Fundamentos de redes de comunicaciones

Presentación del tema: "Fundamentos de redes de comunicaciones"— Transcripción de la presentación:

1 Fundamentos de redes de comunicaciones
Susana Roa Ferreira José González Arencibia Fundamentos de redes de comunicaciones

2 Sumario Clase #7 Tecnologías de acceso analógicas. X.25.
ISDN y B-ISDN. Frame Relay. ATM.

3 X.25 Estándar UIT-T (CCITT en aquel momento) para redes WAN en modo paquete. Fue definido en 1974, con posteriores revisiones. Establece los procedimientos y formatos para la comunicación entre un ETD y un ETCD que trabajen en modo paquete.

4 Stack de protocolos de X.25
X.25 es un tecnología de red que realiza la conmutación de sus unidades de datos en el nivel 3 del modelo OSI, por lo que tiene definidos estándares en los tres primeros niveles de dicho modelo. Nivel de Red X.25 Nivel de Enlace de Datos LAP-B Nivel Físico X.21 Modelo OSI X.25

5 Nivel Físico X.25 no define un estándar específico parta el nivel físico, aunque se recomienda el empleo de la norma X.21, o X.21bys. Generalmente se asume que se empleará un medio analógico como nivel físico.

6 LAP-B Corresponde al nivel de Enlace de Datos de X.25.
Sus funciones principales son 4: Control de errores. Control de flujo. Delimitación y transparencia de tramas. Transporte de paquetes X.25. 1 byte 1-2 bytes Variable 2 bytes Flag Address field Control field Data/Information FCS

7 X.25 Corresponde al nivel de red del modelo OSI.
Brinda a los niveles superiores un servicio confiable, orientado a conexión. Sus funciones principales son: Control de errores. Control de flujo. Conmutación de circuitos virtuales. Identificación de circuitos virtuales.

8 RDSI La RDSI (Red digital de servicios integrados) es definida por la ITU-T como una red digital extremo a extremo, en la que se brindan una gran gama de servicios a la que los usuarios acceden a través de un conjunto de interfaces normalizadas.

9 Servicios en la RDSI Se clasifican en dos grupos:
Servicios portadores. Teleservicios. Además existen los servicios suplementarios, que complementan o mejoran a los servicios en la RDSI, pero no tienen significado propio.

10 Canales en la RDSI Hay 2 tipos de canales:
Canales B, de 64 kbps para la transmisión de información de usuario. Canales D, a 16 ó 64 kbps para la transmisión de información de señalización o de usuario. Los canales se brindan en 3 estructuras de acceso: BRI (acceso básico): 2B + D a 16 kbps. PRI (acceso primario): 30B + D a 64 kbps Estructuras H: que combinan canales B y D.

11 RDSI-BA La RDSI-BA (red digital de servicios integrados de banda ancha) es una red digital extremo a extremo que provee una amplia gama de servicios de voz, video y datos, con calidad de servicio garantizada, basada en una red de paquetes asíncrona.

12 Servicios RDSI-BA Se clasifican en dos grandes grupos: Interactivos:
Conversacionales. Mensajería. De recuperación. Distribución: Con control de la presentación. Sin control de la presentación.

13 Introducción a FR y ATM Las tecnologías de conmutación de paquetes evolucionan de X.25 a Frame Relay y a ATM. Desde el punto de vista del modelo OSI son procesos y protocolos que se implementan en las capas de Enlace y Red. FR y ATM, en especial ocurren al nivel 2. FR se sustenta en HDLC y esta muy ligado a ISDN-Banda Estrecha. ATM rompe este esquema, con el concepto de celdas de celdas de tamaño fijo, y esta ligada a ISDN -Banda Ancha. Hoy en día la banda ancha no se va a sustentar en ATM, sino en IP/MPLS.

14 Paquete X.25 encapsulado sobre trama LAPB
Estructura de trama LAPB (HDLC)

15 X.25: Puntos claves Los Paquetes de control de la llamada (establecimiento y liberación de los circuitos virtuales) operan en el mismo canal y circuito virtual que los paquetes de datos (Señalización dentro de banda). La multiplexacion de los circuitos virtuales tiene lugar al nivel 3. Los niveles 2 y 3 incluyen mecanismos de control de flujo y de error

16 Frame Relay: Diferencias claves con X.25
El control de la llamada se lleva a cabo en conexiones lógicas separadas de los datos de usuario.(Se eliminan tablas de estado por nodos y procesamiento por conexión individual) Multiplexado y conmutación de las conexiones lógicas al nivel 2. (Se elimina una capa completa de procesamiento). No hay control de flujo/error en cada salto. Esto si existe corresponderá a capas superiores.

17 Red X.25 Red Frame Relay Fuente Destino Fuente Destino 14 12 5 3 6 4
Nodo intermedio 6 4 11 13 16 1 2 15 7 10 Red X.25 9 8 Fuente Destino 3 2 7 6 Red Frame Relay 1 8 4 5 Fuente Destino

18 Arquitectura de Protocolos
Plano de Control Plano de Usuario Q.931/Q.933 Q.931/Q.933 Seleccion por usuario LAPD (Q.921) LAPD (Q.921) LAPF (Q.922) LAPF (Q.922) I.430/I.431 I.430/I.431 Red (NT) Equipo Terminal (TE) Intercambio de mensajes Q.931/Q.933 sustentado por un control de enlace fiable dado por LAPD (Q.921) Plano de control: Establecimiento y terminacion de conexiones logicas Plano de usuario: Transferencia de datos entre subscriptores LAPF (Q.922) Link Access Procedure for Frame-Mode Bearer Service

19 Comparacion del stack de protocolos X.25 y FR
Terminal LAPF Control LAPF Core Fisico Red y Terminal Comparacion del stack de protocolos X.25 y FR

20 TE NT ET ET FH TE NT ET FH Acceso en demanda Acceso semipermanente
TE=Terminal equipment NT=Network equipment ET=Exchange termination FH=Frame handler Acceso Conmutado TE NT ET FH Acceso Integrado

21 Establecimiento y Liberacion de llamada
FH SETUP SETUP CONNECT CONNECT CONNECT ACK DISCONNECT RELEASE DISCONNECT RELEASE COMPLETE RELEASE RELEASE COMPLETE Establecimiento y Liberacion de llamada

22 Transferencia de datos de usuario: Formato de la trama LAPF
Flag Direccionado Informacion FCS Flag 2-4 variable 2 1 1 Mínima función: No hay tramas de control No hay señalización dentro de banda. No es posible el control de flujo/error, pues no hay # de secuencia. Upper DLCI C/R EA 0 Lower DLCI FECN BECN DE EA 1 Campo de direcciones -2 octetos por defecto BECN Backward explicit congestion notification DLCI Data Link Connection Identifier DE Data link congestion identifier EA Address field extension bit C/R Command/response bit FECN Forward explicit congestion notification

23 Campo de Direcciones Portador del DLCI: Data Link Connection Identifier. DLCI de 10, 17 o 24 bits La misma funcion que el # de circuito virtual en X.25 Permite la multiplexacion de multiples conecciones logicas de FR Tiene significado local: cada terminacion asigna su propio DLCI a partir de un conjunto de direcciones no usadas

24 Función de la Red La función de la red de FR, sea sobre ISDN u otra red de soporte, consiste del enrutamiento de tramas LAPF basado en sus valores de DLCI. Los nodos de red están formados por FH (Frame Handlers). El FH posee varios puertos (canal físico) sobre el que pueden multiplexarse varias conexiones lógicas (varios DLCI)

25 Operacion del Procesador de Tramas (FH)
No Trama valida Si DLCI=0 Punto de control TE A Descarta TE D DLCI conocido DLCI=312 Si 334 TE B 342 No DLCI=306 Descarta TE E TE C DLCI=0 322 Control de Error DLCI=306 Operacion del Procesador de Tramas (FH)

26 ATM Es el modo de transferencia definido para la RDSI-BS.
Su funcionamiento está basado en la transmisión de paquetes de tamaño fijo y pequeño (celdas). Está pensado para trabajar sobre medios de alto rendimiento (como FO). Las velocidades de interfaz definidas fueron originalmente 25, 51, 155 y 622 Mbps.

27 Arquitectura de Protocolo
El Modo de Transferencia Asincrona (ATM) , también conocido como conmutación o relevo de celdas, es en cierta forma similar a X.25 y FR. Puntos comunes: Información transmitida en pequeñas porciones o paquetes y la posibilidad de multiplexar múltiples conexiones lógicas. Diferencias: La información se estructura es paquetes de tamaño fijo llamado celdas. Las celdas no siguen el formato HDLC,pues no hay bandera de alineación de trama. Mínimo control de error/congestión reduciendo la tara y el procesamiento y permitiendo operación a mayores velocidades.

28 Modelo de Referencia Plano de usuario: transferencia de información de usuario y controles asociados (flujo/error) Plano de control: control de conexiones y llamadas Plano de gestión: Incluye la gestión del plano que abarca todo el sistema y la gestión de capa que actúa sobre recursos que residen en las entidades de protocolos Capa Física: especificación del medio de Tx y la codificación de la señal Capa ATM: capacidad de transferencia de paquetes. Define el tamaño de las celdas y y el uso de conexiones lógicas. Capa de Adaptación ATM (AAL): soporta transferencias de información hacia y desde las capas superiores. Es una adaptación entre los tamaños de unidades de datos y celdas.

29 Conexiones Lógicas Las conexiones lógicas en ATM se denominan Conexiones de Canal Virtual (VCC) Un VCC se establece entre dos usuarios finales a través de la red y un flujo de celdas, full duplex, y de tasa de velocidad variable puede intercambiarse entre ambos extremos. VCC también se usa para señalización de control red a usuario y red- red. Se introduce, además, una segunda sub capa: trayecto o paso virtual VPC. El VPC agrupa conexiones que tienen un trayecto común y se demuestra que ahorra recursos de procesamiento y reduce costos.

30 Dos modos de establecer VCC/VPI:
Conexiones Semi permanentes Transitorias o dinámicas que siguen esquemas de señalización y control para establecimiento/liberación

31 Ejemplo de establecimiento de llamada entre Usuario-red-Usuario

32 Estructura de la Celda 5 octetos de encabezado 53 octetos

33 Detalles del encabezamiento
GFC (Generic Flow Control): 4 bits de soporte para configuración equipo de usuario. No se utiliza normalmente. VPI (Virtual Path Identifier): Segunda parte de las instrucciones de direccionado y es de mas alta prioridad que VCI. Agrupa varios canales virtuales. VCI y VPI se asignan por los centros de conmutación durante la fase de establecimiento de la llamada. VCI (Virtual Channel Identifier): Contiene parte de las instrucciones de direccionado . Todas las celdas que pertenecen al mismo canal virtual tendrán igual VCI. El identificador de VCI indica en cada caso una sección de trayecto entre los centros de conmutación o entre este y el subscriptor. Todos los diferentes VCI juntos marcan el trayecto a través de la red. . PTI (Payload Type Identifier): Tipo de datos en el campo de información. Se distingue entre información de usuario y de red. CLP (Cell Loss Priority): Determina si una celda puede descartarse preferiblemente o no. Las celdas con CLP-0 tiene prioridad respecto a CLP-1.

34 Control de Error HEC (Header Error Control):
Control/Deteccion/Correccion limitada de errores en el encabezamiento. HEC se usa para sincronizar el receptor con el comienzo de la celda. Un procedimiento CRC (Chequeo de redundancia ciclica) se usa para la deteccion de error. El CRC se basa en la division del campo cabecera por el polinomio generador x8 + x2 + x + 1.

35 Modelo HEC para equipamiento ATM
Como el encabezado de celda es solo de 8 bits respecto a un polinomio CRC de 32 bits, existe capacidad no solo de detección, sino también de cierta corrección. Al inicio el estado por defecto es Corrección. Cualquier error detectado , el Rx pasa a Detección y no retorna hasta que no haya error

36 Transmision de celdas ATM
I. El Rx sincroniza mediante el CRC del encabezado: si no hay error, la trama es correcta y se conoce el comienzo. II. Transporte de celdas ATM sobre SDH: Concatenación de VC-3 (155 Mbps) o VC-4 (622 Mbps)

37 Transito de las celdas por la red
Las celdas son dirigidas en la red usando la información en VPI/VCI, valida por secciones. El VCI se asigna por el centro de conmutación y junto con el VPI identifican la pertenencia de la celda a una conexion en particular. Cuando la conexión se libera, los valores de VCI quedan disponibles. El valor de VPI indica paso virtual lo cual permite unir varios canales. Los cross conectores pueden cambiar VCI lo que implica una selección. Los conmutadores ATM se ocupan de la conmutación de las celdas según la información de direccionado.

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39 Capa de Adaptación ATM (AAL)
Necesaria para soportar transferencias de información desde protocolos no basados en ATM No es lo mismo, por ejemplo, un flujo de bits PCM que una trama LAPF de FR. La ITU-T I.362 especifica, entre otros servicios: Manejo de errores de Tx y perdidas/orden de celdas. Segmentación y reensamblaje de grandes bloques de datos. Control de flujo y atiempamiento.

40 AAL.. Define cuatro clase de servicios.
A: Emula un flujo de bits de velocidad constante como en PCM. B: Tasa de bit variable, como Video Conferencia C, D: Datos (C orientado a conexión) Para dar respuesta a estos servicios se han desarrollado cinco tipos de AAL: AAL1, AAL3/4, AAL5 AAL se divide en general en Subcapa de Convergencia (CS) y Subcapa de Segmentación y Reensamblaje (SAR).

41 Servicio A B D C

42 Capa de Adaptación tipo AAL1

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44 El Tag o trailer incluye un CRC para el chequeo de error en la CS
Con esto se verifica orden, pero no admite entrelazamiento de celdas de diferentes CS El campo PT en el encabezado de la celda identifica celda intermedia o final de la CS PDU: se utiliza un bit en cero 0 o 1