Tema 1 - Interconnexió de Xarxes Heterogènies

1.Introducció

2.Història d'Internet

3.Familia de protocols TCP/IP

4.Revisió de tecnologies de xarxa

Tornar


1. Introducció


()

1.1. Interconnexió de xarxes

Porque es util conectar redes?

Problema: Tenemos varios redes de ordinadores que disponen de servicios diferentes. Para los usuarios de una red sería practico conectarse con estaciones de alguna otra red porque tiene una funcionalidad particular, por ejemplo un servidor o una base de datos. También un equipo de trabajo cuyos miembros estan en diferentes partes de un pais o del mundo podría facilitar la comunicación y el intercambio de datos dentro del grupo. Ademas se puede ahorrar dinero cuando se comparten servicios de otra red en lugar tener un servicio en cada una de las redes.

Entonces las ventajas de la interconexion son:

Al realizar la interconexión una dificultad es que las redes pueden ser de diferentes sistemas operativos. Por eso se necesita un sistema de reglas que se ocupa de la comunicación entre las redes. Tiene que especificar la forma de los datos que se transmiten.

Desde su desarrollo en 1972 TCP/IP es la solución que es usado más. Es un conjunto de protocolos de cinco capas para definir la sintaxis y la semántica de los datos transmitidos (formato de paquetes, comportamiento, independencia de la hardware, etc.) . Las redes conectadas por TCP/IP se llaman internet. Se trata de una red de redes. Este concepto no es lo mismo que Internet: Esta palabra se refiere a la internet mundial que conencta miliones de ordinadores y ofrece el World Wide Web como servicio de información. En contraposición al modelo OSI que fue propuesto como una aproximación teórica el modelo TCP/IP era la solución de un problema de ingeniería.

Fuentes:
http://www.monografias.com/trabajos11/inter/inter.shtml
http://es.wikipedia.org/wiki/TCP/IP
http://es.wikipedia.org/wiki/Internet
transparencias de la asignatura

índex


()

1.2. Serveis

La execución de cualquier servicio de una red es difinido por un protocolo.

Ejemplos de protocolos segun las capas de TCP/IP:

Nombre de la capa

Protocolo relacionado

Aplicación

HTTP, FTP, DNS, SSH, FTP, etc.

Transporte

TCP, UDP, RTP, SCTP, etc.

Interred

IP

Enlace

Ethernet, Token Ring, etc.

Físico

medio físico, y técnicas de codificación

Servicios segun la misma clasificación:

Nombre de la capa

Servicio

Aplicación

entrega de emails, acceso a terminales remotas, transferencia de ficheros, etc.

Transporte

provee comunicación punto a punto entre las aplicaciones

Interred

provee la entrega de paquetes de un ordenador a otro

Enlace

entrega paquetes con o sin conexión

Físico

envia paquetes por el medio físico

Caracteristicas de los servicios de TCP/IP:

Fuentes:
http://www.itlp.edu.mx/publica/revistas/revistali/anteriores/marzo99/nora.html
transparencias de la asignatura

índex


2. Història d'Internet


()

2.1. Història

A continuació explicarem breument les dates més significatives en l’història d’Internet.

Els origens d’internet es remonten aproximandament a l’any 1958. El departament de defensa dels Estats Units van crear l’agencia DARPA (Advanced research Projects Agency) per desenvolupar noves tecnologies militars, contestant aixi al llançament del satel.lit sputnik per part de l’Unió Soviètica durant la guerra freda, amb la finalitat de no quedar-se endarrerit en la carrera militar. D’aquesta agencia va sorgir la base de l’actual Internet.

En Juliol de l’any 1961, Leonard Kleinrock va publicar des del MIT (Massachusetts Institute of Technology) el primer document que tractava sobre la teoria de conmutació de paquets, obrint un camí cap a les comunicacions via paquets en lloc de circuits.

Un any després, Licklider va introduir el concepte de Galactic Network, una xarxa global on els ordinadors es troben interconnectats amb la posibilitat d’acces per part dels usuaris a les seves dades des de qualsevol lloc. Aquesta descripció és molt similar a la Internet actual.

Ja va ser a l’any 1965 quan Larry Roberts, basant-se en el treball de Kleinrock, va aconseguir per primer cop connectar dos ordinadors, una a Massachussets i l’altra a Califòrnia, mitjançant una línea telefònica, constatant el fet de que era possible la interconnexió de xarxes. Aquest fet va suposar l’inici de la xarxa ARPANET. Durant els seguents anys, ARPANET va continuar laseva expansió, conectant més ordinadors.

A finals de l’any 1970, el Network Working Group (NWG) va crear un protocol host a host anomenat Network Control Protocol (NCP), que, amb el pas del temps, evolucionaria fins a l’actual TCP/IP. També es va iniciar el desenvolupament de noves aplicacions i creacions de noves xarxes, amb l’inconvenient de que aquestes no es podien comunicar entre si per l’utilització de protocols diferents.

A l’any seguent, Ray Tomlinson va aconseguir implementar de manera bàsica el primer programa per enviar i rebre missatges de correu electrònic. Com a curiositat, Tomlinson va utilitzar l’arroba @ pera diferenciar el nom de l’usuari del de la màquina, simbol que es convertiria en elsimbol del correu electronic.

Un fet molt important en la història d’Internet va succeir en l’any 1974, quan Vinton Cerf i Robert Khan van publicar “A Protocol for Packet Network Internetworking”. En aquest document, Cerf i Khan expliquen com es podia solucionar el problema de la interconnexió de xarxes diferents. Comencen a parlar del disseny del protocol TCP i el seu funcionament, la segmentació dels missatges en paquets petits que viatgen per la xarxa i la seva posterior reagrupació en el destí. I va ser a partir de 1977 quan altres xarxes diferents a ARPANET van començar a connectar-se entre si, i van sorgir les primeres referències al concepte de Internet (Interconnected Networks). És per aquest motiu que Cerf és considerat com el pare d’Internet.

En l’any 1982, el protocol TCP es adoptat com estandar per ARPANET i un any més tard, el departament de defensa dels Estats Units va decidir separar les parts militar i civil d’ARPANET, donant-li el nom de MILNET a aquesta última, una xarxa sense fins militars i oberta a totes les institucions que manifestessin algún tipus d’interés en ella. Es considera que l’any 1983 és la data de naixement de l’actual Internet.

La World Wide Web no va arribar a funcionar per a tota la comunitat fins l’any 1991, encara que va ser inventada a l’any 1989 per Tim Berners-Lee, un informatic del CERN ( Centre Europeu de Recerca Nuclear). El WWW consistia en un sistema de comunicació d’hipertext utilitzat per compartir informació basada en Internet entre els cientifics del CERN, malgrat es trobessin separats geogràficament.

El problema que venia a solucionar la WWW radicava en aconseguir un entorn multiusuari d’accés simultani a documents de diferents tipus de forma fàcil. El disseny del llenguatge HTML (estandaritzat per l’ISO a l’any 1993) i del protocol de xarxa HTTP i moltres altres funcionalitats que s’han desenvolupat, han contibuit a l’evolució constant de la WWW fins al seu estat actual.

índex


()

2.1. Organització d'Internet

Donat que múltiples institucions i empresses participaven en la investigació i el desenvolupament d’Internet, en l’any 1983 ARPA va crear l’IAB (Internet Architecture Board), una entitat destinada a la direcció tècnica d’Internet, amb funcions de coordinació dels treballs d’investigació i de determinació de les normes a seguir amb la finalitat de fomentar la comunicació i la colaboració entre els diferents grups de desenvolupament.

L’imparable creixement d’Internet en els seguents anys va forçar la reorganització d’aquesta institució. El resultat va ser la creació de dues organitzacions internes: Internet Research Task Force (IRTF) i Internet Engineering Task Force (IETF).

L’IRTF, com el seu nom indica, basa els seus esforços en la recerca, ja sigui en temes relacionats amb TCP/IP o en l’arquitectura de xarxa en general.

L’IETF, per la seva banda, centra els seus objectius en temes d’enginyeria. Aquesta organització es la major font de RFC (Request for comments), documents que han de seguir una pauta per ser acceptats i que serveixen per donar a coneixer a tota la comunitat d’Internet els nous protocols implementats.

Ja a l’any 1992 una nova societat va ser creada sota el nom d’ISOC (Internet Society) amb l’objectiu primordial de propulsar el fenòmen d’Internet i promoure la participació en ella a tot tipus de comunitats.

FONTS:

http://www.paralibros.com/passim/p20-tec/pg2050ci.htm

http://www.cervantesvirtual.com/historia/historiadeinternet.shtml

http://www.hipertexto.info/documentos/h_internet.htm

http://www.el-mundo.es/imasd/docs/cursos/masterperiodismo/2002/rivero-master01-usa.html

índex


3. Familia de protocols TCP/IP


[24/03]()

3.1 Families de protocols

Un protocol es un conjunt de normes i regles organitzades que comparteixen tots els participans d'una mateixa comunicació,el seu objectiu es tenir un sistema unificat per la interconnexió de xarxes, que suporti un servei de communicació universal, i que amagui els detalls de la xarxa fisica i que li sigui transparent.

Els protocols estàn organitzats per capes, tenen les següents característiques:

Perquè no fer nomes un nivell?

Hi ha dos models d'arquitectures estratificades de xarxa: l'OSI (Open System Interconnection) i la TCP/IP.

índex


[24/03]()

3.2 Model OSI

És un model organitzat en 7 capes:

Aplicació

Capa 7

Presentació

Capa 6

Sessió

Capa 5

Transport

Capa 4

Xarxa

Capa 3

Enllaç de dades

Capa 2

Física

Capa 1

Els conceptes de diseny de protocols ha cambiat molt després de 20 anys del desenvolupament del model OSI, molts protocols moderns no el segueixen, pero una gran part de la terminología es continua usant. El model OSI ofereix una explicació senzilla entre els components Hardware i el protocol de red. La capa inferior correspon al hardware i les succesives, al software que utilitza la xarxa. La capa n al destí rep exactament el mateix que ha enviat la capa n d’origen.

7

APLICACIÓ

S'enten directament amb l'usuari, son les aplicacions i administra les comunicacions de la capa de presentació

6

PRESENTACIÓ

Permet a la capa d'aplicació interpretar el significat de la informació que s'intercanvien. Realitza les conversions de format per la comunicació dels dispositius.

5

SESSIÓ

Administra el diàleg entre les dues aplicacions mitjançant el siministrament dels serveis que necessiten per establir la comunicació, fluxe de dades i conclusió de la connexió.

4

TRANSPORT

Proporciona el control extrem a extrem i l'intercanvi d'informació amb el nivell que l'usuari requereix

3

XARXA

Proporciona els medis per establir, mantenir i concluir les connexions commutades entre els sistemes d'usuari final. Es la capa més baixa, que s'ocupa de la transmissió extrem a extrem.

2

ENLLAÇ

Assegura amb confiabilitat del medi de transmissió, amb verificació d'errors, la retransmissió, el control fora del fluxe i la seqüenciació de les capacitats que s'utilitzen a la capa de xarxa.

1

FÍSIC

S'encarrega de les característiques eléctriques, mecàniques, funcionals i de procediment que es requereixen per moure els bits de dades entre cada extrem de l'enllaç de la comunicació.

Exemple: X.25

El protocol X.25 es un dels protocols asociats al model ISO més conegut i més utilitzat. Va ser establert com una recomendació de ka ITU-TS (Telecommunications Section de la International Telecommunications Union), una organització que recomana estàndards pels serveis telefònics internacionals.

Des del punt de vista de X.25 una xarxa opera, en gran part, com un sistema telefònic. Una xarxa X.25 es com una xarxa que està formada per complexes commutadors de paquets que tenen la capacitat necesària per l'encaminament de paquets.

(Dentro de la perspectiva de X.25, una red opera en gran parte como un sistema telefónico. Una red X.25 se asume como si estuviera formada por complejos conmutadores de paquetes que tienen la capacidad necesaria para el ruteo de paquetes. Los anfitriones no están comunicados de manera directa a los cables de comunicación de la red. En lugar de ello, cada anfitrión se comunica con uno de los conmutadores de paquetes por medio de una línea de comunicación serial. En cierto sentido la comunicación entre un anfitrión y un conmutador de paquetes X.25 es una red miniatura que consiste en un enlace serial. El anfitrión puede seguir un complicado procedimiento para transferir paquetes hacia la red.)

FONTS : Transparènices de l'assignatura


índex


()

3.3. Model TCP/IP

Les dades d'un intercanvi entre nodes reben un nom segons la capa a la qual ens referim:

Aplicacions

Missatges o fluxs.

Transport

Segments / Datagrames d'usuari.

Internet

Datagrames.

Interfície Xarxa

Trames.

Hardware

Senyals.


La interconnexió de xarxes es fa a nivell de xarxa amb intercanvi de missatges petits. Això dona els següents aventatges:

TCP/IP es una suit de la qual els protocols principals son:

Diferències OSI vs TCP/IP

índex


()

3.4. Arquitectura TCP/IP

Degut a que els diferents tipus de xarxes que exiteixen no tenen els mateixos protocols i ni tan sols el mateix hardware o medi de transmissió de dades (fibra, parells trenats, coaxials, etc) no podem enllaçar-les directament. Necessitem elements que estiguin a diferents xarxes al mateix temps. Aquests elements seran els routers.

Els routers són ordinadors especials que fan possible la interconnexió entre xarxes físiques diferents. Aquest poden ser ordinadors físics amb vàries interfícies de xarxa (un Linux amb 8Mb de RAM i uns 200Mb de disc dur, per exemple), o bé aparells integrats (un router ADSL/Ethernet/Wireless, que tothom pot tenir a casa).

Al interconnectar xarxes el principi vist a xarxes I de que cada capa rebia el mateix que s'enviava a l'origen es vàlid fins a la capa de transport, però a partir de la capa d'internet inclosa cada datagrama tindrà unes capçaleres que canviaran per cada host intermig que travessin i per tant el host destí no rebrà exactament el mateix datagrama que va ser enviat, encara que serà idèntic en la major part.

Així el principi dels protocols en capes només s'aplica als datagrames en transferències de host a host directes i diem, que la capa d'internet i les inferiors no ofereixen un servei d'extrem a extrem.

Dos límits importants quan treballem amb TCP/IP:

Així els límits queden distribuits així:

Aplicacio

Espai d'usuari

Adreçes IP

Transport

Sistema operatiu

Internet

Xarxa

Adreçes físiques

Física

Per a construir la interconnexió de xarxes unificada i cooperativa, que suporti un servei de comunicació global, cal resoldre molts problemes abans:


4. Revisió de tecnologies de xarxa


[08/03] ()

4.1 Revisió

En aquest punt el que farem una explicació de la história d'Ethernet i d'una xarxa ATM (Asynchronous Transfer Mode).

Història de ehternet

Els inicis del desenvolupament consta del 1973 quan el Dr.Robert M.Metcalfe en PARC (Palo Alto Researsh Center) membre de Xerox. Aquest "experiment" sobre un sistema de xarxa el van batejar com a Etnernet Experimental.
L'objectiu era conseguir un mitjà de comunicació entre ordenadors que fos mes ràpid que les xarxes telefóniques de llarga distancia i les d'alta velocitat que existien en sales de ordenadors, xarxes locals.
Gracies a un tractat entre INTEL, DIGITAL i XEROX, durant el 1980 es va desenvolupar el que es va coneixer per ETHERNET v.1.0, DIX o Llibre Blau (pel color de la primera edició) amb l'obejctiu de erradicar amb les xarxes de velocitat baixa imposada per certs constructors. Això implicaba que aquestes xarxes eren propietaries i sense la capacitat de interconectibilitat.
Els primers productes comencen a vendres durant l'any 1981.
Aquestes tres firmes creen un document en el que defineixen les següents caracterítiques sobre elq ue seria l'Ethernet 1.0:

  1. La velocitat de trasmisió => 10 Mbits/s.

  2. Sense node prioritari sobre la xarxa cable coaxial pasiu d'impedancia 50 Ohms.

  3. Utilització de Transceivers (com a molt 100 en cada cable a una distància entre si de 2'5 metes) i de Drops per a l'acoplament físic dels elements de la xarxa.

  4. La gestió de les colisions les dur a terme el CSMA/CD (farem referencia mes tard).

  5. Cada segment del cable (veure la foto) té una longitud màxima de 500 metres.

  6. Per conectar dos segments junts s'utilitzaren repetodors.

  7. Per conectar dos segments separats s'utilitzaren elements per a la fobra óptica amb una distància màxima de 1000 metres.

  8. Cada node entre ells no tenien més de 4 repetidors no superan els 2800 mertes de distància.

Enseguida es va estandaritzar mitjançant IEEE-802.3 obtenint el següent esquema:



A partir de 1982 i gradualment ethernet el van adoptar la majoria de organismes de estandarització fent que a partir d'aquell moment esthernet va convertir-se en la tecnològia LAN més popular:

ECMA

European Computer Manufacturers Association

IEEE

Institute of Electrical and Electronics Engineers

NIST

National Institute of Standards and Technology

ANSI

American National Standards Institute

ISO

International Standards Organization

Inicialment es van començar a usar en els hàmbits de l'enginyeria i de la fabricació però ràpidament va entrar en el mercat comercial i gobernamental.
Actualment s'utilitza la segona evolució de l'ethernet anomentat Ethernet II però es un nom que no te gaire ús.

Història de ATM

Introducció
Les noves demandes, necessitats que van apareixer durant els anys 80 van fer orientar les comunicacions cap a la commutació de paquets d'alta velocitat per fusionar les ventatges de les xarxes de paquets i les xarxes de paquets. La nova tecnologia hauria: 1. de ser capaç de proporcionar amples de banda variables. 2. ser trasparent als protocols usats. 3. soportar una amplia gamma de serveis amb solucions especifiques de velocitat, sincronització i latencia. Amb aquestes 3 especificacions es crearen 2 tecnologies en la interficie usuari <--> xarxa:

1

Frame Relay

per a trasmisió de dades solament

2

Cell Relay

per a qualsevol tipus de tràfic d'informació


Un nordamericà d'origen oriental va ser el causant de la primera referencia del ATM per allà els anys 60. Aquest home formaba part d'un equip de treball dels laboratoris Bell. Aquest home va descriure i a la vegada patentar un mètode de trasferencia no síncron.
Pero quan realment es va popularitzar va ser lany 1988 quan el CCITT va decidir que aquesta tecnologia seria la tecnologia de comutació de les futures xarxes IDSN de banda ampla. Com tot ATM va tenir els seus defensors i els seus detractors pero un cop es va conseguir persuadir a algun representats de xarxes, que haguessin preferit una aplicació de les capacitats de ISDN en banda estreta, i refusant esquemes de trasmisió síncrons, es van començar a discutir el tamany de les cel.les ja que a EEUU i algun altre país el tamany era d'una 128 bytes (quant més gran es el tamany de les cel.les menos es el overhead)i per a Europa eren de 16 bytes ja que deien que un tamany tan gran de cel.la generaria uns retrassos en temps inacceptables (85ms). Aquest retart faria inviable la trasmisió de veu assegurant una calitat mínima i a instal.lar canceladors eco.
Ambdues parts van acordar finalment, ja que a Estats Units proposaven una baixada a 64 bytes y Europa una pujada a 32, que el tamany de la cel.la seria de 48 bytes. Per a la capcelera hi va haber posicionaments similars i es va arribar a l'acord de 5 bytes. Aquests acords es van conseguir en una reunió del CCITT cel.lebrada a (¡¡no amb!!) ;) Ginebra durant el Juny de 1989 fent que el tamany definitiu fos de 53 octets. Aquest tamany no agradaba a ningú però suposaba un compromís de tots els grups d'interés i va evitar una ruptura entre EEUU i Europa sobre en aquest aspecte.
IP sobre ATM

En aquest apartat mosntrem algunes de les diferencies que hi ha entre IP (protocol TCP/IP i ATM):

1. La arquitectura ATM està oirentada a connexió metres que IP no.
2. L'esquema de direccions es totalment diferent.
3. També es diferent el model de comunicació multicast.

Actualment hi ha necessitat de trasportar paquets IP sobre xarxes ATM. Això provoca que surgeixin grups de treball del IETF (RFC's) on destaquem dos grups:

1. RFC 1483: IP sobre ATM(com encapsular datagrames IP en links ATM)
2. RFC 1577: IP clàsic sobre ATM y ATMARP (servidor ATM ARP)


FONTS:
http://www.ucbcba.edu.bo/carreras/ingsis/cursos/cursodelhaire/histo.htm
http://www.zator.com/Hardware/H12_4.htm
http://html.rincondelvago.com/atm-asynchronous-transfer-mode_1.html
http://www.fi.upm.es/~jgarcia/Curso_MPLS/capitulo2.html
Trasparencies de l'assignatura

índex


[09/03] ()

4.2 Ethernet

Ethernet és la tecnologia LAN més utilitzada. És molt bona com a xarxa d'estacions de treball de tràfic esporadic.
Unes de les seves caracteristiques poden ser la seva simplicitat, el cost reduït, un retras molt acceptable i una velocitat força alta.
Els tipus de ethernets els resumim en el següent quadre:

Els components d'una ehternet són els següents:

  1. El grup de Directives del nivell físic, que són els tipus de cables, les limitacions del cablatge i els mètodes de senyalització.

  2. El format de la trama, que es l'ordre i les funcions dels bits trasmesos per la xarxa.

  3. El tercer component d'una ethernet és el CSMA/CD que és un mecanisme de control d'accès al medi.

Adreçament

Ethernet el bus que usa per a la trasmisió de les dades es un Bus en banda base creant una xarxa de difusió. Una xarxa de difusió es tota aquella xarxa que la integritat de les seves estacions veuen la trama tramesa amb independencia del destí de la mateixa. Com bé expliquem en el problema 12 es feina de la tarjeta de xarxa el de acceptar o refusar la trama trasmesa pel bus en banda base. La topologia que segueix el bus normalment es la topologia en estrella i els elements més importants d'aquesta xarxa són els Hubs (Concentradors) i els Switchs (Commutadors).
L'accès al medi es realitza, com bé hem dit en la introducció del subtema, mitjançant CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access Collition Detection).
El que fa el CSMA és escoltar el medi abans de la trasmisió. Si el medi està ocupat, s'espera per trasmetre, si pel contrari està lliure trasmet la informació. Si després d'haber trasmés la informació no rep cap resposta (cap ACK) el que farà és una retrasmisió de la informació enviada. Quan es produeix una col.lisió el que succeeix és que dues estacions trasmeten alhora, això es detectable degut a que les estacions continuen escoltant i, medi durant la trasmisió. Això provoca, que el receptor no rebi la trama, que l'emisor no rebi la resposta i per consecuencia es torni a intentar enviar la trama (retrasmisió).
El tipus d'adreça que ethernet utilitza es la física de 48 bits (00:10:5A:3C:D3:66). Aquestes adreces poden ser:

Unicast

Adreça física d’una interfície de xarxa. Es realitza entre un sol emisor i un sol receptor de a xarxa. Ena quest sistema la informació està dirigida cap a una sola direcció, que solament pot ser reconeguda per un sistema anfitrió.

Broadcast

S'efectua enviant amb adreçes MAC (físiques) de destí FF:FF:FF:FF:FF:FF. El protocol IP es realitza enviant a una direcció de difusió on tots els bits del host estan a 1 i les dades son rebudes per tots els nodes.

Multicast

La trasmisió de la informació es realitza a moltes destinacions a la vegada amb l'estrategia més eficient segons la xarxa fent copies quan els links desti es divideixen. Per poder ralirtzar la trasmisió s'ha destablir un grup multicast. Aquest grup te asociat una direcció de internet


FONTS:
http://es.wikipedia.org/wiki/Unicast
http://es.wikipedia.org/wiki/Broadcast
http://es.wikipedia.org/wiki/Multicast

Format de la trama


El format de la trama segueix la norma IEEE 802.3; la mida mínima de la trama és de 64 bytes (512 bits)i la màxima és de 1518 bytes, 8 Bytes per a la capcelera (preàmbul)on 1 d'ells és per a el delimitador de l'inici del frame, 6 tan per a la direcció de la font com del receptor (origen i destí respectivament), 2 per indicar la longitud de la trama, entre 46 y 1500 bytes per a les dades i 4 més per a una secuencia de chequeig de la trama.

índex


{i} ()

4.3 ATM (Asynchronus Transfer Mode)

Asynchronous Transfer Mode (ATM) Modo de Transferencia Asíncrona

Esta tecnología esta pensada y orientada a satisfacer una demanda de anchos de banda mayores y flexibles con soluciones robustas. La versatilidad de la conmutación de paquetes de longitud fija, denominadas celdas ATM, son las tablas más calificadas para soportar dicha demanda, tal y como se verá más adelante con gráficos y aclaraciones. Resumiendo, podemos decir que ATM es una tecnología para la interconexión a alta velocidad de todas las redes del mundo o, desde otro punto de vista, protocolo orientado a la conexion de muchos ordenadores permitiendo el acceso multiple a todos ellos.

OBJETIVOS DE DISEÑO:

- Diseño no costoso de implementar.

- Fácil adaptabilidad con otras jerarquías de funcionamiento de telecomunicaciones existentes (bucles locales, proveedores, etc.)

- Proporcionar un servicio orientado a la conexión para permitir una entrega precisa.

- Orientar mayormente la funcionalidad al Hardware (mas velocidad) y eliminar la Software en cuanto sea posible.

MULTIPLEXACIÓN:

Cuando surge la duda de como transferir audio y video por un lado y datos por el otro, ATM nos da la solución en la multiplexación dividida en el tiempo sustentada en la conmutación de circuitos.

La siguiente figura muestra un formato básico y la jerarquía de ATM. Estas celdas provienen de diferentes fuentes representadas como generadores de bits a tasas de transferencia constantes como la voz y a tasas variables tipo ráfagas (bursty traffic) como los datos.

Por lo tanto, una conexión ATM, consiste de celdas de información contenidos en un circuito virtual (VC). Cada celda,compuesta por 53 bytes, de los cuales 48 son para trasiego de información y los restantes para uso de campos de control con información de quién soy y donde voy, es identificada por un Virtual Circuit Identifier VCI y un Virtual Path Identifier VPI dentro de esos campos de control, que incluyen tanto el enrutamiento de celdas como el tipo de conexión.

La organización de la cabecera (header) variará levemente dependiendo de sí la información relacionada es para interfaces de red a red (NNI - Network-to-Network interface) o de usuario a red (UNI - User-to-Network interface). Las celdas son enrutadas individualmente a través de los conmutadores basados en estos identificadores, los cuales tienen significado local, ya que pueden ser cambiados de interface a interface.

La técnica ATM multiplexa muchas celdas de circuitos virtuales en una ruta (path) virtual colocándolas en particiones (slots). Estos slots puedan estar libres si ninguno de los canales o circuitos virtuales tienen una celda por enviar (estos slots de celda no usados son llenados con celdas "idle", identificadas por un patrón específico en la cabecera de la celda), y por otro lado ATM llena cada slot con celdas de un circuito virtual a la primera oportunidad. Con esto se consigue un aprovechamiento máximo del ancho de banda disponible.

ARQUITECTURA DE LA RED:

Está dispuesta por:

TP (Transmission path - Camino de transmisión): conexión física entre el sistema final y uno o varios conmutadores.

VP (Virtual path - Camino virtual): una o varias conexiones entre dos conmutadores.

VC (Virtual circuits - Circuitos virtuales): todas las celdas pertenecientes a un mismo mensaje sigue el mismo circuito virtual y mantienen el orden original hasta llegar al destino.

En un entorno conmutado, primero se establece una una PVC(Permanent Virtual Connection) o una SVC(Switched Virtual Connection) para comunicar con otra estación.

CONMUTACIÓN:

Un switch ATM acepta una celda desde el medio de transmisión, realiza un chequeo de validación en la data del encabezado de la celda, lee la dirección, y envía hacia el próximo enlace en la red, encaminándola utilizando sólo el VPI, los VCI siguen siendo los mismos, para conmutadores VP, y utilizando el VPI y el VCI para conmutadores VPC. Estos conmutadores VP y VPC permiten un encaminamiento jerárquico. Los switch inmediatamente aceptan otra celda que puede ser parte de la anterior y repiten el proceso.

El encabezado de la celda suministra información de control a la capa de arquitectura ATM quien en combinación con la capa física, provee servicios esenciales de comunicaciones en una red ATM.

ARQUITECTURA DE PROTOCOLOS ATM:

El protocolo ATM consiste de tres niveles o capas básicas como se muestra en la figura:

1) Datos: retransmisión de celdas, no hace encaminamiento.

2) Control: establecimiento y aliberación de circuitos.

3) Gestión: política de acceso a la red y control de flujos de datos.

En el nivel de datos, la primera capa llamada capa física (Physical Layer), define los interfases físicos con los medios de transmisión, y el protocolo de trama para la red ATM es responsable de la correcta transmisión y recepción de los bits en el medio físico apropiado. ATM es independiente del transporte físico a diferencia de tecnologías LAN como Ethernet.

La capa de adaptación de aplicación (AAL) permite a las redes existentes conectarse a ATM (por ejemplo IP).

Los servicios con los que cuenta esta capa son la gestión de errores de transmisión, la segmentación y ensamblamiento para permitir la transmisión de bloques de datos grandes, la gestión de condiciones de pérdida de celdas, y el control de flujo y temporización.

AAL-1 se usa para transferir tasas de bits constantes que dependen del tiempo. Debe enviar por lo tanto información que regule el tiempo con los datos. AAL-1 provee recuperación de errores e indica la información con errores que no podrá ser recuperada.

AAL-2 se usa para transferir datos con tasa de bits variable que dependen del tiempo. Envía la información del tiempo conjuntamente con los datos para que esta puede recuperarse en el destino. AAL-2 provee recuperación de errores e indica la información que no puede recuperarse.

AAL-3 se diseña para transferir los datos con tasa de bits variable que son independientes del tiempo. AAL-3 puede ser dividido en dos modos de operación: fiable (en caso de pérdida o mala recepción, estos vuelven a enviarse), no fiable (la recuperación del error es dejado para capas mas altas).

AAL-4 se diseña para transportar datos con tasa de bits variable independientes del tiempo. Es similar al AAL3 y también puede operar en transmisión fiable y o fiable. AAL-4 provee la capacidad de transferir datos fuera de una conexión explícita.

AAL-5 utiliza un bit del campo para indicar el fin del mensaje de una trama AAL5. Para realizar sus funciones añade 8 bytes por trama: Un CRC-32 para detectar errores de trama y celdas perdidas, 2 bytes de para especificar la longitud de la trama (0-65.535 bytes), 2 bytes de control reservados.

TCP/IP limita el tamaño de los datagramas sobre ATM a 9180 bytes por datagrama.

{i} ()

FONTS:
http://www.monografias.com/trabajos/atm/atm.shtml
Trasparencies de l'assignatura

índex

Tornar