Comutação Volnys Borges Bernal

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1 Volnys B. Bernal (c) 1 Comutação Volnys Borges Bernal volnys@lsi.usp.br

2 Volnys B. Bernal (c) 2 Agenda? Comutação? Comutação de circuitos? Comutação de mensagens? Comutação de pacotes

3 Comutação Volnys B. Bernal (c) 3

4 Volnys B. Bernal (c) 4 Comutação? A função de comutação em uma rede de comunicação se refere à alocação dos recursos da rede para possibilitar a transmissão de dados pelos diversos dispositivos conectados.? Em uma rede (LAN, MAN, WAN) sempre existem recuros compartilhados:? Compartilhamento de enlace? enlaces ponto a ponto: através de técnicas TDM ou FDM? barramento D A B C

5 Volnys B. Bernal (c) 5 Comutação? Tipos de comutação? Comutação de Circuitos? Comutação de mensagens? Comutação de pacotes

6 Comutação de Circuitos Volnys B. Bernal (c) 6

7 Volnys B. Bernal (c) 7 Comutação de Circuitos? Comutação de Circuitos? Quando um circuito dedicado é alocado para a comunicação entre duas entidades? Fases:? Estabelecimento do circuito? Transferência de informações? Liberação do circuito? O circuito dedicado pode ser composto por? enlaces físicos dedicados? canais de freqüênica (canal FDM)? canais de tempo (canal TDM)

8 Volnys B. Bernal (c) 8 Comutação de circuitos? Exemplo? Sistema telefônico? Estabelecimento de conexão? Tranferênicade informações? Liberação do circuito? Observações? Note que o caminho permanece alocado e dedicado até que umadas entidades desfaça o ciruito. Se o tráfego não for constante a capacidade do meio físico será desperdiçada. Por outro lado existe a garantia de que a taxa de transmissão sempre será suportada pela conexão.? No caso de uma sobrecarga, em uma rede de comutação por circuitos os pedidos de novas conexões são recusados

9 Volnys B. Bernal (c) 9 Comutação de circuitos Pedido de conexão B A C D Tempo gasto na procura e alocação de um canal disponível Aceite de conexão Transmissão da mensagem Transmissão em caminho dedicado Término de conexão

10 Volnys B. Bernal (c) 10 Comutação de circuitos? Sistema Telefônico? A comutação de circuitos é bastante utilizada nos sistemas telefônicos. O PABX é um exemplo típico de sistema de comutação decircuitos.? Os primeiros sistemas telefônicos utilizavam chaveamento fisico manual, no qual os operadores humanos nas centrais telefônicas recebiam os pedidos de ligação (conexão) e eram encarregados de fechar fisicamente (através de cabos) os circuitos.? Mais tarde, a introdução de relés permitiu que a comutação se tornasse automática, sem a necessidade dos operadores humanos.? Mais recentemente, com a introdução e proliferação da transmissão digital em sistemas de telefonia, as linhas passaram a ser multiplexadas no tempo (TDM síncrono).

11 Volnys B. Bernal (c) 11 Comutação de circutios? Exercício Seja uma comuicação entre A e C que possui como elemento intermediário B que utilize comutação de circuitos com os seguintes parâmetros:? Tempo de alocação de circuito: 100 ms? Taxa de transmissão: 10 Mbps? Tempo de propagação do sinal no meio: m/s? Distância entre os equipamentos: 100 m? Tamanho da mensagem: 1 Mbit? Tamanho da mensagem de controle: 1000 bits (a) Qual a quantidade total de bytes transmitida? (b) Qual o tempo total (tempo de estabelecimento de conexão, tempo de transmissão, tempo de encerramento de conexão) de transmissão da mensagem?

12 Volnys B. Bernal (c) 12 Comutação de circuitos? ATM? Assiynchronous Transfer Mode? O ATM é um sistema de comutação de circuitos (circuitos virtuais)? A transmissão ATM exisge o estabelecimento de conexão, portanto utiliza comutação de circuitos.? Os circuitos virtuais compartilham os canais físicos utilizando multiplexação no tempo assíncrona. A unidade de informação é quebrada em céculas.? Célula é a unidade de tranferência de informação no ATM e possui tamanho fíxo de 53 bytes (5 bytes de cabeçalho + 48 bytes de dados). Cada célula possui um cabeçalho no qual é informado o circuito virtual e uma área de dados.? Apesar de ser semelhante ao chaveamento de pacotes, devido à necessidade de estabelecimento de conexão o ATM é caracterizado pelo chaveamento de circuitos.

13 Volnys B. Bernal (c) 13 Comutação de circuitos Pedido de conexão A B C D Tempo gasto na procura e alocação de um canal disponível Aceite de conexão Transmissão da mensagem célula: cabeçalho + mensagem

14 Comutação de Mensagens Volnys B. Bernal (c) 14

15 Volnys B. Bernal (c) 15 Comutação de Mensagens? Comutação de mensagens? Não é necessário o estabelecimento de um circuito dedicado entre as duas entidades? Sempre que uma entidade desejar transmitir uma mensagem ela adiciona o endereço de destino a esta mensagem que será então transmitida pela rede, nó a nó? Mensagem:? Unidade lógica de informação? Em um determinado ponto da transmissão, a mensagem pode encontrar um caminho ocupado pela transmissão de outra mensagem e ainda com outras mensagens na fila de transmissão. Neste caso ela é colocada no final desta fila.

16 Volnys B. Bernal (c) 16 Comutação de Mensagens? Propriedades? Melhor aproveitamento das linhas de comunicação? No caso de congestionamento, as mensagens são sempre aceitas? O tempo de transferência aumenta nesta situação devido às filas de mensagens? Exemplo:? Correio Convencional

17 Volnys B. Bernal (c) 17 Comutação de Mensagens A B C D Transmissão da mensagem cabeçalho mensagem Tempo de espera na fila + tempo de escolha de rota

18 Volnys B. Bernal (c) 18 Comutação de Mensagens? Exercício? Seja uma comuicação entre A e C que possui como elemento intermediário B que utilize comutação de mensagens com os seguintes parâmetros:? Tamanho do cabeçalho: 100 bits? Taxa de transmissão: 10 Mbps? Tempo de propagação do sinal no meio: m/s? Distância entre os equipamentos: 100 m? Tamanho da mensagem: 1 Mbit (a) Qual a quantidade total de bytes transmitida? (b) Qual o tempo total de transmissão da mensagem?

19 Comutação de Pacotes Volnys B. Bernal (c) 19

20 Volnys B. Bernal (c) 20 Comutação de Pacotes? Comutação de pacotes? Não é necessário o estabelecimento de um circuito dedicado entre as duas entidades? Semelhante à comutação de mensagens? Porém, o tamanho da unidade de dados é limitado.? Mensagens a partir de tamanho acima do limite são quebradas em mensagens menores denomidadas pacotes? Exemplo:? Ethernet

21 Volnys B. Bernal (c) 21 Comutação de Pacotes A B C D Transmissão da mensagem cabeçalho pacote Tempo de espera na fila + tempo de escolha de enlace destino

22 Volnys B. Bernal (c) 22 Comutação de Pacotes? Exercício? Seja uma comuicação entre A e C que possui como elemento intermediário B que utilize comutação de pacotes com os seguintes parâmetros:? Tamanho do cabeçalho: 100 bytes? Taxa de transmissão: 10 Mbps? Tempo de propagação do sinal no meio: m/s? Distância entre os equipamentos: 100 m? Tamanho da mensagem: 1 Mbyte ( bytes)? Tamanho do pacote 1 Kbyte (1.000 byte) (a) Qual a quantidade total de bytes transmitida? (b) Qual o tempo total de transmissão da mensagem?

23 Volnys B. Bernal (c) 23 Comutação? Exercício? Compare as técnicas de comutação em relação ao tempo de transmissão e ao número de bytes transmitidos.

24 Bibliografia deste módulo Volnys B. Bernal (c) 24

25 Volnys B. Bernal (c) 25 Bibliografia deste módulo? Livros? SOARES, LUIZ F. G.? Redes de computadores:das LANs MANs e WANs às redes ATM.? Editora Campus. 1995? TANENBAUM, ANDREW S.? Computer Networks. 3rd edition.? Prentice Hall 1996.