Interconexão ATM x Frame relay. Prof. José Marcos C. Brito

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1 Interconexão x Frame relay Prof. José Marcos C. Brito 1

2 Formas de interconexão Interoperação direta entre redes distintas Possível quando os protocolos possuem semânticas semelhantes Acesso a um protocolo através de outro Transporte de um protocolo sobre outro (trunking) Modelo overlay Um protocolo opera de modo transparente sobre o outro 2

3 Cenários de interconexão X.25 X.25 Frame Relay IP Frame Relay IP Circuito A B Acesso lógico, via A, à rede B A B Interoperação de serviço entre A e B Acesso físico a A A B A transportado sobre B A figura ilustra vários cenários de interconexão entre o e outros tipos de redes. Na parte da direita mostra-se a interoperação a nível de serviço, que só é possível quando os protocolos possuem semânticas semelhantes. Os protocolos X25/FR e FR/ permitem a interoperação, pois são redes orientadas a conexão que processam métodos similares para indicação de status, assim como procedimentos semelhantes para o estabelecimento e desconexão de circuitos. Uma outra forma de, mais fraca, de interoperação é o acesso lógico via outra rede. Muitos padrões definem como acessar um protocolo através de outro. Por exemplo, um usuário conectado a uma rede pode acessar uma rede IP. Note que existem padrões para acessar o IP de qualquer uma das redes indicadas. A parte da esquerda da figura mostra cenários em que um protocolo é transportado sobre outro. Embora o possa transportar qualquer dos protocolos indicados, ele não pode ser transportado por estes protocolos, em função da incapacidade dos mesmos de suportar os níveis de QoS especificados para o. Como consequência deste fato, muitas operadoras estão criando backbones para transportar múltiplos serviços sobre uma plataforma comum. 3

4 no backbone x Frame relay x Comutação de circuito x IP x Redes locais (Ethernet) Uma das principais utilizações do nas redes de telecomunicações atuais é na implementação de backbones de operadoras de telecom, ou mesmo backbones privados de redes corporativas. Para o sucesso do como solução de backbone é necessário prover mecanismos para sua interconexão (ou interoperação) com as tecnologias legadas, tanto no ambiente de rede local como das WANs, como Frame Relay, redes locais (particularmente Ethernet), redes com comutação de circuitos e redes IP. O oferece como vantagens o maior throughput 1 elayuibtildadte ds intgrtação dediovestosserviatos s tecnologia(,) Tj TD Tc Tw (rinolu-nd 4

5 no backbone Rede de acesso não- Rede Rede de acesso não- Frame relay Frame relay Circuito Circuito IP IP Ethernet Ethernet 5

6 Frame relay x - Padrões Recomendação I.555 do ITU-T (1993) Frame relaying bearer service interworking. Especificações FRF.5 e FRF.8 do Frame Relay Fórum (1994) Frame Relay/ PVC Network Interworking Implementation Agreement - FRF.5 Frame Relay/ PVC Service Interworking Implementation Agreement - FRF.8 6

7 Frame relay x - Padrões Especificação B-ICI do Fórum (1995) BISDN Inter-Carrier Interface Specification, version 2.0, af-bici Recomendação I do ITU-T (1993) Frame relaying service specific convergence sublayer (FR-SSCS) 7

8 Frame relay x Network Interworking Frame relay é transportado de forma transparente sobre a rede Na interface entre as redes um dispositivo (Interworking Function) provê as funções de mapeamento e encapsulamento para preservar os parâmetros do serviço frame relay sobre o. O uso do não é visível para os usuários finais Service Interworking Dispositivo terminal frame relay seinterconecta com dispositivo terminal 8

9 FR x - Network Interworking FR FR UNI FR UNI FR FR UNI Frame Relay Frame Relay FR UNI Neste cenário os dispositivos Frame Relay se conectam através da rede, que transporta o protocolo Frame Relay de forma transparente. O dispositivo terminal pode estar conectado diretamente à rede, através do (Iterworking Function), ou pode estar conectado a uma rede Frame Relay, que por sua vez está conectada à rede através do. O é responsável pelas funções de encapsulamento e mapeamento do protocolo Frame Relay no. Um dos dispositivos terminais pode estar conectado diretamente à rede, sem o. Neste caso, este dispositivo deve suportar a FR-SSCS (cenário 2, adiante). 9

10 FR x - Service Interworking FR FR UNI UNI FR FR UNI Frame Relay Neste cenário o dispositivo terminal Frame Relay se conecta a um dispositivo terminal, através de uma rede. O dispositivo terminal se conecta ao diretamente ou através da rede Frame Relay. 10

11 FR x - Network Interworking Cenário 1 FR UNI FR UNI Camadas Superiores Q922 core Q922 core FR-SSCS AAL 5 FR-SSCS AAL 5 Q922 core Camadas Superiores Q922 core Nível físico Fis. Físico Físico Físico Fis. Nível físico A camada AAL5 na figura é dividida nas subcamadas CPCS e SAR. A suíte de protocolos dos dispositivos terminais permanece intacta. 11

12 FR x - Network Interworking Cenário 2 Frame Relay FR UNI UNI Camadas Superiores Q922 core Nível físico Q922 core Fis. FR-SSCS AAL 5 Físico Físico Camadas Superiores FR-SSCS AAL 5 Físico O uso do pelo terminal FR e o terminal não são visíveis para o terminal. O terminal FR pode estar conectado a uma rede FR, e esta rede estar conectada à rede através do. O terminal deve suportar a subcamada FR-SSCS em sua pilha de protocolos. O provê todas as funções necessárias para garantir que o serviço provido para o terminal FR não sofra qualquer alteração pela presença da rede de transporte. 12

13 Funções do O deve prover meios para suportar as seguintes funções do Frame Relay: Formatação e delimitação de PDUs de comprimento variável Detecção de erro Multiplexagem de conexões Indicação de prioridade de descarte Indicação de congestionamento (para frente e para trás) Gerenciamento do status de PVC 13

14 Transporte de quadros em células Q bytes F L A G Header Payload CRC F L A G FR-SSCS Header Payload AAL5 - CPCS PAD UU CPI Compr. CRC AAL5 - SAR 48 bytes 48 bytes 48 bytes Header Payload O quadro do Frame Relay é transportado nas células, utilizando-se a AAL 5, a menos do flag e do CRC. O controle de erros é feito através do CRC de 32 bits da camada AAL. O cabeçalho do Frame Relay pode variar de 2 a 4 bytes, dependendo do tamanho do campo DLCI. Para o cabeçalho da FR-SSCS, apenas o formato com 2 bytes é de implementação mandatória. 14

15 Interoperação entre cabeçalhos Identificação do circuito virtual Um para um ou muitos para um DLCI DLCI F E C N B E C N CR EA = 0 DE EA = 1 VPI VCI VPI VCI VCI HEC P T I CLP 15

16 Mapeando DLCI em VPI/VCI Multiplexagem muitos para um Várias conexões lógicas Frame Relay, identificadas através dos DLCIs, são mapeadas em um único VCC, identificado pelo par VPI/VCI. Implementação opcional Multiplexagem um-a-um Cada conexão Frame Relay, identificada pelo DLCI, é mapeada em um VCC, identificado pelo par VPI/VCI. 16

17 Mapeamento muitos para um Frame Relay DLCI = 47 VPI/VCI = 42/19 DLCI = 39 DLCI = 39 DLCI = 47 Nesta solução várias conexões Frame Relay, identificadas pelos DLCIs, são mapeadas em um único VCC, especificado pelo par VPI/VCI. Pelo ponto de vista da rede isto resulta em menos VCCs para gerenciar. No entanto, as células provenientes de DLCIs distintos não podem ser misturadas na rede, podendo resultar em atraso adicional no (células de uma conexão precisam ser armazenadas até que todas as células da outra conexão sejam transmitidas). 17

18 Mapeamento um para um Frame Relay DLCI = 47 VPI/VCI = 42/19 DLCI = 39 VPI/VCI = 62/29 DLCI = 39 DLCI = 47 A cada DLCI está associado um VCC, identificado pelo par VPI/VCI. As células associadas a DLCIs distintos podem ser misturadas no enlace físico da rede (os diversos VCCs podem estar compartilhando o mesmo enlace físico), diminuindo o problema de atraso no. 18

19 Interoperação entre cabeçalhos Prioridade de descarte Um para um ou muitos para um DLCI DLCI F E C N B E C N CR EA = 0 DE EA = 1 VPI VCI VPI VCI VCI HEC P T I CLP O operador da rede pode optar entre mapear ou não a informação de prioridade de descarte do quadro Frame Relay para as células. Quando a translação é implementada, o bit DE (Discard Eligible) do Frame Relay é mapeado diretamente para o bit CLP (Cell Loss Priority) da rede, e vice-versa. 19

20 Interoperação entre cabeçalhos Congestionamento Um para um ou muitos para um DLCI DLCI F E C N B E C N CR EA = 0 DE EA = 1 VPI VCI VPI VCI VCI HEC P T I CLP O Frame Relay preve dois bits, FECN e BECN, para informar situações de congestionamento na rede. A informação é enviada para frente (FECN) e para trás (BECN). O só preve informação de congestionamento para frente, através de um bit do campo PTI (bit EFCI). A rede não precisa saber se houve um congestionamento na rede Frame Relay, uma vez que ela não pode reagir a este evento. Por outro lado, a rede Frame Relay deve saber sobre congestionamentos na rede, para que ela possa indicar aos usuários finais para reduzir o tráfego. Além disto, uma rede Frame Relay deve saber sobre congestionamento em outra rede Frame Relay. 20

21 Congestionamento Frame Relay A Frame Relay B BECN BECN FECN PTI BECN BECN FECN FECN Congestionamento Transmissão transparente pela rede Se um congestionamento ocorre na rede FR-A (upstream), o bit FECN é setado para levar esta informação à downstream (rede FR-B). O cabeçalho Frame Relay (incluíndo o FECN) atravessa a rede de forma transparente, no cabeçalho da FR-SSCS no topo da AAL 5. Potanto, não há necessidade de converter esta informação para o cabeçalho. Se um congestionamento ocorre na rede, as células que passaram por ele terão o bit EFCI do PTI setado. Se a última célula que compõe um quadro Frame Relay chegar ao com a indicação de congestionamento setada, o irá setar o bit EFCN do quadro, para informar ao destino. Além disto, o irá setar o bit BECN em um quadro que estiver sendo transmitido à upstream (na direção da rede A), para informar o terminal de origem. Se um congestionamento ocorre na rede FR-B, o bit BECN é setado para informar a origem. Este bit é transportado de forma transparente pela rede (no cabeçalho do FR-SSCS). Em resumo, caso uma situação de congestionamento ocorra, em qualquer parte do circuito virtual entre origem e destino (na rede FR ou ), os terminais de origem e destino serão notificados deste fato. 21

22 Gerenciamento de tráfego Conversão de parâmetros Os parâmetros CIR, Committed Burst Size, Excess Burst Size e Access Rate do Frame Relay são mapeados para os parâmetros PCR, CDV, SCR e MBS do. Taxa de acesso do FR é equivalente ao PCR (peak cell rate) do. CIR (Committed Information Rate) do FR é equivalente ao SCR (Sustainable Cell Rate) do. Quando uma conexão Frame Relay é estabelecida através de um backbone, os parâmetros de tráfego devem ser convertidos. A taxa de acesso do Frame Relay (taxa da interface física) é convertida para o PCR (Peak Cell Rate) do, enquanto o CIR (Committed Information Rate) do Frame Relay é convertido para o SCR (Sustainable Cell Rate) do. 22

23 FR x - Service Interworking Frame Relay FR FR UNI UNI Camadas Superiores Q922 Core Q922 Core Q922 Core Translação de protocolo opcional Null SSCS Q922 Core AAL 5 Camadas Superiores Null SSCS AAL 5 Nível físico Fis. Fis. Fis. Físico Físico Físico Nível físico Interoperação de serviço ocorre quando um usuário de serviço FR interopera com um usuário de serviço. A função do é prover as adaptações necessárias para a efetivação desta interoperação. No caso da interoperação a nível de rede (cenário 2 anterior) com um terminal, o terminal deve implementar funções relacionadas ao FR na FR-SSCS. No caso de interoperação a nível de serviço, o terminal desconhece que o terminal distante seja FR, e vice-versa. A translação de protocolos é necessária quando as redes FR e seguem procedimentos padronizados para encapsulamento multiprotocolo, uma vez que os padrões para cada uma das redes são incompatíveis. Esta é a situação, por exemplo, quando temos uma rede local conectada à rede FR e outra rede local conectada à rede. 23

24 Mapeamento de parâmetros Formatação e delimitação de quadro O quadro FR é transportado em células, através da AAL5. Os flags e CRC do FR são descartados. O cabeçalho do FR é removido, e alguns campos são transportados no cabeçalho da célula. 24

25 Mapeamento de parâmetros Prioridade de descarte Campo DE do FR é mapeado no CLP do, e vice-versa (opcionalmente). Congestionamento FECN Na direção FR para o mapeamento do bit FECN no bit EFCI do campo PTI é opcional Na direção para FR, se a última célula que compõe o quadro possuí o bit EFCI setado, o bit FECN do quadro é feito igual a 1. 25

26 Mapeamento de parâmetros Congestionamento BECN O cabeçalho não permite o mapeamento desta funcioanalidade Campo C/R (comando/resposta) O bit C/R do cabeçalho FR deve ser mapeado no bit CPCS-UU da CPCS-PDU, e vice-versa Identificação do circuito virtual O campo DLCI é mapeado para um par VPI/VCI (umpara-um). A associação deve ser feita no momento em que o PVC é estabelecido. 26

27 Gerenciamento de tráfego Conversão de parâmetros Os parâmetros CIR, Committed Burst Size, Excess Burst Size e Access Rate do Frame Relay são mapeados para os parâmetros PCR, CDV, SCR e MBS do. Taxa de acesso do FR é equivalente ao PCR (peak cell rate) do. CIR (Committed Information Rate) do FR é equivalente ao SCR (Sustainable Cell Rate) do. 27

28 Gerenciamento de PVC O recebe indicações da rede FR e as mapea para as indicações correspondentes da rede, e vice-versa. 28

29 Encapsulamento de protocolos das camadas superiores Modo Transparente Nenhuma conversão é feita. Aplica-se quando há compatibilidade entre os terminais (ex.: transmissão de voz em pacotes) Modo Translação Os métodos de encapsulamento de múltiplos protocolos do FR e do são incompatíveis, e o deve prover a conversão (ex.: conexão de duas LANs) O Frame Relay utiliza o padrão especificado na FRF.3.2 (RFC 1490) para encapsular múltiplos protocolos no quadro FR. O, por sua vez, utiliza o padrão especificado na RFC 2684 (RFC 1483) para o mesmo fim. Os dois padrões são incompatíveis, e requerem um procedimento de tradução efetuado pelo. O encapsulamento de um protocolo sobre FR (ou ) ocorre, por exemplo, quando temos uma rede local conectada à rede FR (ou ). O método de multiplexagem baseado em VC, especificado na RFC 2884, não é suportado pelo modo translação. 29

30 Translação do método de encapsulamento Frame Relay FR FR UNI UNI Ethernet, FDDI, IP, etc Network Layer Protocol Identifier (NLPID) Frame Relay Físico Necessidade de translação Ethernet, FDDI, IP, etc LLC/SNAP AAL5 Físico A figura ilustra uma aplicação onde tem-se um protocolo (no exemplo, Ethernet, FDDI, IP, etc) encapsulado no Frame Relay de um lado e no do outro. Os métodos de encapsulamento, incompatíveis entre si, são o NLPID (FRF.3.2) e LLC/SNAP (RFC 2684). 30

31 Exemplo de translação - IP AAL CPCS header LLC 0xAA-AA 0x03 OUI 0x00 Frame relay header 0x00-00 Control 0x03 NLPID 0xCC PID 0x08-00 Pacote IP Pacote IP 31

32 Exemplo de translação Ethernet AAL CPCS header Frame relay header Control 0x03 PAD 0x00 NLPID 0x80 OUI 0x00 0x80-C2 PID 0x00-01 ou 0x00-07 Quadro MAC LLC 0xAA-AA 0x03 OUI 0x00 0x80-C2 PID 0x00-01 ou 0x00-07 PAD 0x00-00 Quadro MAC 32

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