REDES CONVERGENTES PROFESSOR: MARCOS A. A. GONDIM

Transcrição

1 REDES CONVERGENTES PROFESSOR: MARCOS A. A. GONDIM

2 Roteiro Introdução a Redes Convergentes. Camadas de uma rede convergente. Desafios na implementação de redes convergentes.

3 Introdução a Redes Convergentes. Conceito de convergência: realizar a consolidação de diferentes tipos de tráfegos de aplicações em uma mesma rede IP.

4 Propósitos de uma rede convergente Redução de custos com operação e infraestrutura. Combinar serviços de voz e dados em uma só rede. Oferecer serviços integrados. Convergência de payload: transporte de diferentes tipos de informações na mesma unidade de dados.

5 Propósitos de uma rede convergente Convergência de protocolo: propõem utilizar um único protocolo roteável (geralmente o IP). Convergência de dispositivos: em sua arquitetura os dispositivos de rede suportam diferentes tecnologias em um mesmo sistema. Convergência organizacional: centralização de recursos de rede, telecomunicações e serviços.

6 Camadas de uma rede convergente Três camadas compõem a arquitetura de uma rede convergente: Camada de Serviço. Camada de Controle de Chamadas. Camada de Acesso e Transporte.

7 Camada de Serviço É constituída por servidores de aplicação e base de dados que controlam a lógica de execução dos serviços. Utiliza plataformas de Hardware (Ex: Servidores Linux, Windows, Solaris) que podem ser reutilizados para prestação e outros serviços.

8 Camada de Controle de Chamadas É responsável pelo estabelecimento, tarifação e supervisão das chamadas. É nesta camada em que atuam os protocolos de sinalização. Exemplo: SIP, H.323 e IAX (desenvolvida pela Digium Asterix). Elementos que compõem esta camada: call agents. Exemplos: softswitch, SIP Server e Media Gateway Controller.

9 Call Agents Softswitch: realiza o controle de chamadas telefônicas. Realiza a tradução e associação de um número telefônico para um endereço IP. SIP Server: armazenamento de informações úteis para tarifação, autenticação de usuários e gerenciamento de chamadas. Media Gateway Controller: recebe informações de sinalização (Ex: dígitos discados) do Media Gateway e realiza a conexão entre origem e destino para realização do tráfego de voz.

10 Camada de Acesso e Transporte Esta camada contém os elementos que compõem o backbone IP da rede convergente. Compõem esta camada: switches, roteadores e media gateways. É nesta camada que os CODECs atuam sobre os sinais de voz ou vídeo. Exemplos de CODECS: G.711, G.722, G.726, G.729.

11 Desafios na implementação de redes convergentes A Internet fornece serviço do tipo melhor esforço (best effort), onde as transmissões são concorrentes. No best effort não há garantias de banda, preocupações com atraso, variações de tempo no envio de pacotes ou perdas. Isto que dizer que o provedor se compromete a se esforçar para fornecer uma boa qualidade, mas não há garantias. Este serviço atende parte da demanda atualmente utilizada por usuários de redes particulares ou Internet.

12 Desafios na implementação de redes convergentes Na implementação de uma rede convergente alguns pontos merecem atenção: Atraso. Jitter. Perdas de Pacotes.

13 Atraso fim-a-fim É o intervalo de tempo entre o instante em que o pacote é enviado pelo transmissor e recebido no pelo destino. O atraso é descrito pela expressão: D(t) = V+h+d(t)+B.

14 Atraso Onde: V atraso devido a digitalização (amostragem, quantização e codificação) do sinal. Seu valor exato depende do hardware e CODEC utilizados. h tempo necessário para que o sinal de voz seja inserido nos pacotes no transmissor e extraído no receptor. d(t) atraso introduzido pela rede no instante t. Soma dos tempos para ser encaminhado através de switches, roteadores, Proxy e verificado por firewalls. B tempo de espera da aplicação de destino devido ao tempo em que o pacote fica retido no buffer do receptor para supressão da variação do atraso (jitter).

15 Atraso de ida e volta (round-trip time - RTT) Corresponde ao tempo que uma mensagem leva para sair do transmissor, atingir o receptor, ser devolvida por este e finalmente ser recebida de volta pelo transmissor.

16 Observações sobre atraso Devido às assimetrias da rede TCP/IP os atrasos de ida e volta não são necessariamente os mesmos. Com isto o atraso de ida e volta não corresponde necessariamente ao dobro do atraso fim-a-fim.

17 Observações sobre atraso O atraso fim-a-fim não deve exceder 150ms em aplicações sensíveis a atrasos. Na presença de eco (VoIP) o atraso tolerável fica restrito a cerca de 25ms. Um atraso máximo de 25ms inviabiliza a utilização de aplicativos VoIP. Métodos de cancelamento de eco são essenciais em comunicações VoIP.

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21 Jitter A variação dos atrasos dos pacotes dentro da rede é chamado jitter. Ocorre devido a: a perda de pacotes; diferentes rotas percorridas por cada pacote; chegada desordenada dos pacotes ao destino; intervalos irregulares no tráfego dos pacotes. Para minimizar os efeitos do jitter é utilizado um acumulador (jitter buffer) ao custo de um atraso adicional.

22 Jitter Os jitterbuffers podem ser estáticos ou dinâmicos. Estático: o tamanho do acumulador é fixo. Dinâmico: varia com as estimativas realizadas pelo sistema, através da análise da variação do atraso dos pacotes recebidos em tempo real.

23 Perda de pacotes Perdas de pacotes geram lacunas no fluxo de comunicação devido a vários motivos: Flutuação dos tempos de resposta. Ruídos. Problemas com rede elétrica. Interferências em redes sem fio. Transbordamento de buffer. Descarte pela implementação de QoS ou protocolos.

24 Perda de pacotes Em aplicações de transferência de arquivos são utilizados protocolos ARQ (Automatic Repeat Request) para recuperação de dados perdidos via retransmissão. No entanto para aplicações de fluxo contínuo em tempo real o ARQ torna a solução impraticável.