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1 Encaminhadores IP Sistemas Telemáticos LESI Grupo de Comunicações por Computador Departamento de Informática Universidade do Minho Fontes utilizadas Alguns materiais de Scott Karlin and Larry Peterson Zhenhai Duan N. stanford.edu; S. cornell.edu Artigo IP Routers Architecture An Overview James Aweya acessível na net. A Internet é um grafo de encaminhadores! Qual o aspecto dos comutadores encaminhadores? Componentes dum Encaminhador Genérico Processamento de um pacote num encaminhador IP. Aceitar o pacote de uma ligação de entrada 2. izar o endereço de destino do pacote na tabela de reenvio para identificar a(s) porta de saida. 3. Manipular o cabeçalho do pacote decrementar o TTL e calcular a soma de verificação do cabeçalho. 4. Enviar o pacote para a(s) portas de saída. 5. Colocar o pacote na fila de espera 6. Transmitir o pacote pela linha de saída

2 Outra visão dum Encaminhador IP Interior dum Encaminhador IP melhor esforço Componentes Arquitecturais Básicos Plano de dados processamento por pacote!#! "!# % Duas Técnicas Básicas % + & ' (!#! ) * % (4)! Filas de Espera de Saída ! Comutação via Memória Partilhada Inúmeros trabalhos provaram e tornaram possível Equidade(Fairness) Garantia de atraso + Controlo de jitter Garantia de Perdas Garantias estatísticas # +

3 Filas de Espera de Saída Quão rápida pode ser a memória partilhada?. +. ; < ; < = < * < * # Filas de Espera de Entrada com Crossbar Fila de Espera de Entrada ead of Blocking ead of Blocking!" #" Fila de Espera de Entrada Filas de Espera de Saída Virtuais Fila de Espera de Entrada Filas de Espera de Saída Virtuais #" "

4 Fila de Espera de Entrada Filas de Espera de Saída Virtuais 2. 3 C Engenho de Expedição 0 Rede destino Porta >;!8!8!8@A " A!D!8!8@> BD!!8!8@D E Ex. de Tabela de Expedição Prefixo IP de Destino !* 68F" #% )*#! Porta de saída #&%#%*#) % %& #% )#!#& %'% (#!!%%% 3 Prefixos podem sobrepor-se. ' ' #% )#!#& '' (!! ) ''! 0 Dificuldade da unificação com o prefixo mais longo " B A 2( - F 0 F Lookup da Tabela de Encaminhamento Não é nada fácil! A operação de busca não é uma unificação exacta O lookup directo precisa de 4G entradas (32 bits no endereço IP) Unificação com o maior prefixo Tabelas de ash Árvores balanceadas B

5 88888 D8888 A8888 E8888 >8888 ;8888 B8888 " Tamanho da Tabela de Expedição 8G888@ D; D> DE DA DD 88 Binary Search Tree < > < > < > N entries Trees e Tries log 2 N Binary Search Trie Fonte httpwww.telstra.netopsbgptable.html Trees and Tries Multiway tries 6-ary Search Trie 0000 ptr ptr ptr ptr Interiores dum Encaminhador IP com QOS Componentes Arquitecturais Básicos dum Router com QoS Controlo de Admissão Controlo de Congestão Encaminhamento Reservas Controlo Componentes arquitecturais básicos Percurso de dados processamento por pacote!#! "!# Policiamento Comutação Escalonamento da Saída Fluxo de dados processamento por pacote # # 62. ;

6 Routers IP de Primeira Geração Shared Backplane Evolução dos Encaminhadores IP A maioria dos switches Ethernet e routers mais baratos O Estrangulamento pode ser o barramento de IO ou host adaptor O que é mais caro? Barramento? Memória??? Routers IP de Primeira Geração Estrutura de Filas Memória Partilhada Inúmeros trabalhos provaram e tornaram possível Equidade(Fairness) Garantia de atraso Controlo de jitter Garantia de Perdas Garantias estatísticas Routers IP de Segunda Geração 5 6 IJ IJ! # Correspondência de portas nas placas de interface Alta % de acertos na cache local para lookups O que é mais? Bus? Memória??? Routers IP de Segunda Geração Estruturas combinadas de filas de entrada e saída SwitchesRouters de 3ª Geração Switched - 2 Interfac e Disponibiliza percursos paralelos (switching fabric) O que é mais? Bus? Memória? >

7 SwitchesRouters de 3ª Geração Estrutura de filas de espera RoutersSwitches de 4ª #= 88L Separação física entre o núcleo de comutação e as cartas de linha Distribui energia por vários armários. Permite todo armazenamento (buffering) colocado nas placas de linha Reduz energia. Coloca a complexidade (escalonamento gestão de buffers política de descarte de pacotes etc ) na placa de linha RoutersSwitches de 4ª Geração #= 88L + N N N RoutersSwitches de 4ª Geração Estruturas de filas de espera %- K- & # % (2) Problemas dos Fabricantes Rápida expedição (lookup de rotas) Identificação de Fluxos Percurso rápido de expedição Suporte de QoS Routers de núcleo empresa ou acesso A simplicidade é a chave do sucesso Fiabilidade(estabilidade) de routers de alta velocidade Energia dual Percursos de dados duplicados Facilidade de configuração Má configuração é outro problema sério Possibilidade de contabilização E