Gestão de Redes e Sistemas Distribuídos
Teresa Maria Vazão
Julho 2005
Conceitos fundamentais
Evolução das Redes (parte 2)
IST/INESC-ID
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Sumário
 Módulo I: Conceitos fundamentais
• Evolução das redes
• Rede Global
• Redes de Longa Distância
• Redes de Área Metropolitana ou de Área Alargada
• Redes de Acesso
• Modelos de estruturação da gestão
• Arquitectura genérica dum Sistema de Gestão
• Gestão de infra-estruturas de comunicação
TMV - 2005
Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos
TMV - 2005
Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos
Evolução das redes – Rede Global
Estruturação
Redes de Longa
Distância
Anel
Malha
WAN/MAN 1
Ligações
Intra-domínio
Rede residencial
DLS, HFC
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Ligação
Ponto-a-Ponto
WAN/MAN 2
Ligações
Intra-domínio
Ligação
Inter-Domínio
SONET
POTS
WiFi
ISP POP
Serviços IP
Redes de Área
Metropolitana
Rede Empresarial
Frame-Relay
Fibra
Gigabit Ethernet
Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos
Redes de Acesso
Evolução das redes – Rede Global
Estruturação
• Redes de Longa Distância
• Núcleo do sistema de comunicação global
• Dominado por um grupo pequeno de operadores globais ou transnacionais.
• Objectivo único é transportar grandes volumes de informação.
• Necessitam de grande capacidade
• Suportadas em tecnologia SDH ou Sonet.
• Novos desafios colocados pela necessidade crescente de largura de banda.
• Redes de Acesso
• Redes que estão mais próximas dos utilizadores
• Diversos tipos de utilizadores: residenciais ou empresariais
• Diversos tipos de infra-estruturas: protocolos e larguras de banda.
• Novos desafios colocados pelo tráfego IP, de natureza imprevisível e assimétrica,
tornam-se particularmente relevantes nas novas aplicações.
• WAN/MAN
• Intermediário entre os dois tipos de redes
• Diversos tipos de infra-estruturas: protocolos e larguras de banda.
• Necessidade de maior largura de banda por parte das Redes de Longa Distância.
• Novos requisitos de acesso resulta na necessidade de serviços de dados de alta
velocidade costumizados.
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Evolução das redes – Rede Global
Evolução
• A explosão do IP traduz-se numa
importância contínua e crescente do tráfego
de dados, face ao tráfego de voz.
• Tráfego proveniente de redes com diferentes
técnicas de comutação:
• Circuitos (Voz e fax)
• Pacotes (IP)
• Célula (ATM ou Frame-Relay)
• Necessidade de substituir o TDM por outra técnica de comutação, mais
adequada para tráfego de dados.
• Novas aplicações com diferentes requisitos, nomeadamente VoIP
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Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos
Evolução das redes – Rede Global
Evolução
• Liberalização das Telecomunicações
• Aparecimento de novos operadores introduz Competição.
• Competição entre operadores permite:
• Oferta de novos serviços
• Ex: xDSL e as VPNs nas MANs
• Criação de novas infra-estruturas
• Novos operadores podem criar a sua própria infra-estrutura, de
forma a terem mais controlo sobre o aprovisionamento e
fiabilidade.
• Redes são um factor crítico do negócio de qualquer empresa
• Operadores têm de criar infra-estruturas redundantes.
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Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos
Evolução das redes – Rede de Longa Distância
Rede telefónica - características
• Rede telefónica
• Disponibilidade à escala global
• Utilizada como rede de acesso
• Ritmos de transmissão da ordem de 56Kb/s
Recomendação
V.21
300 b/s
V.22
1200 b/s
V.22 bis
2400 b/s
V.32
9600 b/s
V.32 bis
14400 b/s
V.34
28800 b/s
V.34 bis
33600 b/s
V.90
56000 b/s
• Circuitos alugados
• Suporte de circuitos permanentes na rede
telefónica
• GrandeRede
disponibilidade
– o circuito não está
Modem
Modem
Telefónica
Computador
sujeito à congestão da linhaComputador
telefónica
Pessoal
Pessoal
comutada
• Rapidez – fase de estabelecimento da
chamada inexistente
• Custo fixo – independente do volume de
tráfego do circuito
TALK / DATA
TALK
RS CS TR RD TD CD
TALK / DATA
TALK
RS CS TR RD TD CD
TALK / DATA
TALK
RS CS TR RD TD CD
Modem
Computador
Pessoal
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Rede
Telefónica
TALK / DATA
TALK
Débito
RS CS TR RD TD CD
Modem
Computador
Pessoal
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Evolução das redes – Rede de Longa Distância
Rede Telefónica - características
Conceito TDM
• Unidade original de multiplexagem:
64Kb/s (1 chamada telefónica)
• Nº de canais a multiplexar:
• EUA – 24
• Europa – 30
• Para transmissão (multiplexar usando TDM)
• T1 = 1.544 Mb/s
• E1 = 2.048 Mb/S
Hierarquia de Multiplexagem das Telecomunicações
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Evolução das redes – Rede de Longa Distância
SONET/SDH - Características
Conceito SONET/SDH
• Synchronous Optical Network/ Synchronous Digital Hierarchy
• Os diversos sinais são multiplexados e modelados.
• A largura de banda é partilhada pelos diversos sinais
• Os sinais são partidos e transportados em Time Slots
• Canal Data Communication Channel para informação de gestão
Hierarquia de Multiplexagem SONET/SDH
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Evolução das redes – Rede de Longa Distância
TDM e SONET/SDH - Características
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Evolução das redes – Rede de Longa Distância
WDM - Características
Conceito WDM
• Wavelength Division Multiplexing
• Cada sinal é transportado independentemente dos outros.
• Cada canal tem a sua largura de banda atribuída
• Todos os sinais chegam ao mesmo tempo
• Transporta de forma transparente qualquer protocolo
• Canal de gestão para a camada óptica (out-band)
• Reserva duma parte de cada canal para a sua própria gestão (in-band)
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Evolução das redes – Redes de Área Metropolitana
Rede Frame-Relay - Características
• Características gerais
• Ligações virtuais identificadas por DLCI (Data Link Connection Identifier)
• DLCIs são locais e alterados pelos comutadores
• Controlo de fluxo e controlo de congestão
• Comutação de tramas
• Controlo de congestão
• Estabelecimento dum contrato Utilizador-Operador onde se específica um ritmo
contratado (CIR – Commited Information Rate)
• Controlo pelos utilizadores
• Mecanismos de controlo de admissão e policiamento
•Controlo de fluxo
• A rede controla o fluxo, mas permite picos temporários de tráfego até um certo
valor definido (Exceeded Burst Size)
• A rede pode indicar o estado de congestão (BCN, FCN)
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Evolução das redes – Redes de Área Metropolitana
Rede ATM - características
• Características gerais
• Comutação de células de tamanho fixo (53 octectos)
• Multiplexagem estatística
• Possibilidade de reserva de recursos na rede
• Caminho virtual identificado pelo VPI/VCI
• Camadas de adaptação ATM
• AAL 1 : para suporte de circuitos; modo de ligação; débito constante
• AAL 2: modo de ligação; débito variável
• AAL 3/4: modo com ligação (3); sem ligação (4)
• AAL 5: transmissão de dados; sem ligação
• Gestão de tráfego
• Gestão de recursos: caminhos virtuais
• Controlo de admissão de chamadas
• Controlo de parâmetros de utilização
• Controlo de congestão
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Evolução das redes – Redes de Área Metropolitana
Rede ATM - características
Serviço
Débito
Atraso
Perdas
Aplicação
CBR
Constante
Restrições
Tolerante
Voz, vídeo, emulação de
circuitos
VBR+rt
Variável
Restrições
Tolerante
Streaming vídeo
Dados
VBR-nrt
Variável
Sem restrições
Baixa
tolerância
ABR
Taxa
mínima
Sem restrições
Sem restrições
Dados
UBR
Sem
garantia
Sem garantia
Sem garantia
Dados
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Evolução das redes – avaliação final
Rede de Área Metropolitana
Rede de Longa Distância
• Dimensão da rede é superior
• Topologia da rede é mais estável
• Transferência de informação em
pipes
• Capacidade
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• Dimensão da rede é mais reduzida
• Topologia da rede pode variar
• Suporte de grande diversidade de
serviços e de tipos de tráfego.
• Existência de sistemas de transmissão
síncrona ou assíncrona de baixo ritmo.
• Protocolos eficientes
• Escalabilidade
• Aprovisionamento dinâmico
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Evolução das redes – Redes de Acesso
Tecnologias de Acesso
• Acesso com fios
•Digital Subscriber Line
• Débitos até 6.1Mb/s
• Transmisssão por par-entrançado (fio de cobre)
• Multiplexagem na frequência
• Voz, upstream e downstream
• ADLS
• Acesso residencial
• Largura de banda assimétrica
• HDLS
• Acesso empresarial
• Largura de banda simétrica
• Cable Modems
• Débitos até 10 Mb/s (ou superiores)
• Transmissão por cabo coaxial
• Acesso sem fios
•GSM/GPRS, UMTS
• Frequências licenciadas
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Evolução das redes – Redes de Acesso
Tecnologias de Acesso - evolução
• Redes ópticas de subscritores
• Fiber To The Office – Fibra óptica em redes de grandes clientes empresariais
• Fiber To The Zone – Extensão da anterior a grandes zonas residenciais (centenas
a milhares de utilizadores)
• Fiber To The Building – Fibra para edíficios de dimensão razoável (dezenas e
centenas de utilizadores)
• Fiber To The Home – Fibra para utilizadores individuais
• WiMAx
• Nova tecnologia de comunicação sem fios
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Evolução das redes
Exemplo: Interligação de Redes
LAN
VOZ
Dados Neg.
Tráfego
LAN
VOZ
Dados Neg.
Rede Frame-Relay
DLCI
2
3
4
Rede ATM
Rede SDH
STM-1
STM-1
3Com
Tráfego
LAN
VOZ
Dados Neg.
3Com
DLCI
2
3
4
IBM
Router
LAN
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PPCA
VOZ
IBM
Dados Negócio
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Evolução das redes
Planeamento
Instalação
Gestão
Contratação de serviços
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Resumo da aula
• Evolução das redes e dos sistemas distribuídos
 Rede Global
 Rede de Longa Distância
 Rede de Área Metropolitana ou de Área Alargada
 Rede de Acesso
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