Mundo IP. O conceito de convergência Gerência de Evolução Tecnológica TRI07AG Eng. Antonio Silvério

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1 Março/2010 Informativo técnico EMBRATEL Volume 1, Edição 1 Mundo IP O que significa IP? IP significa Internet Protocol. Um protocolo é uma regra de comunicação para redes de dados. O IP padrão foi o Versão 4 por isto também denominado IPv4. O IP surgiu em 1970 conjuntamente com o protocolo TCP (Transmission Control protocol) desenvolvido pela UNIX. Com o objetivo de interligar os centros de pesquisa e universidades norte-americanas. Foi criada a ARPANET (ARPA - Advanced Research and Project Agency),, que foi a precursora da Internet atual, baseada nos protocolos TCP/IP. No Brasil a Internet começou por iniciativa da RNP Rede Nacional de Pesquisa em 1989, com a construção de um Backbone para interligação das instituições do de pesquisa Brasileiras com instituições de pesquisa dos EUA. O conceito de convergência Gerência de Evolução Tecnológica TRI07AG Eng. Antonio Silvério Olá, meu nome é Professor Embratelino e estou aqui para falar um pouquinho sobre o que é o Mundo IP e como a Embratel está evoluido para este novo conceito de redes de telecomunicações e de prestação de serviços. Para entendermos um pouco sobre esta revolução nas redes de teelcomunicações precisamos entender o conceito de convergência de redes de telecomunicações. Foi na década de 90, com o avanço das telecomunicações e com a popularização da Internet, que o conceito de convergência digital passou a fazer parte do vocabulário das pessoas. São inúmeros os exemplos de que podemos lembrar para definir o que é convergência digital e como elas estão aplicadas em nosso dia-a-dia, como pagar uma conta na internet e receber a confirmação pelo celular; poder escolher sua programação na TV digital e em quais horários você quer vê-la; ler jornais, revistas, ouvir rádio, ver TV pela Internet. Existem cinco tipos principais de convergência: a convergência tecnológica; a convergência de redes; a convergência fixomóvel; convergência de serviços e a convergência de terminais. 1)Convergência Tecnológica - Termo genérico para convergência digital. Consiste no desenvolvimento e comercialização de soluções de tecnologias convergentes como redes, serviços ou terminais. Os produtos corporativos VIPLINE IP, REDE VIP da Embratel foram planejados com este conceito. 2) Convergência de redes - É a unificação entre duas ou mais redes distintas em uma única, capaz de fornecer todos os serviços prestados pelas outras redes. Um exemplo é a convergência entre voz e dados, conhecida como voz sobre protocolo IP (VoIP). Já está sendo incorporado a esses serviços, vídeo e multimídia e a essa junção (voz, internet e TV) dá-se o nome de Triple Play. O serviço NETPHONE da Embratel é um exemplo desta convergência. 3) Convergência fixomóvel - Esse método é o que menos se desenvolveu nos últimos anos. As operadoras de telefonia ainda encontram muitas dificuldades em criar tecnologias para colocar em prática a convergência entre telefonia fixa e móvel, no entanto com o amadurecimento de tecnologias como o IMS- Internet Multimedia Subsystem, vai simplificar a introdução deste tipo de convergência. 4) Convergência de serviços - É você poder fazer o mesmo serviço através de diferentes meios como, por exemplo, pagamentos de contas que só podiam ser feitos no caixa, já são realizados pela internet ou telefone. 5) Convergência de terminais - Através de um único meio, pode ter acesso a redes e serviços diversos. Um ótimo exemplo é a nova mania das pessoas os celulares smartphones.

2 Estrutura legada segmentada por serviço Convergência Tecnológica... Com a convergência das mídias para o IP... faz sentido uma única estrutura baseados em protocolos IP, MPLS e Ethernet como infra-estrutura básica para a prestação do serviço. Página 2 de 2 Convergência Tecnológica O conceito de convergência tecnológica foca em uma rede multiserviços, ao contrário do paradigma atual de redes legadas onde cada plataforma de rede presta um único serviço (ex.: rede Frame-relay, rede ATM Assynchronous Transfer Mode e rede de telefonia pública e privada). Com a convergência das mídias para o IP (Voz sobre IP, Vídeo sobre IP, dados dedicados sobre IP, etc) faz sentido uma única estrutura baseada e em protocolos IP, MPLS e Ethernet como infraestrutura básica para a prestação do serviço. Embora estas tecnologias não sejam novas, a introdução desse conceito de rede permitirá reduzir o número de camadas de redes para prestação do serviço, reduzindo o CAPEX e OPEX quando comparada ao modelo legado TDM, devido a simplificação da rede. De acordo com entrevistas realizadas pelo Yankee Group, das 20 maiores operadoras do mundo, 85% já iniciaram planos de consolidação de redes utilizando IP/MPLS como núcleo de rede, e do Ethernet no acesso, em esforços de 3 a 5 anos de duração, com o objetivo de redução de camadas de rede em uma primeira etapa e na prestação de novos serviços em uma etapa seguinte. Uma das vantagens do conceito de convergência tecnológica é a unificação do acesso e transporte da informação em um única interface Ethernet. Em uma mesma interface Ethernet é possível ter velocidades que variam de kbit/s a gigabit/s em um mesmo equipamento de acesso, permitindo modificar a velocidade de um enlace de forma mais rápida e ágil quando comparado a rede TDM legada. Para se ter uma idéia, a velocidade de crescimento da Internet atual tem o volume da ordem de 11 x 10 6 bytes/mês (fonte: IDC de 2009). Outras aplicações como o VoIP e Vídeo também contribuem para este crescimento de demanda. Outro benefício com a introdução destas tecnologias é o ganho estatístico, permitindo que uma mesma capacidade seja compartilhada com vários usuários, reduzindo consequentemente o custo/bit. Os circuitos estatísticos variam a ocupação de banda de forma dinâmica, permitindo estabelecer perfis de tráfego com e sem garantia de banda. O que significa Ethernet? Ethernet é uma tecnologia de interconexão para redes locais - Local Area Networks (LAN) - baseada no envio de pacotes, padronizada pelo IEEE como Atualmente o Ethernet também é empregado na MAN- Metropolitan Area Network, denominado Carrier Ethernet

3 Página 3 de 3 Convergência de Redes e Serviços Convergência de redes Convergência de serviços A convergência das mídias para o IP motivou o desenvolvimento de equipamentos terminais, de acesso, transporte e núcleo de rede de forma integrada, permitindo a prestação de serviços do tipo Triple Play onde voz, dados e vídeo são ofertados em um único equipamento terminal. As mídias são digitalizadas e codificadas e então encapsuladas em protocolos como o IP (Internet Protocol), o TCP (Transmission Control Protocol), UDP (User Datagram Protocol) por equipamentos terminais denominados CPE- Customer Premisse Equipment. A oferta NET COMBO é um exemplo de convergência de redes, onde o Cable Modem (equipamento terminal) integra os serviços de voz (NET PHONE) e dados (VIRTUA). O Decodificador digital, embora tenha vídeo codificado em MPEG-2 não é encapsulado em IP. Outro exemplo de serviço convergente é o VIPLINE IP que integra voz e dados banda larga em um único serviço. A convergência das mídias para o IP motivou o desenvolvimento de equipamentos terminais, de acesso, transporte e núcleo de rede de forma integrada." O que são Protocolos? Um protocolo é uma descrição formal de um conjunto de regras e convenções que governam a maneira de comunicação entre os dispositivos em uma rede. O IP, TCP e UDP são exemplos de protocolos utilizados na Internet. Convergência fixo-móvel e de terminais Você sabe o que é um IAD? É um equipamento terminal que significa Integrated Access Device, ou seja é um equipamento que integra serviços de voz e dados, e é utilizado no serviço VIPLINE IP da Embratel exemplificado na seção anterior. Exemplo de um IAD O equipamento dispõe de interfaces para conectar telefones (handsets) analógicos, interface de rede ethernet LAN e em alguns modelos Wireless LAN (Wi-Fi). A interface WAN é também do tipo ethernet, a qual será conectada ao provedor de serviço, neste caso a Embratel, através um acesso do mundo IP : Wimax e rede ADSL. O IAD é um exemplo de convergência de terminal, ou seja em um único terminal tem-se dois ou mais serviços. A convergência fixo-móvel (da sigla em ingês FMC- Fixed Mobile Convergence) se baseia mesmo conceito: em um único terminal (aparelho celular dual com tecnologia Wi-Fi + GSM) o assinante tem as facilidades da linha fixa (através do wi-fi) concomitante com o serviço móvel. A convergência fixo-móvel está sendo avaliada principalmente pelas Operadores de Telefonia Fixa, em virtude da migração dos assinantes de linhas fixas para sistemas celulares e conseqüente perda de receita. Os motivadores incluem também a economia gerada no segmento celular, pois segundo dados da Pyramid Research cerca 50% dos assinantes de telefonia móvel dos Estados Unidos realizam chamadas dentro de casa ou no escritório. Outro motivador é a introdução de novos serviços com PC-to- Phone, uma vez que o acesso fixo é via wifi conectado à rede de banda larga larga da Operadora.

4 Página 4 de 4 CONCEITO DE PROTOCOLOS DE REDE E MODELO OSI Como são estruturados os protocolos da Internet? A Internet e Intranets funcionam a partir de protocolos de redes. Como vimos anteriormente, um protocolo é uma descrição formal de um conjunto de regras e convenções que governam a maneira de comunicação entre os dispositivos em uma rede. Exemplos de dispositivos: cabos de rede, hubs, switches, roteadores, placas de rede, access point wi-fi, etc... Para ilustrar esta interessante característica do Modelo OSI considere a seguinte situação: um Engenheiro na China deseja enviar um manual de produto para um cliente no Brasil. O Engenheiro chinês utiliza um tradutor para transcrever o manual do produto do chinês para uma língua que ambos conheçam, por exemplo, o inglês. Então o Engenheiro chinês contrata um serviço de entrega via correio, colocando em uma caixa o manual impresso, com endereço do destinatário. O correio por sua vez, embala esta correspondência com outras correspondências para o Brasil, sendo estas enviadas via transporte aéreo.equest for Comments. Para organizar os diversos protocolos que estão presentes em uma rede, e a necessidade de proporcionar aos fabricantes um conjunto de padrões com maior compatibilidade e interoperabilidade entre as várias tecnologias de redes produzidas, foi lançado em 1984 o modelo de referência da Open System Interconnection (OSI) como modelo descritivo de rede, criado pela ISO. A comunicação descrita acima pode ser dividida em três camadas ou níveis distintos: Nível 7: Aplicação : manual com as informações. Nível 6 e 5 : tradução do manual para inglês Nível 4: contratação do serviço de entrega Nível 3: Manual embalado e endereçado ao destinatário (pacote IP) Nível 2: Remessa de correspondências para o Brasil (quadro ethernet); Nível 1: transporte das correspondências via aérea (bit) Modelo OSI da ISO Cada camada do Modelo OSI possui uma PDU-Protocol Data Unit. Ao inspecionarmos o tráfego em uma rede (a Internet por exemplo), deve-se atentar que os dados são encapsulados por protocolos específicos de cada camada do Modelo OSI: Por exemplo a PDU de camada 1 (física) é o bit, a PDU de camada 2 (enlace) é o quadro (Frame) e a PDU de camada 3 (redes) é o pacote. Os dispositivos de rede podem atuar em uma ou mais de uma camada do modelo OSI. Por exemplo um cabo de rede atua na camada 1, o switch na camada 2 e roteador atua nas camada 3. O modelo OSI foi desenhado com camadas independentes, e uma PDU pode ser encapsulada em outra PDU da camada superior. A conversação se dá apenas entre as PDUs de um mesmo nível. www Quadro Rede HTTP Transporte Rede DADOS DADOS Transporte Transporte TCP / UDP DADOS DADOS IP www Server Ethernet ATM/Frame Relay

5 Página 5 de 5 CONCEITO DE INTERNET, INTRANET, LANs e WANs A Internet pública é normalmente a rede referida como Internet. Existem também redes corporativas e governamentais cujos servidores não trocam informações fora da rede privada, estas redes são denominadas Intranets. Outra denominação comumente usada são as Extranets, quando os servidores de uma rede privativa tem abrangência regional. As nets podem se comunicar. REDE PRIVADA WAN EXTRANET Os dispositivos de rede são agrupados formando topologias de redes cuja abrangência pode ser local (LAN-Local Area Networks), ou mesmo metropolitano e regional (WAN-Wide Area Networks). Provedores de Internet (ISP-Internet Service Providers) se conectam a rede de Operadora (WAN-Wide Area Networks), formando o núcleo de rede da Internet e Intranets. As redes locais e de operadora são normalmente representadas por nuvens onde cada nuvem é composta por dispositivos de redes e protocolos específicos dependendo da tecnologia aplicada. REDE PÚBLICA TCP/IP Serviços de Comunicação Padronizados pela Internet INTERNET INTRANET REDE PRIVADA LAN LAN Circuito Virtual A Internet permite que aplicações distribuídas em sistemas finais troquem dados entre si, em uma estrutura de computação cliente-servidor. Um ISP-Internet Service Provider possui servidores onde as aplicações (páginas Web, mensagens de correio eletrônico por exemplo) são compartilhados com os usuários finais (clientes). O compartilhamento de arquivos diretamente entre o usuário final e o servidor como áudio e vídeo (ex.: You Tube) em tempo real, telefonia pela Internet (ex. Skype) e jogos distribuídos gera o conhecido tráfego P2P (Peer-to-Peer), que é uma das razões do crescimento expressivo da Internet mundial. A Internet possui serviços orientado a conexão e serviços não orientados à conexão (ou datagrama). Na primeira opção os dados são entregues ao usuário final de forma ordenada e completa, oferecendo uma conexão confiável para entrega dos dados, o TCP é um exemplo. Protocolo orientado à conexão Na segunda opção não existe garantia da entrega ordenada e completa dos dados, o UDP é um exemplo Protocolo não orientado à conexão LAN WAN LAN Topologia de redes LAN e WAN O desenho de redes usado na interligação de LANs e WANs é comumente denominado de Internetworking Para implementar a nuvem WAN existem 2 abordagens fundamentais: por comutação de circuitos e comutação de pacotes. Na comutação de circuitos as tecnologias usadas provêem recursos determinísticos ou seja dedicados. As linhas dedicadas (EILD-Exploração industrial de linhas dedicadas), sistemas TDM (PDH e SDH) são exemplos de tecnologias por comutação de circuitos. Na comutação de pacotes, as mensagens (pacotes) são armazenadas em cada dispositivo da rede e posteriormente enviada ao destinatário (store and Foward), provendo os recursos da rede de forma estatística. A comutação de pacotes é adequada para o tráfego de dados, onde períodos de silêncio do tráfego de dados de um usuário são utilizados por dados de outros usuários. A comutação de pacotes introduz o atraso de enfileiramento das mensagens e dependendo do congestionamento da rede, pode ocasionar também perdas de mensagens. São tecnologias de comutação de pacotes: X.25, Ethernet, Frame Relay e ATM Conforme mostrado na figura acima os sistemas finais de uma LAN são conectados através da nuvem WAN por circuitos virtuais onde em cada dispositivo da rede WAN da Operadora é mapeado em uma tabela um identificador do circuito virtual referente a uma determinada conexão. Por exemplo o DLCI Data Link Connection Identifier é o identificador do circuito virtual em uma rede Frame Relay.

6 Página 6 de 6 Tecnologia TCP/IP : a fundamentação do Mundo IP Os protocolos tem as seguintes funções básicas:: endereçamento, estabelecimento de conexão, controle de fluxo, controle de erro, e opcionalmente confirmação de recebimento e retransmissão; Podemos fazer uma analogia do protocolo de 2 pessoas conversando com a conversação TCP entre o cliente (usuário) e o servidor Web. Analogia de conversa humana e protocolo de comunicação TCP As Internet/Intranets funcionam de forma similar utilizando o modelo de camadas TCP/IP, que é o modelo OSI simplificado: Outra entidade de padronização é o IEEE, cujo padrão IEEE 802 regula ao padrão ethernet. Os dispositivos mais utilizados em rede TCP/IP são os switches e roteadores. Os switches encaminham os quadros ou frames. Os Switches Ethernet mantêm uma tabela que mapeia o endereço físico (MAC Address de 24 bits) de cada dispositivo conhecido para uma determinada porta de rede à qual ele está conectado. Os roteadores conectam duas ou mais redes separadas logicamente. As subdivisões lógicas de rede são chamadas de sub-redes. Uma sub-rede pode ou não ser mapeada diretamente para um único segmento físico, mas sempre representa uma rede discreta (e portanto. logicamente separada).os roteadores mantêm uma tabela que mapeia o endereço lógico (endereço IP de 32 bits) de cada dispositivo conhecido para uma determinada porta à qual está conectada uma subrede que permite que se chegue no dispositivo de destino. Ao receber um pacote de dados com um determinado endereço IP de destino, o Roteador o encaminha de forma seletiva para a porta a qual pertence este endereço. Modelo TCP/IP O TCP é um exemplo de protocolo orientado à conexão. As confirmações/retransmissões de dados tornam o TCP lento para aplicações em tempo real como é o caso da voz. O UDP é um exemplo de protocolo não orientado à conexão, onde não são realizados pedidos de confirmação de recebimento, sendo utilizado para serviços multimídia. Dada a importância dos protocolos para o correto inter-funcionamento da Internet são desenvolvidos padrões pelo IETF- Internet Engineering Task Force, cuja normas são denominadas RFCs (Request for Comments), definindo protocolos como o TCP, IP, HTTP (web) e SMTP( ). Exemplo de interconexão dentro de uma LAN É através do endereço de camada 2 (MAC address) e endereço de camada 3 (IP address) que os pacotes são remetidos dentro da rede. Na próxima seção veremos como estes endereços são definidos e encaminhados na Internet.

7 Página 7 de 7 O Ethernet é um padrão muito popular em tecnologia LAN pois tem uma boa relação entre custo, facilidade de instalação e capacidade de transmissão de bits." VOCÊ SABIA??? Os endereços IP são controlados e alocados pelo ICCAN-Internet Corporation for Assigned Names and Numbers. A distribuição dos endereços é feito pelo ARIN-American Registry for Internet Numbers controla a distribuição dos recursos da Internet, incluindo IPv4 e IPv6 e os Sistemas Autônomos, representado na América Latina pelo LACNIC. No Brasil a representação do LACNIC é o NIC BR, ligado ao Comitê Gestor da Internet no Brasil. Embora pareçam muitos endereços o endereçamento IPv4 encontra-se em fase de esgotamento..." A TECNOLOGIA ETHERNET A Xerox desenvolveu inicialmente o Ethernet conjuntamente com a Intel e a Digital em 1980, definindo o Ethernet DIX (Digital + Intel + Xerox), posteriormente padronizado pelo IEEE como IEEE O Ethernet é um padrão muito popular em tecnologia LAN pois tem uma boa relação entre custo, facilidade de instalação e capacidade de transmissão de bits. Estes pontos fortes combinados com a simplicidade técnica, aceitação no mercado de computadores e da capacidade de suportar O endereço MAC O endereço MAC (Media Access Control) um endereço físico 48 bits, em representação hexadecimal que identifica um adaptador de dispositivo de rede, como por exemplo uma placa de rede, uma determinada porta de um switch ou roteador, a porta LAN de um Access point Wi-Fi. Os primeiros 24 bits O endereço IPv4 e IPv6 O endereço IP é um endereço lógico, que permite endereçar os dispositivos de uma LAN (endereço privado) ou da WAN (endereço global válido na Internet). Um endereço IP tem 32 bits e consiste em duas partes principais, um número de rede e um número de host. Como é quase impossível para a maioria das pessoas memorizar 32 bits, os endereços IP são agrupados em 8 bits de cada vez, separados por pontos, e representados no formato decimal e não em binário. Essa notação formato é conhecido como decimal com pontos, permitindo um total de 2 32 = 4 bilhões de endereços. protocolos de rede populares como o TCP/IP, tornou o Ethernet como a principal tecnologia de rede para a Internet/Intranet nos dias atuais. O padrão IEEE define regras para configuração do ethernet bem como especifica como os elementos em uma rede ethernet irão interagir com outras redes. A tecnologia ethernet foi planejada originalmente para o ambiente LAN-Local Area Network, evoluindo para as redes de telecomunicações da operadora WAN-Wide identificam o fabricante e os restantes 24 bits identificam um número serial do adaptador. Exemplo de endereço MAC: 00-1C-C4-10-DF- 0A, placa de rede do fabricante Broadcom NetXtreme. O endereço MAC é usado na camada de enlace e tem apenas visibilidade Area Network, surgindo o conceito de Carrier Ethernet introduzindo facilidades de criação de circuitos virtuais com segurança, alta escalabilidade, flexibilidade operacional e gerenciamento exigidos em uma rede de Operadora. Os serviços e características do Carrier Ethernet são padronizados pelo MEF- Metro Ethernet Forum, pelo próprio IEEE e IETF que desenvolveram novos protocolos para o Carrier Ethernet. local (LAN, WAN). Para que os endereços MAC de destino sejam descobertos na Internet é necessário que um protocolo faça a tradução de um endereço MAC local para um endereço IP, que é conhecido na Internet. Este protocolo é chamado ARP Address Resolution Protocol. Existem três classes de endereços IP que uma organização pode receber do American Register for Internet Numbers (ARIN). São classe A, B e C. Embora pareçam muitos endereços, o endereçamento IPv4 encontra-se em fase de esgotamento em função do uso de classes e do crescimento exponencial da Internet mundial. A proposta do IETF é um novo protocolo com endereço com 128 bits, o IPv6. Classes do IPv4

8 Página 8 de 8 Binário: Rede 32 bits Host Decimal: REDE Ex.1 - Endereço IP de classe B Ex.2 - Endereço IP classless 0 Endereço IP da rede: Endereço IP de Broadcast: Endereço IP sem Sub-Rede REDE SUB REDE HOST HOST Endereço IP com Sub-Rede Para que serve o NAT? NAT siginifica Network Address Translation, que é uma tradução do endereço IP da LAN, para o endereço IP da WAN que é válido na Internet. O NAT ajuda a economizar endereços IPv4 delimitando domínios de administração de endereços IP. E o DNS? DNS significa Domain Name System, que são servidores espalhados pelas Internet e Intranets que contém os a relação dos nomes de domínio a um endereço IP. O nome será traduzido para o endereço IP Classe B Classless Classes de endereçamento IP, DHCP Existem endereços especiais que identificam a rede como um todo, e o endereço de broadcast. Os endereços de rede são utilizados nos protocolos de roteamento, os quais iremos comentar adiante. Os pacotes de broadcast são utilizados para obtenção dos endereços MAC de destino dos dispositivos de rede que não estão diretamente conectados entre si (protocolo ARP). O endereçamento IP pode usar os bits para identificar as redes e os hosts obedecendo as classes (classfull), que não são flexíveis na quantidade de distribuição Hub LAN Switch O TCP e o UDP Endereço IP: A camada de transporte possui dois protocolos que são o UDP (User Datagram Protocol) e TCP (Transmission Control Protocol) encapsulam os dados provenientes da camadas superiores (aplicação) em segmentos. O protocolo UDP realiza apenas a multiplexação para que várias aplicações possam acessar o sistema de comunicação de forma coerente. Roteador Hosts de endereços de redes e hosts. Uma solução para este problema é quebrar as redes em sub-redes (sub-netting). A máscara de sub-rede define quantos bits serão usados para a rede e o host. Para a classe B do exemplo ao lado a máscara de rede é , indicando que os 16 primeiros bits identificam a rede. Para passarmos de uma rede ou sub-rede para outra (CIDR-Classless Interdomain Routing); é necessário rotear o pacote através da rede. Os endereços IP atribuídos a cada dispositivo de rede pelo administrador de rede é denominado estático, pois WAN Endereço IP de rede: Endereço IP de Broadcast: O protocolo TCP realiza, além da multiplexação, o. controle de erros e de fluxo permite conduzir a transmissão dos dados isenta de erros, tornando esta comunicação confiável. Desta forma, as interfaces socket ou TLI (ambiente não é automatizado e exige um registro atualizado dos endereços usados na rede a fim de se evitar duplicatas de endereços IP. Os endereços IP podem ser obtidos dinamicamente através do protocolo DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), permitindo que cada host obtenha o endereço IP de forma rápida e dinâmica. A faixa de endereços é definida em um servidor DHCP. À medida que os hosts entram na rede, estes solicitam um endereço ao servidor DHCP. Endereçamento IP em uma rede Endereçamento IP dinâmico - DHCP Unix) e Winsock (ambiente Windows) fornecem um conjunto de funções-padrão para permitir que as aplicações possam ser desenvolvidas independentemente do sistema operacional no qual rodarão.

9 Página 9 de 9 Protocolos de Roteamento Roteamento é o processo de escolher o melhor caminho entre os dispositivos de rede para envio dos pacotes. O roteador é o equipamento que faz o repasse (packet fowarding) do pacote a partir de uma porta de entrada para uma porta de saída, além de determinar a rota (caminho) que o pacote irá percorrer até chegar ao seu destino. Quando nenhum caminho é encontrado no processo de roteamento, é usada uma rota padrão conhecida como rota default. Os roteadores mantém tabelas de rotas que são atualizadas a cada mudança na rede. O roteamento pode ser de 2 tipos: Estático: estabelece que uma determinada rota, ou rotas, serão inseridas manualmente pelo administrador da rede. Dinâmico: propõe que a inserção de rotas faça-se automaticamente, através da troca de informações entre os roteadores, utilizandose os algoritmos de roteamento. Os algoritmos de roteamento levam em conta parâmetros a confiabilidade, atraso, largura de banda, carga Que caminho? de congestionamento, custo da comunicação denominados métricas. Os algoritmos de roteamento podem ser de dois tipos: Vetor distância: o roteador informa e atualiza a a tabela de roteamento dos roteadores vizinhos. O protocolo de roteamento RIP-Routing Internet Protocol é um exemplo. Estado do Link: o roteador informa apenas o estado dos links aos vizinhos, para então cada um independemente atualizar sua tabela de rotas. Um exemplo é o protocolo OSPF-Open Shortest Path First. Este tipo de protocolo tem convergência mais rápida. X A D B C 7 X Roteamento a partir da mudança de topologia da rede A D B C AS- Autonomous System e protocolos IGP/EGP Um sistema autônomo é um conjunto de roteadores sobre uma mesma administração técnica que utiliza um mesmo IGP (Interior Gateway Protocol). O RIP e OSPF são exemplos de IGPs. A idéia do sistema autônomo é conferir escala para nas informações de atualização da tabela de roteamento e autonomia administrativa de diferentes redes. O roteamento entre diferentes AS é realizado por protocolos do tipo EGP (Exterior Gateway Protocol) que é um protocolo inter-as.. O protocolo BGP é um exemplo de EGP. A numeração de um AS varia de 1 a O BGP tem 2 variantes: Internal BGP (ibgp) para distribuir prefixos dentro da mesma AS. External BGP serve para conectar diferentes AS O roteador de borda aprende múltiplos caminhos através de internal e external BGP, escolhendo o melhor caminho, aplica a tabela de rotas IP e encaminha aos vizinhos BGP. Regras ou políticas são aplicadas para influenciar a seleção do melhor caminho. IGP: RIP e OSPF EGP:BGP

10 QoS : Qualidade de Serviço Página 10 de 10 O roteamento tradicional apresentou-se suficiente para o tráfego de dados da INTERNET, mas não para novas aplicações como Voz, Dados Missão Crítica, Vídeo que necessitam de diferenciação de classes de serviço, aplicando-se regras ou políticas adequadas para cada tipo de tráfego (Conceito de QoS Qualidade de Serviço). Os algoritmos de roteamento não utlizam métricas adicionais como delay (atraso), jitter (variação do atraso) e congestionamento da rede, importantes para o desempenho e qualidade da rede de dados e para diferenciação de classes serviços. As aplicações que trafegam numa rede possuem características e necessidades diferentes. Algumas são mais sensíveis do que outras, como por exemplo a Voz (que é muito sensível ao delay). Normalmente as redes são dimensionadas e suportam o tráfego sem tratamentos específicos. Isso significa que a banda destinada para uma Tecnologia IP/MPLS: o núcleo da rede WAN aplicação prioritária para a empresa pode estar sendo usada para outro fim, podendo gerar congestionamento e baixo desempenho das aplicações. A motivação para a implantação de QoS no Backbone IP vem da demanda por aplicações sensíveis ao atraso (delay), à diferença entre atrasos (jitter) ou à perda de pacotes (packet-loss). Desta forma é necessário prover um tratamento diferenciado para cada aplicação. A motivação para a implantação de QoS no Backbone IP vem da demanda por aplicações sensíveis ao atraso (delay), à diferença entre atrasos (jitter) ou à perda de pacotes (packet-loss).." MPLS significa Multi Protocol Label Switching. O MPLS é um mecanismo eficiente de encapsulamento em hardware (ASICs), chamado Wire-speed, fornecendo suporte a serviços IP orientado à conexão. Utiliza Labels ou rótulos inseridos nos pacotes para transporte e encaminhamento destes. Os pacotes MPLS podem rodar em qualquer tecnologia de nível 2 tais como, ATM, Frame Relay, Ethernet. Os Labels ou rótulos são inserido no roteador denominado PE-Provider Edge são distribuídos pelo LDP-Label Distribution Protocol, formando circuitos virtuais denominados LSPs- Label Switch Paths. O roteamento é feito pelo protocolo BGP explicitado na seção anterior. O MPLS escala grande quantidade de rotas da rede e controla também o tráfego na rede (através do protocolo RSVP-Resource Reservation Protocol). A correspondência entre o Label e as tabelas de rota, ou parâmetros de tráfego do RSVP é denominada Label Binding. Permite que Roteadores de Núcleo (Core) e dispositivos de rede comutem pacotes baseados através um cabeçalho simples presente no Label, de forma bem rápida. O FEC Fowarding Equivalent Class é o agrupamento de pacotes (ex. Prefixo de Endereço IP de destino) em uma classe para encaminhamento pela rede IP/MPLS. O campo CoS (Class of Service) de 3 bits permite segregar até 8 diferentes classes de serviço. O MPLS permite empilhamento de Labels (Label Stack). Na borda (PE) : Classificar os pacotes packets Escolher o Label Label Binding CE E-LSR : Edge Label Switch Router (ATM Switch or Router) Label Distribution Protocol Label Switch Path ARQUITETURA IP/MPLS No núcleo da rede (P): Encaminhar o pacote usando o Label (em oposição ao endereçamento IP) O Label indica a Classe de Serviço e destino Troca e comutação de Labels Swapping or Switching CE Na borda (PE): Remove o Labels Encaminha o pacote LSR - Label Switch Router Router ATM switch + Label Switch Controller

11 Página 11 de 11 Ecossistema tecnológico para o Mundo IP Amigos, chegamos ao final do nosso Tutorial de Redes TCP/IP e o conceito de Convergência, que são os alicerces do Mundo IP. O Mundo IP conta com outras tecnologias formando um grande ecossistema tecnológico para atender as demandas crescentes do tráfego da Internet e das Intranets. O núcleo de rede de serviços é baseado na comutação de pacotes em IP/MPLS integrado a rede de telefonia formando a NGN-Next Generation Networks é o novo núcleo de rede para serviços multimídia (voz, dados e vídeo). Cada serviço passa a ser configurado em um servidor de aplicação. Os sistemas autônomos (AS) anteriormente explicitados são interligados por redes WAN de acesso ethernet, com tecnologias do tipo Carrier Ethernet, Wimax, IP DSLAM (Digital Subscriber Line Access Mux), GPON- Gigabit Passive Optical Network dentre outras. As redes de Transporte para interligação das cidades passa a ter grande capacidade da ordem de Terabit/s através de tecnologias modernas como o IP sobre DWDM e o ROADM-Reconfigurable Add-Drop Mux. Estas tecnologias serão objeto das apresentações do Fórum de Tecnologia. APROVEITE! BIBLIOGRAFIA 1. Portal Fator Brasil de 22/12/ IDC Brasil 3. Redes de Computadores e a Internet, James F. Kurose. 4. Certificação Cisco CCNA 3.0, Yuri Diógenes. 5. Curso de TCP/IP Topmaster//Embratel 6. Curso de TCP/IP Avançado Topmaster//Embratel 7. Interconexão de Redes Locais Antonio Almeida de Jesus Embratel 8. Treinamento Básico de Roteadores Cisco Sérgio Lunardi Embratel 9. Tecnologia da Internet PUC-RJ CCE 10. Apresentação para Ambientação Presencial em Tecnologia Ger. De Ev. Tecnologia

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