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5: Camada de Enlace 5a-1

Kelvin Lopes [email protected]

Capítulo 5: Camada de Enlace e Redes Locais


Repetidores, Hubs, Pontes, Switches, Roteadores e Gateways

(a) Qual a camada em que o dispositivo opera?.(b) quadros, pacotes e cabeçalhos


Camada de Enlace: IntroduçãoAlgumas terminologias: Estações e roteadores são nós

(pontes e comutadores também) Canais de comunicação que conectam

nós adjacentes através de um caminho são enlaces: Enlaces cabeados (wired links) Enlaces sem fio (wireless links) LANs (Local Area Networks)

O PDU (PacketData Unit) é um quadro/frame, que encapsula datagramas

“enlace”

A camada de enlace tem a responsabilidade de transferir datagramas de um nó Para outro adjacente através de um enlace.


Camada de enlace: contexto

Datagrama transferido por diferentes protocolos através de diferentes enlaces: e.g., Ethernet no primeiro

enlace, frame relay no enlace intermediário, 802.11 no último enlace.

Cada protocolo da camada de enlace fornece serviço diferente e.g., pode ou não fornecer

confiabilidade através do enlace

Analogia com transporte viagem de Caruaru para São

Paulo carro: Caruaru para Recife avião: Recife para Rio trem: Rio para São Paulo

turista = datagrama segmento de transporte =

enlace de comunicação modo de transporte =

protocolo da camada de enlace agente de viagem = algoritmo

de roteamento


Protocolos da Camada de Enlace


Serviços da Camada de Enlace Enquadramento (Delimitação do quadro) e acesso ao enlace:

encapsula datagrama num quadro adicionando cabeçalho e cauda,

implementa acesso ao canal se meio for compartilhado, ‘endereços físicos (MAC)’ são usados nos cabeçalhos dos

quadros para identificar origem e destino de quadros em enlaces multiponto

Entrega confiável entre nós adjacentes:Visto no Capítulo 3 raramente usada em canais com baixas taxas de erro

(fibra óptica, alguns tipos de pares trançados)Canais sem fio: altas taxas de erros

• P: para que confiabilidade na camada de enlace e fim-a-fim?


Serviços da Camada de Enlace (mais)

Controle de Fluxo: compatibilizar taxas de produção e consumo de quadros

entre remetentes e receptores Detecção de Erros:

erros são causados por atenuação do sinal e por ruído receptor detecta presença de erros

• receptor sinaliza ao remetente para retransmissão, ou simplesmente descarta o quadro em erro

Correção de Erros:mecanismo que permite que o receptor localize e corrija

o(s) erro(s) sem precisar da retransmissão Half-duplex e full-duplex

com half duplex, os nós de cada lado podem transmitir, mas não simultaneamente


Comunicação entre Adaptadores

camada de enlace implementada no “adaptador” (NIC - Net) placa Ethernet, cartão

802.11 lado transmissor:

Encapsula o datagrama em um quadro

Adiciona bits de verificação de erro, transferência confiável de dados, controle de fluxo, etc.

Lado receptor verifica erros, transporte

confiável, controle de fluxo, etc.

extrai o datagrama, passa-o para o nó receptor

adaptador é semi-autônomo camadas de enlace e física

nótransm.

quadro

nóreceptor

datagrama

quadro

adaptador adaptador

Protocolo da camadade enlace


Taxonomia dos Protocolos MAC

Três classes gerais: Particionamento do Canal

divide o canal em pequenos “pedaços” (slots de tempo, freqüência, código)

aloca pedaço a um dado nó para uso exclusivo deste Acesso Aleatório

canal não é dividido, podem ocorrer colisões “recuperação” das colisões

RevezamentoNós se alternam em revezamento, mas nós que possuem

mais dados a transmitir podem demorar mais quando chegar a sua vez


Protocolos de Particionamento do Canal TDMA (Multiplexação por Divisão de

Tempo): canal dividido em N intervalos de

tempo (“slots”), um para cada usuário; ineficiente com usuários de pouco demanda ou quando carga for baixa.

FDMA (Multiplexação por Divisão de Freqüência): freqüência subdividida.

CDMA (Múltiplo Acesso por Divisão por Código): explora esquema de codificação

de espectro espalhado - DS (Direct Sequence) ou FH (Frequency Hopping)

“código” único associado a cada canal; ié, particionamento do conjunto de códigos


Protocolos de Acesso Aleatório

Uma estação transmite aleatoriamente (ié, semcoordenação a priori entre estações) ocupando toda a capacidade R do canal.

Se houver “colisão” entre as transmissões de duas oumais estações, elas retransmitem depois de esperaaleatória

O protocolo MAC de acesso aleatório especifica comodetectar colisões e como recuperar delas (através de retransmissões retardadas, por exemplo)

Exemplos de protocolos MAC de acesso randômico:CSMA e CSMA/CD


Protocolos MAC de “revezamento”

Até aqui já vimos:

Protocolos MAC de particionamento de canal (TDMA,

FDMA e CDMA) podem compartilhar o canal eqüitativamente;

porém, uma única estação não consegue usar toda a

capacidade do canal

Protocolos MAC de acesso aleatório permitem que um único

usuário utilize toda a capacidade do canal; entretanto, eles

não conseguem compartilhar o canal de maneira justa

Também existem protocolos de “revezamento”...


Protocolos MAC de “revezamento” Protocolos MAC de revezamento conseguem tanto justiça

como acesso individual a toda a capacidade do enlace, ao custo de maior complexidade de controle

(a) Polling: uma estação Mestre numa rede local “convida” em ordem as estações escravas a transmitir seus pacotes (até algum Máximo).

Problemas: latência, ponto único de falha (Mestre)

(b) Passagem de ficha de permissão: a ficha de permissão é passada seqüencialmente de estação a estação. É possível aliviar a latência e melhorar tolerância a falhas (numa configuração de barramento de fichas). Entretanto, procedimentos complexos para recuperar de perda de ficha,etc.


Sumário de protocolos MAC

O que se pode fazer com um meio compartilhado? Particionamento do canal, por tempo, freqüência ou código

• TDMA, FDMA, CDMA, WDMA (wave division) Particionamento randômico (dinâmico),

• ALOHA, S-ALOHA, CSMA, CSMA/CDRevezamento

• polling de um nó central, passagem de ficha de permissão


Endereços físicos e ARP Endereço IP: usado para levar o pacote à rede destino Endereço físico (ou MAC): usado para levar o pacote até o cartão

de interface de rede local (cartão de adaptador) da estação de destino na rede local

Endereço MAC de 48 bits

Vendor Code Serial Number

24 bits 24 bits

0000.0c12. 3456ROM

RAM


Endereço físico (cont)

Alocação de endereços MAC administrada pelo IEEE Um fabricante compra uma parte do espaço de

endereços (para garantir unicidade) Analogia:

(a) endereço MAC: como número do CPF(b) endereço IP: como endereço postal

endereço MAC sem estrutura (flat)=> portabilidade endereço IP hierárquico NÃO é portátil (requer IP

móvel) endereço MAC de difusão (broadcast): 1111………….1111


ARP: Address Resolution Protocol Cada nó IP (Estação, Roteador) na rede local possui módulo e

Tabela ARP Tabela ARP (cache): mapeamento entre endereços IP/MAC

para alguns nós na rede local< endereço IP; endereço MAC; TTL>< ………………………….. >

TTL (Time To Live):temporizador, tipicamente algunspoucos minutos (<5)


ARP (cont)

Nó A quer enviar pacote para endereço IP de destino XYZ na mesma rede local

Nó de origem primeiro verifica se sua própria Tabela ARP contém o endereço IP XYZ

Se XYZ não estiver na Tabela ARP, o módulo ARP difunde pacote ARP:

< XYZ, MAC (?) > TODOS nós na rede local aceitam e inspecionam o

pacote ARPNó XYZ responde ao nó A com pacote ARP unicast

(ponto a ponto) informando seu próprio endereço MAC :

< XYZ, MAC (XYZ) > Endereço MAC de XYZ guardado na Tabela ARP


Ethernet Muitíssimo difundida porque:

Muito barata! R$30 para 100Mbps!A mais antiga das tecnologias de rede localMais simples e menos cara que redes usando ficha ou ATMAcompanhou o aumento de velocidade: 10, 100, 1000 MbpsMuitas tecnologias E-net (cabo, fibra, etc). Mas todas

compartilham características comuns

Metcalfe’s Ethernetsketch


Ethernet

1976 - Desenvolvido pela XEROX nos anos 70 Bob Metcalfe – Fundador da 3COM Taxa original - 2,94 Mbps

1980 - Definido como um padrão pela DIGITAL, INTEL e XEROX, chamado padrão DIX – Ethernet a 10Mbps

1985 - Tornou-se padrão IEEE 802.3 1995 – Fast Ethernet 100Mbps 1998 – Gigabit Ethernet 1Gbps 1999 – 10 Gigabit Ethernet 10Gbps Diferentes formatos de quadro entre o Ethernet e o

802.3


Estrutura de Quadro Ethernet

Adaptador remetente encapsula datagrama IP (ou pacote de outro protocolo da camada de rede) num Quadro Ethernet que contém campos de Preâmbulo, Cabeçalho, Dados e CRC

Preâmbulo: 7 bytes com o padrão 10101010 seguidos por um byte com o padrão 10101011; usado para sincronizar receptor ao relógio do remetente (relógios nunca são exatos, é muito provável que exista algum desvio entre eles)


Estrutura de Quadro Ethernet (cont)

Cabeçalho contém Endereços de Destino e Origeme um campo Tipo

Endereços: 6 bytes, o quadro é recebido por todosadaptadores numa rede local e descartado se nãocasar o endereço de destino com o do receptor

Tipo: indica o protocolo da camada superior, usualmente IP, mas existe suporte para outros

CRC: verificado pelo receptor: se for detetado um erro, o quadro será descartado


01010101 ... SOH dest addr data FCS

7 sync bytes

length

Data, padded to at least 46 B

src addr

32-bit CRC

Type field in Ethernet

Length of data in IEEE 802.3 (Length at most 1500).

Bytes: 7 1 6 6 2 446 to 1500

In Ethernet: 01010101

In IEEE 802.3: 01010111

Source and destination addresses

6 byte ethernet addr

Escrito usualmente: 00:02:4b:c6:90:f1

broadcast: ff:ff:ff:ff:ff:ff

Formato do quadro Ethernet e 802.3


Codificação Manchester de Banda Básica

Banda-base: adaptador envia um sinal digital diretamente no canal broadcast. significa que não se usa modulação de portador(interface

não faz deslocamento do sinal para outra banda de freqüência); ao invés disto, bits são codificados usando codificação Manchester e transmitidos diretamente, modificando a voltagem de sinal de corrente contínuo


Codificação Manchester de Banda Básica

Codificação Manchester (camada física) garante que ocorra uma transição de voltagem a cada intervalo de bit, ajudando sincronização entre relógios do remetente e receptor


Thick (Cabo coaxial grosso) 10Base5, 10Mbps/Banda Base/500m

Thin (Cabo coaxial fino) 10Base2, 10Mbps/Banda Base/185m

Cabeamento Ethernet

Taxa de dadosem Mbps10 Mbps

SinalizaçãoBanda Base

Comprimento máximo do segmento em centenasde metros ou tecnologia

10 Base X


Tecnologias Ethernet: 10Base2

10=>10Mbps; 2=> comprimento máximo de segmento de menos de 200 metros; também chamada de “Cheapernet”

Utiliza cabo coaxial fino em topologia de barramento Repetidores são usados para interligar múltiplos segmentos (até 5

em qualquer caminho); um repetidor repete os bits escutados emuma interface para sua(s) outra(s) interface(s), ié, ele é apenas um dispositivo da camada física!


10Base5

Distância mínima entre as estações = 2,5 m

Terminador

Repetidor

Comprimento máximo do segmento = 500 mNúmero máximo de estações por segmento = 100

Distância máxima entre duas estações = 2.500 m

Coaxial 0,5”

vampire tap

transceiver

Cabo AUI

transceiver : envia/recebe, detecção decolisão AUI : Attachment Unit Interface

Network Interface Card - NIC

50m


10Base2Coaxial 0.25 “

Conector T BNC

Network Interface Card - NIC

conector BNC(Bayonet-Neill-Concelman) Uso em escritórios

Comprimento máximo do segmento = 185mNúmero máximo de estações por segmento = 30

Distância mínima entre as estações = 0.5 m

Distância máxima entre duas estações = 925m

Terminador

Repetidor


10BaseT e 100BaseT

Taxas de transmissão de 10 e 100 Mbps; este último é chamado de “fast ethernet”

T significa Par Trançado Usa concentrador (“hub”) ao qual os nós estão ligados por

cabos individuais de 2 pares trançados, mostrando, portanto uma “topologia em estrela”

Distância máxima do nó ao hub é de 100 metros Hub pode desligar da rede um adaptador falho (“jabbering”);

10Base2 não funcionaria se um adaptador não pára de transmitir no cabo

Hub pode coletar informação e estatísticas de monitoramento para administradores da rede


10BaseT e 100BaseT (Qual o limite?)


10BaseT e 100BaseT


Gbit Ethernet Usa formato do quadro Ethernet padrão Admite enlaces ponto-a-ponto e canais de difusão

compartilhados

Em modo compartilhado, usa-se CSMA/CD; para ser eficiente, as distâncias entre os nós devem ser curtas(poucos metros)

Full-Duplex em 1 Gbps para enlaces ponto-a-ponto


CSMA – Carrier Sense Multiple Access

Controle descentralizado

Carrier sense – todos os computadores podem distinguir entre um link ocioso ou ocupado

Acesso múltiplo – vários computadores disputam o acesso ao meio

Presença da Portadora – os computadores que desejam transmitir escutam o meio antes de transmitir e se não sentirem a presença da portadora transmitem


Deteção de Colisão - CD Mesmo com CSMA dois computadores podem transmitir ao

mesmo tempo A estação transmite um frame e continua a escutar o meio

para notar se houve colisão Se o nível médio de tensão excede um limiar, a colisão é

percebida


Recuperação da Colisão A estação que percebe a colisão envia um sinal especial para

forçar todas as outras interfaces também perceberem a colisão

Os computadores esperam por um tempo aleatório antes de tentar transmitir novamente

Após esse tempo o computador escuta o meio novamente antes de transmitir para evitar colisões sucessivas

Mesmo com esse tempo aleatório colisões ainda podem acontecer

As estações dobram o tempo de espera a cada colisão sucessiva


Transmissão do quadro

composição quadro

Portadora presente ?

Espere o intervalo de tempo entre quadrosInício transmissão

colisão detectada?

N

N

Y

Y envio seqüência JAMIncrementa tentativa

Limite tentativa ?

Descarte frame

N

Y

Computador parae espera tempo

de retransmissão

transmissão feita?

transmissão OK

N

Y


Recepção do Frame

Recepção ok ?

Passa frame próximo nível

Y

Y

N

N

Descarta frame

Y

N

Início recepção

Confere DA

FCS e frame size OK?


Backoff Binário

detectada colisão?

Y

envia frame

descarte quadro

Y

Espera aleatória entre 0 e atraso-1

dobra atraso

limitadoatraso <1024

N

Atraso máximo é limitado a1023*51.2 µs=52.4 ms

>16 tentativa

atraso= 2

transmissão feita?

transmissão OK

NY

N

1a espera 0 ou 1 slot de tempo2a espera 0,1,2 or 3 slots de tempo3a espera 0,1,2,..7 slots tempoka espera 0.. 2k slots de tempo

Após 10ª. colisão o intervalo é congelado em 1023 slots Após 16ª. colisões , frame é descartado e a falha é

reportada ao nível superior


Tamanho mínimo do quadro

(1) pacote inicia no tempo 0

(2) Pacote quase em B em t-α

(3) B envia pacote; colisão ocorre em t

(4) Sinal jam chegade volta A em 2t

O quadro deve levar mais que 2t para ser enviado a fim de prevenir a situação que o transmissor conclui incorretamente que o frame foi transmitido com sucesso. A faixa de tempo é = 51,2 µs correspondente a 512 bit = 64 bytes O tamanho mínimo do quadro é 64 bytes (excluindo o preâmbulo) Isto responde porque o campo de dados deve ter no mínimo 46 bytes

A e B estão nas extremidades do cabo

A B A B

A B A B


Tempo de colisão no pior caso

2.500 metros

500 metros


Código Polinomial ou Código de Redundância Cíclica (CRC)

Polinômio• 110001 → x5 + x4 + x0 (6 bits → grau n

= 5)A subtração corresponde ao ou exclusivo

01010101

10101111

11111010---------------

-


ProcedimentoSeja G(x) o gerador polinomial de grau r. Acrescente r

bits ao quadroDivida o novo quadro pelo geradorAcrescente ao quadro original o resto da divisão

Código Polinomial ou Código de Redundância Cíclica (CRC)

mensagem M

T = quadro transmitido

n+1 bits

CRC

k bits


Interconnecting LANs Q: Why not just one big LAN? Limited amount of supportable traffic: on single

LAN, all stations must share bandwidth limited length: 802.3 specifies maximum cable

length large “collision domain” (can collide with many

stations) limited number of stations: 802.5 have token

passing delays at each station


Repetidores, Hubs, Pontes, Switches, Roteadores e Gateways

(a) Qual a camada em que o dispositivo opera?.(b) quadros, pacotes e cabeçalhos


RepeaterTransmits data to

all connected computers

HubTransmits data to all connected

computers in a star topology

Repeaters and Hubs

Repeater

Hub


Hubs Physical Layer devices: essentially repeaters

operating at bit levels: repeat received bits on one interface to all other interfaces

Hubs can be arranged in a hierarchy (or multi-tier design), with backbone hub at its top


Hubs (more)

Each connected LAN referred to as LAN segment Hubs do not isolate collision domains: node may collide

with any node residing at any segment in LAN Hub Advantages:simple, inexpensive deviceMulti-tier provides graceful degradation: portions

of the LAN continue to operate if one hub malfunctions

extends maximum distance between node pairs (100m per Hub) Qual o limite?


Hub limitations

single collision domain results in no increase in max throughputmulti-tier throughput same as single segment

throughput individual LAN restrictions pose limits on number

of nodes in same collision domain and on total allowed geographical coverage

cannot connect different Ethernet types (e.g., 10BaseT and 100baseT)


Bridges

Bridge


Endereço MAC

Vendor Code Serial Number

24 bits 24 bits

0000.0c12. 3456ROM

RAM

• Endereço MAC é gravado na ROM da placa de rede


Bridges

Link Layer devices: operate on Ethernet frames, examining frame header and selectively forwarding frame based on its destination

Bridge isolates collision domains since it buffers frames

When frame is to be forwarded on segment, bridge uses CSMA/CD to access segment and transmit


Características


Bridges (more)

Bridge advantages:Isolates collision domains resulting in higher

total max throughput, and does not limit the number of nodes nor geographical coverage

Can connect different type Ethernet since it is a store and forward device

Transparent: no need for any change to hosts LAN adapters


Bridges: frame filtering, forwarding bridges filter packets same-LAN -segment frames not forwarded onto

other LAN segments forwarding: how to know which LAN segment on which to

forward frame?looks like a routing problem (more shortly!)


Bridge Filtering

filtering procedure:if destination is on LAN on which frame was

receivedthen drop the frameelse { lookup filtering table

if entry found for destinationthen forward the frame on interface

indicated;else flood; /* forward on all but the

interface on which the frame arrived*/}


Operação da ponte

A ponte “aprende” endereços de rede das estações em cada porta da LAN observando o endereço fonte no pacote.

Endereços “aprendidos” (backward learning) são mantidos em uma tabela na memória.

Endereços antigos são descartados após um intervalo de tempo pré-configurado para permitir mudança dinâmica da topologia.


LAN A LAN B

Inicializa - -U ⇒ V U -V ⇒ U U, V -Z ⇒ Broadcast U, V Z Y ⇒ V U, V Z, YY ⇒ X U, V Z, YX ⇒ W U, V Z, Y, XW ⇒ Z U, V, W Z, Y,X

Funcionamento das Pontes

Ponte

U V W X Y Z

LAN A LAN B


Operação da ponte

src hub

LAN B

. . .

LAN C

LAN A

Endereço Porta001048cda9 LAN B 004a43f5b2 LAN B00752cd033 LAN A0266f1b208 LAN B026934bb76 LAN C0467024b8c LAN A

. . .

dest

bridge


Pontes transparentes

Sempre que um quadro chega em uma porta, a ponte procura pelo endereço de destino na tabela.

A ponte encaminha o quadro somente para a porta (i.e., LAN C) contendo o destino.

Se as portas da fonte e destino são as mesmas,a ponte não faz nada.



src hub

LAN B

. . .

LAN C

LAN A

dest

bridge




Se o endereço de destino não é conhecido, encaminha o quadro para todas as portas, isto é chamado flooding.

Quadros de difusão (broadcast ) também são encaminhados para todas portas.




src hub

LAN B

. . .

LAN C

LAN A

dest

bridge

?


Armazenamento na ponte

Uma ponte pode armazenar (buffer) quadros porque:•Porta de saída pode estar ocupada•Em redes token ring, deve aguardar pelo token•Diferenças de velocidade•Conversão de protocolos: armazena quadro para mudar seu formato.

•Armazenar para eliminar fragmentos e quadros com erro (detecção de erros)


Armazenamento na ponte

hub

LAN B

. . .

LAN C

LAN A


Buffer


Bridges Spanning Tree for increased reliability, desirable to have

redundant, alternate paths from source to dest with multiple simultaneous paths, cycles result -

bridges may multiply and forward frame forever solution: organize bridges in a spanning tree by

disabling subset of interfaces

Disabled


Um ciclo de Pontes

Para aumentar a confiabilidade, utilizar duas ou mais pontes em paralelo entre os pares de LANs

Pode haver laços infinitos na topologia – loop ⇒ um problema


Um ciclo de Pontes


Pontes Spanning Tree Prevenir o problema de laços infinitos (loop) Árvore geradora (LANs = vértice e Pontes = arestas)


Construindo uma Spanning Tree

Utilizam um protocolo para estabelecer uma spanning tree802.1D

Escolhe-se uma ponte para ser a raiz da árvoreBroadcast do número de sérieA ponte com menor número de série é a raiz da

árvore Calcula o menor caminho de cada ponte/LAN até a raizGera a árvore de cobertura/amplitude/geradoraRecalculado se uma ponte/LAN falhar

Algumas pontes podem ficar fora da spanning tree e fora de operação


Algoritmo Spanning Tree

Cada nó mantém 3 pedaços de informação para cada porta:

R = ID do nó raiz atual

d = distância do nó raiz

N = nó mais próximo do nó raiz

Denote isto como (R, d, N):

(Root-ID, dist, NextNode)



Inicialmente, cada nó designa a si próprio como o nó raiz!

10

20

40

75 80

(20,0,-)

(10,0,-)

(80,0,-)(75,0,-)

(40,0,-)

(40,0,-)

(80,0,-)

(75,0,-)

(40,0,-)(10,0,-)



Nós enviam atualizações de árvore geradora em cada porta.Por exemplo, nó 40 enviaria as atualizações mostradas à direita.



10

20

40

75 80

(40,0,40)

(40,0,40)

(40,0,40)



Outros nós também enviam atualizações de configuração.A figura mostra as atualizações enviadas pelos nós 10 e 75.



10

20

40

75 80

(10,0,10)

(75,0,75)(10,0,10)

(75,0,75)



Quando um nó recebe uma atualização de um outro nó, ele atualiza a informação de sua própria porta se:• atualização identifica um nó raiz com um ID menor• atualização identifica um nó raiz com mesmo ID mas com uma distância menor• nó raiz e distância são os mesmos, mas nó que enviou tem um menor ID



10

20

40

75 80

(20,0,-)

(10,0,-)

(10,1,10)(40,1,40)

(40,0,-)

(20,1,20)

(75,1,75)

(75,0,-)

(10,1,10)

(10,0,-)

Durante a primeira iteração, os links atualizariam suas informações desta forma.



Depois que um nó recebe as atualizações de configuração, seleciona a melhor configuração e descarta as demais.



10

20

40

75 80

(20,0,-)

(10,0,-)

(10,1,10)(40,1,40)

(40,0,-)

(20,1,20)

(75,1,75)

(75,0,-)

(10,1,10)

(10,0,-)



Quando nó recebe uma mensagem de configuração que contém um ID de raiz menor, então ele conclui que não é o nó raiz da árvore.

Dessa forma, pára de enviar suas próprias mensagens de configuração e encaminha apenas as mensagens recebidas (com a distância incrementada e nó upstream modificado).



10

20

40

75 80

(20,0,-)

(10,0,-)

(10,1,10)(40,1,40)

(10,1,10)

(10,0,-)

Depois de 1 iteração, nós 40, 75 e 80 ficam sabendo que eles não são o nó raiz. Nó 20 ainda pensa que é o raiz.



Na próxima iteração, nós que concluíram que não eram o nó raiz, encaminham atualizações do raiz para outros nós.



Nó 40 e 80 encaminham atualizações do raiz. Nó 75 também encaminha uma atualização para o nó 80, mas o nó 80 a descarta.

10

20

40

75 80

(10,1,40)

(10,0,-)

(10,1,10)

(10,1,40)

(10,1,10)(10,0,-)

(10,1,80)

(40,1,75)



Quando as atualizações estabilizam, apenas o nó raiz gera mensagens de atualização.

Outros nós estão encaminhando mensagens apenas sobre os enlaces que fazem parte da árvore geradora -- ponte designada

Enlaces não usados na árvore geradora, não encaminham quadros; estes enlaces são denominados de bloqueados.



Quando o algoritmo estabiliza, os enlaces ativos formam uma árvore geradora.

10

20

40

75 80

(10,2,40)

(10,0,-)

(10,1,10)(10,2,40)

(10,1,10)(10,0,-)

Enlace bloqueado : não utilizado


Atualizações Spanning Tree

Nós continuam enviando atualizações spanning treeocasionalmente.

Recuperação de falha: se um nó não recebe uma atualização dentro de um intervalo de tempo, ele novamente afirma ser um nó raiz e o algoritmo se repete.

10

20

40

75 80

(10,1,40)

(10,0,10)(10,1,40)

(10,0,10)


Interconexão com Switches

Aumento da largura de Banda disponível por usuário Switches são similares às pontes com alta

densidade de portas Provêem um único segmento de rede em cada porta,

separando os domínios de colisão Alta velocidade de processamento (Hardware)Modo de operação Store and Forward ou Cut

Through (comutação acelerada) Transparente aos protocolos de nível superior Spanning Tree (eliminar loops)


Switches

Switch


Hubs e comutadores Ethernet

Hubs de meio compartilhado

Comutadores/Switches


Ethernet Switches

Transmissão em camada 2 (quadros) com filtragem usando endereços de LAN

Switching: A-para-B a A’-para-B’ simultaneamente, sem colisões

grande número de interfaces muitas vezes: hosts individuais

são conectados em estrela no switch (1 host para cada porta)Ethernet, mas sem

colisões!


Ethernet Switches cut-through switching: o quadro é enviado da entrada para a

saída sem esperar pela montagem do quadro inteiropequena redução da latência

combinações de interfaces de 10/100/1000 Mbps, dedicadas e compartilhadas


Switch Store-and-Forward

SuperStack II Switch 3300

R

Pacote enviadode A para B

O Switch recebe o pacotecompleto e depois reenvia

AB


Switch Cut-Through

SuperStack II Switch 3300

R

Pacote enviadode A para B

O Switch recebe o cabeçalhodo pacote e inicia o envio aestação destino.H

A B


Ethernet Switches (mais)

Dedicated

Shared

Para InternetExterna


Routers

RouterRouter

RouterRouter


Interconexão com Roteadores

Conecta múltiplas LANsÉ um dispositivo que opera na camada de rede do

modelo OSICria domínios de broadcastDependente de protocoloFunção de enviar pacotes entre redesControla o fluxo entre duas estaçõesUtiliza o endereço de rede e não de host para

rotear a informaçãoBaseia-se na Tabela de Roteamento


Switches vs. Routers

both store-and-forward devicesrouters: network layer devices (examine network

layer headers)bridges are Link Layer devices

routers maintain routing tables, implement routing algorithms

switches maintain filtering tables, implement filtering, learning and spanning tree algorithms


Routers vs. Switches

Switches + and -+ Switch operation is simpler requiring less

processing bandwidth- Topologies are restricted with switches: a spanning

tree must be built to avoid cycles - switches do not offer protection from broadcast

storms (endless broadcasting by a host will be forwarded by a bridge)


Routers vs. switches

Routers + and -+ arbitrary topologies can be supported, cycling is

limited by TTL counters (and good routing protocols)+ provide firewall protection against broadcast storms- require IP address configuration (not plug and play)- require higher processing bandwidth

switches do well in small (few hundred hosts) while routers used in large networks (thousands of hosts)


Comparação resumo

hubs roteadores comutadores

isolamento de tráfego

não sim sim

Plug-and-play

sim não sim

roteamento ótimo

não sim não

comutação acelerada

sim não sim


Interconexão com GatewaysConexão de redes que executam protocolos

diferentes, atuando como conversores de protocolosÉ um dispositivo que opera em todas as

camadas do modelo OSI, principalmente, na camada de aplicação, conectando aplicações em ambientes diferenciadosInterconexão de mundos incompatíveis por

exemplo: entre redes proprietárias ou proprietárias e abertas - DEC e IBM ou TCP/IP/Ethernet e SNA/IBMPreservar investimentos (legado)


Interconexão com Gateways Exemplo:

Ligação de uma rede ethernet a um mainframe IBM

TCP/IP Mainframe

IBM

Controladorade

Comunicação

Gateway

SDLC

SDLC - Synchronous Data Link ControlSNA - Systems Network Architecture Rede SNA

5: Camada de Enlace 5a-1055: Camada de Enlace 5c-105

Camada de Enlace

5.1 Introdução e serviços 5.2 Detecção e correção de erros 5.3 Protocolos de Acesso Múltiplo 5.4 Endereçamento da Camada de Enlace 5.5 Ethernet 5.6 Interconexões: Hubs e switches 5.7 PPP 5.8 Virtualização do enlace: ATM e MPLS

5: Camada de Enlace 5a-1065c-106

Controle de Enlace de Dados Ponto a Ponto

um transmissor, um receptor, um canal: mais fácil que um canal de difusão: sem controle de acesso ao meio (MAC) sem necessidade de endereçamento MAC explícito ex.: canal discado, canal ISDN/RDSI

protocolos de enlace ponto a ponto populares: PPP (point-to-point protocol)HDLC: High level data link control - Controle de Enlace

de Dados de Alto Nível (enlace de dados era considerado “alto nível” na pilha de protocolos”)


Requisitos de Projeto do PPP [RFC 1557] delimitação dos pacotes: encapsulamento de

datagramas da camada de rede em quadro da camada de enlacetransporta dados da camada de rede de qualquer

protocolo de camada de rede (não apenas do IP) simultaneamente

habilidade de demultiplexar para cima transparência de bits: deve transportar qualquer

padrão de bits no campo de dados detecção de erros (sem correção) manutenção da conexão: detecta, indica falhas do

enlace para a camada de rede Negociação do endereço da camada de rede: pontos

terminais podem aprender/configurar o endereço de rede do outro


não-requisitos do PPP

não faz correção/recuperação de erros sem controle de fluxo entrega fora de ordem OK sem necessidade de dar suporte a canais

multiponto (ex., polling)

Recuperação de erros, controle de fluxo e reordenamento dos dados todos relegados a camadas superiores!


Quadro de Dados do PPP

Flag: delimitador (enquadramento) Endereço: não faz nada (apenas uma opção) Controle: não faz nada; no futuro pode ter

múltiplos campos de controle Protocolo: protocolo da camada superior para o

qual o quadro deve ser entregue (ex.: PPP-LCP, IP, IPCP, etc)


Quadro de Dados do PPP

info: dados da camada superior que estão sendo transportados

verificação (check): código de redundância cíclica para verificação de erros


Enchimento de Bytes (Byte Stuffing)

requisito de “transparência dos dados”: campo de dados deve poder incluir o padrão do flag <01111110> P: o <01111110> recebido é dados ou flag?

Transmissor: adiciona (“enche”) com byte <01111110> extra após cada byte < 01111110> de dados

Receptor:dois bytes 01111110 em seqüência: descarta o primeiro

byte, continua com a recepção dos dados apenas um 01111110: byte de flag


Enchimento de Bytes

padrão dobyte de flag nos dados aseremtransmitidos

padrão de byte do flag mais o byte extra nos dados transmitidos


Protocolo de Controle de Dados PPP

Antes de trocar dados da camada de rede, os parceiros do enlace de dados devem

configurar o enlace PPP (compr. max. quadro, authentication)

Obtém/configura informações da camada de rede para IP: transporta msgs do

Protocolo de Controle IP (IPCP) (campo de protocolo: 8021) para configurar/obter o endereço IP


Virtualização das redes/camada de enlace

Virtualização dos recursos: uma abstração poderosa para a engenharia de sistemas:

Exemplos em computação: memória virtual, dispositivos virtuaisMáquinas virtuais: ex., java

Abstrações em camadas: não apresenta os detalhes das camadas inferiores, lida com as camadas inferiores apenas de forma abstrata


A Internet: virtualizando as redes

1974: múltiplas redes desconectadasARPAnetredes de dados sobre cabosredes de pacotes via satélites (Aloha)redes de pacote via rádio

… com diferenças em:convenções de endereçamentoformato dos pacotesrecuperação de errosroteamento

ARPAnet rede de satélites"A Protocol for Packet Network Intercommunication", V. Cerf, R. Kahn, IEEE Transactions on Communications,May, 1974, pp. 637-648.


A Internet: virtualizando as redes

ARPAnet rede de satélites

gateway

Camada Interedes (IP - Internetwork layer ):

endereçamento: rede interconectada aparece como uma entidade única, uniforme, apesar da heterogeneidade das redes locais

rede de redes

Gateway: “encapsula os pacotes interredes no

formato do pacote local” encaminha (na camada interrede)

para o próximo gateway


Arquitetura Interredes de Cerf & Kahn

O que foi virtualizado? duas camadas de endereçamento: interrede e rede local nova camada (IP) torna tudo homogêneo na camada interrede tecnologia de rede local

CaboSatéliteModem de 56KbpsX.25 e Frame-relayHoje: ATM e MPLS

… “invisível” para a camada interrede. Para o IP parecem como tecnologias da camada de enlace!


ATM e MPLS

ATM e MPLS são redes separadas com tudo o que têm direito! modelos de serviços, endereçamento e roteamento

diferentes dos usados na Internet vistos pela Internet como sendo um enlace lógico

interconectando roteadores IPda mesma forma que um enlace discado é na verdade parte

de uma rede separada (a telefônica) ATM e MPLS: interesse técnico por seus próprios

méritos A seguir uma revisão sobre comutação de pacotes

baseadas em circuitos virtuais ...


Virtual Circuit Tables

Each node maintains a table of virtual circuit identifiers and associated ports.Examples:A frame arriving on port 0, VC 8 will be forwarded to port 2, using VC 6.A frame arriving on port 1, VC 2 will be forwarded to port 3 using VC 2.

VC identifiers do not have to be unique: different ports can use same VCI w/o confusion.

0

13

2

Switch 1

Input OutputPort VC Port VC0 11 1 70 12 2 50 8 2 61 2 3 22 4 3 9

etc.

Virtual Circuit Forwarding Table


Virtual Circuit Identifiers

Incoming and outgoing VCI may be different. VCI is the same on both switches connected by a link. When a frame arrives on an incoming VC, the switch looks

up outgoing VC in a VCI table. It changes the frame’s VCI to the outgoing VCI.

0

13

2

Switch 1

Input OutputPort VC Port VC3 11 1 7

etc.

0

13

2

Switch 2


etc.

VCI=11 VCI=7 VCI=5


Virtual Circuit Identifiers

VCI do not have global significance -- each switch chooses its own VCI.

Two switches connected by a link agree on a VCI during circuit setup (e.g., the downstream switch tells the VCI to upstream switch).

A virtual circuit can be unidirectional or bidirectional.

Input OutputPort VC Port VC3 11 1 72 5 0 8

Switch 2


Switch 1

Different switches can use same VCI number for different circuits


Virtual Circuit Setup

Suppose host A wants to communicate with host B. How does it establish a virtual circuit?

0

13

2Host A

Switch 20

13

2

Switch 1 0

13

2

Switch 3

Host B

Input OutputPort VC Port VC

0 11 3 7




Virtual Circuit Setup

Host A sends a VC request to Switch 1. The request includes A and B’s complete global address.

0

13

2Host A

Switch 20

13

2

Switch 1 0

13

2

Switch 3

Host B


0 11 3 7



VC Request: A B


Virtual Circuit Setup (cont.)

Switch 1 gets the request and (tentatively) creates a new VCI #9 from port 2 to port 1. It forwards request and VCI to Switch 2. It doesn’t yet know the VCI for this link.

0

13

2Host A

Switch 20

13

2

Switch 1 0

13

2

Switch 3

Host B


0 11 3 72 10 1 x



VC Request: A B



Switch 2 determines (somehow) that the request must go to Switch 3. It chooses VCI 9 for the incoming link and forwards the request to Switch 3.

0

13

2Host A

Switch 20

13

2

Switch 1 0

13

2

Switch 3

Host B


0 11 3 72 10 1 x

Input OutputPort VC Port VC2 7 1 53 9 1 y


VC Request: A B



Switch 3 determines (somehow) that Host B is on port 1 It chooses VCI 8 for the incoming link and forwards the request to Host B.

0

13

2Host A

Switch 20

13

2

Switch 1 0

13

2

Switch 3

Host B


0 11 3 72 10 1 x

Input OutputPort VC Port VC2 7 1 53 9 1 x


VC Request: A B



Host B accepts the connection and chooses VCI 7 for the connection to Host A, which it records in its own table. It sends a reply back to Host A using VCI #7.

0

13

2Host A

Switch 20

13

2

Switch 1 0

13

2

Switch 3

Host B


0 11 3 72 10 1 x



Reply on VC#7



Now Switch 3 learns the VCI chosen by Host B.Switch 3 forwards the reply to Switch 2 on VCI 8.

0

13

2Host A

Switch 20

13

2

Switch 1 0

13

2

Switch 3

Host B


0 11 3 72 10 1 x



Reply on VC#8



Now Switch 2 learns the VCI chosen by Switch 3. Switch 2 forwards the reply to Switch 1 on VCI 9.

0

13

2Host A

Switch 20

13

2

Switch 1 0

13

2

Switch 3

Host B


0 11 3 72 10 1 x



Reply on VC#9



Now Switch 1 learns the VCI chosen by Switch 2. It records this and forwards the reply to Host A on VCI 10.

0

13

2Host A

Switch 20

13

2

Switch 1 0

13

2

Switch 3

Host B


0 11 3 72 10 1 9



Reply on VC#10



Now Host A knows that it can communicate with Host B, and the VCI it should use (VCI 10).

0

13

2Host A

Switch 20

13

2

Switch 1 0

13

2

Switch 3

Host B


0 11 3 72 10 1 9



Reply on VC#10


Virtual Circuit Use

Host A can send frames to Host B using only the VCI in the address (doesn’t need to use B’s global address).

0

13

2Host A

Switch 20

13

2

Switch 1 0

13

2

Switch 3

Host B


0 11 3 72 10 1 9



Frame on VC#10


Virtual Circuit Use (cont.)

Switches forward frames and change the VCI on each link according to their own VC table.

0

13

2Host A

Switch 20

13

2

Switch 1 0

13

2

Switch 3

Host B


0 11 3 72 10 1 9



Frame on VC#9 Frame on VC#8


Virtual Circuit Teardown

When Host A and Host B are done communicating, they exchange “close” messages and send a request to tear down the VCI.

0

13

2Host A

Switch 20

13

2

Switch 1 0

13

2

Switch 3

Host B


0 11 3 72 10 1 9



Close VCI 10



Switch 1 forwards the tear down request on VCI 9, then deletes the VCI from its table.

0

13

2Host A

Switch 20

13

2

Switch 1 0

13

2

Switch 3

Host B


0 11 3 7



Close VCI 9



Switch 2 also forwards the tear down request and deletes it from its VCI table.

0

13

2Host A

Switch 20

13

2

Switch 1 0

13

2

Switch 3

Host B


0 11 3 7



Close VCI 8



Switch 3 forwards the tear down message to Host B, and the VCI is history.

0

13

2Host A

Switch 20

13

2

Switch 1 0

13

2

Switch 3

Host B


0 11 3 7



Close VCI 7


ATM: Asynchronous Transfer Mode

padrão de alta velocidade dos anos 1990’s/00 (155Mbps a 622 Mbps e superiores) arquitetura da RDSI-FL (Broadband Integrated Service Digital Network)

Objetivo: transporte fim-a-fim integrado para voz, vídeo e dados atendendo os requisitos de sincronismo e QoS para voz e

vídeo (versus o modelo de melhor esforço da Internet) “próxima geração” da telefonia: raízes técnicas no mundo

da telefoniaComutação de pacotes (pacotes de comprimento fixos,

denominados de “células”) usando circuitos virtuais


Evolução das redes de telecomunicações (no início )

Rede Telefônica

(comutada por circuitos)

Rede de Dados

(comutada por pacotes)

Enlace privado de microondasou satélite


Rede Digital de Serviços Integrados (RDSI-FE)

Rede Telefônica

(comutada por circuitos)

Rede de Dados

(comutada por pacotes)

Enlace privado de microondasou satélite


Rede Digital de Serviços Integrados de Faixa Larga

ATM


Arquitetura ATM

camada de adaptação (AAL): apenas nas bordas de uma rede ATM segmentação e remontagem dos dados analogia com a camada de transporte da Internet

camada ATM: camada de “rede” comutação de células, roteamento

camada física (PHY)


ATM: camada de rede ou de enlace?

Visão: transporte fim-a-fim: “ATM entre mesas de trabalho”ATM é uma tecnologia

de redeRealidade: usada para conectar

roteadores de um backbone IP “IP sobre ATM”ATM como uma camada

de enlace comutada, conectando roteadores IP

redeATM

redeIP


Camada de Adaptação ATM (AAL – ATM Adaptation Layer)

A Camada de Adaptação ATM (AAL): “adapta” as camada superiores (IP ou aplicações nativas ATM) à camada ATM abaixo

AAL está presente apenas nos sistemas finais, não nos comutadores (switches)

Segmento AAL (campos de cabeçalho/cauda, dados) são fragmentados em múltiplas células ATM analogia: segmento TCP em muitos pacotes IP


Camada de Adaptação ATM (AAL) [mais]

Diferentes versões de camadas AAL, dependendo da classe de serviço ATM: AAL1: para serviços CBR (Constant Bit Rate), ex. emulação de circuitos AAL2: para serviços VBR (Variable Bit Rate), ex., vídeo MPEG AAL5: para dados (ex, datagramas IP)

PDU AAL

célula ATM

Dados do usuário


Camada ATMServiço: transporta células através da rede ATM análoga à camada de rede IP serviços muito diferentes aos da camada IP

Arquiteturade Rede

Internet

ATM

ATM

ATM

ATM

Modelo deserviço

melhoresforçoCBR

VBR

ABR

UBR

Banda

nenhuma

taxaconstantetaxagarantidamínimagarantidanenhuma

Perdas

não

sim

sim

não

não

Ordem

não

sim

sim

sim

sim

Tempo

não

sim

sim

não

não

Informa s/congestion.?

não (inferidovia perdas)semcongestion.semcongestion.sim

não

Garantias ?


Identificadores• VCI (Virtual Channel Identifier)• VPI (Virtual Path Identifier)


Identificadores

VPI = 11VCI = 86

VPI = 15VCI = 84

VPI = 15VCI = 86

VPI = 17VCI = 95

VPI = 15VCI = 84

VPI = 17VCI = 95

VPI = 12VCI = 86

VPI = 25VCI = 84

VPI = 35VCI = 84

VPI = 25VCI = 86

VPI = 25VCI = 90

VPI = 25VCI = 90

Conexão Entrada SaídaEnlace VPI VCI Enlace VPI VCI

1

2

3

4

5

1

1

1

2

2

15

15

11

17

15

86

84

86

95

84

4

4

4

3

4

25

25

12

25

35

86

84

86

90

84


Camada ATM: Circuitos Virtuais

Transporte em CVs: células transportadas em CVs da origem ao destino estabelecimento de conexão para cada chamada antes que os

dados possam fluir cada pacote carrega o identificador do CV (e não a ID do destino) cada comutador no caminho entre origem e destino mantém o

“estado” para cada conexão que passa por ele recursos de enlace, comutação (largura de banda, buffers) podem

ser alocados ao CV: para obter desempenho do tipo circuito CVs Permanentes (PVCs)

conexões de longa duração típico: rota “permanente” entre roteadores IP

CVs Comutados (SVC – Switched VC): estabelecimento dinâmico a cada chamada


CVs ATM

Vantagens da abordagem de CVs do ATM: garantia de desempenho de QoS para a conexão é

mapeada no CV (largura de banda, atraso, variação do atraso – jitter)

Desvantagens da abordagem de CVs do ATM:Suporte ineficiente ao tráfego de datagramas um PVC para cada par origem/destino não é escalável (são

necessárias N2 conexões)SVCs introduzem atraso de estabelecimento de conexões,

overhead de processamento para conexões de curta duração


Camada ATM: célula ATM

cabeçalho da célula ATM de 5 bytes carga útil (payload) de 48 bytes

Por que?: pequena carga -> curto tempo de criação de célula para voz digitalizada

metade entre 32 e 64 (compromisso!)

Cabeçalho

Formato dacélula


Formato das CélulasUNI - User Network Interface

NNI - Network Network Interface


Cabeçalho da célula ATM

VCI: ID do circuito virtualmudará a cada enlace através da rede

PT: Tipo da carga (ex. células RM ou célula de dados) CLP: bit de prioridade de perda de célula (Cell Loss Priority)CLP = 1 indica célula de baixa prioridade, pode

ser descartada em caso de congestionamento HEC: Header Error Checksum – soma de verificação do

cabeçalhoVerificação de redundância cíclica


Repasse

Comutação baseada em Canais/Circuitos Virtuais Comutação baseada em Caminhos Virtuais

VPI VCI VPI VCI


Camada Física ATMSubcamada Dependente do Meio Físico (PMD) SONET/SDH: estrutura de quadro de transmissão (como um

container transportando bits); sincronização de bits; particionamento da largura de banda (TDM); diversas velocidades: OC3/STM-1 = 155,52 Mbps;

OC12/STM-4 = 622,08 Mbps; OC48/STM-16 = 2,45 Gbps, OC192/STM-64 = 9,6 Gbps

T1/T3: estrutura de quadro de transmissão (antiga hierarquia de telefonia usada nos EUA): 1,5 Mbps/ 45 Mbps

E1/E3: estrutura de quadro de transmissão (antiga hierarquia de telefonia usada no Brasil): 2 Mbps/ 34 Mbps


IP-Sobre-ATMApenas IP Clássico 3 “redes” (ex,

segmentos de LAN) endereços MAC (802.3)

e IP

IP sobre ATM substitui uma “rede” (ex.,

segmento LAN) por uma rede ATM

endereços ATM e endereços IP

RedeATM

LANs Ethernet

LANs Ethernet


IP-Sobre-ATM

AALATMfisfis

EthIP

ATMfis

ATMfis

aplictransporte

IPAALATMfísica

aplictransporte

IPEth

física


Jornada do Datagrama numa Rede IP-sobre-ATM

no Hospedeiro origem: camada IP faz o mapeamento entre endereços destino IP e ATM

(usando ARP) passa o datagrama para a AAL5 a AAL5 encapsula os dados, segmenta em células e passa para a

camada ATM rede ATM: encaminha a célula através do CV até o destino no Hospedeiro destino:a AAL5 junta as células para montar o datagrama

originalse CRC estiver OK, datagrama é passado para o IP


IP-Sobre-ATM

Questões: datagramas IP convertidos

em PDUs da AAL5 de endereços IP para

endereços ATM exatamente como

conversão de endereços IP para endereços MAC 802.3!

RedeATM

LANs Ethernet


IP sobre ATM


Sub-rede lógica IP clássica com servidor ATMARP

Protocolo ATMARP ATMARP Request

• Enviada do cliente para o servidor para obter o endereço ATM destino. Contém: endereço IP do cliente, endereço ATM, endereço IP do destino

ATMARP Reply• Resposta do servidor para o cliente IP com endereço de

destino ATM.• Contém: endereços IP e ATM do cliente de destino

ComutadorATMCliente IP #1 Cliente IP #2

ServidorATMARP

Endereço IP = 176.13.11.99

Endereço ATM=ZZZ

Endereço IP = 176.13.11.1Endereço ATM=AAA

Endereço IP = 176.13.11.2Endereço ATM=BBB


Protocolo ATMARP InATMARP Request

• Enviada do servidor para o cliente IP sobre VC para obter o endereço IP

• Contém: endereço ATM do cliente, endereços IP e ATM do servidor ATMARP

InATMARP Reply• Resposta do cliente IP sobre um VC com o endereço IP.• Contém: endereços IP e ATM dos cliente e servidor

ATMARP NAK• Resposta negativa para o pedido ATMARP enviado do

servidor para o cliente IP


Processo de registro de endereço RFC1577

ComutadorATM

Cliente IP #1 Cliente IP #2

ServidorATMARP

Endereço IP = 176.13.11.99

Endereço ATM=ZZZ



Configurar VC

InATMARP_Req(End. IP do cliente #1???)

InATMARP_Reply(176.13.11.1)


Processo de resolução de endereço ATMARP RFC1577

ComutadorATM

Cliente IP #1 Cliente IP #2

ServidorATMARP

Endereço IP = 176.13.11.99

Endereço ATM=ZZZ



ATMARP_Req(End. IP do cliente #2, End. ATM?)

ATMARP_Reply(End. ATM = BBB)

Configurar VC e enviar dados


NHRP - Next Hop Resolution ProtocolTécnica para resolver endereço IP com endereço ATM em

um ambiente de múltiplas sub-redesTerminologia

• Nonbroadcast Multiaccess Network (NBMA)• Não suporta, inerentemente, broadcast ou

multicast• ATM, SMDS (Switched Multimegabit Data

Service)• Next Hop Server (NHS)

• Provê o serviço NHRP para os clientes em uma rede NBMA

• Deve executar em um roteador• Responde a consultas de clientes

• Next Hop Client (NHC)


NHRP - Next Hop Resolution ProtocolRegistro de cliente NHRP

• Configuração manual• Pacotes de registro NHRP

• {EndATM do NHC, EndIP do NHC, EndIP do NHS}

Subrede X Subrede Y Subrede Z

X.1

Z.3

Pedido de registro NHRP

Resposta de registro NHRP

NHS X NHS Z

Pedido de registro NHRP

Resposta de registro NHRP


NHRP - Next Hop Resolution ProtocolResolução de endereço

Subrede X Subrede Y Subrede Z

X.1

Z.3

Pedido de resolução NHRP

Resposta de resolução NHRP

NHS X NHS Z

Endereço IP = X.1 Endereço ATM = AAA

Primeiro pacotePrimeiro pacote

Pedido de resolução NHRPResposta de resolução NHRP

Endereço IP = Z.3 Endereço ATM = BBB

Primeiro pacote

Configuração SVC

Dados


MultiProtocol Label Switching (MPLS)

Comutação de rótulos multiprotocolo Objetivo inicial: acelerar o encaminhamento IP através do uso de

rótulo de comprimento fixo (ao invés de endereço IP) empresta idéias da abordagem de circuitos virtuais (CVs) mas os datagramas ainda mantêm o endereço IP!

cabeçalhoPPP ou Ethernet

cabeçalhoIP restante do quadro

CabeçalhoMPLS

rótulo (label) Exp S TTL

20 3 1 5


Roteador com suporte a MPLS

LSR = label-switched router: roteador de comutação de rótulos encaminha os pacotes para a interface de saída baseada apenas

no valor do rótulo (não inspeciona o endereço IP) a tabela de repasse do MPLS é distinta da tabela de repasse

do IP é necessário protocolo de sinalização para criar as rotas (LSPs –

Label Switched Paths)RSVP-TE repasse possível através de caminhos que o IP sozinho não

permitiria (ex., roteamento específico da origem)!! usa MPLS para realizar engenharia de tráfego

deve coexistir com roteadores apenas IP


Tabelas de repasse MPLS

capítulo 5: camada de enlace e redes locais › ~bfs3 › ufpe › redes - cinufpe ›...

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