegibilidad para Descartar) se utiliza para indicar que una trama tiene una importancia menor que otras. Los Dispositivos DTE pueden fijar el valor del bit DE de una trama en 1 para indicar que ésta tiene una importancia menor respecto a las demás tramas. Al saturarse la red, los dispositivos DCE descartarán las tramas con el bit DE fijado en 1 antes de descartar aquellas que no la tienen. 5.11 Extensiones LMI. El mayor desarrollo en la historia de Frame Relay se produjo en 1990, cuando Cisco Systems, StrataCom, Northern Telecom, y Digital Equipment Corporation formaron un consorcio para enfocar el desarrollo de la tecnología Frame Relay y acelerar la introducción de productos Frame Relay interoperables. Este consorcio desarrolló una especificación conforme al protocolo básico de Frame Relay discutido en ANSI y ITU-T, pero extendiéndolo con características que proporcionan capacidades adicionales para entornos complejos de red. Estas extensiones de Frame Relay son conocidas colectivamente como la Interfase de Dirección Local (LMI = Local Management Interface). En unión a las funciones del protocolo básico Frame Relay para transferir datos, la especificación del consorcio Frame Relay incluye extensiones LMI que hacen el soporte de redes complejas y grandes más fácil. Algunas extens iones LMI se denominan comunes y deben ser implementadas por todo el que adopte la especificación. Otras funciones LMI son denominadas opcionales. Un resumen de las extensiones LMI es el que sigue: ? Mensajes de estado de Circuito Virtual (común) .- Proporciona comunicación y sincronización entre la red y el dispositivo de usuario, informando periódicamente de la existencia de nuevos PVC's y la eliminación de PVC's ya existentes, y generalmente proporcionando información sobre la integridad PVC. Estos mensajes de estado de Circuito Virtual previenen el envío de datos a agujeros negros, es decir, sobre PVC's inexistentes. ? Multicasting (opcional) .- Permite a un emisor transmitir una sola trama que tenga como destinatario en la red a múltiples receptores. Así, el multicasting soporta procedimientos de resolución de direcciones para tramas que típicamente deben ser enviadas a múltiples destinos simultáneamente. ? Direccionamiento Global (opcional) .- Da identificadores de conexión globales, permitiendo que sean usados para identificar un interfase específico de la red Frame Relay. ? Control de flujo simple (opcional) .- Proporciona medios para un XON/XOFF mecanismo de control de flujo que aplica al interfase Frame Relay. Esto está indicado para aquellos dispositivos cuyas capas superiores no pueden usar los bits de notificación de congestión y que necesitan algún nivel de control de flujo. CAPÍTULO 6 ATM MODO DE TRANSFERENCIA ASÍNCRONO 6.1 Antecedentes ATM pertenece a la tecnología de conmutación de paquetes (segmentos que contienen la información a transmitir) que fue desarrollada en 1986 por la compañía Stratcom. Las tecnología ATM (Modo de Transmisión Asíncrona) esta basada en el esfuerzo del sector de Estandarización de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU-T), del grupo de estudio XVII para el desarrollo de BISDN (Red Digital de Servicios Integrados de Banda Ancha) para la transferencia a alta velocidad de voz, video y datos a través de redes públicas La tecnología ATM consiste en dividir la información en segmentos cortos (48 bytes) de longitud fija, los cuales se insertan en celdas para que serán transmitidos a través de los diversos nodos de conmutación de la red hasta llegar al nodo de conmutación destino, en donde son convertidos de nueva cuenta al formato original de la información para que sean enviados finalmente hasta su destino. Para lograr esto ATM usa tecnología de muy alta escala de integración (VLSI). ATM no realiza la corrección de errores en los diversos nodos de conmutación de la red, ya que utiliza la fibra óptica como medio de transmisión. La longitud de las celdas originalmente fue de 24 bytes, de los cuales 3 se destinaban para información de control (Cell Relay, primera tecnología de conmutación de paquetes). Debido a que toda información se convierte en celdas de longitud fija, es posible manejar cualquier tipo de información de manera distinta, ya sea voz, datos, video, gráficos, imágenes, multimedia, videoconferencias, etc. Posteriormente ante la presencia de demandas de nuevos servicios en las redes ISDN (red Digital de Servicios Integrados), como datos, audio y video, la CCITT decidió emplear la tecnología de conmutación Cell Relay como base para crear las redes BISDN y así poder atender las exigencias de los usuarios. BISDN, Redes ISDN de Banda Ancha. Datos Voz Switch ATM Video Concentrador compartido Hacia una WAN Ruteador Red pública ATM Red privada ATM Figura 6.1 Aplicación de ATM En 1988, la CCITT comenzó a trabajar en las especificaciones de las redes BISDN y de la tecnología de conmutación que se emplearía en estas redes, para lo cual definió una celda de 53 bytes de longitud, como estándar. Así mismo, el grupo de trabajo S1.5 del comité técnico T1 de la ANSI (Instituto Nacional Americano de Normalización), T1 S1.5. Este grupo comenzó a trabajar sobre estos puntos. A la tecnología de conmutación basada en la tecnología Cell Relay, que emplearía una celda 53 bytes de longitud se le llamó ATM, Asynchronous Transfer Mode - Modo de Transferencia Asíncrono. El nombre que se le dio fue designado para distinguirlo del nombre Cell Relay. Se puede entender que el término asíncrono en ATM, significa que los usuarios pueden transmitir la información en el momento que lo deseen. No obstante, es muy común que mucha gente utilice el término Cell Relay, ATM, BISDN o Fast Packet de manera indistinta, y eso es un error. ? Cell Relay: Tecnología de conmutación desarrollada por Stratcom. ? ATM: Estándar definido por la CCIT para emplearse como tecnología de conmutación en las redes BISDN, el cual está basado en la tecnología Cell Relay. ? Fast Packet (Conmutación Rápida): Término que se emplea para referirse, en forma general, a las tecnologías de conmutación de red que transmiten tramas o celdas de información a grandes velocidades, a través de los nodos de una red, y que no realizan la corrección de errores porque emplean la fibra óptica como medio de transmisión. El término fast packet también es una marca registrada de Stratcom. 6.2 ISDN: Redes Digitales de Servicios Integrados de Banda Ancha. Después de que la CCITT y la ANSI comenzaron a trabajar en las especificaciones de las redes BISDN y la tecnología ATM, un grupo de fabricantes (empresas de telecomunicaciones) y usuarios de equipo de conmutación de red. Este grupo se unió en agosto de 1991 y formó el Foro ATM (ATM Forum), el cual estaba integrado por las compañías Adaptive, Cisco System, U.S. Sprint y Northern Telecom. El propósito del Foro no fue el de crear estándares, más bien fue el de estar de acuerdo en cuanto a qué especificaciones y opciones emplearían entre ellos mismos, a fin de asegurar la interoperabilidad entre las implementaciones ATM en redes públicas y privadas. Actualmente, el Foro ATM cuenta con más de 600 miembros y aunque no es un organismo de estándares oficial, son ellos quienes sin proponérselo, han desarrollado los estándares de ATM para la industria y por consecuencia la implementación de esta tecnología 6.3 Forma de Operación Como ya comentamos, ATM está basado en la tecnología Cell Relay, por lo tanto su forma de operación es similar. ATM define que la información de cualquier tipo de información sea dividida en segmentos cortos de longitud fija y se inserten en celdas, a fin de que puedan ser transmitidos a través de los nodos de la red. Las celdas son de 53 bytes de longitud, de los cuales 5 bytes se utilizan para la información de control necesaria para transmitir la celda. De esta manera, se disponen de 48 bytes para transportar la información. 53 Bytes ENCABEZADO 5Bytes CARGA DE INFORMACIÓN 48 Bytes Figura 6.2 Celda ATM La estructura de la celda queda especificada en la recomendación I.361 de la CCITT, actualmente ITU. En esta recomendación se define que la capa ATM se encarga de construir la celda, es decir, de insertar los segmentos de información (payload) de 48 bytes y los segmentos de 5 bytes de información de control en una celda. Una celda es una estructura similar a una trama, sólo que con una longitud fija y con menos bytes en el encabezado destinados para funciones de control. Como veremos más adelante, los 5 bytes del encabezado de la celda ATM poseen la información para la transmisión de las celdas. Debido a que ésta tecnología es asíncrona, ATM difiere de los métodos de transferencia síncronos en donde son usadas técnicas de multiplexaje por división de tiempo (TDM) para la pre-asignación de ranuras de tiempo a los usuarios. Las ranuras de ATM son hechas conforme sea la demanda, junto con la información y la identificación de la fuente de la transmisión contenida en el encabezado de la celda. TDM es relativamente ineficiente para ATM porque si una estación no tiene nada que transmitir, cuando se le asigna su ranura de tiempo, esta ranura de tiempo se gasta y se pierde. La situación contraria, cuando una estación tiene mucha información que transmitir, ésta se vuelve más ineficiente. En ésta situación, ésta estación transmite la información que puede cada vez que le toca su ranura de tiempo, sin importar que las demás estén vacías. En ATM una estación envía información solamente cuando es necesario. TDM 1 2 3 4 1 2 1 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 Información a enviar de una estación Nada que enviar ATM 1 3 3 1 2 4 1 3 1 2 3 1 Información a enviar de una estación Nada que enviar Figura 6.3 Comparación de tecnología TDM Vs ATM Sabemos que cada tipo de información tiene diferentes características, y por consecuencia, diferentes requerimientos para su transmisión. Por ejemplo, no es la misma velocidad de transmisión que se requiere para transmitir voz, que una videoconferencia o ráfagas de datos. Además, en caso de una congestión de una red, hay tipos de información que tienen más prioridad que otros. Por esta razón, la CCITT desarrolló un método que permite preparar o adaptar la información según sus requerimientos, antes de que los segmentos de 48 bytes sean insertados en celdas (función que realiza la capa ATM). A este método se le llamó ATM Adaptation Layer Capa de Adaptación ATM, AAL, el cual está especificado en la recomendación I.362 e I.363 de la CCITT. En otras palabras, primero se realizan las funciones de la capa AAL correspondiente para preparar la información posteriormente se realizan las funciones de la capa ATM (para la inserción en los segmentos la información de 48 bytes a transmitirse y se añaden los 5 bytes de información de control en la celda o paquete. De ésta manera, se pueden definir cuatro tipos de servicios o capas AAL, para satisfacer los diversos requerimientos de la información. Sin embargo, el Foro ATM diseño una capa extra, a la cual se le llama AAL5, para hacer más sencillo el servicio brindado por la capa AAL3, la cual es muy complicada. De esta manera, se tienen cinco tipos de servicio o capas AAL. Las funciones de la capa AAL y la capa ATM pueden realizarlas tanto los switches en los nodos de conmutación de la red o los dispositivos de acceso a la red ATM (ubicados en los nodos del usuario). El primer caso se presenta cuando la tecnología ATM se utiliza como una Nube de Red para transportar diversos tipos de información, por ejemplo, las tramas de información en Frame Relay (interconexión de redes Frame Relay y ATM). El segundo caso se presenta cuando los equipos del usuario se conectan directamente a la red ATM, por ejemplo, en las aplicaciones de multimedia, videoconferencia, o en la interconexión de redes LAN a través de ATM (integración de redes LAN y WAN). 6.4 Control de Errores Debido a que ATM emplea básicamente fibra óptica como medio de transmisión entre los diversos nodos de la “Nube de la Red”, la probabilidad de que aparezca un error durante la transmisión es mínima. Por esta razón, la corrección de errores de la información no se realiza en los nodos de la Nube de Red ATM. Solamente se lleva a cabo la verificación de errores en los nodos de la Red. La corrección de errores se lleva a cabo en los equipos del usuario. 6.5 Aspectos generales Como ya comentamos, ATM fue concebido originalmente por la CCITT para ser la tecnología de conmutación de las nuevas redes BISDN. Sin embargo, un grupo de fabricantes y usuarios de equipo de conmutación visualizó a la tecnología de conmutación ATM como la primera en permitir integrar redes LAN y WAN de una manera transparente por lo cual se unieron y formaron el Foro ATM De ésta manera las velocidades de transmisión en ATM son muy diversas. Dentro de la Nube le la Red, las velocidades de transmisión son sumamente altas, desde 155.52 Mbps (SONET OC-3, STM -1) a 622.08 Mbps (SONET OC -2, STM-4) o incluso a mayores velocidades. Por otra parte, las velocidades de transmisión para accesar a la red, es decir, desde el nodo del usuario al nodo de conmutación de la red, son también muy diversas. El Foro ATM ha definido cuatro velocidades de transmisión para el acceso a la red, desde el nodo del usuario hasta el nodo de conmutación de la red: 1. 45/34 Mbps, DS3/E3 (sistema americano y europeo, respectivamente); 2. 155 Mbps, SONET STS-3c y STM-1; 3. 100 Mbps sobre fibra óptica multimodo, FDDI (aunque ATM lo específica como TAXI - Interfaz de Intercambio Asíncrono Transparente); 4. y una segunda velocidad de 155 Mbps basada en el interfaz de Fiber Channel (Canal de Fiblra) (Tecnología para la transmisión de datos sobre fibra óptica). Además de esto, el Foro ATM ha definido otras velocidades menores como 25 Mbps y 1.5/s Mbps, DS1/E1, para conexiones desde el escritorio del usuario. Debido a la gran diversidad de aplicaciones de ATM, se han desarrollado una gran cantidad de estándares. Muchos ya han sido especificados y aprobados, otros todavía están en la fase de aprobación. Algunos ejemplos de estándares son los siguientes: Estándar Función I.361 – TSS Capa ATM I.362, I.368-TSS Capa AAL I.555 – TSS Interconexión de Frame Relay y ATM I.610 – TSS Especificaciones de Administración (alarmas) Q.938 –TSS Estándar para Señalización RFC 1557 Internet IP sobre ATM UNI 3.0 ILIMI Estándar de Señalización del Foro ATM para Interfaz Usuario – Red TSS. Comité Técnico TSS de la UIT, anteriormente CCITT, ITU/TSS. Tabla 6.1 Estándares y RFC relacionados con ATM La principal ventaja de ATM es que puede manejar desde información que requiere velocidad de transmisión constante CBR – Constant Bit Range (por ejemplo la voz o video), así como información que requiere velocidad de transmisión variable, VBRVariable Bit Range (por ejemplo las ráfagas de datos). 6.6 ATM según el Modelo de Referencia OSI El estándar ATM, referido al Modelo OSI, es una tecnología que trabaja en las primeras dos capas de este modelo. En la primera capa se refiere a todo lo concerniente a las conexiones físicas y en la segunda capa (capa de enlace de datos) se refiere a las capas AAL y ATM. APLICACIÓN PRESENTACIÓN SESIÓN TRANSPORTE RED ENLACE ATM FÍSICA Figura 6.4 ATM según el Modelo de Referencia OSI Capa Física: Esta capa se refiere a todas las conexiones físicas entre los diversos dispositivos de los nodos de una red, a través de los cuales viaja la información. Antes que nada cabe mencionar en que ATM se utilizan los términos UNI y NNI para referirse a las conexiones entre los diversos nodos de la red. El término UNI se emplea para referirse a las conexiones del nodo del usuario al nodo de conmutación de la red, en otras palabras, se refiere a las conexiones de acceso de red, UNI User to Network – Interface interfaz de Usuario Red. El término NNI se emplea para referirse a las conexiones entre los nodos de conmutación de la red (switches), en otras palabras, las conexiones dentro de la Nube de la Red, NNI Network to Network Interface – Interfaz de Red a Red. Teniendo en cuenta lo anterior, el Foro ATM definió inicialmente cuatro velocidades UNI: 45/34 Mbps, DS3/E3; 155 Mbps, SONET STS-3c y STM-1; 100 Mbps sobre fibra óptica multimodo (TAXI), FDDI; y una segunda velocidad de 155 Mbps basada en la interfaz de canal de fibra óptica (fibre channel). Adicionalmente ha definido otras velocidades UNI, como 25 Mbps y a 1.5/2 Mbps (DS1/E1). Dentro de la Nube de Red, se han definido varias velocidades NNI, desde 155 Mbps (SONET OC -3, STM-1) a 622.08 Mbps (SONET OC-12 y STM -4) e incluso a mayores velocidades SONET y SDH, si así se requiere. Capa de Enlace de Datos: Esta capa se encarga de todos los requerimientos necesarios para que los datos puedan ser transmitidos por la capa física hasta el siguiente nodo de la red, el cual puede ser un nodo intermedio o el de destino. El estándar ATM define a dos capas que realizan esta función, la capa AAL y la capa ATM. La capa AAL se encarga de preparar la información según sus requerimientos, antes de insertarla en las celdas de la capa ATM, esta se encarga de construir la celda, es decir, de insertar los segmentos de información de 48 bytes y los 5 bytes de información de control en una celda. 6.7 Capa AAL Como ya comentamos, cada tipo de información tiene diferentes características y por consecuencia, diferentes requerimientos para su transmisión. Por ejemplo, no es la misma velocidad de transmisión que se requiere para transmitir voz, que la que se requiere para transmitir una videoconferencia o ráfagas de datos. Por esta razón, se hace necesario preparar o adaptar la información según sus requerimientos, antes de que sea dividida en segmentos de 48 bytes y que sea insertada en las celdas para su transmisión ( función que realiza la capa ATM). La capa de Adaptación ATM, AAL – ATM Adaptation Layer, es quien realiza la función de preparar la información según sus requerimientos, antes de que ésta pase a la capa ATM, en donde se construyen las celdas con los segmentos de información de 48 bytes y se añaden los 5 bytes de control. Las especificaciones de la capa AAL fueron desarrolladas por la CCITT. Debido a que los diversos tipos de información presentar requerimientos muy varados, la CCITT distinguió cuatro tipos de servicios principales, en los cuales se podían clasificar todos los tipos de información y por ende, se podrían atender sus diversos requerimientos. De esta forma, la CCITT definió cuatro capas AAL, de la 1 a la 4, en donde cada una atendía un tipo de servicio en particular. A fin de poder realizar mejor su función de preparar la información, la capa AAL se divide en dos etapas: la Subcapa de Convergencia (CS- Convergence Sublayer) y la Subcapa de Segmentación y Reensamblado (SAR– Sementation and Reassembly Sublayer). La función que realiza la Subcapa de Convergencia, CS, depende del tipo de servicio que se brinda. En tanto, la función que realiza la Subcapa de Segmentación y Reensamblado, SAR, es independiente del servicio que se brinda. Esta función es el de dividir toda la estructura de información formada en la Subcapa de Convergencia en segmentos de 48 bytes, a fin de que puedan ser insertados en las celdas para su transmisión. En término generales la función que realiza la Subcapa de Convergencia es garantizar la secuencia, control de errores y el tamaño de la información del usuario requeridos para su transmisión, según el tipo de servicio brindado. Como ya comentamos, la CCITT definió cuatro tipos de servicios principales: AAL1, AAL2, AAL3 y AAL4. Sin embargo, el diseño de la estructura de la capa AAL3 era sumamente complejo, por esta razón el Foro ATM desarrolló la capa AAL5 con una estructura menos compleja, a fin de ofrecer e mismo servicio de una manera más sencilla y eficiente. De hecho, a la capa AAL5 se le conoce como SEAL Simple ad Efficient Adaptation Layaer - Capa de Adaptación Sencilla y Eficiente,. Actualmente, el comité técnico TSS de la ITU, ITU-TSS, se encuentra estudiando la capa AAL5. Tipo de Servicio AAL1 AAL2 Velocidad de Constant Requerida transmisión Sincronizaci ón entre la AAL3 AAL4 AAL5 Requerida Requerida Requerida No No No requerida requerida requerida e Requerid Requerida a fuente y el destino Modo de Orientad No No No No Conexión a Orientada Orientada Orientada Orientada Ejemplos de Voz Video Ráfagas de Servicios Ráfagas de Servicio CBR, VBR Datos, de Datos, TCP/IP, Conexión TCP/IP, Video CBR, Interconexió No Interconexió Emulació n de LAN’s, Orientada n de LAN’s, n de servicios SMDS, servicios líneas Frame LAN’s Frame DS1/E1 Relay Relay Tabla 6.2 Resumen de Características de las Capas AAL Para ilustrar esto último, en el nodo transmisor, la capa AAL prepara la información del usuario según el tipo de servicio brindado: AAL1 prepara tráfico de voz, AAL2 prepara tráfico de video, y AAL3 y AAL5 preparan tráfico de datos de Conexión Orientada (TCP/IP, por ejemplo) y AAL4 prepara tráfico de datos de Conexión No Orientada (SMDS o LAN’s, por ejemplo). Como ya comentamos, la Subcapa de Convergencia CS es quien se encarga de preparar la información. Después de esto la Subcapa de Segmentación SAR se encarga de dividir la información en segmentos de informació n de 48 bytes y los transfiere a la Capa ATM, en donde se construyen las celdas con segmentos de información de 48 bytes y los transfiere a la Capa de información de control, a fin de que puedan ser transmitidos por la capa física. En el nodo receptor, las celdas pasan hasta la Subcapa de Reensamblado SAR, en donde se reensambla la información, y después se pasa a la Subcapa de Convergencia CS, en donde se reconstruye la información original. Finalmente, la información original se entrega al equipo receptor de voz, al monitor de video o al equipo de procesamiento de datos respectivo. Las funciones de la capa AAL se realizan por medio de software, en una unidad llamada DSU Data Service Unit – Unidad de Servicio de Datos. 6.7.1. Capa AAL1 La capa AAL1 está diseñada para transmitir información que requiere velocidad de transmisión constante CBR, sincronización entre la fuente y destino, con una conexión orientada. Un ejemplo muy común de este tipo de información es la voz. También lo es la emulación de líneas T1/E1 o DS3/E3 y el video CBR, es decir, la transmisión de video que requiere de una velocidad de transmisión constante. Todos estos tipos de información tienen varias cosas en común: ? Los bloques de información aparecen en intervalos periódicos (velocidad de transmisión constante) ? Requieren que la información recibida en el nodo receptor, lleguen en el mismo orden en que fue transmitida (secuencia de información). ? No toleran las variaciones en los retardos de transmisión, es decir, que en ocasiones la información se tarde más en llegar a su destino que en otros. En esta capa, la carga de la celda ATM consiste en un muestreo síncrono. Celdas ATM Hdr SN ? SNP 53 bytes Figura 6.5 Formación de una celda en ATM según la capa AAL1 El campo de secuencia numérico (SN) y la secuencia de protección numérica (SNP) proveen la información necesaria para que al recibirla la pueda verificar el que la recibió en el orden correcto. El resto del espacio de la carga es llenada con bytes hasta completar los 48 bytes. Por el muestreo de los bytes, esta capa necesita de sincronización entre la fuente y el destino. Por esta razón depende de que el medio por el que se envíe la celda provea de sincronización, por ejemplo SONET/SDH. La capa AAL1 atiende todas estas exigencias y en el caso de la secuencia de información, inserta en las celdas el número de secuencia que le corresponde, según el orden de transmisión. 6.7.2. Capa AAL2 La capa AAL2 está diseñada para transmitir información que requiere velocidad de transmisión variable VBR, sincronización entre la fuente y el destino, y conexión orientada. Un ejemplo muy común de este tipo de información es el video VBR, es decir, la transmisión de video que requiere una velocidad de transmisión variable. Este tipo de información tiene los siguientes requerimientos: ? Los bloques de información aparecen en intervalos no periódicos (velocidad de transmisión variable). ? Secuencia de la Información. ? No tolera los retardos de información. ? Requiere de códigos de verificación de errores, CRC. Podemos ilustrar lo anterior al considerar la transmisión de una videoconferencia como un ejemplo. Normalmente, en una videoconferencia el expositor está frente a la pantalla en una posición fija (por ejemplo, sentado en un sillón), y sólo se encuentra moviendo sus labios. En ocasiones, el expositor se mueve continuamente como al levantar un brazo, girar la cabeza en otra dirección, o incluso al levantarse del sillón. Esto provoca que la información luminosa en los pixeles de la pantalla cambie completamente. Es aquí cuando se requiere transmitir una mayor cantidad de celdas de información, a fin de poder representar todos los cambios de información luminosa en los pixeles. Sin embargo, cuando el expositor esta en una posición fija moviendo sus labios solamente, se requieren transmitir una pequeña cantidad de celdas de información para representar los cambios en los movimientos de los labios del expositor. De ésta manera, al etiquetar las celdas de información como de inicio, intermedios o finales, la capa AAL2 puede transmitir muchas o pocas celdas, según se reque ría, a fin de poder representar los cambios de la información luminosa en los pixeles. Por tanto, la capa AAL asegura un ancho de banda en función de la demanda, con una velocidad de transmisión variable. 6.7.3. Capa AAL3/4 Estas capas están diseñadas para los proveedores de servicios de interconexión de redes. En la siguiente figura se muestra como se crean las celdas ATM en estas capas. La subcapa de convergencia crea una Unidad de Protocolo de Información (PDU) con preasignación de marca de inicio y fin al marco y asigna una longitud al mismo. Posteriormente la subcapa de Segmentado y Reensamblado (SAR) fragmenta al PDU y asigna a cada fragmento del PDU de un encabezado que consiste de los siguientes campos: ? Tipo. Identifica si es inicio, continuación o fin del mensaje (marco) ? Número de secuencia. Identifica el orden en el cual deben ser reensambladas las celdas. ? Identificador de multiplexador. Identifica celdas de fuentes distintas que comparten una misma conexión de circuito virtual para que sean reensambladas con las celdas correctas. Frame CS PDU Subcapa de Convergencia SAR PDU SAR PDU Subcapa SAR SAR PDU SAR PDU Celdas ATM Hdr Payload Celdas ATM Hdr Payload Celdas ATM Hdr Payload Celdas ATM Hdr Payload Figura 6.6 Formación de celdas ATM según la capa AAL3/4 6.7.4. Capa AAL3 La capa AAL3 esta diseñada para transmitir información que requiere velocidad de transmisión variable, no requiere de sincronización entre la fuente y el destino, y requiere de conexión orientada. Un ejemplo muy común de este tipo de información son las ráfagas de datos en la interconexión de redes de área local LAN’s (protocolo PPP), los servicios de Internet (TCP/IP) o los servicios Frame Relay. Todos estos tipos de información tienen varias cosas en común. ? La información se presenta a ráfagas ( velocidad de transmisión variable). ? Requiere de Secuencia de Información. ? Es tolerante a los retardos de transmisión. ? Requiere Códigos de Verificación de Error, CRC. Además es necesario identificar las celdas que son parte de un sólo mensaje. 6.7.5. Capa AAL4 La capa AAL4 está diseñada para transmitir información que requiere velocidad de transmisión variable, no requiere de sincronización entre fuente y destino, y el modo de conexión es no orientada. Un ejemplo común de este tipo de información, son los servicios de Internet, las ráfagas de datos en LAN’s o los servicios SMDS. Los requerimientos de estos tipos de información son los mismos que los de información de AAL3. ? La información se presenta a ráfagas (velocidad de transmisión variable). ? Requiere de Secuencia de Información. ? Es tolerante a los retardos de transmisión. ? Requiere Códigos de Verificación de Error, CRC. Además es necesario identificar las celdas que son parte de un solo mensaje. La única diferencia, es que por ejemplo en SMDS permite enviar varios datagramas (así se le denomina a la información en SMDS) simultáneamente por el mismo Circuito Virtual, por esta razón, es necesario identificar las celdas que corresponden a un datagrama del resto de las celdas multiplexadas en el mismo circuito virtual que corresponde a otros datagramas. 6.7.6. Capa AAL5 Esta capa fue diseñada por el Foro ATM par ofrecer el mismo servicio que la capa AAL3, sólo que de una manera más sencilla y eficiente. La diferencia entre estas capas es que la AAL5 no utiliza las funciones de control extra de la Subcapa de Convergencia, ya que aprovecha la ventaja de que la probabilidad de errores en la red es demasiado pequeña, y asume que la mayor parte del tiempo de la red esta libre de errores. A la capa AAL5 comúnmente se le llama SEAL Simple Efficient Adaptation Layer Capa de Adaptación Simple y Eficiente, y actualmente esta siendo evaluada por la CCIT. Es muy común denominar a los tipos de servicio por letras: AAL1, se le denomina tipo de servicio A; a AAL2, se le denomina tipo de servicio B; a AAL3 y AAL5 se le denomina tipo de servicio C; y a AAL4, se le denomina tipo de servicio D. Adicionalmente, diversas compañías de telecomunicaciones proveedoras de servicios ATM ofrecen otros tipos de servicios: el X y el Y. El tipo de servicio Y es un servicio de velocidad de transmisión disponible, ABR Aviable Bit Rate, el cual permite a los usuarios decirle a la red cuanto ancho de banda (velocidad de transmisión) y que tipo de servicio (A,B,C o D) requiere. Después, la red confirma o niega la solicitud. Los servicios Y son apropiados para transmisiones de información de baja prioridad que se realicen en forma esporádica, en donde los requerimientos de velocidad de transmisión cambian constantemente de una transmisión a otra. Por otra parte, el tipo de servicio X lo comentaremos más adelante, cundo hablemos acerca del bit CLP en el siguiente punto. Frame Marco de Datos CS PDU Subcapa de Convergencia SAR PDU AAL5 SAR PDU Subcapa SAR SAR PDU SAR PDU Celdas ATM 0 Payload Celdas ATM Capa ATM 0 Payload Celdas ATM 0 (40 bits Payload 5Bytes ) GFC Cantidad de bits 4 Celdas ATM VPI VCI 8 16 1 Payload PT CLP 3 1 HEC Carga... 8 Figura 6.7 Formación de celdas ATM según la capa AAL5 Formato del Encabezado del UNI 5Bytes (40 bits) 6.8 Estructura de las Celdas: Capa ATM VPI VCI PT CLP 12 16 3 1 HEC Carga... Como ya sabemos, después de que la información es preparada por la capa AAL y Cantidad de bits 8 es dividida en segmentos de 48 bytes, éstos son transferidos a la capa ATM para que Formato del con Encabezado NNI sean insertados en una celda, junto otros 5delbytes de control, a fin de que puedan ser transmitidos (capa física). GFC VPI VPI De ésta manera, la estructura de la celda es muy simple, ya que sólo se emplean 5 VPI bytes deVCI control en el encabezado. VCI VPI VCI VCI Existen dos tipos de celdas, UNI y NNI, ya que recordará que dependiendo de si la CLP VCIcantidad de Rutas CLP interfaz es UNI PTI o NNI, es la Virtuales PTI VP que puedenVCI existir, y como los números de HEC éstas Rutas Virtuales se representan en encabezado de la celda ATM, HEC pues existen dos tipos de celdas. Carga de Información Carga de Información Figura 6.8 Representación de las Celdas UNI y NNI ? VPI Virtual Pata Identifier - Identificador de Ruta Virtual: Es el número que identifica a la Ruta Virtual empleada. En la celda UNI, los 8 bits proporcionan las 256 combinaciones posibles de Rutas Virtuales, en tanto, en la celda NNI, los 12 bits proporciona n las 4096 combinaciones posibles de Rutas Virtuales. ? VCI Virtual Channel Identifier - Identificador de Canal Virtual: Es el número que identifica al Canal Virtual empleado. Tanto en la celda UNI como NNI, los 16 bits proporcionan las 65536 combinaciones posibles de Canales Virtuales. ? GFC Generic Flow Control - Control de Flujo Genérico: Este campo sólo aparece en las celdas UNI. La utilización de este campo no esta definida todavía, por esta razón, se le llama genérico, ya que los equipos utilizan según convenga. El propósito principal de este campo, es llevar el control de toda la información que va a ingresar a la red, a fin de que todas las estaciones puedan tener la misma oportunidad de transmitir su información. Un ejemplo de cómo podría emplearse este campo es notificar a las estaciones con un 000 cuando se presenta un congestión en un determinado Circuito Virtual, a fin de que se detenga su transmisión; con un 111 se notifica que el Circuito no esta congestionado, por lo que puede proceder a transmitir su información. ? CLP Cells Loss Priority - Prioridad en Celdas Perdidas: La función de este bit es asegurar una velocidad de transmisión garantizada (CIR) en caso de una congestión de la red. En ATM, la función del bit CLP es garantizar una velocidad de transmisión constante SCR (Sustainable Cell Rate), en caso de una congestión en la red. Esa velocidad es la que se compromete cumplir la compañía de telecomunicaciones que brinda servicio ATM en las horas de mayor tráfico –horas pico-, cuando los usuarios de la red hacen un uso extensivo de la misma. El SCR es una velocidad de transmisión inferior a la que contrata un usuario inicialmente, pero cabe reiterar que esta velocidad es la mínima garantizada para transmitir en caso de una congestión en la red. Debido a que la mayor parte del tiempo la red se encuentra descongestionada, se puede transmitir a velocidades muy cercanas a las que se contrató. El SCR es sencillamente una cantidad garantizada de celdas para transmitirse en un tiempo determinado, SCR = Bc/T (BC Commited Burst of Cells) y (T Time). También se define una cantidad extra de celdas que podrían transmitirse en caso de que la red no este muy congestionada. El valor del SCR depende de la calidad de servicio (QoS Quality of Service), que contrate un usuario a la compañía de telecomunicaciones que le brinde el servicio de conexión ATM. Existen tres tipos de QoS: Normal, de alta Calidad y no garantizado. Si el QoS es Normal, el equipo de conmutación de la red, nodo de conmutación, lleva la cuenta de las celdas que transmite un usuario en un cierto tiempo. Si la calidad de celdas enviadas no excede a Bc, todas las celdas tendrán el Bit CLP = 0, lo cual indica que en caso de un congestión las celdas no podrán descartarse, ya que pertenecen a la cantidad de celdas garantizadas para transmitir. Si la cantidad de celdas enviadas excede a Bc, pero es menor que Bc + Be (Be Excess Burst of Cells), las celdas que corresponden a Bc tendrán su bit CLP = 0 y las celdas que corresponden a Be tendrán su bit CLP = 1. Si la red no esta congestionada todas las celdas serán transmitidas, más si llegase a suceder una congestión en la red todas las celdas que tengan su bit CLP = 1 serán descartadas para transmitirse ya que en ésta situación solamente están garantizadas las celdas con bit CLP = 0. Si el QoS es de alta calidad todas las celdas tendrán su bit CLP = 0 a fin de que puedan ser transmitidas en caso de una congestión de la red. Si el QoS no esta garantizado, es decir, su valor es cero, todas las celdas tendrán su bit CLP = 1 en caso de una congestión de la red todas las celdas serán descartadas para su transmisión. La ventaja de este tipo de calidad de servicio QoS, es de que el usuario solamente paga por las celdas que fueron transmitidas. Este tipo de servicio QoS = 0 es ideal para el tráfico de baja prioridad. ? PTI Payload Type Identifier - Identificador de Tipo de Información: Se utiliza para informar a la estación receptora que tipo de información transporta la celda, es decir, si es información de usuario o si es información de administración de la red (OAM Funciones de Operación Administración y Mantenimiento de la Red – Operations, Administration and Maintenance Functions). En otras palabras, identifica las celdas que son del usuario y las que no son del usuario. Las celdas OAM proporcionan las funciones de administración necesaria para la capa ATM. Código PTI 000 001 010 011 100 101 110 111 Interpretación 0 Celda de información del Usuario 0 No existe congestión 0 QoS = 0 0 Celda de información del Usuario 0 Celda de información del Usuario 0 No existe congestión 1 QoS = 1 1 Existe congestión 0 QoS = 0 0 1 1 Celda de Existe QoS = 1 información del congestión Usuario Celda OAM para el control en los segmentos de línea Celda OAM para la conexión “end to end” Reservado para el control de tráfico y administración de recursos futuros Reservado para funciones futuras Tabla 6.3 Significados de los posibles valores PTI ? HEC Header Error Control - Control de Error del Encabezado: Este campo proporciona la verificación de error para los otros cuatro bytes del encabezado. Los 8 bits de este campo proporcionan suficiente redundancia para detectar con una alta probabilidad los errores que pudiesen presentarse en los otros cuatro bytes del encabezado durante la transmisión. También puede ser utilizado para corregir errores simples en la corrección de errores hacia delante FEC (Forward Error Control). ? Payload Información: Son los segmentos de 48 bytes en que se divide la información en la capa AAL, los cuales se insertan en celdas par que puedan ser transmitidos. 6.9 Calidad de servicio ATM ATM soporta las garantías de QOS (Calidad de Servicio) que comprenden el contrato de tráfico, el formateo del tráfico y la política de tráfico. Un contrato de tráfico especifica una envoltura que describe el flujo de datos que se desea. Esta envoltura especifica los valores los valores del ancho de banda pico, el ancho de banda promedio sostenido y el tamaño de la ráfaga, entre otros. Cuando un sistema terminal ATM se conecta hacia una red ATM, establece un con la red con base a los parámetros del QOS. Un switch ATM puede medir el flujo real y compararlo con la envoltura de tráfico que se convino. Si el switch descubre que el trafico se encuentra fuera de los parámetros convenidos, puede fijar en 1 (uno) el bit CLP y éste hace que la celda sea elegida para descartarse, lo que significa que cualquier switch que maneje dicha celda, podrá eliminarla en períodos de saturación. 6.10 Capa Física: Interfaz de Conexión UNI y NNI. Como ya sabemos, la interfaz de conexión de Usuario a Red, User to Network Interface, se refiere a las conexiones entre el nodo del usuario y el nodo de conmutación de la red, es decir, a l conexión de acceso a la red. La interfaz de Conexión de red a red, Network to Network Interface, se refiere a las conexiones entre los diversos nodos de conmutación de la red, es decir, a las conexiones dentro de la Nube de la Red. Teniendo en cuenta lo anterior, el Foro ATM ha definido cuatro velocidades de transmisión, ya mencionadas anteriormente. El término UNI privada se refiere a que la interconexión de usuarios del servicio ATM se realiza en la misma red privada de la empresa, corporativo, etc., a través del switch ATM privado. El switch ATM (conmutadores ATM) contiene en su interior un dispositivo denominado DSU/CSU, DSU Data Service Unit – Unidad de Servicio de Datos y CSU Customer Service Unit – Unidad de Servicio de Canal. El DSU realiza todas las funciones de las capas AAL y ATM, en tanto, el CSU se encarga de manejar las interfaz de conexión de cable, fibra o microondas para las líneas T1/E1, T3/E3 o SONET/SDH. A fin de interconectar el switch ATM con los equipos que manejan transmisiones de datos (como puentes y ruteadores) o transmisiones de voz o video (como los conmutadores PBX), se requiere de una interfaz de conexión que sea sumamente rápida y que asegure una transmisión de información confiable (control de flujo y control de errores). Ante ésta necesidad, se han desarrollado diversas soluciones al problema. ? DXI Digital Exchange Interface (Transmitter/Receiver) -Interfaz de Intercambio Digital (Transmisión/Recepción): Esta interfaz está basada en el protocolo HDCL y trabaja sólo en transmisión serial (V.35, RS 442 o HSSI). Siempre que se transmita información, la calidad del enlace es evaluada. Después, la información se transmite hacia el DSU/CSU con el identificador de Ruta y circuito Virtual empleado. VPI y VCI. En el DSU, se determina que tipo de servicio AAL requiere la información. Existen tres modos de operación DXI: Modo 1A. Maneja el tipo de servicio AAL5, permitiendo hasta 1023 VCI y hasta 9232 bytes de información. Modo 1B. Maneja los tipos de servicio 3/4 y 5 permitiendo hasta 1023 VCI de hasta 9232 bytes de información para AAL5 y 9224 bytes de información para AAL3/4. Modo 2. Maneja longitudes de información mayores, de hasta 65365 bytes y mayores cantidades de Rutas y Circuitos Virtuales, 16777215 VCI y 256 VPI. ? TAXI Transparent (Tranmitter/Receiver) Asynchronous - Interfaz de Exchange Interface Intercambio Asíncrono Transparente (Transmisión/Recepción) –: Es una interfaz basada en el protocolo de acceso FDDI para transmisión de celdas de información a 100 Mbps en redes privadas de fibra óptica. ? ATMR ATM Ring - Anillo ATM: Es una Interfaz basada en Token Ring que maneja transmisión Full duplex, para cable trenzado blindado STP o fibra óptica. En cada interfaz de conexión, las especificaciones de la capa física definen que esta se divida en dos etapas: Subcapa de Convergencia de Transmisión, TC –transmission Convergence Sublayer, y Subcapa Dependiente del Medio Físico, PMD – Physical Media Dependent Sublayer. La TC se encarga de adaptar la estructura del protocolo de transporte (como DS3/E3 o SONET STS-3c/STM -1) añadiéndole otras funciones de control, a fin de que las celdas de información puedan ser transportadas en el campo de información (payload) de tales protocolos. La PMD es la misma que utilizan normalmente las cuatro interfaz. 6.11 Señalización y Establecimiento de conexiones ATM Cuando un dispositivo ATM quiera establecer una conexión con otro dispositivo ATM, manda un paquete de solicitud de señalización al switch ATM al que está conectado directamente. Esta solicitud contiene la dirección ATM del punto terminal de ATM deseado, así como cualquiera de los parámetros QOS que se requieran para la conexión. Los protocolos de señalización en ATM varían según el tipo de enlace ATM y pueden ser señales de la Interfase Usuario Red (UNI) o de la interfase de Nodo de Red (NNI). Recordemos que la UNI se utiliza entre un sistema terminal de ATM y un switch ATM a través de una UNI de ATM, en tanto que la NNI se utiliza a través de enlaces NNI. Actualmente, solo hay estándares para señalización UNI a ATM. Sin embargo se siguen realizando trabajos de estandarización respecto a la señalización NNI. Para el proceso de establecimiento de conexiones ATM se utiliza un método de un paso para establecer una conexión, la cual se utiliza en todas las redes modernas de telecomunicaciones como la red telefónica. El establecimiento de conexión en ATM procede de la siguiente manera. Primero, el sistema terminal de origen envía una solicitud de señalización para la conexión. La solicitud de conexión se propaga por la red. Como resultado, las conexiones se establecen a través de la red. La solicitud de conexión llega al destino final, el cual acepta o rechaza la solicitud de conexión. El ruteo de la solicitud de conexión está gobernado por el protocolo de ruteo de ATM (que rutea las conexiones con base en las direcciones de origen y destino). La negociación de una solicitud de conexión que es rechazada por el destino es limitada debido a que el ruteo de la llamada se basa en los parámetros de la conexión inicial; a su vez, el cambio de los parámetros puede afectar el ruteo de la conexión. Switch ¿Conectar a B? ATM 1 ¿Conectar a B? Switch Sí AT Sí Sí ¿Conectar a B? ¿Conectar a B? Sí Figura 6.9 Establecimiento de conexión a través de un paso 6.12 Elementos de ATM Switches ATM: Son los dispositivos que permiten enviar las celdas de información a traves de la red ATM. DSU/CSU: Es el dispositivo que realiza las funciones de las capas AAL y ATM, además de que maneja las diversas interfaz de conexión para las líneas T1/E1, T3/E3 o Switch ATM 3 SONET/SDH. Interfaz de Conexión UNI y NNI: Son las Interfaz de conexión definidas para el transporte de información. Adaptadores ATM: Son las tarjetas adaptadoras ATM que se instalan en las computadoras del usuario, a fin de que puedan conectarse con el switch ATM. Estos adaptadores contienen el software para manejar la Emulación de LAN, LAN Emulation. Computadoras de gran capacidad de procesamiento: Las computadoras o worksatiton del usuario deben ser sumamente veloces – potentes -, a fin de aprovechar todas las ventajas que ofrece la tecnología ATM. Por esta razón, solamente los equipos basados en microprocesadores SPARC, PENTIUM o POWER PC son los adecuados para emplearse en ATM, ya que son éstos los equipos que pueden manejar aplicaciones de multimedia o grandes archivos gráficos como en CAD/CAM con mucha facilidad 6.13 EMULACION DE LANs La LANE (Emulación de LAN) es un estándar definido por el Foro de ATM, que ofrece a las estaciones conectadas vía ATM las mismas capacidades que pudieran tener normalmente las LAN tradicionales como Ethernet y Token Ring. Como su nombre sugiere, la función del protocolo LANE es emular una LAN arriba de una red ATM. Específicamente, el protocolo LANE define mecanismos para la emulación de una red LAN IEEE 802.3 Ethernet o una LAN IEEE802.5 Token Ring. EL protocolo LANE actual no define un encapsulamiento diferente para FDDI. (Los paquetes FDDI deben ser mapeados a las LAN Ethernet o Token Ring [las ELAN] por Red de ATM LAN física LAN emulada medio del uso de las técnicas de puenteo de traducción existentes.) Tanto Fast Ethernet (100BaseT)e IEEE 802.12 (100 VG-AnyLAN) pueden mapearse sin ningún cambio debido a que utilizan los mismos formatos de paquetes. La siguiente figura presenta una comparación entre una LAN física y una ELAN: Figura 6.10 Emulación de una LAN física a través de una Red ATM El protocolo LANE define una interfase de servicio para los protocolos de la capa superior (esto es, para la capa de red) que es idéntica a la correspondiente de las LANs existentes. Los datos enviados a través de la red ATM se encapsulan en el formato de paquete LAN MAC adecuado. En palabras más sencillas, los protocolos LANE hacen una que una red ATM se vea y comporte como una LAN Ethernet o Token Ring – aunque opere mucho más rápido que una red LAN Ethernet o Token Ring. Es importante notar que la finalidad de la LANE no es emular el protocolo MAC real de la LAN específica en cuestión (esto es, CSMA/CD para Ethernet o estafeta de la capa superior para poder operar a través de una red ATM. 6.13.1. Arquitectura de Protocolos LANE La función básica del protocolo LANE es la resolución de direcciones MAC en direcciones ATM. El objetivo es resolver dichos mapeos entre direcciones para que los sistemas terminales de LANE puedan establecer conexiones directas entre ellos mismos y, posteriormente, enviar datos. El protocolo LANE se utilizará en dos tipos de equipo conectado a ATM: ? Tarjetas de interfase de red ATM (NIC), ? Equipo de conectividad y de conmutación LAN. Las NICs de ATM implementarán el protocolo e interfase LANE en la red ATM, sin embargo, presentarán la interfase de servicio de LAN existente a los manejadores de protocolos de los niveles superiores dentro de los sistemas terminales conectados. Los protocolos de la capa de red en los sistemas terminales continuarán comunicándose como si estuvieran en una LAN conocida, utilizando los procedimientos acostumbrados. Sin embargo, podrán utilizar el enorme ancho de banda de las redes ATM. Un segundo tipo de mecanismo de red que implementará LANE consta de switch y ruteadores LAN conectados a ATM. Estos dispositivos, junto con host de ATM conectados directamente equipados con NICs de ATM, se utilizarán para ofrecer un servicio de LAN virtual en el que los puertos en los switches LAN se asignarán a LANs virtuales particulares independientemente de su localización física. Protocolos de las Protocolos de las Capas superiores Capas superiores IP/PX, etc IP/PX, etc NDIS NDIS /ODI /ODI 802.1D LANE LANE Señalización Señalización UNI UNI AAL5 MAC MAC Física Física AAL5 ATM ATM ATM ATM Física Física Física Física Host de ATM con NIC Switch LAN Switch ATM de LANE Host LAN de Capa 2 Figura 6.11 La arquitectura de protocolos LANE se puede implementar en los dispositivos de la red ATM 6.13.2. Componentes de LANE Es posible que existan varias ELANs al mismo tiempo en una sola red ATM, una ELAN emula una Ethernet o una Token Ring y consta de los componentes siguientes: ? LEC (Cliente de Emulación de LAN): El LEC es una entidad en un sistema terminal que desempeña el direccionamiento de datos, la resolución de direcciones y el registro de las direcciones MAC con el LES. ? LES (Servidor de Emulación LAN): Este ofrece un punto de control central para que las LECs envíen información de control y de registro. ? BUS (Servidor de Difusión y Desconocido): El BUS es un servidor de multidifusión que se utiliza para dispersar el tráfico con direcciones destino desconocidas y direccionar tráfico de multidifusión y difusión a clientes dentro de una ELAN particular. ? LECS (Servidor de Configuración de la Emulación LAN): El LECS conserva una base de datos de las LECs y las ELANs a las que pertenecen. Este servidor acepta solicitudes de las LEC y responde con el identificador ELAN adecuado, es decir la dirección ATM del LES que da servicio a la ELAN apro piada. 6.13.3. Tipos de Conexión de la Emulación de LAN Las entidades LANE se comunican entre sí utilizando una serie de VCC (Conexiones de Circuito Virtual) de ATM. Las LECs mantienen conexiones separadas para la transmisión de datos y el control del tráfico. Las conexiones de datos de LANE son VCC para Datos Directos, VCC para Envío de Multidifución y VCC para Reenvió de Multidifusión. ? El VCC para directos es un VCC punto a punto bidireccional que se establece entre dos LECs que desean intercambiar datos. Típicamente, dos LECs utilizan el mismo VCC para Datos Directos para transportar todos los paquetes entre ellos más que abrir un nuevo VCC por cada par de direcciones MAC. Gracias a esta técnica se pueden conservar los recursos de conexión y la latencia del establecimiento de la conexión. ? El VCC para envío de multidifusión es un VCC punto a punto bidireccioanal que establece el LEC par el BUS. ? El VCC par reenvío de multidifusión es un VCC unidireccional que se establece hacia el LEC desde el BUS. Típicamente es una conexión punto a multipunto, donde cada LEC es una hoja. Las conexiones de control incluyen el VCC para configuración directa, el VCC para control directo y el VCC para control distribuido. ? El VCC para configuración directa es un VCC punto a punto bidireccional que establece el LEC hacia el LES. ? El VCC para control distribuido es un VCC bidireccional que se establece desde un LES hasta el LEC. CAPÍTULO 7 GIGABIT ETHERNET 7.1 Antecedentes Hoy en día, las dorsales (Backbones) de las redes locales de datos ha n llegado a un límite debido a la creciente demanda de ancho de banda por el incremento de usuarios en aplicaciones multimedia, aplicaciones CAD y aumento de conexiones a servidores. Ahora, con las mejoras que se están realizando a la tecnología de ETHE RNET, se presenta como solución a éste problema. El pionero de Ethernet comenzó en 1970 al compartir los 10 Mbps con que consta su tecnología. Con el transcurso del tiempo, Ethernet fue capaz de absorber toda la necesidad de carga que existía en ese tiempo. Posteriormente, en los 90´s surge Fast Ethernet debido al incremento en la carga en las redes locales de datos. Fast Ethernet consta de 100 Mbps en la velocidad de transmisión de datos. Esta interfase lógica permitirá la utilización de esquemas de codificación más adecuados para su uso con cableado UTP que se implementara de manera independiente a la codificación del Fiber Channel. La Siguiente figura ilustra los elementos funcionales de Gigabit Ethernet. MAC (Control de Acceso a Medios); dúplex o semidúplex Interfase Independiente al medio lógico Codificación/Decodificación de la capa física Codificación/Decodificación 8B/10B de Cobre Fibra Óptica Monomodo Óptica del Canal de Transceptor de par Fibra trenzado Cableado de Fibra Cableado de Fibra Optica monomodo Optica multimodo Enlaces Dúplex Total Cableado Repetidor Semi - Dúplex Figura 7.1 Elementos funcionales de Gigabit Ethernet Ahora, a mediados del 98 esta por nacer oficialmente la segunda mejora de Ethernet. Esta lleva por nombre Gigabit Ethernet. Su principales características son: ? Su velocidad de transmisión, la cual es de 1 Gbps (1x109 Bps). ? Usa el mismo protocolo de CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Accese with Collision Detection - Acceso Múltiple por Detección de Portadora con Detección de Colisión., ? Usa el mismo formato de marco y el mismo tamaño que su predecesor. Preámbulo Dirección Dirección Longitud Encabezado del Protocolo, infor mación 8 Destino Fuente de campo 6 Figura 7.2 Formato del Marco de Ethernet ? Mantiene la compatibilidad con Ethernet y Fast Ethernet ? Capacidad de trabajar en Full Duplex y Half Duplex ? La estandarización de esta tecnología la está realizando el grupo de trabajo 802.3z de la IEEE. En Mayo de 1996 se estableció una organización con el nombre de Gigabit Ethernet Alliance formada por varias empresas fabricantes de equipos de cómputo y que esta colaborando con este grupo de trabajo como también esta abriendo mercado a esta nueva tecnología. 7.2 GIGABIT ETHERNET Referencia OSI según el Modelo de APLICACIÓN PRESENTACIÓN SESIÓN Capas Superiores LLC TRANSPORTE Control Lógico de Enlace MAC Control de Acceso al Medio RED RECONCILIACION GMII PCS ENLACE PMA PMD FÍSICA MDI GMII Gigabit Medium Independet Interface MII Medium Independet Interface PCS Physical Coding Sublayer PMA Physical Medium Attachment Figura 7.3 Representación de Gigabit Ethernet según el Modelo de Referencia OSI 7.2.1. Control Lógico de Enlace (LLC) Esta capa del modelo OSI se presenta sin cambio en Gigabit Ethernet. Todos los protocolos de las capas superiores pueden trabajar sin problema. 7.2.2. Control de Acceso al Medio (MAC) Esta capa a sido escalada para que soporte una tasa de transmisión efectiva de 1000 Mbps. Esta capa soporta también operaciones en Full Duplex y Half Duplex. 7.2.3. Subcapa de Reconciliación e Interface Independiente de Medio Gigabit La subcapa de Reconciliación y la Interface Independiente de Medio de Gigabit interconectan la subcapa MAC y la capa física. Esta interconexión incluye un bus de 8 bits de información que opera a 125 MHz más la información de control. 7.2.4. Capa Física (PHY) Gigabit Ethernet soporta un conjunto de interfaces para varios medios físicos: ? 62.5 nm y 50 nm fibra multimodo (MMF) ? Fibra monomodo (SMF) ? Enlaces cortos con cobre (25 mt) 7.2.5. Subcapa de Codificación Física (PCS) Esta subcapa usa codificadores y decodificadores de 8B/10B, ésta especificación fue tomada de las especificaciones de Fiber Channel FC-1. El esquema de codificación 8B/10B transmite 8 bit de información como un grupo de código de 10 bits. FC-1 Describe el nivel de protocolo de transmisión; es decir, el nivel responsable de establecer las reglas para transmitir cada paquete de datos. Define, el esquema especial de codificación de datos, llamado codificación 8B/10B, que Fiber Channel emplea para transmisión de datos de alto rendimiento. Este esquema codifica cada 8 bits consecutivos de datos (es decir, un byte) en un carácter de transmisión de 10 bits, el protocolo sincroniza la transmisión de datos, proporcionando de este modo un mecanismo de recuperación y retransmisión cuando se detectan errores. Además, el Fiber Channel utiliza un carácter especial, llamado carácter coma, para asegurar el alineamiento de byte y de palabra. El diagrama siguiente muestra el esquema de codificación 8B/10B. 7.2.6. Subcapa de Unión al Medio Físico Esta subcapa desarrolla las funciones de la serialización y deserialización del grupo de código de 10 bits. Esta subcapa recibe de la subcapa PCS a una razón de 125 MHz que al serializarlos se obtiene la velocidad de 125,000 Mbps por lo que de datos reales corresponden a 1000 Mbps. 7.2.7. Subcapa Dependiente del Medio Físico Esta subcapa provee las conexiones físicas al medio, como conectores. 7.3 Tipos y características de medios físicos Como ya hablamos, Gigait Ethernet soporta varios medios físicos. Presentamos una tabla con la característica de cada medio como los son su alcance, nomenclatura de la especificación y en donde sea necesario su rango de operación. Medio Físico Frec. de Nomenclatura Distancia 850 nm 1000BASE-SX 350 - 500 mt 1300 nm 1000BASE-LX 3 km - 1000BASE-CX 25 mt operación Fibra Óptica Multimodo Fibra Óptica Monomodo Cobre Tabla 7.1 Características de Operación de Gigabit Ethernet en medios Físicos 7.4 Migración hacia Gigabit Ethernet La migración hacia Gigabit Ethernet ocurrirá gradualmente y su implementación inicial se hará en la parte troncal de las redes Ethernet existentes. Posteriormente, se actualizaran las conexiones entre los servidores de la red y con el tiempo, las mejoras también llegarán hasta la computadoras de escritorio. probables acciones a seguir con el tiempo: Las siguientes son algunas ? Actualización de los enlaces de switch a switch. Los enlaces a 100MBps entre los Switches o repetidores de fast Ethernet pueden reemplazarse por enlaces a 1000 MBps; con ello se hará más veloz la comunicación entre los Switches de la troncal y se permitirá que éstos soporten un número mayor de segmentos Fast Ethernet conmutados y compartidos. Antes de la actualización CONEXIONES A USUARIOS CONEXIONES A USUARIOS 10 Mbps 10 Mbps 100 Mbps 10 Mbps 10 Mbps 100 Mbps 10/100 10/100 Switches SWITCH SWITCH Repetidor 100MBps SWITCH SWITCH SWITCH SWITCH 100 Mbps Fast Ethernet Después de la actualización 100 Mbps 100 Mbps CONEXIONES A USUARIOS CONEXIONES A USUARIOS 10 Mbps 10 Mbps 10 Mbps SW SW SW Switches Conexiones a 100 Mbps Conexiones a 100 Mbps Fast Ethernet Repetidor 100MBps 100 Mbps 10 Mbps Repetidor 100MBps Conexiones a 100 Mbps Gigabit Ethernet 10 Mbps SW 10 Mbps SW SW 100 Mbps Repetidor 100MBps Conexiones a 100 Mbps Interfaces 100/1000 1000 Mbps 100/1000 Figura 7.4 Actualización de los enlaces switch a switch SWITCH SWITCH ? Actualización de los enlaces Switch a Servidor. Dispositivos Nuevos Se puede implementar conexiones a 1000 MBps entre los Switches y los servidores de alto desempeño. Esta actualización requerirá que los servidores le les instales NICs de Gigabit Ethernet. Antes de la actualización CONEXIONES A USUARIOS FINALES 100 Mbps 100 Mbps Repetidor 100MBps 10 Mbps Repetidor 100MBps 10 Mbps SW 10 Mbps 10 Mbps SW SW SW 100 100 100 100 100 100 Mbps Mbps Mbps Mbps Mbps Mbps 10/100 Switches Switch Fast Ethernet Después de la actualización CONEXIONES A USUARIOS FINALES 100 Mbps 100 Mbps Repetidor 100MBps 10 Mbps 10 Mbps 10 Mbps 10 Mbps Repetidor 100MBps SW SW 100 100 100 100 100 100 Mbps Mbps Mbps Mbps Mbps Mbps SW SW 10/100 Switches NICs Gigabit Ethernet Switch o Repetidor Gigabit Ethernet Servidores de Alto Dispositivos Nuevos desempeño Figura 7.5 Actualización de los enlaces Switch a Servidor ? Actualización de una Dorsal (Backbone) Fast Ethernet Se puede actualizar un switch de dorsal de Fast Ethernet con Switches 10/100 conectados para convertirse en un switch Gigabit Ethernet que soporte múltiples Switches 100/1000, así como ruteadores y concentradores con interfaces Gigabit Ethernet y repetidores Gigabit Ethernet. Esta medida permitiría que los servidores se conectaran directamente a la troncal a través de NICs de Gigabit Ethernet, de esta forma se incrementaría el rendimiento eficiente total de los servidores de los usuarios con aplicaciones con gran ancho de banda. Una red Ethernet Gigabit podría soportar una gran cantidad de segmentos, un mayor ancho de banda por segmento y, por tanto, un mayor número de nodos por segmento. Antes de la actualización CONEXIONES A USUARIOS 100 Mbps Repetidor 100MBps 100 Mbps 10 Mbps Repetidor 100MBps 10 Mbps SW SW 10 Mbps 10 Mbps SW SW 100 100 100 100 100 100 Mbps Mbps Mbps Mbps Mbps Mbps Switch Fast Ethernet Después de la actualización 10/100 Switches o Ruteadores CONEXIONES A USUARIOS 100 Mbps 100 Mbps Repetidor 100MBps 10 Mbps Repetidor 100MBps 10 Mbps 10 Mbps 10 Mbps SW SW SW SW Interfaces 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 Gigabit Mbps Mbps Mbps Mbps Mbps Mbps Ethernet 100/100 Switches o Ruteadores Interfaces Gigabit Ethernet Switch o Repetidor Gigabit Ethernet Dispositivos Nuevos Figura 7.6 Actualización de un Dorsal (Backbone) Fast Ethernet ? Actualización de una troncal de FDDI compartida. Se puede actualizar una troncal de FDDI reemplazando el concentrador FDDI, el punto de conexión o el ruteador Ethernet de FDDI a Ethernet con un Switch o Repetidor Gigabit Ethernet. La única actualización que se requiere es la instalación de nuevas interfaces Gigabit Etherne t en los ruteadores, Switches o repetidores. Antes de la actualización Concentrador FDDI Dorsal WAN WAN de Ruteadores Ruteadores Ruteadores Después de la actualización Full Duplex Switch 1000 Mbps de Gigabit Ethernet o Repetidos Half Duplex WAN Figura 7.7 Actualización de un troncal de FDDI compartida ? Actualización de computadoras de escritorio de alto desempeño. Las NICs de Gigabit Ethernet se pueden utilizar para actualizar las computadoras de escritorio de alto desempeño. Estas computadoras podrían estar conectadas a Switches o repetidores Gigabit Ethernet Antes de la actualización NIC Fast Ethernet HUB o NIC Fast Ethernet SWITCH o NIC Interfaces de FDDI o Fast Ethernet Después de la actualización NIC Gigabit Ethernet SWITCH NIC o Repetidor Full Duplex NIC Interfaces Gigabit Ethernet Figura 7.8 Actualización de computadoras de escritorio de alto desempeño CAPÍTULO 8 CONCLUSIONES Después haber visto éstas tecnologías en redes conmutadas, podemos llegar a las siguientes conclusiones en cada una: 8.1 SDH / SONET Este tipo de redes son ampliamente utilizadas por compañías de telecomunicaciones debido a sus características de mantenimiento de la red, facilidad de manipulación de la información y sobre todo es que este tipo de redes está enfocado para este fin: para el transporte de información de múltiples tipos. Las compañías de Telecomunicaciones utilizan esta tecnología como sus “Espinas Dorsales” (Back Bones). Otra forma de ver a este tipo de redes es como unos zapatos, como lo hace muchas veces ATM en la cual se crean las células de información y éstas utilizan como capa física, a las redes SONET / SDH. En la actualidad hay trabajos para llevar esta tecnología hasta la PC, sobre todo en el área de SONET utilizando su velocidad básica de transmisión de 51.84 Mbps. 8.2 Frame Relay Frame Relay es una tecnología que está ampliamente difundidas, tanto así que en 1995 la F.C.C. en los E.U. consideró que la utilización de Frame Relay constituía un servicio básico. Por esta razón exigió a los suministradores de Frame Relay establecieran sus tarifas públicamente ya que no lo hacían y el costo se negociaba con cada cliente. Aquí en México, la disponibilidad es bastante buena. Las tres compañías principales de comunicación: AVANTEL, AT&T y TELMEX, ofrecen el servicio de comunicación de datos a través de Frame Relay. En lo técnico, Frame Relay se recomienda para: ? La interconexión de redes de área local (LANs) a través de redes de cobertura amplia (WANs) ? Aplicaciones de Bases de Datos en las cuales generan un tráfico de datos a través de ráfagas. Lamentablemente Frame Relay no es apropiado para el tráfico de Vídeo y Voz ya que éste tipo de tráfico es sensible al retardo. Dicho de otra forma, Frame Relay no se recomienda para aplicaciones multimedia. 8.3 ATM - Modo de Transferencia Asíncrono Para el caso de ATM, podemos decir que el futuro ya esta llegando al presente. Gracias a la características de Ancho de Banda garantizado y prioridad de datos, con ATM se logra mucho mas fácil la integración de voz, vídeo, datos, multimedia en un solo flujo de información. ATM se recomienda para: ? Aplicaciones multimedia, audio y vídeo debido a su capacidad de dedicar Ancho de Banda predefinido a las aplicaciones y su posibilidad de establecer prioridades en los datos. ? Redes de Area amplia por su integración transparente de alto rendimiento entre WANs y LANS ? Redes Ampliamente dispersas debido a su carencia de limitaciones de distancia ? Enlaces troncales gracias a su expansión escalonada, gran rendimiento y seguridad. La debilidad de ATM radica en su alto costo por lo que para redes de área local no se recomienda. Otro inconveniente es la carencia de estándares de ATM para soporte de varios protocolos. Sin duda, éstos dos inconvenientes se solucionaran con el tiempo por lo que los usuarios de redes de área local podremos acceder a ésta tecnología. 8.4 Gigabit Ethernet En el caso de Gigabit Ethernet, ésta tecnología está enfocada para redes de área local. La principal función, hasta este momento, es la interconexión de dispositivos entre los cuales exista un “cuello de botella”. Estos cuellos de botella pueden darse entre switches, entre switch y servidores, como también entre un switch y algunas PCs que tengan la necesidad de transmitir una alta tasa de información hacia la red. Esta tecnología esta en desarrollo, los dispositivos existentes trabajan con fibra óptica. Al finalizar éste análisis, se concluyó el desarrollo la parte del estándar de Gigabit Ethernet en la cual se transmite información a través de cobre por lo que no se cubre. Sin embargo, el poder correr Gigabit Ethernet sobre cobre, permite pensar en poder realizar una red completamente con Gigabit Ethernet. Otro factor muy importante es que el costo se reduce ya que el cable de cobre es mucho más económico que la fibra óptica. Resumiendo lo antes dicho, podemos concluir en que cada de las tecnologías vistas tiene un lugar de trabajo siendo: CARACTERÍSTICAS RED Redes de Básicamente SONET / SDH Cobertura para Amplia. Empresas de telecomunicaciones Interconexión de redes a través de Frame Relay Redes de cobertura amplia Redes en la que se requiera la ATM transmisión de voz, vídeo, datos, Modo de Transferencia Asíncrono multimedia de forma eficiente. Interconexión de redes Eliminar “Cuellos de Botella” entre Gigabit Ethernet dispositivos de Redes de área local. En un futuro cercano para la creación de redes de área local. Tabla 8.1 Tabla de Resumen Todo esto lo podemos resumir con la siguiente gráfica. RED DE AREA LOCAL Servidores Ruteador SWITCH GIGABIT ETHERNET Enlace con ATM o Frame Relay RED SONET / SDH Enlace con ATM o Frame Relay LAN Enlaces con ATM LAN LAN Figura 8.1 Representación de Resumen Bibliografía Libros: Tecnologías de Interconectividad de Redes Ford,Merilee Prentice Hall México, 1998 Guía LAN TIMES DE REDES DE ÁREA EXTENSA Teré Parnell Osborne / McGraw Hill España, 1997 Guía LAN TIMES DE REDES DE ÁLTA VELOCIDAD Teré Parnell Osborne / McGraw Hill España, 1997 Internetwork Design Guide Cisco Systems Internetworking Technology Overview Cisco Systems Internetworking Terms and Acronyms CISCO Systems Introduction to ATM Networking Walter J. Goralski MCGraw Hill E.U., 1995 Internetworking ATM John Chiong – Beta Version McGraw Hill E. U., 1997 Synchronous Transmission Systems / Doc-GK5 / Issue 4.0 Northern Telecom - NORTEL United Kingdom, Agosto 1995 Introduction to SONET Networking / SONET 101 / Northern Telecom - NORTEL Canada, Octubre 1996 Mediciones en Sistemas de Transmisión bajo Jerarquía Digital Síncrona - SDH Tektronix Artículos: Tecnologías de Area Amplia para la comunicación de Datos Marcelo Mejía Olvera y Alejandra Flores Ramiro Revista Soluciones Avanzadas Mexico, Diciembre de 1996 Norma G.707 (03/96) Unión Internacional de Telecomunicaciones Frame Relay – Base de las redes de área amplia de los 90´s Marcelo Mejía y Mónica Acosta Revista Soluciones Avanzadas México, Diciembre de 1996 Introduction to Gigabit Ethernet / Technology Brief Octubre de 1997 CISCO Systems Direcciones en Internet Modo de Transferencia Asíncrono - ATM http://monografías.com/trabajos/atm/atm.html A Brief Tutorial on ATM / Zahir Ebraim / Marzo 5, 1992 Dirección no compilada Communications Terms / Motorola / Septiembre, 1997 http://design-net.com/solutions/wired/glossary/glossary.html Synchronous Network Standars / Motorola / Septiembre, 1997 http://design-net.com/solutions/wired/transmission/t-net.html Synchronous Network Implementation / Motorola / Septiembre, 1997 http://design-net.com/solutions/wired/transmission/t-imp.html #imp SDH Telecommunications Standard Primer http://www.tektronix.com Gigabit Ethernet on the Horizon http://www.3com.com Gigabit Ethernet Accelerating the standard for speed / Whitepaper http://www.gigabit -ethernet.org Introducción a SDH / SONET http://www.med.uva.es/~nacho/index.html Synchronous Optical Network (SONET) Tutorial http://www.webproforum.com/tektronix/full.html