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Tecnologías de Redes WAN Tecnologías de Redes WAN Jhon Jairo Padilla Aguilar, PhD. UPB Bucaramanga UPB Bucaramanga

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Tecnologías de Redes WANTecnologías de Redes WANggJhon Jairo Padilla Aguilar, PhD.UPB BucaramangaUPB Bucaramanga

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Evolución redes WAN de paquetesEvolución redes WAN de paquetesEvolución redes WAN de paquetesEvolución redes WAN de paquetes

Añ 1976Redes X.25

Año: 1976Primeras redes de cx paquetes

Redes FrameR l

Aparición de la RDSI (ISDN)Reemplazó a X.25Relay Reemplazó a X.25

Desarrollada originalmenteRedes ATM

Desarrollada originalmente para RDSI de banda ancha,Introdujo conceptos QoS

Redes MPLSActualmente hay redes comerciales y aún hay mucha investigaciónmucha investigación. Permite hacer Ing. De Tráfico

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Frame RelayFrame Relayyy

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IntroducciónIntroducciónIntroducciónIntroducción

Nació como una técnica usada en RDSINació como una técnica usada en RDSISe ha usado ampliamente en otros tipos de redes WANFue el siguiente paso después de X 25Fue el siguiente paso después de X.25

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Características de X 25Características de X 25Características de X.25Características de X.25

Usa señalización en banda (datos y Usa señalización en banda (datos y señalización por el mismo canal)Las capas 2 y 3 usan mecanismos de control de flujo y erroresj y

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Flujo de tramas en X 25Flujo de tramas en X 25Flujo de tramas en X.25Flujo de tramas en X.25

12

3

512

14

46

1113

1 2 8 79 101516

origen Destino

8 79 10

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Características de X 25Características de X 25Características de X.25Características de X.25

Aproximación Costosa:Aproximación Costosa:◦ El control del enlace de datos provoca una

confirmación en cada salto◦ Se mantienen tablas de estado por cada

circuito virtual (mantenimiento de llamada y control de flujo y errores)◦ Se suponen enlaces con BER significativa

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Características de Frame RelayCaracterísticas de Frame RelayCaracterísticas de Frame RelayCaracterísticas de Frame RelaySe diseñó para eliminar el alto costo de X 25 Se diseñó para eliminar el alto costo de X.25 para la redEn Frame Relay:En Frame Relay:◦ La señalización va por una conexión lógica distinta a

los datos (no requiere mantener tablas de estado ni ( qcontrol)◦ Multiplexación y conmutación de conexiones lógicas

d l 2 l d l 3 ( li i sucede en la capa 2 en lugar de la capa 3 (elimina una capa de procesamiento)◦ No existe control de errores ni de flujo en cada enlace No existe control de errores ni de flujo en cada enlace

(responsabilidad de las estaciones finales, usan capas superiores)

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Flujo de tramas en Frame RelayFlujo de tramas en Frame RelayFlujo de tramas en Frame RelayFlujo de tramas en Frame Relay

2

3

76

1 8 5 4

origen Destino

5 4

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Características de Frame RelayCaracterísticas de Frame RelayCaracterísticas de Frame RelayCaracterísticas de Frame Relay

Supone una mayor fiabilidad en la Supone una mayor fiabilidad en la transmisión y mayores facilidades de conmutación (no hay control de errores)Mejora en retardo y rendimiento de hasta j y10 veces lo de X.25V l id d i 2 MbVelocidades superiores a 2 Mbps

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Arquitectura de protocolosArquitectura de protocolosArquitectura de protocolosArquitectura de protocolos

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Arquitectura de protocolosArquitectura de protocolosArquitectura de protocolosArquitectura de protocolos

2 Planos de operación:2 Planos de operación:◦ Control: Establecimiento y liberación de

conexiones lógicas (usuario-red)◦ Usuario: Transferencia de datos (extremo-

extremo)

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Plano de ControlPlano de ControlPlano de ControlPlano de Control

Se hace por un canal separado (D)Se hace por un canal separado (D)Capa de enlace: LAPD (control de flujo y errores entre usuario y red)Mensajes de control con estándar Q 933Mensajes de control con estándar Q.933

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Plano de UsuarioPlano de UsuarioPlano de UsuarioPlano de UsuarioLos datos se transfieren mediante el protocolo Los datos se transfieren mediante el protocolo LAPF (entre usuarios finales)Funciones de LAPF:Funciones de LAPF:◦ Sincronismo (bit, trama), transparencia (inserción bits)◦ Verificación núm.entero octetosVerificación núm.entero octetos◦ Verificación longitud trama (ni larga, ni corta)◦ Detección de errores◦ Control de Congestión◦ Nota: No hay control flujo, ni control erroresy j

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Formato Formato de de de de tramas tramas LAPFLAPFLAPFLAPF

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LAPFLAPFLAPFLAPF

No existe campo de control:No existe campo de control:◦ Sólo hay tramas de datos◦ No hay señalización◦ No es posible el control de flujo ni errores ya p j y

que no hay números de secuencia◦ La información de control de flujo y errores La información de control de flujo y errores

va como parte de la carga de datos (va hacia una capa superior)una capa superior)

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Encaminamiento en Frame RelayEncaminamiento en Frame RelayEncaminamiento en Frame RelayEncaminamiento en Frame Relay

Las tablas de encaminamiento tienen 2 Las tablas de encaminamiento tienen 2 identificadores para cada paquete:◦ DLCI (Data Link Connection Identifier):

Puerto. Significado local en el nodo.◦ Conexión lógica◦ Multiplexión: Varias conexiones lógicas pueden Multiplexión: Varias conexiones lógicas pueden

ir por un mismo DLCI

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Nodo Frame RelayNodo Frame RelayNodo Frame RelayNodo Frame Relay

Punto Control y retransmisión de tramasPunto Control y retransmisión de tramas

DDLCI=0

DLCI=0

A

B

D

E

DLCI=312 DLCI=342

B

C

EDLCI=306DLCI=322

CDLCI=306

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Ejemplo:Ejemplo:Ejemplo:Ejemplo:In Out

16/#3 220/#516/#6 45/#9 I O t

2

16/#6 45/#9220/#1 45/#4 In Out

2/#5 7/#3313/#9 25/#8Pto 16 Pto220

2

4 B#1,#2

Pto 50Pto 2

Pto 45

1

3

APto 7Pto 313

Pto 13In Out

1/#1 50/#31/#2 50/#6

In Out313/#9 25/#8

Pto 25/ / / /

313/#4 25/#5CConvención:Pto/conexiónPto/conexión

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Control de Congestión en Control de Congestión en Control de Congestión en Control de Congestión en Frame RelayFrame Relayyy

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Control de la congestiónControl de la congestiónControl de la congestiónControl de la congestión

FR no puede usar control de flujo para FR no puede usar control de flujo para controlar la congestiónEstrategias usadas:◦ Congestión severa: Rechazo de tramas, uso de Congestión severa: Rechazo de tramas, uso de

señalización implícita◦ Congestión media: Evitar la congestión ◦ Congestión media: Evitar la congestión,

mediante señalización explícita hacia los usuariosusuarios

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Gestión de la tasa de tráficoGestión de la tasa de tráficoGestión de la tasa de tráficoGestión de la tasa de tráficoTasa de Información contratada: CIRTasa de Información contratada: CIRCIR es un límite de velocidad en una conexión

i lparticularLos paquetes transmitidos a una velocidad mayor que CIR son suceptibles de ser rechazados en caso de congestiónNo hay garantía de que un paquete no sea rechazado antes de alcanzar la CIR

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Gestión del tráficoGestión del tráficoGestión del tráficoGestión del tráficoCIR como criterio para eliminar tramas:CIR como criterio para eliminar tramas:◦ La red elimina las tramas de conexiones que exceden

su CIR antes de descartar tramas que están por su CIR antes de descartar tramas que están por debajo de la CIR◦ Un nodo mide contínuamente la velocidad de datos Un nodo mide contínuamente la velocidad de datos

del usuario◦ Las tramas que exceden el CIR se etiquetan con el bit q q

DE=1 en LAPF. Si hay congestión, estas son las primeras en ser descartadas

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Valor de la CIRValor de la CIRValor de la CIRValor de la CIRΣ CIR <= Capacidad del nodoΣi CIRi <= Capacidad del nodoi: cada uno de los sistemas finalesΣi CIRi,j <= Velocidad de accesoj

CIRi,j: tasa de información contratada para la i,jconexión i del canal jExiste otro límite por encima de la CIR que p qsirve para descartar tramas instantáneamente (no se marcan con DE=1)( )

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Operación de la CIROperación de la CIROperación de la CIROperación de la CIR

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Tipos de conexionesTipos de conexionesTipos de conexionesTipos de conexionesConexión Virtual Permanente:Conexión Virtual Permanente:◦ Se mantiene siempre el mismo CIR◦ Se establece cuando se acepta la conexión usuario-Se establece cuando se acepta la conexión usuario

redConexión Virtual Conmutada:◦ CIR es negociable para cada conexión◦ Se produce desconexión cuando se acaba la

comunicación◦ Se negocia en la fase de configuración del protocolo

de control de llamadade control de llamada

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Medición de la CIRMedición de la CIRMedición de la CIRMedición de la CIRUn nodo cuenta la cantidad de bytes recibidos Un nodo cuenta la cantidad de bytes recibidos en un intervalo de tiempo (T)La decisión la toma con base en los parámetros:La decisión la toma con base en los parámetros:◦ Bc: Tamaño contratado de ráfaga (máximo número de

bytes en un tiempo T)y p )◦ Be: Tamaño de ráfaga en exceso (número de bytes de

datos adicionales dentro del tiempo T. La red intenta t t iti lpero no se compromete a transmitirlo.

◦ T= Bc/CIR

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Relación Relación entre los entre los

á á parámetros parámetros de de de de congestióncongestióngg

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Señalización explícita de congestiónSeñalización explícita de congestiónSeñalización explícita de congestiónSeñalización explícita de congestión

Si un nodo detecta congestión puede activar Si un nodo detecta congestión, puede activar uno de los bits de notificación de congestión (BECN,FECN)( , )Los nodos que reciben paquetes con estos nodos activos no deben modificarlos (así llegan ( gal sistema final)BECN: indica que hay congestión en sentido q y gcontrario al de la trama recibidaFECN: indica congestión en el mismo sentido gde la trama recibida

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Señalización explícita de la Señalización explícita de la congestióncongestión

El gestor de tramas del nodo decide a qué El gestor de tramas del nodo decide a qué conexiones lógicas notificar:◦ Congestion moderada: Sólo estaciones que generan Congestion moderada: Sólo estaciones que generan

más tráfico◦ Congestión severa: A todas las conexionesRespuesta de las estaciones: (no lo hace la red Frame Relay)◦ BECN: Reduce la velocidad de envío de tramas hasta

que no se recibe más la señal BECN.FECN L ió ifi l ió d l ◦ FECN: La estación notifica a la estación del otro extremo para que reduzca el flujo de tramas.

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Señalización implícita de la congestiónSeñalización implícita de la congestiónSeñalización implícita de la congestiónSeñalización implícita de la congestiónLas estaciones finales pueden agregar funciones p g gadicionales a LAPF para control de flujo entre ellas.LAPF d li d d l LAPF usa ventana deslizante y puede detectar la pérdida de tramas por el número de secuencia.Cuando se detectan tramas perdidas la estación Cuando se detectan tramas perdidas, la estación reduce el tamaño de la ventana del LAPF para disminuir el flujo de tramas que recibe.j qEl tamaño de la ventana vuelve y se aumenta cuando se reciben varias tramas con los bits BECN FECN i tiBECN y FECN inactivos.

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ATM: Asynchronous Transfer ATM: Asynchronous Transfer ATM: Asynchronous Transfer ATM: Asynchronous Transfer ModeMode

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IntroducciónIntroducciónIntroducciónIntroducción

Desarrollada como parte del trabajo de Desarrollada como parte del trabajo de RDSI de banda anchaObtiene altas velocidades de transmisión (varios órdenes de magnitud frente a ( gFrame Relay)

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Características de ATMCaracterísticas de ATMCaracterísticas de ATMCaracterísticas de ATMEs una red de conmutación de paquetesEs una red de conmutación de paquetesPermite la multiplexación de varias conexiones lógicas sobre una única interfaz físicalógicas sobre una única interfaz físicaLos paquetes son de tamaño fijo y se les llama celdas Reduce procesamiento en los nodosceldas. Reduce procesamiento en los nodos.Tiene mínima capacidad de control de errores y de flujo:de flujo:◦ Reduce el costo de procesamiento de las celdas◦ Reduce el número de bits adicionales por celdaReduce el número de bits adicionales por celda

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Arquitectura de protocolosArquitectura de protocolosArquitectura de protocolosArquitectura de protocolos

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Arquitectura de protocolosArquitectura de protocolosArquitectura de protocolosArquitectura de protocolosCa a física:Capa física:◦ Velocidades: 155.52 Mbps, 622.08 Mpbs. (Son posibles otras

velocidades superiores e inferiores)C ATMCapa ATM:◦ Común a todos los servicios de conmutación de paquetes◦ Encargada de transmisión de celdas y uso de conexiones lógicasCapa AAL:◦ Depende del servicio (capa superior)◦ Adapta los protocolos que no se basan en ATMAdapta los protocolos que no se basan en ATM◦ Agrupa la información de capas superiores en celdas ATM para

enviarlas por una red ATM◦ Extrae información de las celdas ATM y la transmite a capas ◦ Extrae información de las celdas ATM y la transmite a capas

superiores

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Arquitectura de protocolosArquitectura de protocolosArquitectura de protocolosArquitectura de protocolosPlanos:Planos:◦ Plano de usuario:

Transferencia de información de usuarioTransferencia de información de usuarioControl de flujo y errores

◦ Plano de Control:Plano de Control:Control de llamadasControl de la conexión

◦ Plano de Gestión:Coordinación de todos los planosGestiona recursos y parámetros de cada protocolo

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Conexiones Lógicas ATMConexiones Lógicas ATMConexiones Lógicas ATMConexiones Lógicas ATMCamino virtual (VC): Conexión lógica Camino virtual (VC): Conexión lógica, camino a través de la redTodas las celdas relacionadas con una misma Todas las celdas relacionadas con una misma llamada siguen el mismo VC previamente establecido a través de la red (similar a circuito (virtual)PCI (Protocol Connection Identifier): identifica ( )cada conexión lógica a través de la redEl PCI sirve para enrutar las celdas que p qpertenecen a la misma conexión

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Nodos de conmutación ATMNodos de conmutación ATMNodos de conmutación ATMNodos de conmutación ATMPCI sólo tiene significado local en los PCI sólo tiene significado local en los conmutadoresEl PCI cambia al pasar a través del conmutadorEl PCI cambia al pasar a través del conmutadorCada nodo tiene una tabla de enrutamiento con:con:◦ Puerto de entrada, PCI entrante◦ Puerto de salida, PCI salientePuerto de salida, PCI salienteDecisiones de encaminamiento rápidas (búsqueda en una tabla sencilla)( q )

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Enrutamiento en ATMEnrutamiento en ATMEnrutamiento en ATMEnrutamiento en ATM

Puerto 2Puerto11 2 4 3

2 4 PCI=1,2,3,4

PCI=2,4

Puerto1 Puerto 3

1 2 4 3 6 3

PCI=6,3

Entra Entra Sale Sale

Puerto PCI Puerto PCI

Entra Entra Sale Sale

Puerto PCI Puerto PCI

Entra Entra Sale Sale

Puerto PCI Puerto PCIPuerto PCI Puerto PCI

1 1 2 2

1 2 2 4

1 3 3 3

Puerto PCI Puerto PCI

2 2 1 1

Puerto PCI Puerto PCI

3 3 1 3

1 3 3 3

1 4 3 6 2 4 1 2 3 6 1 4

Puerto 1 Puerto 2 Puerto 3Puerto 1 Puerto 2 Puerto 3

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Nodos de conmutación ATMNodos de conmutación ATMNodos de conmutación ATMNodos de conmutación ATMSe pueden usar:Se pueden usar:◦ arquitecturas de conmutadores paralelos

l d i ió d l l id d ◦ enlaces de transmisión de alta velocidad (Gbps)

El PCI d d El PCI se compone de dos campos:◦ Identificador de camino virtual (VPI:Virtual

P h Id ifi )Path Identifier)◦ Identificador de canal virtual (VCI: Virtual

Ch l Id ifi )Channel Identifier)

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Relación entre conexiones ATMRelación entre conexiones ATMRelación entre conexiones ATMRelación entre conexiones ATM

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Nodos de Conmutación ATMNodos de Conmutación ATMNodos de Conmutación ATMNodos de Conmutación ATM

El enrutamiento puede darse con VPI’s, VCI’s o una combinación de ambosC VP l VC f difi ióCx por VPs, los VCs no sufren modificaciónCx por VCs, los VCs son independientes de los VPs

VC1 VP1VC2

VP1 VC3VC4

VP1 VC1VC2

VC1 VP1VC2VC2

VC3 VP2VC4VC5 VP3

VC4VP2 VC5

VC6VP3 VC1

VP2 VC1VC2

VP3 VC1

VC3 VP2VC4VC1 VP3VC5 VP3

VC6 VC2 VC2 VC2

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Formato de las celdas ATMFormato de las celdas ATM

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Campos celdasCampos celdasCampos celdasCampos celdasGFC (Generic Flow Control): GFC (Generic Flow Control): ◦ Sólo presente en celdas entre usuario y red◦ Usado para que el nodo controle el flujo de usuariop q jVPI, VCIPTI (Payload Type Identifier): Tipo de carga útil de la

ld (d t t l d d)celda (datos, control de red)CLP (cell Loss Priority) Se usa la prioridad para desechar celdas en caso de congestión (CLP=0 alta desechar celdas en caso de congestión (CLP 0 alta prioridad, CLP=1 baja prioridad)HEC (Header Error Checksum): CRC de los

i 4 d l bprimeros 4 octetos de la cabecera

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Capa de Adaptación ATM (AAL)Capa de Adaptación ATM (AAL)Capa de Adaptación ATM (AAL)Capa de Adaptación ATM (AAL)Ofrece a las capas superiores varias clases de Ofrece a las capas superiores varias clases de servicios para transportar mensajesAAL i l i f ió d AAL convierte la información de capas superiores en flujos de segmentos de 48

t t ( útil d l ld )octetos (carga útil de las celdas)Toma la carga útil de las celdas y convierte este flujo al formato de la capa superior

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Servicios AALServicios AALServicios AALServicios AAL

Criterios de clasificación:◦ Periodicidad y retardo de los paquetes◦ Tasa de bits (constante-CBR, variable-VBR)◦ Modo de conexión (con o sin conexión)

Tipo de Servicio

AAL1 AAL2 AAL3/4 AAL5

Periodic. Si no

Tasa bit Const. Variable

Modo Orient. Conexión Sin conexión

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Servicios AALServicios AALServicios AALServicios AALAl principio se concibieron AAL3 y AAL4 pero Al principio se concibieron AAL3 y AAL4 pero el primero no fue muy usado, por lo que se fusionaronEjemplos:◦ AAL1: Llamada de voz (1Byte /125µseg)AAL1: Llamada de voz (1Byte /125µseg)◦ AAL2: Video comprimido (Codec produce tasa

variable)◦ AAL3/4 y AAL5: Similares

Transferencia de tramas entre LANs por un puente o enrutadorenrutadorIntercambio de información multimedia entre una estación y un servidor

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Estructura Capa AALEstructura Capa AALEstructura Capa AALEstructura Capa AAL

Está conformada por dos subcapas:Está conformada por dos subcapas:◦ Subcapa de convergencia (CS): adapta la

información entre la capa superior y ATM◦ Subcapa de segmentación y re-ensamblado (SAR):

Segmenta la información original en paquetes de 48 octetos de carga útil; re-ensambla la información recibida de la capa ATM

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Capa AAL: EstructuraCapa AAL: EstructuraCapa AAL: EstructuraCapa AAL: Estructura

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Estructura de la capa AALEstructura de la capa AALEstructura de la capa AALEstructura de la capa AAL

Hay un protocolo CS distinto para cada tipo de servicioy p p pCada protocolo CS tiene un punto de acceso al servicio (SAP) diferente( )

SAP1 SAP2 SAP3/4 SAP4SAP1 SAP2 SAP3/4 SAP4

Sincronizac. Recup. Pérdida de celdas

Detección de pérdida de celdas

SubcapaCS

(AAL1/2) (AAL3/4/5)

Segmentación y re-ensamblado

CS

SubcapaSARSAP1 SAP2 SAP3/4 SAP5

ATM

SAR

Fisica

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Servicios de ATMServicios de ATMServicios de ATMServicios de ATM

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Categorías de servicios ATMCategorías de servicios ATM

Clase Descripción EjemploClase Descripción Ejemplo

CBR Tasa de bits constante

Circuito T1constante

RT-VBR Tasa de bits variable-T real

Video conferencia

NRT-VBR Tasa de bits variable-T no real

Correo electrónico multimediareal multimedia

ABR Tasa de bits disponible

Consultas al web

UBR Tasa de bits no especificada

Transferencia de archivos en segundo planosegundo plano

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Clase CBR (Constant Bit Rate)Clase CBR (Constant Bit Rate)Clase CBR (Constant Bit Rate)Clase CBR (Constant Bit Rate)

Pretende simular un circuito pero a un Pretende simular un circuito pero a un costo mayorNo hay comprobación de erroresNo hay control de flujoNo hay control de flujoAplicaciones: Canales PCM, T1Transmisión en tiempo real de audio y vídeo

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Clase VBR (Variable bit Rate)Clase VBR (Variable bit Rate)Clase VBR (Variable bit Rate)Clase VBR (Variable bit Rate)RT-VBR:RT-VBR:◦ Tasa de bits variable en combinación con requisitos

de tiempo muy estrictosp y◦ Ejemplos: Video conferencias

Vídeo MPEG: marco base seguido de diferencias con el marco l U l ld í i i blactual. Un retraso en las celdas causaría una imagen inestable

NRT-VBR:◦ Aplicaciones que pueden tolerar cierta fluctuación◦ Aplicaciones que pueden tolerar cierta fluctuación◦ Ejemplo: Correo electrónico multimedia (se almacena

antes de mostrarse)antes de mostrarse)

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Clase ABR (Available bit rate)Clase ABR (Available bit rate)Clase ABR (Available bit rate)Clase ABR (Available bit rate)Tráfico en ráfagas cuyo ancho de banda se Tráfico en ráfagas cuyo ancho de banda se conoce aproximadamenteEj lEjemplo:◦ Capacidad entre dos puntos: 5Mbps (garantizados)◦ Picos hasta de 10 Mbps (se hace lo posible)

Ante congestión retroalimenta al transmisor solicitándole que disminuya la velocidad

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Clase UBR (Unspecified bit rate)Clase UBR (Unspecified bit rate)Clase UBR (Unspecified bit rate)Clase UBR (Unspecified bit rate)No hace promesasNo hace promesasNo realimenta información de congestiónUsada para paquetes IP (best effort)Usada para paquetes IP (best-effort)Se aceptan todas las celdas y si sobra capacidad se entreganse entreganEn caso de congestión, las celdas UBR se descartan sin avisar al tx y sin esperar que descartan sin avisar al tx y sin esperar que reduzca su velocidadAplicaciones: FTP correo electrónicoAplicaciones: FTP, correo electrónicoEs el servicio más barato

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Calidad del servicio en ATMCalidad del servicio en ATMCalidad del servicio en ATMCalidad del servicio en ATM

Q S ATM QoS es un asunto importante en ATM ya que se usan para tráfico en tiempo real (audio, vídeo)E i l li l d Existe un contrato entre el cliente y la red con implicaciones legales:

T áfi á (d i t d t áfi )◦ Tráfico que se generará (descriptor de tráfico)◦ Servicio acordado◦ Requisitos de cumplimiento◦ Requisitos de cumplimiento◦ Condiciones diferentes para los dos sentidos de la

comunicación (Up-link, down-link)( p , )

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Calidad del servicio en ATMCalidad del servicio en ATMCalidad del servicio en ATMCalidad del servicio en ATMLa capa de transporte de la estación negocia La capa de transporte de la estación negocia con la capa ATM de la redSi no hay acuerdo no se establece el circuito Si no hay acuerdo, no se establece el circuito virtualTanto la carga de tráfico como el servicio deben Tanto la carga de tráfico como el servicio deben especificarse con cantidades medibles (objetivas)( j )ATM especifica una serie de parámetros de QoS y para c/u se especifica el peor caso.y p p p

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Parámetros de QoSParámetros de QoSParámetros de QoSParámetros de QoS

Parámetro Siglas Significado

Tasa celdas pico PCR Tasa máxima a la que se enviarán las Tasa celdas pico PCR qceldas

Tasa celdas sostenida

SCR Tasa de celdas promedio a largo plazo

Tasa celdas mín. MCR Tasa celdas mínima aceptable

Tolerancia de variac. De retardo celdas

CVDT Fluctuación de retardo máxima aceptable en las celdas

De retardo celdas

Tasa perdida celdas CLR Fracción de celdas que se pierden o entregan muy tarde

Retardo transf celda CTD Tiempo que lleva la entrega (medio, Retardo transf.celda CTD p q g (máximo)

Variac.retardo celda CDV Variación tiempo de entrega de celdas

Tasa errores celdas CER Fracción celdas entregadas sin errorTasa errores celdas CER

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Parámetros de QoS en ATMParámetros de QoS en ATMParámetros de QoS en ATMParámetros de QoS en ATMPCR (Peak Cell Rate):PCR (Peak Cell Rate):◦ Tasa máxima a la que el transmisor planea

enviar celdas (<=BW )enviar celdas (<=BWlínea)SCR (Sustained Cell Rate):

T d ld d d l d ◦ Tasa de celdas promediada en un intervalo de tiempo grande.E i i CBR i l l PCR◦ En servicios CBR, es igual a la PCR◦ En otros servicios es mucho menor que PCR

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Parámetros de QoS en ATMParámetros de QoS en ATMParámetros de QoS en ATMParámetros de QoS en ATMMCR (Minimum Cell Rate):MCR (Minimum Cell Rate):◦ Cantidad mínima de celdas que el cliente considera

aceptableaceptable◦ Si la red no puede soportar este mínimo, debe

rechazar la conexiónrechazar la conexión◦ Para servicio ABR (Available bit rate), el BW debe

estar entre MCR y PCR, pero puede variar y , p pdinámicamente durante la conexión◦ Si MCR=0, el servicio ABR se convierte en UBR

(Unespecified bit rate)

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Relación entre los parámetrosRelación entre los parámetrosRelación entre los parámetrosRelación entre los parámetros

Tasa de bits

PCR

MBS

PCRMBS:MaximumBurst Size;C á t ti

SCRCuánto tiempo sePuede trabajarPor encima del

MCRSCR

tiempo

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Otros parámetros de QoSOtros parámetros de QoSOtros parámetros de QoSOtros parámetros de QoSCVDT (CellVariation Delay Tolerance):( y )◦ Cantidad de variación de retardo en las celdas◦ Independiente de PCR y SCR◦ Idealmente 1/(PCR) si se opera a PCRIdealmente 1/(PCR) si se opera a PCRCLR (Cell Loss Ratio):◦ Cantidad de celdas que se pierden o entregan demasiado

tardetarde◦ Util en servicios de tiempo realCTD (Cell Transfer Delay):◦ Tiempo promedio de retardo de las celdasCDV (Cell DelayVariation):◦ Uniformidad en el retardo de las celdasUniformidad en el retardo de las celdas

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Relación CTD y CDVRelación CTD y CDVRelación CTD y CDVRelación CTD y CDV

Densidad deProbabilidad

1-αα Tiempo de transferenciaα

Celdas perdidas oE t d t d

p

CDVMin.

Entregadas tardeCTD

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Curvas de retardo para diferentes Curvas de retardo para diferentes serviciosservicios

Densidad de Probabilidad Densidad de Probabilidad

Tiempo de retardo Tiempo de retardo

Servicios de t real Servicios interactivos

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Otros parámetros de QoSOtros parámetros de QoSOtros parámetros de QoSOtros parámetros de QoSLos siguientes son característicos de la red y no Los siguientes son característicos de la red y no son negociablesCER (Cell Error Rate): Tasa de celdas que se CER (Cell Error Rate): Tasa de celdas que se entrega con uno o más bits dañadosSECBR (Severy Errored- Cell Block Ratio): SECBR (Severy Errored Cell Block Ratio): Fracción de bloques de N celdas en que M o más celdas contienen erroresCMR (Cell Misinsertion Rate): Cantidad de celdas entregadas al destino equivocado por g q perrores en la cabecera

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Control de Congestión en ATMControl de Congestión en ATMgg

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IntroducciónIntroducciónIntroducciónIntroducción

ATM presenta mayores dificultades que Frame ATM presenta mayores dificultades que Frame Relay para el control de la congestión debido al reducido número de bits de control en las celdasreducido número de bits de control en las celdasDocumento I.371 de la ITUTécnicas:Técnicas:◦ Controles en el momento de inserción de celdas◦ Controles en tiempo de ida y vuelta◦ Controles en tiempo de ida y vuelta◦ Controles para establecer conexiones con QoS dada◦ Controles de larga duración: Afectan varias conexiones Controles de larga duración: Afectan varias conexiones

ATM

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Control de tráfico y de congestiónControl de tráfico y de congestiónControl de tráfico y de congestiónControl de tráfico y de congestión

Control de tráfico: Determina si se puede Control de tráfico: Determina si se puede aceptar una conexión específicaLa red acepta tolerar un cierto nivel de tráfico La red acepta tolerar un cierto nivel de tráfico en la conexiónEl usuario acepta no exceder los límites de las El usuario acepta no exceder los límites de las prestacionesEl control de tráfico además verifica el El control de tráfico además verifica el cumplimiento de los parámetros de tráficoControl de Congestión: Funciona cuando Control de Congestión: Funciona cuando falla el control de tráfico. Responde ante la congestióng

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Control de TráficoControl de TráficoControl de TráficoControl de Tráfico

Para controlar el tráfico se realizan 5 Para controlar el tráfico se realizan 5 funciones:◦ Gestión de recursos de red◦ Control de admisión de conexión◦ Control de parámetros de uso◦ Control de prioridad◦ Control de prioridad◦ Gestión de recursos rápidos

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1 Gestión de recursos de red1 Gestión de recursos de red1. Gestión de recursos de red1. Gestión de recursos de red

La idea es agrupar servicios similares en La idea es agrupar servicios similares en un mismo camino virtual (VP). Cada conexión va por un canal virtual (VC) diferente dentro del VP.La red ofrece características conjuntas de prestaciones y capacidad a los canales de prestaciones y capacidad a los canales de un mismo camino virtual.

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2. Control de admisión de la 2. Control de admisión de la conexiónconexión

Primera línea de defensa de autoprotección de Primera línea de defensa de autoprotección de la red ante una carga excesivaAl solicitar la conexión se hace una negociación Al solicitar la conexión, se hace una negociación usuario-red (características del tráfico, QoS)La red acepta sólo si puede asignar y mantener La red acepta sólo si puede asignar y mantener los recursos necesarios bajo estas condicionesLa red presta el servicio mientras el usuario La red presta el servicio mientras el usuario cumpla con los parámetros de tráfico

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3. Control de parámetros de uso 3. Control de parámetros de uso (UPC)(UPC)

Entra a funcionar después de aceptada la Entra a funcionar después de aceptada la conexión por la función de control de admisión.S i l ió d i i l Supervisa la conexión para determinar si el tráfico está en concordancia con el contrato de t áfitráfico.Por tanto, protege los recursos de la red ante la producción de una sobrecarga en una conexión.

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3 Control de parámetros de uso3 Control de parámetros de uso3. Control de parámetros de uso3. Control de parámetros de usoEsta función se realiza a nivel de VC o a Esta función se realiza a nivel de VC o a nivel de VP. (es más usada en VP, agrupa varios VC de igual servicio)varios VC de igual servicio)Marca las celdas que no cumplen el

d áfi l bi CLP 1 (b j contrato de tráfico con el bit CLP=1 (baja prioridad)Estas celdas son aceptadas pero pueden ser descartadas posteriormentep

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UPC: Token BucketUPC: Token BucketUPC: Token BucketUPC: Token Bucket

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4 Control de prioridad4 Control de prioridad4. Control de prioridad4. Control de prioridad

Rechaza las celdas de baja prioridad Rechaza las celdas de baja prioridad (CLP=1) para proteger las prestaciones de las celdas de alta prioridad.

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5 Gestión de recursos rápidos5 Gestión de recursos rápidos5. Gestión de recursos rápidos5. Gestión de recursos rápidosUn usuario podría solicitar a la red le autorice Un usuario podría solicitar a la red le autorice el envío de una ráfaga de datos de gran tamaño.La red determina si tiene suficientes recursos a La red determina si tiene suficientes recursos a lo largo de la ruta para ese VC o VP.Si hay suficientes recursos la red concede el Si hay suficientes recursos, la red concede el permiso al usuario.Posteriormente a la ráfaga, la red refuerza el Posteriormente a la ráfaga, la red refuerza el control del flujo de tráfico para restablecer un tráfico normal.

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Control de CongestiónControl de CongestiónBusca minimizar la intensidad, extensión y duración de la congestión.Tiene dos mecanismos:◦ Rechazo selectivo de celdas:

Similar al control de prioridad.pLa red puede descartar cualquier celda de las conexiones que incumplen su contrato de tráfico sin importar su prioridad

◦ Indicación de congestión explícita:Si il F R lSimilar a Frame RelayLa red envía un mensaje al usuario emisor donde le indica que hay congestión en sentido contrario al de la celda. El usuario debe disminuir el tráfico.Para ello coloca el campo PT en 010. Ningún otro nodo puede borrar esta información y así llega al destino.

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MPLSMPLS

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IntroducciónIntroducciónIntroducciónIntroducciónMPLS: Multi-Protocol Label SwitchingMPLS: Multi Protocol Label SwitchingHa surgido como una importante tecnología para transportar paquetes IP (redes WAN)para transportar paquetes IP (redes WAN)Antecesores: IP Switch, Tag Switching, ARIS (Aggregate Route-Based IP Switching)( gg g g)Principio básico: Uso de etiquetas en la cabecera de los paquetes para la conmutación.Ventajas: Rapidez en la conmutación; permite h i i í d áfi i hacer ingeniería de tráfico, enrutamiento con QoS, VPNs

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Arquitectura de una red MPLSArquitectura de una red MPLSArquitectura de una red MPLSArquitectura de una red MPLSLSR: Label SwitchedLSR: Label SwitchedRouter. Son cada uno de los Nodos de una red MPLS. Usan las etiquetas MPLS. Usan las etiquetas para hacer la conmutaciónLER: Label Edge Router. Nodos que se encuentran Nodos que se encuentran en las fronteras de la red. Sirven para controlar el ingreso y egreso del tráfico g y gde los clientes.LSP: Label Switched Path. Camino que siguen los Ca o que s gue os paquetes. Se define en términos de la transición entre etiquetas.q

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Principio de conmutación de Principio de conmutación de etiquetasetiquetasetiquetasetiquetas

Tabla de Retransmisión de EtiquetasEnlace entrante

Etiqueta entrante

Enlace saliente

Etiqueta saliente

1 3 3 51 3 3 5

2 27 4 2

Enlace 1 Enlace 3

LSR

Enlace 1 Enlace 3

E l 2Enlace 2 Enlace 4

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Características de las etiquetasCaracterísticas de las etiquetasCaracterísticas de las etiquetasCaracterísticas de las etiquetasSon de 20 bits de longitudSon de 20 bits de longitudLa etiqueta debe ser única para cada enlaceLa misma etiqueta puede ser usada sobre La misma etiqueta puede ser usada sobre diferentes enlacesCada etiqueta se asocia con un FEC.Cada etiqueta se asocia con un FEC.FEC: Forwarding Equivalence Class. Es un grupo de paquetes IP que son retransmitidos g p p q qsobre el mismo LSP con el mismo tratamiento. Hay una correspondencia 1-1 entre las etiquetas y los FECs.

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Apilamiento de etiquetas jerárquicoApilamiento de etiquetas jerárquicoApilamiento de etiquetas jerárquicoApilamiento de etiquetas jerárquico

S ili ú l id dSe utiliza para soportar túneles anidados.Un LSP puede contener otro LSP anidado entre dos LSRs.

MPLS

LSR LSR

MPLS network

2 25 2

LSR LSR

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Protocolo de distribución de Protocolo de distribución de etiquetas (LDP)etiquetas (LDP)

Antes de utilizar un LSP este debe ser Antes de utilizar un LSP, este debe ser establecido en las tablas de enrutamiento.A este proceso se le llama “Distribución de etiquetas” ó “Establecimiento de LSP”.qUn protocolo de distribución de etiquetas

it d LSR i t bi permite a dos LSRs intercambiar información del mapeo de etiquetas.A los LDPs también se les conoce como protocolos de señalización.protocolos de señalización.

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Protocolos de distribución de Protocolos de distribución de etiquetasetiquetas

Existen tres variantes:Existen tres variantes:◦ LDP: Permite una distribución de etiquetas salto-

a-salto Se basa en la información de a salto. Se basa en la información de enrutamiento de IP.◦ CR-LDP: Constraint Based Route – LDP. ◦ RSVP-TE: Resource Reservation Protocol- Traffic

Engineering.CR-LDP y RSVP-TE soportan Ingeniería de Tráfico pues permiten especificar un camino p p pdeterminado con base en restricciones de QoS.