7 - Bibliografia
BATES, R. J.; "Introduction to T1/T3 networking". Artech House, Inc. 1992.
HEYWOOD, P.; "E1 Circuits: Does Less Bandwidth Mean Better Quality?". Data
Communications, February, 1992.
JOHNSON, J. T.; "HDSL: An Extra Boost on the Local Loop". Data Communications,
September,21 , 1992.
RICKARD, N.; "Bridging Between E-1 and T-1". Telecommunications, January, 1990.
TAYLOR, K. M.; "A New Analysis Plan: Buy Now, Play Later". Data Communications,
February, 1995.
http://penta.ufrgs.br/Laurence/telep.html
.......................................................................................................................................................
RENPAC PROTOCOLO X.25
url: PENTA2.UFRGS.BR/EDUARDO/RENPAC.HTML
“
“
“
“
“
/RENPAC.X.25.HTML
......................................................................................................................................................
[TAR 84] TAROUCO, Liane M. R. - Redes de Comunicação de Dados - 3a Ed. - Rio de
Janeiro - Livros Técnicos e Científicos Editora S.A.
Fábio de Moura 1067/95-9
Rafael G Rech 2455/95-0
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Copyright:
José Pina Miranda <[email protected]>
Maria João Frade <[email protected]>
37
6 - EXEMPLO: Escolha do Grupo
O grupo optou pelo serviço FastNet, fornecido pela Embratel e baseado no protocolo Frame
Relay.
Fatores que influiram na decisão:
O frame relay mostrou-se mais eficiente que os demais protocolos. Segundo [TAN96]:
"Se a rede requer suporte a múltiplas classes de Qos para diferentes aplicações
concorrentes, ATM é uma boa escolha. Para conectar-se a outras redes via serviço
público, ou se é necessário um nível adicional de multiplexação, SMDS e FR são boas
escolhas. Mas se a eficiência é o que importa e não é necessário suporte para aplicações
multimídia, FR é uma escolha sólida."
O X.25 e o SMDS suportam apenas o tráfego de dados, enquanto o FR mostrou capacidade
para suportar também vídeo de baixa qualidade. É claro que o ATM suporta dados, voz e
video, mas, devido ao alto custo, esse protocolo fica difícil para justificar economicamente em
muitos casos.
O X.25 já funciona na maioria das plataformas de hardware. Para o FR, poucas mudanças no
hardware são necessárias. Já a migração para o SMDS, e também para ATM, geralmente
requer novo hardware e software.
O SMDS, apesar de ser mais aceito na Europa, apresenta um crescimento limitado nos EUA,
ao contrário do FR, que cresceu de forma fenomenal nos últimos anos. Adotado tanto por
grandes corporações na construção de redes privadas virtuais, como por pequenas empresas
para conectar escritórios remotos sem o gasto de uma linha privada.
36
No Serviço ATM Net, os diferentes sinais de telecomunicações são multiplexados nas
dependências do cliente e transmitidos em forma de um ou mais agregados de tráfego
através de Circuitos Virtuais Permanentes (CVPs).
O Serviço ATM Net se destina a atender necessidades de comunicação de voz, dados, vídeo
ou multimídia, através do transporte de um agregado de tráfego entre as dependências do
cliente.
Pode ser usado quando[ATM 98]
É necessário conexão à velocidades muito altas.
Velocidades de interconexão da LAN nativa de 100 Mbps (e superiores).
Padrões de uso NxDS1 que justificam uma linha privada dedicada DS3.
Múltiplos níveis de QoS são necessários dentro do canal virtual e da corrente de tráfego do
circuito.
Interconexão de múltiplos serviços (de FR até SMDS).
Linha privada, frame relay e SMDS interagem.
Principais aplicações
Dentre as várias aplicações suportadas pelo Serviço ATM Net, podemos destacar as seguintes:
Vídeo conferência em LANs.
Suporte a processamento distribuído de dados em faixa-larga.
Consulta a bancos de dados e vídeo.
Acesso remoto a supercomputadores.
CAD/CAM interativo.
Tele educação.
Telemedicina.
35
O SMDS não tem controle de congestionamento e é limitado ao transporte de dados.
Com um crescimento limitado nos EUA, é possível que faça sucesso como uma classe de
acesso ao ATM.
Pode ser usado quando
Conectividade multiponto é necessária para aplicações distribuídas e grupos de usuários.
Esquema de endereçamento de rede pública é desejado.
Comunicação inter-cliente e inter-parceiro é necessária.
Ambientes de usuário dinâmico (grupos de usuários fechados e compartilhados).
Velocidades de interconexão da LAN nativa que chegam até 16 Mbps.
5.5 - ATM - Asynchronous Transfer Mode
ATM é uma tecnologia de transmissão e comutação de informações que pode ser usada para
transmissões de informações em aplicações de natureza e requisitos de performance distintos,
desde as de tempo real até as de transmissão de dados entre computadores.
A ATM pode ser aplicada tanto em redes Locais como em WANs.
A ATM é baseada na técnica de comutação de pacotes e de multiplexação estatística de
circuitos. As informações são agrupadas em pequenos pacotes de tamanho fixo e com
identificadores de conexão, cujo fluxo ordenado construi um 'circuito virtual' que substitui o
circuito de banda passante fixa das técnicas TDM e FDM.
Assim a alocação dinâmica da largura de banda resolve o problema de sub utilização dos
circuitos e a eficiência dos equipamentos de comutação.
5.5.1 - ATM Net via EMBRATEL[EMB 98]
ATM Net é um serviço público de telecomunicações prestado pela EMBRATEL em âmbito
nacional, com a finalidade de prover transporte de múltiplos tipos de tráfego em alta
velocidade,
através
de
uma
plataforma
baseada
na
tecnologia
ATM.
34
Dentre as aplicações suportadas estão:
Interligação de redes locais (LAN's).
Transferência de grandes volumes de dados.
Consulta a Banco de Dados.
Correio eletrônico.
Integração de dados e voz corporativa.
Suporte para aplicações distribuídas (CAD/CAM, Workgroups,etc..).
Aplicações multimídia (ex: videoconferência).
Benefícios
Abrangência Nacional e Internacional.
Conexão com outras redes públicas FR no exterior.
Custos que dependem do efetivo volume de dados cursado na rede ou valor fixo mensal.
Alta Qualidade e confiabilidade da rede, com rotas alternativas automáticas em caso de falhas.
Supervisão e manutenção de redes oferecidas pela EMBRATEL a nível nacional.
Equipamentos de moderna geração tecnológica, interligados por meios digitais de alta velocidade e
qualidade.
Facilidade na expansão da rede do cliente.
Modalidades e velocidades diversas, especificamente voltadas para acomodar diferentes tipos de
equipamentos e aplicações do usuário.
Associação das características de alto desempenho dos serviços dedicados (circuitos dedicados)
com a flexibilidade dos serviços comutados.
5.4 - SMDS - Switched Multimegabit Data Service
O SMDS usa o formato de célula ATM AAL3/4, que provê um nível adicional de
multiplexação no campo MID e um CRC por célula, consumindo 4 bytes a mais por célula.
A primeira célula do pacote tem 44 bytes de informação, incluindo os endereços do remetente
e do destinatário e outros campos. Grande parte da flexibilidade do SMDS vem deste
cabeçalho. Porém, esta flexibilidade reduz a eficiência, sendo que pacotes pequenos são
tratados de forma ineficiente pelo AAL3/4.
33
compromete a fornecer banda passante contratada, ou seja, a entregar ao destino todos os
quadros (frames) recebidos.
É possível que o cliente transmita acima da banda contratada, possibilitando a
complementação da banda até o valor nominal do circuito (esta complementação chama-se
EIR - Excess Information Rate). Caso hajam recursos, a rede aceitará a transferência de dados
acima da banda contratada, porém não haverá garantia de entrega destes quadros.
O serviço FASTNET é oferecido nas velocidades de 64 Kbps a 2 Mbps e está disponível em
todo o território nacional. Através de acordos com administrações no exterior, a EMBRATEL
permitirá a conexão FR entre seus clientes no Brasil e seus parceiros na América do Sul,
América do Norte, Europa e Ásia.
Pode ser usado quando
Consolidados vários protocolos (IP, IPX, SNA) sobre uma única tecnologia e circuito de acesso à
rede.
Tráfego apresenta taxa variada de bits (VBR – Variable-bit Rate) e é muito repentino, não sensível
à atraso.
Vários locais (geralmente mais de três) precisam ser interligados.
Priorização de múltiplos tráfegos no nível de sessão ou protocolo atavés de setagem do bit DE ou
priorização PVC.
Capacidade de gerenciamento "In-band" como SNMP é necessária.
Conectividade internacional sobre equipamentos com fibra óptica.
Principais aplicações
Atende as necessidades de comunicação de dados entre duas ou mais dependências situadas
em localidades distintas, e cuja principal característica seja o tráfego em rajadas (intermitente
de alta velocidade com baixo tempo de resposta).
32
Benefícios
Tarifas proporcionais ao uso.
Diversas classes de velocidade.
Compatibilidade entre diferentes tipos de equipamento.
Facilidade de expansão da rede do usuário.
Multiplexação no acesso possibilitando chamadas simultâneas.
Abrangência mundial.
5.3
FRAME
RELAY
(RETRANSMISSÃO
DE
QUADROS)
O FR é baseado em LAPD, a versão ISDN do LAPB, e tem sido posicionado como um
serviço de interconexão de LANs.
Com a tecnologia FR, um nó final inteligente ( Rede local ) envia dados através de um canal
X.25 adicionando um envelope Q.922A no quadro. O Q.922A é um subconjunto do protocolo
Q.922. Como alternativa o nó inteligente pode enviar dados para a rede já encapsulado no
quadro. Nas duas situações o quadro possui informações de roteamento não especificado no
segundo nível do X.25, eliminado a necessidade da rede verificar o nível superior ou três.
Uma das principais vantagens do FR é a eliminação de uma das camadas em comparação com
o X.25. Esta nova realidade de perda de complexidade do processamento necessário em cada
nó, resultará um menor retardo entre os nós que está entre 5 2 20 milissegundos do X.25 para
menos de 2 milessegundos no FR.
5.3.1 - FASTNET via EMBRATEL[EMB 98]
O serviço FASTNET é oferecido pela Embratel em âmbito nacional e internacional, e é
baseado no protocolo frame relay (retransmissão de quadros). Por ser uma evolução do
X.25, o FR dispensa uma série de controles de erro, maximizando a vazão e diminuindo o
retardo, o que resulta em alta qualidade e melhor desempenho.
O serviço FASTNET possibilita ao cliente contratar somente a banda média requerida pela
sua aplicação (essa banda contratada chama-se CIR - Committed Information Rate). A rede se
31
aproximadamente 130 mil terminais: só perde para a planta telefônica básica, com seus 10
milhões de terminais.
5.2.3 - RENPAC É O X.25 DA EMBRATEL
A estrutura básica da RENPAC é composta de diversos centros de comutação de pacotes e
centros de concentração interligados por meios de comunicação de alta velocidade.
Por ser uma rede de pacotes, não há uma ligação física permanente entre os usuários que estão
se comunicando. Os meios de comunicação são alocados somente durante a transferência
de dados, o que possibilita o compartilhamento de recursos e diminui o custo final para a
empresa contratante.
Na contratação do serviço, devem ser definidos pelo usuário as características desejados do
serviço, tais como velocidade de comunicação e outras facilidades como possibilidade de
tarifação reversa, número coletivo, tamanho de pacote, etc...
Os Serviços RENPAC são indicados para empresas de porte diversos, com necessidades de
transferir informações entre dois ou mais pontos, de forma simultânea ou não, cujo volume de
dados
não
justifique
necessariamente
a
utilização
de
circuitos
dedicados.
De um modo geral, as aplicações típicas dos serviços RENPAC residem em sistemas
interativos baseados em transações on-line, entre as quais destacam-se os sistemas de consulta
a banco de dados públicos e privados, em nível nacional e internacional de reservas, de
transferência eletrônica de fundos e para utilização de modernos sistemas de home baking.
Empresas como a Algarnet, Proceda, GSI oferecem links de X.25 ao mercado e tem serviços
equivalentes ao serviço RENPAC.
Características técnicas/comerciais
Disponível em todo Território nacional.
Acesso a 150 redes de dados em mais de 70 países.
Protocolos: X.25, X.28,X.32, SDLC, TCP/IP.
Modalidade usada por nós RENPAC 3025: acesso dedicado, síncrono, protocolo X.25.
Pode ser usado quando
Tráfego é repentino e insensível à atraso.
É necessário transporte confiável de dados a velocidades de 150 até 56.000 bps.
Meios de comunicação de má qualidade são usados.
Controle de erros e de fluxo são necessários no protocolo.
É necessária conectividade internacional com países e cidades onde não há fibra óptica.
30
Circuito Virtual Comutado ou Chamada Virtual (CVC/CV) - requer procedimentos de
conexão/desconexão de chamadas cada vez que se deseja estabelecer comunicação.
Circuito Virtual Permanente - permite o estabelecimento automático de ligação entre dois
determinados usuários.
5.2.2.3.6 - Estrutura Tarifaria
Compõe-se de assinatura, volume de tráfego e tempo de utilização. E aplicado um valor
adicional mensal no caso de contratação de determinadas facilidades opcionais.
5.2.2.3.7 - Facilidades Opcionais
Canal lógico adicional Grupo fechado de assinantes Tarifação reversa Numero coletivo
5.2.2.3.8 - Comunicação com outros Serviços
Possibilita a comunicação com qualquer outro usuário dos Serviços RENPAC.
5.2.2.3.9 - Acesso Internacional
Através do no internacional INTERDATA, o usuário RENPAC 3025 pode se comunicar com
redes de dados de outros países.
5.2.2.4 - Renpac 3028
Renpac 3028: usa o protocolo X.28 (assíncrono) e indicado para a ligação de computadores
de menor porte - e, portanto, para menor volume de dados - que os do acesso 3025 aos nos de
rede, em ate 2,4 Kbps.
5.2.2.5 -Renpac 2000
Renpac 2000: prevê o uso da linha telefônica com modems e transmite em 1,2 Kbps, com o
protocolo X.28.
5.2.2.6 -Renpac 1000
Renpac 1000: e o mais lento acesso a Renpac, pois prevê a ligação do usuário aos nos de rede
via telex, cuja velocidade de transmissão e de apenas 50 bauds por segundo - também com o
protocolo X.28. Apesar da lentidão na transmissão dos dados, esse tipo de acesso não deve
ser desprezado, pois o parque da rede nacional de telex e o segundo maior do pais, com
29
O protocolo X.25 oferece importantes funções para o usuário no meio físico de acesso a
RENPAC: controle de erro e múltiplas ligações lógicas simultâneas.
Algumas informações adicionais:
Categoria de terminais
Requisitos de Software/Hardware
Formas de Acesso
Classes de Velocidade
Tipos de Ligação
Estrutura Tarifaria
Facilidades Opcionais
Comunicação com Outros Serviços
Acesso Internacional
5.2.2.3.1 -Categoria de terminais
Atende aos terminais síncronos que operam em modo pacote, conforme recomendação X.25
do
CCITTT,
incluindo
computadores,
controladoras,
terminais
inteligentes
e
microcomputadores.
5.2.2.3.2 - Requisitos de Software/Hardware
Os equipamentos conectados diretamente a RENPAC devem possuir internamente o
protocolo X.25. Pode-se, como alternativa, converter o protocolo original do usuário com o
uso de adaptadores externos. Em ambas as hipóteses, e preciso que o software/hardware X.25
seja previamente aprovado pela Embratel.
5.2.2.3.3 - Formas de Acesso
São utilizados acessos de uso exclusivo, incluindo Linha Privada de Comunicação de Dados,
modens e porta RENPAC.
5.2.2.3.4 - Classes de Velocidade
2400 bps, síncrona 4800 bps, síncrona 9600 bps, síncrona
5.2.2.3.5 - Tipos de Ligação
Podem ser de duas naturezas :
28
5.2.2.2.2 -Abrangência: Nacional e Internacional
5.2.2.2.3 -Custos:
Tarifas Renpac Depende principalmente do volume de dados
5.2.2.2.4 -Aplicação:
Aplicações de baixo e médio tráfego entre diversos pontos Aplicações interativas
Transferência de pequenos arquivos
Através de diferentes formas de acesso, protocolos e classes de velocidade, pode-se chegar a
inúmeras aplicações:
Sistemas de consultas a informações, Controle de estoque, Reserva de passagens,
Transferência eletrônica de fundos, Sistemas time-sharing, Sistemas de entrada remota e
dados, Aplicações de batch-remoto
5.2.2.2.5 - Algumas vantagens
Tarifas proporcionais ao uso - o custo final para o usuário e, principalmente, função do
volume de dados efetivamente transmitidos.
Interligação com rede telefônica e telex - maior disponibilidade geográfica dos serviços.
Conversão de velocidade - viabiliza a interconexão de diferentes equipamentos.
Acesso internacional - possibilita a comunicação com redes de dados de outros países.
Facilidades opcionais - permitem ajustar as características básicas dos serviços as
necessidades especificas do usuário.
5.2.2.3 - Renpac 3025
O serviço RENPAC 3025 destina-se aos terminais de dados que operam em modo pacote,
ligados a RENPAC de acordo com o protocolo padrão X.25 .
Computadores em geral, controladoras de comunicação, terminais inteligentes e
microcomputadores podem assumir as características deste serviço, a partir de
implementações internas do protocolo ou através do uso de conversores externos. A ligação
destes equipamentos ao Serviço 3025 e realizada por acessos dedicados de uso exclusivo.
O protocolo X.25 permite a ligação lógica entre os assinantes durante a comunicação, sem
que haja conexão física permanente entre os terminais de dados.
Obtem-se, deste modo, um compartilhamento de recursos da Rede que resulta em otimização
do uso e redução de custos, uma vez que os meios de transmissão são utilizados durante a
efetiva transferencia de dados.
27
Ainda existe a possibilidade de um acesso internacional através de um gateway conectado
às principais redes de outros países.
No caso de computadores que utilizam transmissão síncrona e que não tenham o
protocolo X.25 implantado, a conexão com a RENPAC é através de conversores.
Existem dois tipos de facilidades oferecidas na RENPAC: A primeira é o grupo fechado
de assinantes. Essa facilidade permite que seja bloqueada a comunicação de qualquer
participante do grupo com qualquer outro assinante da rede que não pertença ao grupo.
Um assinante pode pertencer a até 100 grupos. A outra facilidade é a tarifação reversa,
que consiste no fato de que a cobrança de uma chamada é imputada ao assinante
chamado, desde que esse concorde e tenha esta opção também. Isso permite a empresas
com muitas filiais Ter um controle único de chamadas.
5.2.2 - SERVIÇOS RENPAC:
•
•
•
•
Serviço 3025
serviço 3028
Serviço 2000
Serviço 1000
5.2.2.1 - Iterconexão dos Serviços RENPAC:
5.2.2.2 – Sobre o Servico RENPAC
5.2.2.2.1 -Características:
Rede publica de comunicação de dados; Ligações comutadas; Acessos a rede: dedicados, via
rede telefônica e via rede telex; Velocidades de acesso: 300, 1200, 2400, 4800, 9600, 19.2K,
48K, 64Kbps;
26
5.2 - REDE NACIONAL DE COMUNICAÇÃO DE DADOS POR
COMUTAÇÃO DE PACOTES
A RENPAC, consiste no estabelecimento da comunicação entre dois assinantes,
possibilitando a transmissão simultânea, em ambos os sentidos, de dados segmentados em
pacotes. O tamanho default do pacote pela RENPAC é de 128 octetos.
A RENPAC é composta por nós de comutação nas principais cidades brasileiras, que, além
dos usuários locais, atendem também usuários distantes via circuito de dados interurbano.
5.2.1 - TIPOS DE ACESSO:
5.2.1.1 - Dedicado:
Os ETD's estão diretamente conectados á RENPAC através de circuitos de uso exclusivo,
urbanos ou interurbanos.
5.2.1.2 -Comutado:
Utilizam como suporte as redes públicas de telefonia e telex, envolvendo os respectivos
procedimentos normais de ligação sempre que uma conexão com a RENPAC é desejada.
A seguir uma tabela com as principais características dos dois tipos de serviços:
ASSÍNCRONO
(X.3, X.28, X.29)
Até 300 bps duplex 2 fios(V.21)
Até 1200 bps duplex 4 fios (V.23)
DEDICADO
2400 bps duplex 4 fios (V.26)
SÍNCRONO
4800 bps duplex 4 fios (V.27)
(X.25)
9600 bps duplex 4 fios (V.29)
TELEX
50 bps
Até 300 bps duplex 2 fios(V.21)
COMUTADO
Até 1200/75 bps duplex 2 fios
TELEFÔNICO
(V.23)
Quando o acesso é síncrono usa-se o protocolo X.25, enquanto que nos acessos
assíncronos, onde poderão ser conectados terminais operando no modo caracter,
trabalhar-se-á de acordo com os protocolos X.3, X.28 e X.29. Neste caso, os terminais
serão atendidos pela rede através de um PAD (Packet Assembly Disassembly). O PAD,
empacota e desempacota pacotes para que os terminais assíncronos possam ter acesso aos
serviços da rede.
25
um CLEAR CONFIRMATION e ainda informa ao ECD remoto que o circuito virtual
foi cancelado. O ECD remoto então informa ao seu ETD com um CLEAR
INDICATION. Este ETD então responde com um CLEAR CONFIRMATION. O
pacote CLEAR INDICATION pode conter ainda o motivo do cancelamento (número
ocupado, defeito, ...).
A respeito do pacote de dados, o campo Q (1 bit) é usado como um qualificador de dois
níveis de pacotes, para identificação aos níveis de protocolos mais altos. O campo
MAIS (1 bit) é usado para indicar que o pacote faz parte de um conjunto de pacotes que
representam um registro lógico fragmentado. O campo P(R) indica o número de
seqüência do próximo pacote que pode ser transmitido e funciona também como um
ACK implícito até o pacote P(R)-1. O campo P(S) é um número de seqüência inserido
pelo emissor do pacote para identificá-lo.
CONTROLE DE FLUXO
Para prevenir o congestionamento na rede, é utilizado o mecanismo de janela. O
tamanho da janela corresponde ao número máximo de pacote não confirmados que um
ECD pode ter em um canal lógico em um determinado instante. Geralmente, o tamanho
da janela é 2.
Isso significa que ao enviar um pacote contendo um dado P(R), o ETD ou a rede estão
informando que estão aptos a receber os pacotes P(R), P(R)+1, ..., P(R)+W-1, onde W é
o tamanho da janela.
Um pacote RNR(Receive Not Ready), informa que o receptor está impedido
momentaneamente de receber pacotes. Os pacotes RR e REJ são usado de maneira
semelhante ao nível 2, exceto que só o ETD pode enviar pacotes de REJ ao ECD.
Existem também os pacotes de controle, os quais não têm números de seqüência. Estes
pacotes são confirmados por um pacote especial. Como não há números de seqüência,
apenas um pacote de controle pode ficar esperando por confirmação.
Um pacote RESET reinicializa um circuito virtual particular. Isto é, remove-se todos os
pacotes do circuito e P(R) e P(S) são zerados. A seqüência de pacotes é: RESET
REQUEST (ETDà ECD), RESET CONFIRM (ECDà ETD) e RESET INDICATION
(ECDà ECD). O pacote de RESTART é semelhante ao CLEAR, porém cancela
TODOS os circuitos virtuais do ETD e não apenas um como no pacote CLEAR.
24
A seguir estão os códigos de todos os tipos de pacotes:
Do ECD para o ETD
Do ETD para o ECD
Código
INCOMING CALL
CALL REQUEST
00001011
CALL CONNECTED
CALL ACCEPTED
00001111
CLEAR INDICATION
CLEAR REQUEST
00010011
ECD
CLEAR ETD
CLEAR 00010111
CONFIRMATION
CONFIRMATION
DADOS ECD
DADOS ETD
XXXXXXX0
INTERRUPÇÃO ECD
INTERRUPÇÃO ETD
00100011
CONFIRM. INT ECD
CONFIRM. INT ETD
00101111
RR ECD
RR ETD
XXX00001
RNR ECD
RNR ETD
XXX00101
REJ ETD
XXX01001
RESET INDICATION
PEDIDO DE RESET
00011011
CONF. RESET ECD
CONF. RESET ETD
00011111
INDICAÇÃO DE RESTART PEDIDO DE RESTART
11111011
CONF. RESTART ECD
11111011
CONF. RESTART ETD
Os endereços dos ETDs originador e destino têm comprimento variável, assim, temos
que incluir o tamanho do endereço no pacote CALL REQUEST. O campo de
facilidades é usado para requisitar características especiais para o circuito virtual, tais
como tarifação reversa. Como o número de facilidades requeridas é variável, também
deve-se
colocar
o
número
de
facilidades
no
pacote
CALL
REQUEST.
A comunicação funciona da seguinte maneira: um pacote de CALL REQUEST é
enviado. O ECD propaga este pacote pela rede até o nó onde está localizado o ETD
destino, o qual recebe um pacote INCOMING CALL. Se ele aceitar a chamada, ele
envia um pacote de CALL ACCEPTED, que chega ao originador como CALL
CONNECTED. A partir de então eles podem trocar pacotes de dados.
A qualquer momento pode-se cancelar o circuito virtual. Para tanto, qualquer ETD deve
enviar um pacote de CLEAR REQUEST. O ECD local correspondente responde com
23
1) PEDIDO DE CHAMADA
8 bits
0001
Grupo
Canal lógico
Identificador do tipo pacote
Comprimento
Comprimento
end. Originador
end. Destino
Endereço originador
Endereço destino
00
Comprimento
facilidades
Facilidades
Dados do usuário
2) PACOTE DE CONTROLE
8 bits
0001
Grupo
Canal lógico
Identificador do tipo pacote
Informação adicional
3) PACOTE DE DADOS
8 bits
Q
001
Grupo
Canal lógico
P(R)
MAIS
P(S)
0
Dados do usuário
O primeiro passo para a comunicação é o envio de um pacote de pedido de
chamada (CALL REQUEST) à rede.
22
Fase de Desconexão
O processo começa com o envio de um frame de comando DISC. Ao receber o
comando DISC, o receptor envia uma resposta, um comando UA, e começa a
desconexão. O mesmo acontece ao receber um UA para quem enviou um DISC.
RECUPERAÇÃO DE ERROS
Temporizador T1 e Parâmetro N2
Um mecanismo importante do nível 2 é o procedimento de temporização que mede o
tempo entre o envio de um comando e a recepção de seu ack. Se a medida exceder
um valor pré estabelecido (T1), o comando é retransmitido com o bit P em 1 para
pedir um ack imediato. O número de possíveis retransmissões do mesmo frame
também é um valor pré estabelecido (N2). Se o número de retransmissões do mesmo
frame extrapolar o valor de N2, um procedimento de reset será iniciado.
5.1.2.4 - O NÍVEL 3
O fato de haver comutação de pacotes requer que os dados sejam entregues em formatos
e de acordo com certas regras. A primeiro passo é estabelecer um circuito virtual
permanente ou temporário. Podem ser estabelecidos vários circuitos virtuais com um ou
mais usuários. O gerenciamento disto fica a cargo do nível 3, o nível de pacotes.
Existe na recomendação X.25 a opção de um serviço de datagramas onde os pacotes de
informação não precisam ser precedidos do estabelecimento de um circuito virtual. Para
permitir que haja múltiplos circuitos virtuais simultâneos, são usados canais lógicos,
atribuídos a cada um dos circuitos virtuais, no seu estabelecimento.
ESTRUTURA DOS PACOTES
Cada pacote deve ter no mínimo três octetos: um identificador geral de formato, um
identificador de canal lógico e um identificador de tipo de pacote. A seguir são
apresentados os tipos de pacotes definidos:
21
Informação
Como os frames de supervisão e os não numerados não carregam informação, com
exceção do frame com função FRMR, eles não são transmitidos com o campo
informação. O conteúdo e o tamanho deste campo é dependente do nível 3, o que
significa que seu tamanho e estrutura variam de acordo com o tamanho e o tipo do
pacote que está contido nele.
FCS - Verificação de Seqüência do Frame
O campo FCS é transmitido com todos os formatos de frames e funções. O seu
conteúdo será o resultado de cálculos feitos, no transmissor do frame, usando um
gerador polinomial nos campos de endereço, controle e informação. Quando o frame
chega ao seu destino, o receptor realiza outra série de cálculos, usando além dos
campos já citados, o próprio FCS do frame que chegou. O resultado para um frame
livre de erros é o número decimal 7439.
PROCEDIMENTOS DO NÍVEL 2
É dividido em 3 fases:
•
Conexão
•
Transferência de Informação
•
Desconexão
Fase de Conexão
O link ETD/ECD é estabelecido com um frame SABM. Como esse frame é
transmitido como um comando precisa receber uma resposta do receptor, a qual
deve ser um frame UA. O mecanismo de seqüenciamento do frame V(R) e V(S) são
fixados em zero dos dois lados do link ETD/ECD. Uma transferência de um frame
de informação só pode ocorrer depois de completada essa fase.
Fase de Transferência de Informação
Uma vez que o link ETD/ECD esteja estabelecido, não há impedimentos para a
transferência de informação. Um frame I não contém apenas informação do usuário,
mas leva também bits de controle, os quais são usados para manter a seqüência dos
frames e, portanto, a inteligibilidade da informação contida neles.
20
CONSTRUÇÃO DO FRAME
Um frame X.25 é dividido nos seguintes campos:
8 bits
8 bits
8 bits
n bits
16 bits
8 bits
FLAG
ENDEREÇO
CONTROLE
INFORMAÇÃO
FCS
FLAG
Flag
Um frame sempre começa e termina com um flag. O flag é um padrão de 8 bits
(01111110) que delimita um frame, mas que não tem nenhuma significância com
respeito ao conteúdo do frame.
Endereço
É usado para indicar se um frame é uma resposta a um comando ou um comando.
Adicionalmente os 8 bits de endereço identificam qual dos lados do link ETD/ECD
enviou o comando ou a resposta. O ETD adota o papel principal quando envia um
frame de comando e o papel secundário quando recebe um comando e envia uma
resposta. O mesmo ocorre com o ECD.
Controle
O campo de controle diferencia o formato do frame, sua função e o número de
seqüência da transmissão.
A tabela abaixo ilustra a codificação de cada função do frame:
Formato
Função
Campo de Controle
Informação
I
0
N(S)
RR
1
0
RNR
1
0
REJ
1
001
SABM
1
1
1
1 P
1
0
0 Comando
DM
1
1
1
1 F
0
0
0 Resposta
DISC
1
1
0
0 P
0
1
0 Comando
UA
1
1
0
0 F
1
1
0 Resposta
FRMR
1
110
Supervisão
Não-Numerado
Tipo
P
N(R)
0
0 P/F
N(R)
1
0 P/F
N(R)
P/F
N(R)
F
001
Comando
Comando/Resposta
Resposta
19
5.1.2.3 - O NÍVEL 2
A tarefa do nível 2 é pegar as facilidades de transmissão oferecidas pelo link físico e
transformá-lo numa linha livre de erros de transmissão para o próximo nível acima, o qual
é o nível de pacotes. Isto é conseguido através dum agrupamento de bits em porções
estabelecidas, chamados frames ou quadros. Depois de divididos em frames, estes são
transmitidos seqüencialmente e são processados frames de acknowledgement enviados
pelo receptor.
O protocolo escolhido para formar as bases do nível 2 do X.25 foi o HDLC (High Level
Data Link Control). Como resultado disso, os frames do nível 2 do padrão X.25 são muito
similares aos do HDLC.
Entretanto, o protocolo HDLC não se enquadrava exatamente nos requisitos da interface
do nível 2 de uma rede de comutação de pacotes, então foi definido pelo CCITT um
protocolo que atendesse exatamente os requisitos, o LAP (Link Access Procedure). Mais
tarde, em 1980, foram feitos refinamentos nesse protocolo dando origem ao LAPB (Link
Access Procedure Balanced) o qual é usado hoje em dia no nível 2 da norma X.25.
FORMATO DOS FRAMES OU QUADROS
•
Frames Não-Numerados (frames U): transmitidos para fazer a conexão ou desconexão
lógica entre ETD e ECD
•
Frames de Informação (frames I): transmitidos para carregar dados do usuário.
•
Frames de Supervisão (frames S): transmitidos para manter o link ETD/ECD livre de erros,
controlando o fluxo de frames I que estão sendo transmitidos e rejeitando frames errados.
FUNÇÕES DOS FRAMES
Frames U
Modo Balaceado Assíncrono (SABM)
Ack Não-Numerado (UA)
Modo de Desconexão (DM)
Desconexão (DISC)
Rejeição de Frame (FRMR)
Frames S
Receptor Pronto (RR)
Receptor Não-Pronto (RNR)
Rejeição (REJ)
Frames I Carregar dados do usuário
18
•
X.25 - Nível 1 (Nível Físico): define as características mecânicas, elétricas,
funcionais e procedimentais para ativar e desativar o meio físico entre o ETD
e o ECD. O item transferido por esse nível é o bit.
5.1.2.1 - CIRCUITO VIRTUAL
Um circuito virtual é uma associação bi-direcional entre um par de ETDs através de uma
rede de comutação de pacotes. Não representa a conexão física entre os ETDs, mas sim, o
caminho lógico da comunicação. Um ETD pode simultaneamente comunciar-se com
muitos outros ETDs através da rede de comutação de pacotes porque a conexão lógica
entre os ETDs origem e destino é estabelecida na interface ETD/ECD. Os pacotes
carregando vários cabeçalhos e dados do usuário são multiplexados no mesmo link
ETD/ECD disponibilizado pelo nível 2. Uma vez que os pacotes tenham passado pela
interface ETD/ECD, a rede de comutação de pacotes verifica cada cabeçalho de cada
pacote para endereçar o pacote até seu destino.
5.1.2.2 - O NÍVEL 1
Enquanto definindo o nível 1 da recomendação X.25, o CCITT atentou para os padrões
existentes utilizados para esse tipo de conexão, chamados RS-232-C nos Estados Unidos,
e V.24/V.28 na Europa. Levando em conta os aspectos desses padrões, como a
designação dos pinos e tamanho dos plugs e sockets, o CCITT produziu um conjunto de
recomendações que são aplicáveis especificamente para a conexão de um equipamento a
uma rede de comutação de pacotes. A recomendação chama-se X.21 bis.
Características do Nível 1
Assumindo que X.21 bis seja usada no nível 1, a interface será equivalente a
uma conexão RS-232-C ou V.24/V.28 e suas características serão as seguintes:
Tipo de Conexão
Ponto-a-Ponto
Velocidade
Até 19200 bps
Tipo de Transmissão
Síncrona, Full-Duplex
Distância máxima entre ETD e 15 metros
ECD
Níveis dos Sinais
-3V
a
-25V
=
"1";
+3V a +25V = "0"
17
Existem dois tipos de conexões:
Uma chamada virtual (Switched Virtual Circuits - SVCs) é como uma chamada telefônica
comum: é estabelecida uma conexão, os dados são transferidos, e então a conexão é desfeita.
Um circuito virtual permanente (Permanent Virtual Circuits - PVCs) é como uma linha
alugada. Ele está sempre presente, e qualquer uma das extremidades pode simplesmente
transmitir dados sempre que desejar, sem qualquer preparação. Os circuitos virtuais
permanentes são usados normalmente em situações que envolvem alto volume de dados.
Como o X.25 é uma implementação das 3 primeiras camadas do modelo OSI, ele suporta de
modo transparente protocolos de nível acima como TCP/IP e SNA permitindo ao usuário
utilizar as facilidades desse protocolo como SMTP, Telnet, FTP, SNMP, etc... em WANs por
um baixo custo agregado a solução.
A alta confiabilidade do X.25 conduziu-o para uma posição de destaque devido a sua ótima
capacidade de identificação, detecção, recuperação de erros em ambientes hostis (nossas
linhas telefônicas).
O número de pontos instalados, a grande gama de produtos de hardware e software, a
credibilidade de fornecedores de tecnologia de ponta proporcionam um crescimento constante
desse protocolo.
5.1.2 - RECOMENDAÇÃO X.25
A recomendação X.25 define a interação entre um ETD e um ECD de uma rede de
comutação de pacotes. A interação ocorre na interface ETD/ECD e é dividida em três
níveis de procedimentos distintos:
•
X.25 - Nível 3 (Nível de pacotes): é a interface lógica a nível de pacotes. Neste
nível são definidos os formatos dos pacotes mais os procedimentos para troca de
pacotes contendo informação de controle e dados entre o ETD e o ECD. O item
transferido nesse nível é o pacote.
•
X.25 - Nível 2 (Nível de quadros) : é a interface lógica a nível de frames ou
quadros. Neste nível é definido o procedimento de ligação ETD/ECD que
permite troca de dados. O item transferido aqui é o frame.
16
5 - ASPECTOS GERAIS DOS SERVIÇOS
Uma rede de comutação de pacotes pode operar como orientada a conexão (CONS Connection-Oriented Network Srvice) ou não-orientada a conexão (CLNS - ConnectionLess
Network Service). Serviços orientados a conexão, como X.25, frame relay e ATM, podem
ser operados como circuitos virtuais permanentes (Permanent Virtual Circuits - PVCs) ou
como chamadas virtuais (Switched Virtual Circuits - SVCs).
Um serviços seguro garante a entrega dos pacotes, sendo tolerante a erros. O X.25 opera em
modo seguro, enquanto o FR (frame relay) e o SMDS não garantem a entrega dos dados de
forma confiável. O ATM oferece modo seguro através de protocolo orientado a conexão
específico do serviço (SSCOP).
Os quatro serviços garantem a integridade sequencial dos dados, ou seja, a ordem dos pacotes
transmitidos é preservada fim a fim.
Serviços como FR, SMDS e ATM realizam controle de tráfego (reserva de banda). Alguns
serviços também implementam controle de fluxo (X.25).
Um serviço pode ainda detectar e reagir a congestionamentos. Essa reação pode ser
controlada pelo receptor (ATM), transmissor (X.25), por ambos (FR) ou nenhum (SMDS).
5.1 - X.25
O protocolo X.25 é um protocolo orientado a bit para acesso a redes de comutação de pacotes.
Define uma disciplina de comunicação entre terminais e Rede pública ou Privada. Esta
disciplina regulariza o estabelecimento de chamada, transmissão dos dados, desconexão e
controle de fluxo de dados.
O protocolo X.25 é um protocolo síncrono full-duplex, ponto a ponto, especificado em três
níveis distintos e independentes (as 3 primeiras camadas do modelo OSI):
Nível Físico: responsável pela interface digital, deve criar as condições para transmissão dos
sinais.
Nível de Enlace: responsável pela detecção de erros e controle de fluxo.
Nível de Rede: no caso do X.25, esse nível é chamado nível de pacote (Packet Layer Protocol –
PLP). Preocupa-se primeiramente com funções de roteamento na rede e com a multiplexação
de conexões lógicas simultâneas sobre uma única conexão física. Esse nível fornece os meios para
estabelecimento, manutenção e desconexão de um circuito virtual.
15
As redes de comutação de pacotes, a informação ( DATA ), quer esta seja constituída por
voz, vídeo ou por dados de computador, apresenta-se sempre sob forma digital , sendo os
bits agrupados em blocos, aos quais se juntam bits de controle, tomando então a designação
genérica de PACOTES .
Assim a mensagem pode ser constituída por um ou mais pacotes. Cada pacote transporta no
topo um conjunto de bits de controle designado por CABEÇALHO ou "HEADER", que
contém normalmente informação sobre o endereço da estação ( telefone, terminal ou
computador ) de destino . Os pacotes são enviados para o primeiro nó ( na prática um
computador ), que os armazena temporariamente , determina o caminho a seguir , ( com
base no endereço indicado no "Header" ) e os envia para o nó seguinte. Este processo
repete-se em todos os nós de comutação ao longo do caminho, sendo os pacotes colocados
temporariamente em filas de espera em Buffers. Em vez de uma comutação de circuitos,
há em cada nó uma passagem dos pacotes duma posição de memória ( buffer de entrada )
para outra associada ao buffer de saída , por onde saem para o nó seguinte, logo que o link
esteja disponível.
O link de ligação entre dois nós consecutivos é agora compartilhado por pacotes de outras
proveniências e com outros destinos. Facilmente se conclui, que sendo a alocação ( ou
reserva ) do link estabelecida dinamicamente , há muito menos tempos mortos do que no
caso da comutação de circuitos em que , conforme sabemos , o link estava todo o tempo
atribuído a uma única chamada.
Dados estatísticos mostram-nos que nas ligações por voz o link só está ativo cerca de 40 %
do tempo ( as pessoas fazem pausas durante a conversação ! ) e que no tráfego entre Lans
este só tem lugar em cerca de 5 a 10 % do tempo. (envio de dados em catadupa ou rajada ).
4.1.4 - COMUTAÇÃO RÁPIDA DE PACOTES (Fast Packet Switching) Esta técnica
baseia-se na idéia de diminuir o processamento dos nós de comutação no interior da rede,
diminuindo principalmente os controles de erro e de fluxo feitos nos enlaces.
14
Como exemplo típico destas redes poderemos indicar as redes de Correio Eletrônico ( X400
por exemplo ) .
4.1.3 - COMUTAÇÃO DE PACOTES: é semelhante à comutação de mensagens. A
diferença é que o tamanho da unidade de dados é limitado. Mensagens com tamanho acima de
um limite devem ser quebradas em pacotes. Pacotes de uma mesma mensagem podem estar
em transmissão simultaneamente pela rede em diferentes enlaces, o que reduz o atraso de
transmissão total de uma mensagem. A comutação de pacotes também requer nós com menor
capacidade de armazenamento. Além disso, os mecanismos de recuperação de erros para
pacotes são mais eficientes do que para mensagens. Tanto nesta comutação quanto na de
mensagens a capacidade dos meios de comunicação é sempre dinamicamente alocada.
Os altos atrasos gerados pela rede devido ao grande processamento efetuado pelos nós
intermediários é o maior problema em redes de comutação de pacotes.
13
possível restabelecer a conexão por falta de recursos livres, caso em que a conexão "cai".
Nas redes de comutação de circuitos, antes de ser enviada qualquer informação, procede-se
ao estabelecimento duma ligação "física" ponta a ponta entre os terminais que pretendem
comunicar. Assim, e conforme se pode observar na figura , estabelece-se um "caminho
físico " dedicado (eventualmente em cobre ...) entre as linhas de entrada e de saída nos
nós de comutação.
( ver linhas a tracejado ). Entre os nós, e em cada link físico, um canal é totalmente
dedicado à ligação.
4.1.2 - COMUTAÇÃO DE MENSAGENS: nesta comutação não é necessário o
estabelecimento de um caminho dedicado entre as estações. Se uma estação deseja transmitir
uma mensagem, ela adiciona o endereço de destino a essa mensagem que será então
transmitida pela rede de nó em nó, utilizando apenas um canal por vez (processo chamado
store-and-forward). Se houver outras mensagens esperando para serem transmitidas pelo
mesmo caminho, a mensagem espera numa fila.
Comparando-se com a comutação de circuitos, o aproveitamento das linhas de comunicação é
maior, visto que as mensagens são transmitidas por demanda. Outra vantagem é que mesmo
quando o tráfego se torna alto as mensagens são sempre aceitas, aumentando apenas o tempo
de transferência devido às filas. Já em redes de comutação de circuitos, novas conexões
podem ser recusadas por falta de recursos ou caminhos livres.
12
4 - COMUTAÇÃO DE CIRCUITOS, DE
PACOTES, DE MENSAGENS
4.1 COMUTAÇÃO (ou chaveamento) refere-se à alocação dos recursos da rede para a
transmissão pelos diversos dispositivos conectados. As principais formas são:
4.1.1 - COMUTAÇÃO DE CIRCUITOS: pressupõe a existência de um caminho
dedicado de comunicação entre duas estações. Envolve três fases: o primeiro passo é
estabelecer o circuito, alocando uma rota entre as estações; uma vez estabelecida a conexão,
os dados podem ser transmitidos e recebidos; na última fase, a desconexão, sinais de controle
são propagados por todos os nós do circuito para que todos os caminhos sejam desalocados.
O caminho alocado na primeira fase permanece dedicado àquelas estações até que uma delas
(ou ambas) decida desfazer o circuito. Assim, existe a garantia de que uma taxa de
transmissão está sempre disponível. Outra grande vantagem é que as redes de comutação de
circuitos não necessitam de empacotamento de bits para a transmissão. O empacotamento
introduz um retardo adicional que pode muitas vezes não ser suportado.
O caminho dedicado entre as estações pode ser:
A
B
C
Caminho físico formado por uma sucessão de enlaces físicos. É a comutação de circuitos
através de chaveamento espacial ou físico.
Sucessão de canais de freqüência alocados em cada enlace. É a comutação de circuitos
através de chaveamento de freqüências.
Sucessão de canais de tempo alocados em cada enlace. É a comutação de circuitos através
de chaveamento de tempo.
A comutação de circuitos é bastante utilizada quando o tráfego é constante e contínuo. O
maior problema é que quando isso não ocorre a capacidade do meio físico será desperdiçada.
Para contornar esse desvantagem, técnicas de Comutação Rápida de Circuitos (Fast
Connect Circuit Switching) foram desenvolvidas. Quando um circuito não está sendo
utilizado, partes do caminho alocado à este circuito podem ser rapidamente desalocadas,
liberando recursos para outras conexões. Quando um dos interlocutores voltar a gerar tráfego,
o sistema deve rapidamente restabelecer um circuito. Existe uma probabilidade de não ser
11
3.5 - PILHA DE PROTOCOLOS INTERNET
A arquitectura dos protocolos Internet está estruturada em 5 camadas:
3.5.1 - CAMADA FÍSICA - define as características elétricas e mecânicas do circuito ou
interface, proporcionando a transmissão transparente de um fluxo de dados num circuito
implementado sobre um determinado meio de transmissão;
3.5.2 - CAMADA LÓGICA - permite ultrapassar as limitações inerentes aos circuitos
físicos, através da detecção e recuperação dos erros de transmissão ocorridos sobre o circuito
físico, permitindo assim a implementação de um circuito virtualmente sem erros;
3.5.3 - CAMADA REDE - transfere os dados transparentemente, implementando as funções
de encaminhamento (routing) e retransmissão (relaying) dos dados entre utilizadores finais.
Uma ou mais sub-redes podem inter atuar ao nível rede para proporcionar um serviço de rede
entre utilizadores finais.
3.5.4 - CAMADA TRANSPORTE - proporciona transferência de informação entre
utilizadores finais, otimizando os recursos da rede de acordo com o tipo e as características da
comunicação, libertando o utilizador dos detalhes relativos à transferência de informação. A
camada transporte opera sempre extremo a extremo (end-to-end), melhorando o serviço da
camada rede quando necessário para garantir os objetivos de qualidade de serviço dos
utilizadores.
3.5.5 - CAMADA APLICAÇÃO - especifica a natureza da comunicação requerida para
satisfazer as necessidades do utilizador. Proporciona os meios necessários para um processo
de aplicação aceder ao ambiente Internet.
O grande ênfase desta família é a simplicidade dos protocolos, sendo os mais importantes, os
seguintes:
•
Internet Protocol (IP), que oferece o serviço de rede;
•
Transport Control Protocol (TCP), que oferece o serviço de transporte;
•
SMTP (Simple Mail Tranfer Protocol), que oferece o serviço de correio electrónico;
•
FTP (File Tranfer Protocol), que oferece o serviço de transferência de ficheiros;
•
Telnet, que oferece o serviço de terminal virtual;
•
SNMP (Simple Network Management Protocol), que permite gerir redes Internet.
10
3.4 - APLICAÇÕES DISTRIBUÍDAS E PILHAS DE PROTOCOLOS
Aplicações distribuídas são aquelas em que existem programas a correr simultaneamente em
vários computadores interligados em rede. Para que os diferentes programas, que constituem a
aplicação distribuída, possam comunicar entre si precisam de obedecer a regras, designadas
por protocolos.
A complexidade da especificação desses protocolos e mesmo a necessidade de reutilização de
software fez com que esses protocolos fossem estruturados em famílias de protocolos, com
uma determinada arquitetura. Uma família de protocolos, também designada por pilha de
protocolos, caracteriza-se por uma arquitetura e pelo fato dos seus protocolos serem
aprovados por uma mesma entidade.
Desde logo, os vários fabricantes se lançaram a definir as suas famílias de protocolos:
•
SNA (IBM),
•
DNA (Digital),
•
etc.
Mas, cedo se constatou um problema : como correr aplicações distribuídas em ambientes
heterogeneos ?
É naturalmente de todo interesse que este tipo de aplicações possa ser usado em ambientes
heterógenos, isto é, ambientes onde coexistam computadores de fabricantes diferentes, com
sistemas operativos diferentes.
Para que isso seja possível, precisam de existir famílias de protocolos normalizadas
internacionalmente, independentemente dos fabricantes. Existem duas famílias de protocolos
com esse estatuto:
•
a família de protocolos OSI, normalizada conjuntamente pela ISO e pelo CCITT; os
protocolos desta família são divulgadas por normas ISO e recomendações do CCITT;
•
a família de protocolos Internet (vulgo TCP/IP), normalizada pelo IAB (Internet
Activities Board); os protocolos desta família são divulgados como RFC's (Request
For Comments).
9
pode introduzir retardos indesejáveis no tráfego interativo, uma vez que disputa o acesso à
rede com o mesmo. A solução para utilização do tráfego ocioso disponível, mantendo a níveis
aceitáveis o tráfego interativo, pode exigir um esquema que dê às mensagens interativas uma
prioridade sobre as mensagens de transferência de arquivos. Um esquema de prioridade de
mensagens seria então necessário.
3.2 - PROTOCOLO X.25
Com o objetivo de permitir que os fabricantes de computadores e equipamentos de
transmissão de dados desenvolvam software e hardware para ligação de um computador a
qualquer rede pública do mundo , bem como facilitar o trabalho de interconexão de redes , o
CCITT criou uma série de padrões para redes públicas comutadas por pacotes , conhecida
como recomendações da série X, em particular a recomendação X.25, que descreve o
protocolo padrão de acesso ou interface entre o computador e a rede .
De um modo geral , as redes de comutação de pacotes caracterizam-se por um eficiente
compartilhamento de recursos da rede entre diversos usuários e pela aplicação de tarifas
baseadas no volume efetivo de dados transmitidos .
O uso da técnica de pacotes proporciona um elevado padrão de qualidade. A determinação do
caminho mais adequado para transmissão de um conjunto de pacotes permite contornar
situações adversas decorrentes de falhas no sistema ou de rotas congestionadas .
Além disso, sofisticados procedimentos de detecção de erros, com retransmissão automática
de pacotes, produzem valores de taxa de erros dificilmente obtidos em outras redes .
3.3 - PROTOCOLO IEEE 802.3 (CSMA/CD)
O ANSI/IEEE 802.3 (ISO 8802-3) é o padrão para redes em barra utilizando o CSMA/CD
como método de acesso. O padrão provê a especificação necessária para redes em banda
básica operando em 1 e 10 Mbps, e para redes em banda larga operando a 10 Mbps. Ao tratar
de redes em banda básica a 10 Mbps, o padrão ANSI/IEEE 802.3 converge para a
especificação da rede Ethernet [Xerox 80]. Para análise o padrão divide-se em em três seções:
a sintaxe do protocolo de controle de acesso ao meio - MAC (Medium Access Control), a
semântica do protocolo e o nível físico.
8
3 - PROTOCOLOS DE INTERLIGAÇÃO
Os protocolos de interligação de redes são basicamente acordos estabelecidos de como os
dados serão empacotados, contados e transmitidos na rede. Os protocolos são invisíveis
aos usuários. Normalmente esses protocolos são desenvolvidos por organizações ou comitês
internacionais, ou mesmo por empresas privadas.
Resumindo : Os Protocolos têm a seguinte função: atender a todas as funções necessárias para
que as duas máquinas ou entidades entendam as mensagens recebidas que respondam da
mesma forma às mensagens
Dois são os protocolos mais usados atualmente:
· TCP/IP Trasmission Control Protocol/Internet Protocol que é um padrão aberto e também é
o protocolo usado pela Internet.
· SPX/IPX Sequenced Packet Exchange/Internet Packet Exchange desenvolvido pela Novell
e usado pela Microsoft e no Netware.
Existem outros protocolos como o SNA da IBM e o DECnet da Digital.
3.1 - PROTOCOLOS DE ACESSO COM PRIORIDADE
A proliferação de redes locais induziu um grande número de aplicações que exigem requisitos
bem diferentes do sistema de comunicação. Em particular, os requisitos de tempo de acesso,
desempenho e outros podem variar de tal modo que a otimização de acesso para uma dada
aplicação pode resultar em uma degradação de acesso para outra, até um ponto insustentável.
A necessidade de funções de prioridade em ambientes de multiacesso é evidente. Uma vez
que diferentes aplicações impõem diversos requisitos ao sistema, é importante
que o método de acesso seja capaz de responder às exigências particulares de cada uma dessas
aplicações. Funções de prioridade oferecem a solução para esse problema. São várias as
razões para a introdução de um esquema de prioridade em ambientes de multiacesso. Para
ilustrar, tomemos como primeiro exemplo uma rede utilizada inicialmente para dar suporte ao
tráfego interativo entre terminais e computadores. Medidas têm demonstrado que apenas uma
pequena utilização do canal é feita em tal tipo de aplicação (por exemplo, 4% da banda
passante disponível em uma rede Ethernet na Xerox [Shoch 80]). Uma grande porção do canal
encontra-se ociosa e poderia ser utilizada se permitíssemos um outro tipo de aplicação
simultânea, como, por exemplo, transferência de arquivos entre computadores. Essa outra
aplicação, mesmo utilizando uma pequena percentagem da banda passante ociosa do canal,
7
2 - VELOCIDADES TíPICAS DE TRANSMISSÃO DE
DADOS
Os EUA e Europa têm tradicionalmente suportado diferentes padrões para vários aspectos das
telecomunicações. Em nenhum lugar isto é mais aparente que no tronco digital primário usado
em cada território.
Nos EUA, o padrão T1 têm ganho enorme aceitação nas redes públicas e privadas, enquanto
na Europa, padrões equivalentes baseados nas séries CCITT G.700 têm sido adotados. Na
falta de um nome conciso, os padrões europeus são freqüentemente referidos como E1.
O resto do mundo divide suas linhas geralmente seguindo suas influências históricas. Por
exemplo, na Índia usa-se E1 enquanto em Taiwan utiliza-se T1.
Outros padrões de transmissão digital de dados também estão sendo utilizados:E3,T2,T3.
2.1 - T1
Características do T1:
1. Circuito de 4 fios: já que esta tecnologia evoluiu de ambientes antigos com par
trançado, 4 fios são usados.
2. Full Duplex.
3. Digital: este é um serviço totalmente digital.
4. TDM (Time -division Multiplexing).
5. PCM (Pulse Code Modulation).
6. Formato em quadro (framed format): a velocidade é de 1544 Mbps.
7. Formato bipolar: T1 usa voltagem elétrica através da linha para representar os pulsos.
8. Transmissão síncrona de bytes: cada amostra(sample) é feita de 8 bits em cada canal.
9. Canalizado ou não-canalizado.
2.2 - E1
É uma recomendação CCITT equivalente ao T1, que utiliza a especificação G.704. A
velocidade é de 2048 Mbps, divididos em 32x8 slots de tempo, cada um igual a canais de 64
Kbps. Equivalentemente ao T1, E1 usa PCM.
Hierarquia Plesiócrona de Velocidades de Transmissão em redes Digitais
EUROPA
Nível
E1
E2
E3
E4
E5
Velocidade
(Mbps)
2,048
8,448
34,368
139,264
564,992
Número
canais de
Kbps
30
120
480
1.920
7.680
ESTADOS UNIDOS
de Nível
Velocidade
64
(Mbps)
DS
T1, DS1
T2,DS2
T3,DS3
T4, DS4
64 kbps
1,544
6,312
44,736
274,176
Número
canais de
Kbps
1
24
96
672
4.032
de
64
Da tabela podemos por exemplo reparar que uma portadora E2 européia pode transportar por meio de
multiplexagem 4E1 ou 5T1 .
6
Há apreciáveis vantagens da integração da comutação e da transmissão digitais, quer do ponto
de vista técnico devido à uniformização da tecnologia digital utilizada, quer do ponto de vista
econômico, resultante da diminuição de complexidade das interfaces entre os dois sistemas e
da utilização de tecnologia atualmente de mais baixo custo.
Nesta fase, os fatores mais importantes de caracterização das modernas redes de
telecomunicações são os seguintes:
•
transmissão digital PCM;
•
comutação digital;
•
controlo das centrais de comutação por programa armazenado;
•
sinalização por canal comum;
•
linha de assinante analógica.
1.1.4 - REDE DIGITAL COM INTEGRAÇÃO DE SERVIÇOS (RDIS)
A quarta fase da evolução da rede telefônica de dados está atualmente a ser iniciada, sendo
caracterizada pela integração a médio prazo dos vários serviços atualmente dispersos em
várias redes dedicadas, tais como as redes telefônicas, de telex e de dados numa única rede,
denominada Rede Digital com Integração de Serviços (RDIS).
Uma característica fundamental da RDIS é a digitalização da linha do assinante, o que permite
eliminar o último obstáculo analógico ainda existente na rede digital integrada. Com a
digitalização da rede do assinante, os utilizadores passarão a ter acesso a canais digitais de
ritmo muito superior aos permitidos por rede analógica.
1.1.5 - RDIS DE BANDA LARGA
A quinta fase da evolução das redes de telecomunicações tem como característica
fundamental a integração de todos os serviços, incluindo aqueles que requerem um débito
elevado, como vídeo interativo em tempo real e distribuição de televisão de alta definição,
que serão suportados numa RDIS dita de banda larga.
Esta fase requer suportes de transmissão e tecnologia de comutação bastante diferentes da fase
anterior, devido fundamentalmente aos altos ritmos necessários para os novos serviços onde,
sem dúvida, as tecnologias ópticas desempenharão um papel importante, tanto na transmissão
como na comutação.
5
rede de telex e posteriormente também transmissão de dados através da
própria rede telefônica comutada, utilizando modems via 1.1.1 Rede
analógica
Na primeira fase do seu desenvolvimento, as redes de telecomunicações são caracterizadas
por utilizarem tecnologia totalmente analógica, quer no sistema de comutação, quer no de
transmissão.
Nesta fase o serviço essencial é o telefônico, de comutação de voz, existindo no entanto em
paralelo, comutação de texto através da rede de telex e posteriormente também transmissão de
dados através da própria rede telefônica comutada, utilizando modems.
1.1.2 - REDE COM TRANSMISSÃO DIGITAL E COMUTAÇÃO ANALÓGICA
Numa segunda fase de desenvolvimento é introduzida a transmissão digital na rede telefônica,
continuando, contudo, a comutação a ser ainda analógica.
O sistema mais utilizado na transmissão digital é designado por hierarquia de transmissão
digital, vulgarmente conhecido como sistema de transmissão PCM (Pulse Code Modulation).
Há importantes vantagens na transmissão digital, de que se destacam em especial:
•
eliminação quase total do ruído de transmissão, resultante da tolerância ao ruído da
codificação digital e da introdução de regeneradores ao longo da linha;
•
recuperação do sinal analógico sem atenuação, devido à digitalização;
•
melhor adequação para sinalização por canal comum devido ao aumento de
capacidade do canal, maior versatilidade da sua utilização e possibilidade de detecção
e controlo de erros.
Paralelamente, a transmissão de dados beneficia também dos avanços tecnológicos, dando
origem ao aparecimento das primeiras redes de comutação de dados autônomas, primeiro com
comutação de circuitos e posteriormente com comutação de pacotes, de que o protocolo X.25
é uma referência fundamental.
1.1.3 - REDE DIGITAL INTEGRADA (RDI)
Numa terceira fase da evolução da rede telefônica, a comutação e a transmissão são
totalmente digitais, estabelecendo-se a chamada Rede Digital Integrada (RDI).
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Paralelamente ao aumento da sua área geográfica e de número de utilizadores, as redes de
telecomunicações foram-se diversificando, tendo sido criadas várias redes especializadas à
medida que iam aparecendo novos serviços.
Podemos considerar na evolução tecnológica das redes públicas de telecomunicações cinco
etapas fundamentais, tomando como base a rede telefónica por ser até aos dias de hoje a rede
dominante em dimensão e número de utilizadores:
•
Rede analógica;
•
Rede com transmissão digital e comutação analógica;
•
Rede Digital Integrada (RDI);
•
Rede Digital com Integração de Serviços (RDIS);
•
RDIS de banda larga (RDIS-BL).
Analisamos em seguida, resumidamente, as características fundamentais de cada uma das
etapas acima referidas.
1.1.1 REDE ANALÓGICA
Na primeira fase do seu desenvolvimento, as redes de telecomunicações são caracterizadas
por utilizarem tecnologia totalmente analógica, quer no sistema de comutação, quer no de
transmissão.
Nesta fase o serviço essencial é o telefônico, de comutação de voz, existindo
no entanto em paralelo, comutação de texto através da Rede analógica
Na primeira fase do seu desenvolvimento, as redes de telecomunicações são caracterizadas
por utilizarem tecnologia totalmente analógica, quer no sistema de comutação, quer no de
transmissão.
Nesta fase o serviço essencial é o telefônico, de comutação de voz, existindo no entanto em
paralelo, comutação de texto através da rede de telex e posteriormente também transmissão de
dados através da própria rede telefônica comutada, utilizando modems.
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1- HISTÓRICO
Com a evolução da comunicação de dados, um número muito grande de redes privadas
começou a surgir no mundo inteiro. Geralmente tinham uma configuração do tipo estrela.
Porém o custo era alto. Apenas as empresas de grande porte conseguiam reduzir este custo
com o uso de multiplexadores e concentradores, mesmo assim isso só acontecia em algumas
rotas. Havia então a necessidade de atender as pequenas companhias e para isso era necessária
a implantação de uma rede pública que permitisse a interligação de todos os equipamentos
das empresas. Transmitindo conjuntamente o tráfego de todas elas, era possível uma
minimização do custo geral da comunicação de dados. A solução era, então, uma rede de
comutação de pacotes em que o tráfego de todos os usuários é conduzido por um número
menor de canais.
Mesmo assim, para que todos pudessem usufruir da rede era necessária uma padronização no
acesso a mesma ou que os nós da rede tivessem capacidade de aceitar conexões com
equipamentos usando qualquer tipo de protocolo e forma de transmissão. Nos Estados Unidos
essa foi a solução colocada. Nos países onde o serviço de comunicação de dados é
monopolizado, optou-se por uma padronização da comunicação de dados por comutação de
pacotes.
Foi desenvolvida, então, em 1975, uma recomendação denominada X.25 que continha uma
proposta de padronização no que diz respeito ao acesso á rede de comutação de pacotes. No
Brasil, em 1984, foi implantado um serviço denominado RENPAC - Rede Nacional de
Pacotes que possibilitava a comunicação de dados por comutação de pacotes.
1.1 Evolução das redes públicas de telecomunicações
As redes públicas de telecomunicações sofreram várias e profundas transformações
tecnológicas ao longo do seu pouco mais de um século de existência.
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CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA DO PARANÁ
UNIDADE DE ENSINO DE PATO BRANCO
CURSO SUPERIOR DE TECNOLOGIA EM ELETRÔNICA
REDES PÚBLICAS DE DADOS
Elaine BONAVIGO1
Melissa FIORINI1
Sídnei PEREIRA1
Mário VIAPIANA1
Pato Branco novembro de 1999
Estudantes do Curso Superior de Tecnologia em Eletrônica, CEFET Pato Branco – PR. Trabalho apresentado à
disciplina de Sistemas de comunicação prof: Santo