rede de telecomunicaÇÕes: comutação de circuitos e de … · 2019. 12. 13. · 2.redes de...
TRANSCRIPT
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .Redes de . . .Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 1 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
REDE DE TELECOMUNICAÇÕES:
Comutação de Circuitos e de Pacotes
Aula 3
Professor: Jaime
09 de setembro 2019
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE LONDRINA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 2 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
Sumário:
1 - Técnicas de Comutação;
2 - Redes de Comutação de Circuitos;
3 - Redes de Comutação de Pacotes;
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 3 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
1. Técnicas de Comutação
• Utiliza-se o projeto de rede comutada também para implementar
redes locais (LANs).
• Os nós de comutação não se ocupam do conteúdo dos dados.
• Fornece recursos de comutação que moverá os dados de nó para
nó até que alcancem o destino (fig. 1).
• Dispositivos finais que se comunicam chama-se estações. Podem
ser: computadores, terminais, telefones ou outros dispositivos de
comunicação.
• Os nós são conectados uns aos outros em alguma topologia por
enlaces de transmissão.
• Cada estação está conectada a um nó. Grupo de nós é chamado
de rede de comunicação.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 4 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
B
A
E
F
C
D
1
4
5
2
3
6
7
Personalcomputer
Personalcomputer
Mainframe
SwitchingNode
Personalcomputer
Personalcomputer
Server
Figure 10.1 Simple Switching NetworkFigure 1: Rede de comutação simples.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 5 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
• Rede de comunicação comutada: os dados da estação são roteados
para o destino e são comutados de nó para nó.
• Exemplo: Dados da estação A para a estação F são enviados pelo
nó 4. Podem ser roteados pelos nós 5 e 6 ou 7 e 6. Observações:
1. Alguns nós se conectam apenas a outros nós (exemplo: 5 e 7).
Outros nós possuem uma ou mais estações anexadas.
2. Enlaces entre estações e nós são ponto a ponto dedicado. En-
laces nó para nó são multiplexados usando FDM ou TDM.
3. A rede não está totalmente conectada. Existe mais de um
caminho possível para cada par de estações → aumento de
confiabilidade.
• Existem duas tecnologias: a comutada de circuitos e a de pacotes.
Diferença: maneira como os nós comutam informações de um
enlace para outro.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 6 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
2. Redes de Comutação de Circuitos
2.1. Operação Básica
• Comutação de circuitos é a tecnologia dominante para as comuni-
cações de voz.
• Comunicação de circuitos significa que existe um caminho de co-
municação dedicado entre duas estações.
• Em cada enlace físico um canal é dedicado à conexão. Exemplo:
Rede de telefone.
• Comunicação por comutação de circuitos envolve 3 fases (fig. 1):
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 7 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
1. Estabelecimento do circuito: antes da transmissão do sinal é es-
tabelecido um circuito direto (estação a estação). Exemplo:
(a) A envia para 4 requisição de conexão com E. A e 4 é uma linha
dedicada, conexão existente.
(b) O próximo nó é selecionado com base nas informações de rotea-
mento , nas medidas de disponibilidade e de custo.
(c) O 4 seleciona o 5 e aloca um canal livre (usando FDM ou TDM)
e e envia uma mensagem requisitando uma conexão com E.
(d) O nó 5 aloca um canal até o nó 6 e conecta internamente o 6
com o canal do nó 4.
(e) O 6 completa a conexão com o nó E. Em seguida um teste é
feito para determinar se E está ocupado ou não.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 8 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
2. Transferência de dados: a transmissão pode ser voz analógica,
voz digital ou dados binários, conforme a rede. O caminho é o
seguinte:
(a) Enlace A-4, comutação interna por meio de 4, canal 4-5,;
(b) Comutação interna por meio de 5, canal 5-6;
(c) comutação interna por meio de 6, enlace 6-E. Conexão: duplex.
3. Desconexão de circuito: a conexão é terminada pela ação de uma
das duas estações. Os sinais se propagam para os nós 4, 5 e 6 para
desacoplar os recursos dedicados.
• O caminho de conexão forma antes de começar a transmissão.
• Os comutadores precisam ter inteligência para fazer essas alo-
cações e criar uma rota através da rede.
• Existe um retardo antes da transferência de sinal para o estabe-
lecimento da chamada.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 9 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
• Uma vez o circuito se estabelece, a rede se torna transparente aos
usuários.
• As informações são transmitidas sem retardo, somente o de propa-
gação pelos enlaces de transmissão.
• O retardo em cada nó é insignificante.
• Exemplo de uma rede de comutação de circuito é a rede pública
de telefonia (fig. 2).
• Outro exemplo é o PBX (Private Branch Exchange) que interconecta
telefones dentro de um prédio ou escritório.
• É usada também em redes privadas.
• Essa rede é configurada por uma corporação para interconectar
seus vários escritórios.
Consiste de sistemas PBX em cada escritório interconectados
pelas linhas dedicadas alugadas de uma operadora.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 10 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
End Office
Subscriber Loop
Connecting TrunkConnecting Trunk Intercity Trunk
Long-distanceoffice
Long-distanceoffice
End Office
Digital PBX
Figure 10.2 Example Connection Over a Public Circuit-Switching NetworkFigure 2: Exemplo de conexão por meio de uma rede pública de comutação de circuitos.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 11 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
• Os quatro componentes arquitetônicos que compõem uma rede
pública de telecomunicações:
1. Assinantes: composta de telefones, mas o tráfego de dados
está aumentando.
2. Linha de assinante: enlace entre assinante e a rede chamado de
loop de assinante ou loop local. tamanho de alguns kilômetros
a dezenas de kilômetros.
3. Centro de comutação: centro de comutação que aceita assi-
nantes é chamada de central telefônica. Existem centros de
comutação intermediário para interlizar localidades distantes.
4. Tronco: Os braços entre os centros de comutação.
• Os assinantes se conectam a uma central telefônica que comuta o
tráfego entre os assinantes e entre os assinantes e outros centros.
• Outros centros roteiam e comutam tráfego entre centrais telefone.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 12 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
• Para conectar dois assinantes ligados a mesma central telefônica
configura-se um circuito entre eles.
• Para dois assinantes de centrais diferentes se conectarem, um cir-
cuito entre eles consistirá em uma cadeia de circuitos por meio de
uma ou mais centrais intermediárias.
• Na figura 3, uma conexão entre A e B se estabelece configurando-se
a conexão por meio da central.
• Para a conexão entre C e D. Uma conexão se estabelece entre C e
um canal tronco para o comutador intermediário que se conecta
a um canal do tronco para a central de D. Na central, o canal é
conectado à linha D.
• Requisito para tráfego de voz→ não haver retardo ou variação de
retardo e a qualidade do sinal recebido deve garantir inteligibili-
dade.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 13 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
Figure 10.3 Circuit Establishment
a
b
c
d
Trunk
Trunk
Endoffice
Endoffice
Intermediateexchange
Figure 3: Estabelecimento do circuito.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 14 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
2.2. Sinalização de Controle
• São o meio pelo qual a rede é gerenciada, as redes se estabelecem
e são mantidas e terminadas.
• O gerenciamento de chamadas e de redes geral exigem que as
informações sejam trocadas entre:
Assinante e comutador;
Entre comutadores;
Entre comutador e o centro de gerencia de rede.
• Rede pública de telecomunicações → esquema de sinalização de
controle complexo.
2.2.1. Funções de sinalização
• Os sinais de controle afetam aspectos de comportamento da rede:
serviços de rede visíveis ao assinante e os mecanismos internos.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 15 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
• As funções mais importantes são:
1. Comunicação audível com o assinante: tom de discagem, tom
de chamada, sinal de ocupado, etc.
2. Transmissão do número discado para central de comutação
que completa uma conexão.
3. Transmissão de informações entre comutadores para indicar
que a chamada não pode ser completada.
4. Transmissão de informações entre comutadores indicando tér-
mino e que o caminho pode ser desconectado.
5. Um sinal para fazer o telefone tocar.
6. Transmissão de informações usadas para fins de cobrança.
7. Transmissão informações que fornecem o estado do equipa-
mento ou troncos da rede. Usadas no roteamento e manutenção.
8. Transmissão para diagnóstico e isolamento de falhas sistema.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 16 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
9. Controle de equipamentos especiais, como o equipamento de
canal de satélite.
• Exemplo de uso do controle de sinalização: dois assinantes da
mesma central.
1. Chamada inicia quando um assinante retira o telefone do gan-
cho. Sinalizada para o comutador da central.
2. O comutador envia tom de discagem sinalizando que o número
pode ser discado.
3. O chamador disca um número, que é um endereço chamado
para o comutador.
4. Para o assinante não ocupado, o comutador envia um sinal
para o telefone tocar.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 17 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
5. É fornecido retorno para o assinante chamador:
Assinante não ocupado: o comutador envia tom de chamada.
Assinante ocupado: o comutador envia tom de ocupado.
Chamada não pode ser completada: comutador envia men-
sagem audível.
6. A parte chamada aceita tirando o fone do gancho, sinalizado
ao comutador.
7. O comutador estabelece uma conexão entre os dois assinantes.
8. A conexão é liberada quando um dos assinantes coloca o fone
no gancho.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 18 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
• Assinante chamado conectado a um comutador diferente temos
as seguintes funções de sinalização de tronco comutador para co-
mutador:
1. O comutador iniciador captura um tronco intercomutador, en-
via uma indicação de fora do gancho no tronco e requisita um
registrador de dígito na outra ponta para que o endereço possa
ser comunicado.
2. O comutador finalizador envia uma indicação de fora do gan-
cho seguida de um sinal de no gancho conhecido como um
wink. Isso indica um estado de registrador pronto.
3. O comutador iniciador envia os dígitos de endereço para o
comutador finalizador.
• A sinalização é classificada como: de supervisão, endereço, infor-
mação de chamada e gerenciamento de rede.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 19 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
• Supervisão: usado para se referir às funções de controle que pos-
suem caracter binário (verdadeiro/falso, ligado/desligado).
Exemplo: requisição de serviço, resposta, alerta e retornar para
desocupado.
São usados para determinar se o recurso está disponível e se
tiver capturá-lo. Também para comunicar o estado dos recursos
requisitados.
• Endereço: identificam um assinante. Gerado por um assinante
chamador quando disca um número telefônico.
• Informação de chamada: são os sinais que fornecem informações
aos assinantes sobre o estado de uma chamada. São tons audíveis
que podem ser ouvidas pelo chamador.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 20 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
• Gerenciamento de rede: são usados para a manutenção, o diag-
nóstico e a operação geral da rede.
Podem ser na forma de mensagem, como uma lista de rotas
pré-planejadas enviadas para uma estação a fim de atualizar suas
tabelas de roteamento.
Essa categoria irá se expandir com a crescente complexidade
das redes comutadas.
2.2.2. Localização da Sinalização
• Existem dois contextos: sinalização entre um assinante e a rede e
sinalização dentro da rede.
• As características do dispositivo do assinante e as necessidade do
usuário determinam a sinalização entre assinante e a central.
• Dentro da rede são inteiramente de computador a computador.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 21 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
• A sinalização interna gerencia as chamadas de assinantes e a
própria rede.
• A sinalização interna possui um repertório mais completo de co-
mandos, respostas e conjunto de parâmetros.
• A central possui um mapeamento entre a técnica de sinalização
menos complexa usada pelo assinante e a técnica mais complexa
usada dentro da rede.
• Para a sinalização intra-rede é usado o SS7 (Signaling System
Number) para as redes digitais.
2.2.3. Sinalização de Canal Comum
• Nas redes de comutação de circuitos ocorre numa base por tronco
ou no canal.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 22 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
• Os recursos para transmissão de voz são compartilhados com a
sinalização de controle.
• A velocidade de transferência de informações é limitada pela sinal-
ização do canal.
• Outra desvantagem da sinalização no canal é a quantidade de
retardo entre a discagem e a conexão.
• Esses dois problemas são resolvidos com a sinalização de canal
comum.
Os sinais de controle são transportados sobre caminhos difer-
entes do canal de voz.
• Um caminho de sinal de controle independente pode transportar
sinais para diversos canais de assinante.
• A contínua queda nos custos de hardware de computador torna a
sinalização de canal comum cada vez mais atraente.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 23 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
• Para a sinalização no canal, no receptor, os sinais de controle são
comutados do canal de voz para o processador de controle.
• Para a sinalização de canal comum, os sinais de controle transferem-
se diretamente de um processador de controle para outro.
Esse procedimento é menos susceptível a interferências aciden-
tais ou intencionais entre assinante e sinais de controle.
• Para a sinalização de canal comum o tempo de configuração de
chamada reduz.
• Na sinalização no canal, quando mais de um comutador é en-
volvido, o sinal de controle não pode ser transferido por meio do
comutador para o próximo segmento da rota até que o circuito
associado se estabeleça por meio desse comutador.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 24 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
• Com a sinalização de canal comum, o encaminhamento das infor-
mações de controle pode se sobrepor ao processo de configuração
de circuito.
Essa técnica é usada externamente à rede, na interface entre o
assinante e a rede. Isso ocorre com RDSI (ou ISDN) e muitas outras
redes digitais.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 25 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
3. Redes de Comutação de Pacotes
• Comutação de pacotes: é uma arquitetura para comunicação de
dados digitais de longa distância. Estudo iniciado em 1970.
• A tecnologia da comutação de pacotes evoluiu substancialmente,
mas:
1. Hoje é basicamente a mesma do início da década de 1970.
2. Continua sendo uma das poucas tecnologias eficazes para a
comunicação de dados de longa distância.
• As duas tecnologias mais recente, Frame Relay e ATM, são vari-
ações do método básico de comutação de pacotes.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 26 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
3.1. Operação Básica
• Deficiências do uso da rede de comutação de circuitos para conexões
de dados:
1. Para uma conexão de um computador pessoal a um servidor de
banco de dados, em grande parte do tempo, a linha está livre.
Portanto o método de comutação por circuito é ineficiente.
2. Cada um dos dispositivos conectados precisam transmitir e
receber na mesma velocidade de dados do outro. Isso limita
a utilidade da rede para interconectar diversos computadores
host e estações de trabalho.
• A transmissão por pacote resolve esses problemas. Os dados são
transmitidos em pacotes curtos.
• Limite superior típico: 1000 bytes. Se origem possui uma men-
sagem mais longa, desmembra-se em pacotes, fig. 4.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 27 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
Application data
control information(packet header)
packet
Figure 10.8 The Use of Packets
Packet-SwitchingNetwork
Figure 4: O uso de pacotes.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 28 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
• Cada pacote contém uma parte dos dados dos usuários e algumas
informações de controle.
• As informações de controle possui informações para a rede rotear
o pacote e entregá-lo ao destino.
• Em cada nó na rota, o pacote é armazenado temporariamente e
repassada para o próximo nó.
• Um computador transmissor envia uma mensagem como uma
sequência de pacotes figura 5(a).
• Cada pacote inclui informações que indicam a estação de destino.
• Os pacotes são enviados para o nó em que a estação emissora está
conectada.
• Esse nó armazena o pacote temporariamente, determina o próxi-
mo segmento da rota e coloca o pacote na fila de saída do enlace.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 29 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
• Cada pacote será transmitido para o próximo nó de enlace disponí-
vel figura 5(b).
• Todos os pacotes atravessarão a rede e serão entregues para o
destino.
• Vantagens da comutação por pacotes:
1. A eficiência de linha é maior, já que um único enlace pode
ser compartilhado por muitos pacotes ao longo do tempo. Os
pacotes são colocados em fila e transmitidos pelo enlace. A
comutação de circuitos, o tempo de enlace nó a nó é pré-alocado
mediante a TDM síncrona. Grande parte do tempo o enlace
está livre.
2. Duas estações com velocidade de dados diferentes podem tro-
car pacotes, pois cada uma se conecta ao seu nó em sua própria
velocidade de dados.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 30 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
21
3 2 1
3
(c)
3
12
(b)
(a)
(d)
(e)
2 1
3
32
1
Figure 10.9 Packet Switching: Datagram ApproachFigure 5: Comutação de pacotes: Método de datagrama.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 31 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
3. Quando o tráfego se torna pesado em uma comutação de cir-
cuitos algumas chamadas são bloqueadas até a carga diminuir.
Na rede de comutação de pacotes, os pacotes ainda são aceitos,
mas o retardo da entrega aumenta.
4. As prioridades podem ser aplicadas. Os pacotes prioritários
sofrerão menos retardos do que os pacotes de baixa prioridade.
• Desvantagens da comutação por pacotes;
1. Um pacote sofre um retardo de transmissão igual ao tamanho
do pacote de bits dividido pela velocidade do canal de entrada
de bits por segundo; esse é o tempo que leva para absorver
o pacote no buffer interno. Pode haver também um retardo
variável devido ao processamento e enfileiramento no nó.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 32 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
2. Os pacotes entre a origem e o destino podem variar em tamanho,
tomar diferentes rotas e estar sujeitos a retardos variáveis nos
comutadores, o retardo geral pode variar substancialmente.
Fenômeno conhecido como jitter (Não desejável em: voz por
telefone e vídeo em tempo real).
3. A comutação por pacotes possui overhead, o circuito comutado
não possui.
4. Mais processamento na transferência de informações em cada
nó usando a comutação por pacotes. Na comutação de circuitos
não há processamento após configurado o circuito.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 33 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
3.2. Técnica de Comutação
• Uma mensagem com tamanho maior do que o pacote máximo; a
mensagem é dividida em pacotes que são enviados um de cada
vez; a rede poderá manipular esse fluxo para roteá-lo ao destino
de duas formas diferentes:
3.2.1. Datagrama
• Cada pacote será tratado de forma diferente, conforme figura 5.
• Podem chegar fora de ordem no ponto de saída. Nesse exemplo o
nó de saída restaura a ordem.
• Em algumas redes, cabe ao destino fazer a ordenação.
• É possível que um pacote seja danificado na rede. Cabe a saída e
ao destino detectar e recuperá-lo.
• Cada pacote é tratado independentemente.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 34 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
3.2.2. Circuito virtual
• Uma rota pré-planejada se estabelece antes do envio do pacote.
• Uma vez estabelecida a rota, todos os pacotes seguem essa mesma
rota, figura 6.
• Cada pacote contém um identificador de circuitos virtual.
• Estação pode ter mais de um circuito virtual para qualquer outra
estação e pode ter circuitos virtuais para mais de uma estação.
• Circuito virtual uma rota entre estações é configurado antes da
transferência de dados.
• Um pacote ainda é colocado em buffer em cada nó e enfileirado
para saída.
• O nó não precisa tomar uma decisão de roteamento para cada
pacote.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 35 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
• Duas estações desejam trocar dados por um longo tempo, o cir-
cuito virtual é vantajoso.
• Se uma estação deseja enviar apenas um ou alguns pacotes, a
entrega por datagrama é mais rápida.
• Se houver congestionamento, os datagramas poderão rotear para
fora do congestionamento.
• Circuito virtual se um nó falhar, todos os circuitos virtuais que
passam por esse nó serão perdidos.
• No datagrama se um nó falhar, os outros pacotes podem encontrar
uma rota alternativa.
Figure 1.6 A Networking Configuration
Internet
Router
RouterEthernet
switch
Informationserver
Firewallhost
High-speed link(e. g. SONET)
LAN PCsand workstations
PrivateWAN
ATMNetwork
ATMswitch
High-speedlink
Subscriberconnection
Residentialuser Internet service
provider (ISP)
Técnicas de . . .
Redes de . . .
Redes de . . .
Pág. Principal
JJ II
J I
p. 36 / 36
Voltar
Tela Inteira
Fechar
Saír
21
32
3 2 1
3
(c)
1
3
(b)
(a)
(d)
(e)
2 1
32
1
Figure 10.10 Packet Switching: Virtual-Circuit ApproachFigure 6: Comutação de pacotes: Método de circuito virtual.