gestão de redes e sistemas distribuídos

Gestão de Redes e Sistemas DistribuídosGestão de Redes e Sistemas Distribuídos

Teresa Maria Vazão

Julho 2005

Conceitos fundamentais Conceitos fundamentais Evolução das RedesEvolução das Redes (parte 2)(parte 2)

IST/INESC-ID

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TMV - 2005Gestão de Redes e de Sistemas Distribuídos

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Sumário

Módulo I: Conceitos fundamentais• Evolução das redes

• Rede Global

• Redes de Longa Distância

• Redes de Área Metropolitana ou de Área Alargada

• Redes de Acesso• Modelos de estruturação da gestão• Arquitectura genérica dum Sistema de Gestão• Gestão de infra-estruturas de comunicação


Evolução das redes – Rede Global

Estruturação

Anel

Malha

LigaçãoPonto-a-Ponto

WAN/MAN 1Ligações

Intra-domínio

WAN/MAN 2Ligações

Intra-domínioLigaçãoInter-Domínio

Rede residencialDLS, HFC

SONETPOTSWiFi

ISP POPServiços IP

Rede EmpresarialFrame-Relay

FibraGigabit Ethernet

Redes de Acesso

Redes de ÁreaMetropolitana

Redes de LongaDistância


Estruturação


• Redes de Longa Distância• Núcleo do sistema de comunicação global• Dominado por um grupo pequeno de operadores globais ou transnacionais.• Objectivo único é transportar grandes volumes de informação.• Necessitam de grande capacidade• Suportadas em tecnologia SDH ou Sonet.• Novos desafios colocados pela necessidade crescente de largura de banda.

• Redes de AcessoRedes de Acesso• Redes que estão mais próximas dos utilizadores• Diversos tipos de utilizadores: residenciais ou empresariais• Diversos tipos de infra-estruturas: protocolos e larguras de banda.• Novos desafios colocados pelo tráfego IP, de natureza imprevisível e assimétrica, tornam-se particularmente relevantes nas novas aplicações.

• WAN/MANWAN/MAN• Intermediário entre os dois tipos de redes• Diversos tipos de infra-estruturas: protocolos e larguras de banda.• Necessidade de maior largura de banda por parte das Redes de Longa Distância.• Novos requisitos de acesso resulta na necessidade de serviços de dados de alta velocidade costumizados.


Evolução


• Tráfego proveniente de redes com diferentestécnicas de comutação:

• Circuitos (Voz e fax)• Pacotes (IP)• Célula (ATM ou Frame-Relay)

• Necessidade de substituir o TDM por outra técnica de comutação, mais adequada para tráfego de dados.• Novas aplicações com diferentes requisitos, nomeadamente VoIP

• A explosão do IP traduz-se numa importância contínua e crescente do tráfego de dados, face ao tráfego de voz.


Evolução


• Liberalização das Telecomunicações• Aparecimento de novos operadores introduz Competição.Competição.

• Competição entre operadores permite:• Oferta de novos serviçosOferta de novos serviços

• Ex: xDSL e as VPNs nas MANs

• Criação de novas infra-estruturasCriação de novas infra-estruturas

• Novos operadores podem criar a sua própria infra-estrutura, de Novos operadores podem criar a sua própria infra-estrutura, de forma a terem mais controlo sobre o aprovisionamento e forma a terem mais controlo sobre o aprovisionamento e fiabilidade.fiabilidade.

• Redes são um factor crítico do negócio de qualquer empresaRedes são um factor crítico do negócio de qualquer empresa

• Operadores têm de criar infra-estruturas redundantes.Operadores têm de criar infra-estruturas redundantes.


ComputadorPessoal

ComputadorPessoal

RS CS TR RD TD CDTALK / DATA

TALK

ModemRS CS TR RD TD CD

TALK / DATATALK

ModemRedeTelefónica

Rede telefónica - características• Rede telefónica

• Disponibilidade à escala global• Utilizada como rede de acesso• Ritmos de transmissão da ordem de 56Kb/s

• Circuitos alugados• Suporte de circuitos permanentes na rede telefónica

• Grande disponibilidade – o circuito não está sujeito à congestão da linha telefónica comutada• Rapidez – fase de estabelecimento da chamada inexistente• Custo fixo – independente do volume de tráfego do circuito

ComputadorPessoal

ComputadorPessoal

RS CS TR RD TD CDTALK / DATA

TALK

ModemRS CS TR RD TD CD

TALK / DATATALK

ModemRedeTelefónica

Recomendação Débito

V.21 300 b/s

V.22 1200 b/s

V.22 bis 2400 b/s

V.32 9600 b/s

V.32 bis 14400 b/s

V.34 28800 b/s

V.34 bis 33600 b/s

V.90 56000 b/s

Evolução das redes – Rede de Longa Distância


Rede Telefónica - características


Hierarquia de Multiplexagem das Telecomunicações

Conceito TDM• Unidade original de multiplexagem: 64Kb/s (1 chamada telefónica)• Nº de canais a multiplexar:

• EUA – 24• Europa – 30

• Para transmissão (multiplexar usando TDM)• T1 = 1.544 Mb/s• E1 = 2.048 Mb/S


SONET/SDH - Características


Hierarquia de Multiplexagem SONET/SDH

Conceito SONET/SDH

• Synchronous Optical Network/ Synchronous Digital Hierarchy• Os diversos sinais são multiplexados e modelados.• A largura de banda é partilhada pelos diversos sinais• Os sinais são partidos e transportados em Time Slots• Canal Data Communication Channel para informação de gestão


TDM e SONET/SDH - Características



WDM - Características


Conceito WDM

• Wavelength Division Multiplexing• Cada sinal é transportado independentemente dos outros.• Cada canal tem a sua largura de banda atribuída• Todos os sinais chegam ao mesmo tempo• Transporta de forma transparente qualquer protocolo• Canal de gestão para a camada óptica (out-band)• Reserva duma parte de cada canal para a sua própria gestão (in-band)


Rede Frame-Relay - Características

• Características gerais• Ligações virtuais identificadas por DLCI (Data Link Connection Identifier)• DLCIs são locais e alterados pelos comutadores• Controlo de fluxo e controlo de congestão• Comutação de tramas

• Controlo de congestão• Estabelecimento dum contrato Utilizador-Operador onde se específica um ritmo contratado (CIR – Commited Information Rate)• Controlo pelos utilizadores• Mecanismos de controlo de admissão e policiamento

•Controlo de fluxo• A rede controla o fluxo, mas permite picos temporários de tráfego até um certo valor definido (Exceeded Burst Size)• A rede pode indicar o estado de congestão (BCN, FCN)

Evolução das redes – Redes de Área Metropolitana


Rede ATM - características

• Características gerais• Comutação de células de tamanho fixo (53 octectos)• Multiplexagem estatística• Possibilidade de reserva de recursos na rede• Caminho virtual identificado pelo VPI/VCI

• Camadas de adaptação ATM• AAL 1 : para suporte de circuitos; modo de ligação; débito constante• AAL 2: modo de ligação; débito variável• AAL 3/4: modo com ligação (3); sem ligação (4)• AAL 5: transmissão de dados; sem ligação

• Gestão de tráfego• Gestão de recursos: caminhos virtuais• Controlo de admissão de chamadas• Controlo de parâmetros de utilização• Controlo de congestão



Rede ATM - características

Serviço Débito Atraso Perdas Aplicação

CBR Constante Restrições ToleranteVoz, vídeo, emulação de

circuitos

VBR+rt Variável Restrições Tolerante Streaming vídeo

VBR-nrt Variável Sem restriçõesBaixa

tolerância Dados

ABRTaxa

mínima Sem restrições Sem restrições Dados

UBRSem

garantia Sem garantia Sem garantia Dados



Evolução das redes – avaliação final

Rede de Longa DistânciaRede de Longa Distância• Dimensão da rede é superior

• Topologia da rede é mais estável

• Transferência de informação em pipes

• Capacidade

Rede de Área MetropolitanaRede de Área Metropolitana• Dimensão da rede é mais reduzida

• Topologia da rede pode variar

• Suporte de grande diversidade de serviços e de tipos de tráfego.

• Existência de sistemas de transmissão síncrona ou assíncrona de baixo ritmo.

• Protocolos eficientes

• Escalabilidade

• Aprovisionamento dinâmico


• Acesso com fiosAcesso com fios•Digital Subscriber Line

• Débitos até 6.1Mb/s• Transmisssão por par-entrançado (fio de cobre)• Multiplexagem na frequência• Voz, upstream e downstream • ADLS

• Acesso residencial• Largura de banda assimétrica

• HDLS• Acesso empresarial• Largura de banda simétrica

• Cable Modems• Débitos até 10 Mb/s (ou superiores)

• Transmissão por cabo coaxial

• Acesso sem fiosAcesso sem fios•GSM/GPRS, UMTS

• Frequências licenciadas

Tecnologias de Acesso

Evolução das redes – Redes de Acesso


• Redes ópticas de subscritores• Fiber To The Office – Fibra óptica em redes de grandes clientes empresariais• Fiber To The Zone – Extensão da anterior a grandes zonas residenciais (centenas a milhares de utilizadores)• Fiber To The Building – Fibra para edíficios de dimensão razoável (dezenas e centenas de utilizadores)• Fiber To The Home – Fibra para utilizadores individuais

Tecnologias de Acesso - evolução

• WiMAx• Nova tecnologia de comunicação sem fios

Evolução das redes – Redes de Acesso


Exemplo: Interligação de RedesExemplo: Interligação de Redes

RouterLAN

PPCAVOZ

IBM

IBMDados Negócio

Com3 Com3

Rede SDH

STM-1 STM-1

Rede ATM

Rede Frame-Relay

Tráfego DLCI LAN 2VOZ 3Dados Neg. 4

Tráfego DLCI LAN 2VOZ 3Dados Neg. 4

LAN

VOZ

Dados Neg.

Evolução das redes


Evolução das redes

Planeamento

GestãoInstalação

Contratação de serviços


Resumo da aula

• Evolução das redes e dos sistemas distribuídos Rede Global Rede de Longa Distância Rede de Área Metropolitana ou de Área Alargada Rede de Acesso

gestão de redes e sistemas distribuídos

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