Emulação Pseudowire. Ricardo Lopes Ribeiro

Transcrição

1 Emulação Pseudowire Este tutorial apresenta os conceitos e características da Emulação Pseudowire, que permite que serviços ditos legados TDM, Frame Relay e ATM sejam transportados por uma conexão virtual ponto-a-ponto através de um mesmo circuito em redes IP/Ethernet até seus assinantes. Ricardo Lopes Ribeiro Pós-graduado em Análise de Sistemas e MBA em Serviços de Telecomunicações pela Universidade Federal Fluminense. Atuou por 10 anos como Analista de Suporte em instituição financeira do Governo do Estado do Rio de Janeiro, onde participou do desenho e configuração das redes e dos hardwares para suporte ao projeto de automação bancária do Estado. Atuou também por 6 anos como Gerente de Projetos de Integração Tecnológica e 4 anos como Especialista em Redesenho de Processos de TI em Consultoria Latino Americana pertencente ao Grupo Francês Altran Consulting. Ocupa há três anos a posição de Especialista Sr. em Processos e Arquitetura de Sistemas na Gerência de Arquitetura de Soluções Móveis da Diretoria de TI do Grupo Telemar. ricardol_ribeiro@hotmail.com Categoria: Banda Larga Nível: Introdutório Enfoque: Técnico Duração: 15 minutos Publicado em: 07/08/2006 1

2 Pseudowire: Introdução Por ser uma nova forma de comercialização, existe certa confusão na aplicabilidade da Emulação Pseudowire. Por esta razão, vamos apresentar, em linhas gerais, uma linha básica de sua definição. Segundo a definição do Internet Engineering Task Force (IETF), a emulação pseudowire ponto-a-ponto (PWE3) é um mecanismo que emula os atributos essenciais de serviços como ATM, Frame Relay ou Ethernet sobre uma rede comutada de pacotes (PSN). As funções que devem ser desempenhadas para esta emulação incluem o encapsulamento dos serviços específicos (PDU s Protocol Data Unit) que chegam por uma porta de acesso à rede e são então direcionados através de um trajeto específico ou um túnel virtual criado para a conexão. Esta tecnologia possibilita ainda que o controle de seu sincronismo e ordenação, assim como, todas as outras operações requeridas para a manutenção fiel do comportamento e das características do serviço por ela transmitido sejam mantidas fielmente como as de seu meio de transporte original. A idéia básica é a utilização de uma terceira camada (Layer 3) na rede, sobre a qual, uma operadora ou um provedor de serviços necessita transportar serviços legados, incluindo ainda a camada 2 de serviços da rede. Desta maneira, os serviços legados já em comercialização como ATM e Frame Relay, por exemplo, poderão trafegar em conjunto com os novos serviços convergentes, como VPLAN s, VoD, VoIP e IPTV, compartilhando as altas taxas de transmissão oferecidas por suas redes novas com base em IP/MPLS, reduzindo assim os custos das operadoras e estendendo estes serviços legados para novos mercados. Da perspectiva do cliente, a emulação PW é percebida apenas como um link não compartilhado ou um circuito nativo do próprio serviço. Na figura a seguir, apresentamos um modelo de referência PW3E onde uma conexão entre dispositivos PE s (Provider Edges) com dois circuitos AC (Attachment Circuits) forma um único circuito bidirecional através de um túnel pseudowire, ligando dois equipamentos de clientes (CE s) em cada extremidade da rede de serviços. Os circuitos AC representam os tipos de serviços que podem ser atendidos como, por exemplo, Frame Relay DLCI, ATM VPI/VCI, portas Ethernet, VLAN, links HDLC, conexões PPP em interfaces físicas, seções PPP de um túnel L2TP, MPLS ou LPS, MSO, aplicações móveis e etc. 2

3 Figura 1: Emulação Pseudowire. Durante o setup de uma emulação PW, os PE s são configurados automaticamente com as informações de mudança referente ao serviço que deverá ser emulado. Somente então, o processamento dos pacotes é iniciado para entrega na outra extremidade da rede. Após a criação do túnel, os frames com origem nos CE s são recebidos pelos PE s de uma das pontas, encapsulados e enviados sobre a PW para os PE s remotos na outra extremidade da rede. A seguir, frames nativos são então reconstituídos por estes PE s e encaminhados aos CE s de destino. Esta capacidade desempenhada pelos PE s é disponibilizada através de uma funcionalidade chamada internetworking function (IWF). 3

4 Pseudowire: Convergência de Redes O ponto central das emulações pseudowire é desacoplar os serviços em protocolos e aplicações, com a finalidade de prover facilidades para seu transporte. Desde que uma rede possa suportar IP ou IP/MPLS, esta poderá suportar emulações pseudowire e então, diversos outros serviços sobre suas funcionalidades. Esta capacidade faz das emulações pseudowire uma tecnologia natural para construir redes inteiramente convergentes, especialmente agora em que a movimentação das operadoras e dos provedores de serviços no mundo todo ocorre com o objetivo de investir em grandes redes baseadas em IP/MPLS. Assim, uma operadora poderia oferecer uma emulação pseudowire de serviços T1, por exemplo, em qualquer lugar de sua rede IP onde a largura de banda adequada esteja disponível, além de transportar essa emulação pseudowire de serviços T1 através de seus backbones ou cores IP. Com esta flexibilidade, os serviços que hoje são oferecidos separadamente poderão então, como parte de um mix de serviços, serem entregues a partir de uma única rede convergida reduzindo sobremaneira a complexidade de operação. Outra vantagem é a redução de custos em virtude do provisionamento e manutenção de uma única rede. Por transcender todas as tecnologias de transporte existentes, permite a construção de uma ponte entre tecnologias, incluindo SDH/SONET, RPR, WDM, DSL, GPON e mesmo WiMax, além da possibilidade de ofertar novos serviços, sem incorrer na migração de clientes, rentabilidade e conseqüentemente na canibalização de uma rede em detrimento de outra. Esta tecnologia pode, então, construir novas redes, novos serviços, e ainda continuar a oferecer os antigos ao mesmo tempo, mantendo todo o imobilizado anteriormente investido. Um exemplo de rede dessa natureza é apresentado na figura a seguir. Figura 2: Rede convergente com serviços oferecidos por emulação pseudowire. 4

5 Pseudowire: Benefícios Como podemos observar, inúmeras possibilidades de serviços poderão ser implementadas através desta emulação. No futuro, estas implementações poderão oferecer serviços de interconexão em arquiteturas multiponto, com sinalização dinâmica fim-a-fim (E2E), que proporcionará a facilidade de estabelecer um caminho apropriado através da rede. Será possível estabelecer a conexão, verificá-la e gerar relatórios de sua situação dinamicamente (OA&M), permitindo que a solução tenha grande escalabilidade sem a necessidade de conversão dos núcleos dos serviços de redes já existentes. Convergindo então as redes de transporte existentes para um acesso universal, estende também sua ação aos serviços da segunda camada da rede (QoS Qualidade de Serviço). Existe um clamor entre as operadoras de telecomunicação no que diz respeito às dificuldades, operacionalidades e provisionamento de conexões ATM, a despeito da chegada da capacidade de sinalização a esta rede. A emulação pseudowire possibilita mover dinamicamente esta sinalização para o interior de sua camada, onde sua capacidade dinâmica utilizando as técnicas OSPF-TE (open shortest path first traffic engineering), IS-IS-TE (intermediate system to intermediate system traffic engineering), RSVP-TE (resource reservation protocol traffic engineering) e LDP (label distribution protocol), permitem configurações eficientes sobre um núcleo de rede MPLS. Sabemos que o planejamento e o controle das redes MPLS proporcionam esta capacidade, e que uma LDP pode permitir sinalização para a criação de um túnel. Porém, estaríamos limitando as conexões nos dispositivos de acesso e trazendo as características das antigas segundas camadas para estas redes, como acontece com as redes ATM e Frame Reley, onde o provisionamento é tratado por sistemas de fornecedores específicos. Como vimos, uma emulação pseudowire PW3E trata os roteadores na terceira camada de rede universalizando seu uso. A figura a seguir apresenta uma configuração pseudowire standard que habilita a utilização de um grupo de serviços legados e serviços emergentes, trafegando sobre a mesma rede de pacotes. 5

6 Figura 3: Rede convergente com configuração pseudowire standard. Essa rede suporta os seguintes tipos de serviços: Serviços tipo T1/E1 de dados como os serviços dinâmicos de compartilhamento de banda, suporte para SNA, X.25, criptografia e protocolos proprietários de dados; Serviços tipo T1/E1 de voz como PBX, switching e sinalização de voz classe 5 e serviços dinâmicos CE s, fazendo avaliação da banda quando não existe tráfego presente; Serviços Frame Relay UNI ou NNI para portas Frame Relay; Serviços E-Line e E-LAN. 6

7 Pseudowire: Padronização Como característica padrão na maioria dos roteadores, a tecnologia pseudowire possui hoje uma extensão limitada. Ainda estão sendo desenvolvidos e aperfeiçoados dispositivos pseudowire específicos por player como Mangrove Systems, Hammerhead Systems, Overtune Networks, RAD, Cisco e Axerra. Alguns dos principais fabricantes de equipamentos ópticos dizem estar incorporando a tecnologia pseudowire em suas plataformas ópticas, como por exemplo, nas redes SONET e SDH. Porém, não há nenhuma maneira da potencialidade das redes MPLS ser levada ao nível de SDH/SONET a menos que as operadoras queiram se certificar de que as emulações pseudowire possam cobrir toda a camada óptica também, assim como, possuir algum tipo de controle sobre esta. Por esta razão, os especialistas em tecnologia afirmam que a emulação pseudowire não está pronta ainda para utilização plena. O padrão pseudowire encontra-se em desenvolvimento no Internet Engineering Task Force (IETF), que está trabalhando em conjunto com outras entidades como o ITU-T e alguns fornecedores, para definir os mapeamentos individuais dos protocolos existentes a serem utilizados através das emulações pseudowire. Há diversos sabores de pseudowires, incluindo TDM sobre IP, estrutura agnóstica de TDM sobre pacotes e serviços de emulação de circuitos sobre pacotes. Também se encontra em desenvolvimento, o conceito de verificação virtual de conectividade de circuitos, uma idéia com origem no mundo ATM. Esta necessidade surgiu porque a tecnologia pseudowire opera em ambientes orientados a conexões, assim como o mundo ATM, e esta capacidade de verificação contínua que o mundo ATM possui, pode ser adicionado a essa tecnologia. Entretanto, algumas operadoras de telecomunicações não estão esperando pela ratificação do padrão recomendado pelo IETF e estão pressionando seus fornecedores para estabelecerem preços mais baixos, antes mesmo de considerarem as emulações pseudowire como uma tecnologia de distribuição real no mercado. Isto está ocorrendo para viabilizar a utilização da tecnologia, por exemplo, em uma rede em que seus roteadores clássicos possam ser utilizados como PE s de pseudowires de segunda camada de serviços em rede Ethernet e seu custo por unidade não seja maior do que o da aquisição de uma ATM ou Frame Relay. 7

8 Figura 4: Modelo de Camadas do padrão Pseudowire (PWE3). 8

9 Pseudowire: Considerações Finais Como foi visto neste tutorial, a principal vantagem da emulação pseudowire é permitir que os serviços ditos legados TDM, Frame Relay e ATM sejam transportados por uma conexão virtual ponto-a-ponto através de um mesmo circuito em redes IP/Ethernet, harmonizando as redes wireless com malhas físicas de cobre ou de fibra, possibilitando a interconexão entre aparelhos ou dispositivos de diferentes fabricantes e tecnologias. Esta característica, juntamente com os outros benefícios deste novo mecanismo de transporte, tem atraído a atenção das operadoras de telecomunicações e estão na pauta das recentes conferências e eventos internacionais de convergência de serviços de telecomunicações. Os grandes players dizem que os benefícios deste novo mecanismo de transporte são numerosos, embora a distribuição difundida só aconteça provavelmente a partir da ratificação do padrão recomendado pelo IETF. Apesar dos obstáculos encontrados até agora, conforme mencionado nas seções anteriores deste tutorial, as operadoras de telecomunicação e em especial as americanas, ainda acreditam na promessa das emulações pseudowire. Como esta tecnologia vem ao encontro de seus interesses, devem aguardar o desenvolvimento dos padrões, das novas funcionalidades que serão incluídas e dos equipamentos necessários para sua implementação. O objetivo de todos é a convergência, a fim de obter economia de escala, retorno máximo em recursos, bem como aproveitar as vantagens do paradigma Control Plane MPLS. A tecnologia e a idéia são grandes. Porém, se as operadoras não obtiverem preços atrativos, com certeza não irão embarcar nesta. Por esta razão, os próximos passos do IETF são desenvolver suporte para o tráfego de aplicações IMS/FMC, melhorar a eficiência no transporte de voz e vídeo, e maximizar assim a receita das operadoras de telecomunicação. Neste momento, só nos resta mesmo é esperar para ver o que virá por aí. Referências IETF - Internet Engineering Task Force, que está desenvolvendo os seguintes drafts para o padrão pseudowire: PWE3 Draft IETF PWE3 Framework-00.txt; PWE3LYR - Draft Brayant PWE3 Framework-00.txt; L2TPv3 Draft IETF L2tpext L2tp Base 01.txt; L2TP RFC ATM Fórum, que desenvolveu o seguinte draft: Circuit Emulation Service Interoperability Especification Vr. 2.0 (af-vtoe ), Janeiro de Frame Relay Forum, que desenvolveu os seguintes drafts: O Leary et al, Frame Relay/ATM PVC Network Interworking Implementation Agreement, 20 de Dezembro de 1994 FRF.5; R. Koeen e T. Hatala - Voive Over Frame Relay Implementation Agreement FRF.11 Foster, Califórnia Janeiro de

10 RAD UIT International Telecommunications Union Telecommunications Section, que desenvolveu o seguinte draft: Recomendação Q.933, anexo A Genebra MPLS/Frame Relay Alliance Metro Ethernet Forum The North American Network Operators' Group - Nanog Mangrove Systems 10

11 Pseudowire: Teste seu Entendimento 1. A definição da Emulação Pseudowire ponto-a-ponto (PWE3), segundo o IETF, é: Um mecanismo que emula os atributos essenciais de serviços como ATM, Frame Relay ou Ethernet sobre uma rede comutada de pacotes. Um mecanismo que emula os atributos essenciais de serviços como ATM, Frame Relay ou Ethernet sobre uma rede comutada de circuitos. Um mecanismo que emula os atributos essenciais de serviços de redes de pacotes IP e MPLS/IP sobre uma rede comutada de circuitos. Um mecanismo que emula os atributos essenciais de serviços de redes de pacotes IP e MPLS/IP sobre redes ATM, Frame Relay ou Ethernet. 2. Qual das técnicas abaixo pode ser utilizada para a sinalização dinâmica de conexões ATM implementadas através de emulação pseudowire? OSPF-TE (open shortest path first traffic engineering). IS-IS-TE (intermediate system to intermediate system traffic engineering). RSVP-TE (resource reservation protocol traffic engineering). LDP (label distribution protocol). Todas as anteriores. 3. Numa rede convergente que implemente emulações pseudowire, seria possível oferecer serviços T1 em qualquer ponto da rede desde que: A rede tenha, como parte de seu núcleo, a funcionalidade de comutação de circuitos. A rede tenha largura de banda adequada disponível. A rede tenha um backbone TDM. A rede de transporte seja óptica. 11