Redes de Transporte: Metro e Ethernet

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<p>Redes de Transporte</p><p> Metro access— Este segmento constitui a porção de</p><p>última milha que é a parte da rede que alcança o</p><p>cliente.</p><p> Metro edge— Este segmento constitui um primeiro</p><p>nível de agregação da rede. As conexões oriundas dos</p><p>clientes são agregadas no CO - Central Office – em</p><p>grandes pipes que por sua vez são transportados</p><p>através da rede WAN.</p><p> Metro core— Este segmento constitui um segundo</p><p>nível de agregação onde vários COs são agregados em</p><p>um core CO. Os COs são conectados uns aos outros</p><p>formando um metro core pelo qual o tráfego é</p><p>transportado na rede WAN.</p><p> Metro Services</p><p> Conectividade Internet</p><p> Serviço de LAN transparente (point-to-point LAN to</p><p>LAN)</p><p> L2VPN (point-to-point or multipoint-to-multipoint</p><p>LAN to LAN)</p><p> LAN para recursos de rede (remote data center)</p><p> LAN sobre Frame Relay/ATM</p><p> Storage Area Networks (SANs)</p><p> Metro transport (backhaul)</p><p>TDM Metro Ethernet</p><p> Numa rede off-net a fibra</p><p>transporta circuitos E1(T1) ou</p><p>E3(DS3) para um Central Office</p><p>(CO).</p><p> O tráfego é agregado por COs,</p><p>onde são conectados aos COs</p><p>Core.</p><p> Uma rede on-net é aquela na</p><p>qual a fibra a um ADM (ADD</p><p>and Drop Multiplexer) instalado</p><p>nas dependências do usuário</p><p>(corporativo).</p><p>LAN para recursos de rede</p><p>Backup de dados em um</p><p>servidor remoto e seguro,</p><p>possibilitando recuperação</p><p>em caso de perda de dados.</p><p>Os backups de dados são</p><p>constantemente efetuados</p><p>através da Metro.</p><p>L2VPN services</p><p> A rede de transporte opera como um switch</p><p>Ethernet de nível 2 que oferece</p><p>conectividade multiponto-multiponto entre</p><p>diferentes sites de usuário.</p><p> O usuário pode rodar seu próprio plano de</p><p>controle de forma transparente sobre a rede de</p><p>transporte.</p><p> O roteador nas dependências do usuário pode</p><p>mudar o protocolo de roteamento</p><p>sem interferência com o roteamento</p><p>da rede de transporte.</p><p> A rede de transporte não necessita prover</p><p>endereçamento IP ao usuário.</p><p>Ethernet over SONET/SDH</p><p> Nesta arquitetura, a infraestrutra</p><p>SONET/SDH é utilizada para prover a rede</p><p>metro e os serviços ethernet de nova geração.</p><p> O gerenciamento de banda é fundamental por</p><p>causa da baixa capacidade dos anéis</p><p>SONET/SDH existentes e da</p><p>ineficiência destas redes para</p><p>serviços de dados.</p><p> A arquitetura Ethernet Over SONET/SDH</p><p>(EOS) tem o benefício de prover serviço</p><p>Ethernet, preservando a infraestrutura e</p><p>atributos da rede SONET/SDH:</p><p> rápida recuperação de falha</p><p>monitoração da qualidade do link</p><p> sistema de gerência (OAM&P).</p><p>O frame Ethernet é</p><p>preservado sendo</p><p>encapsulado no payload</p><p>SONET/SDH no ingresso da</p><p>rede e removido no egresso</p><p>da rede.</p><p>Ethernet Hub AND SPOKE</p><p> Conexão baseada em fibra dedicada ou</p><p>comprimento de onda dedicado (WDM).</p><p> Solução é mais cara devido ao custo da fibra,</p><p>porém considera-se como uma solução melhor</p><p>para dotar a rede de tolerâcia a falha e</p><p>escalabilidade, quando comparado com a</p><p>topologia em anel;</p><p> Nesta arquitetura (chamada de hub-</p><p>and-spoke model) a banda dedicada</p><p>para cada usuário pode ser ampliada</p><p>porque uma fibra é dedicada a cada</p><p>grupo.</p><p> Esquemas de proteção podem ser obtidos via</p><p>mecanismos de link aggregation</p><p>(802.3ad ) ou dual homing.</p><p> No link aggregation, duas fibras são agregadas</p><p>em um pipe maior e conectadas ao CO.</p><p> O trafego é balanceado entre as fibras, podendo</p><p>uma fibra transportar todo o tráfego em caso</p><p>de falha.</p><p> No dual homing, as fibras vão para</p><p>diferentes switches no CO.</p><p> Neste caso, não há mais um ponto único</p><p>de falha (que era o caso anterior).</p><p> Esta solução é mais complexa porque</p><p>requer a execução do protocolo</p><p>Spannig-Tree para evitar loop</p><p>(bloqueio de porta).</p><p>Gigabit Ethernet Rings</p><p> Boa parte das fibras instaladas estão na</p><p>configuração em anel;</p><p> Sendo assim, é natural que esta topologia seja</p><p>usada na Metro Ethernet;</p><p> Gigabit Ethernet rings consistem de uma série</p><p>de conexões ponto a ponto entre</p><p>os switches do usuário e o CO;</p><p> Gigabit Ethernet rings podem criar</p><p>dificuldades para o operador do sistema</p><p>devido a questões de proteção e limitação de</p><p>banda;</p><p> A capacidade do anel é , tipicamente, de</p><p>somente 1 GB a ser compartilhada com todos</p><p>os usuários.</p><p>Gigabit Ethernet Rings—Spanning Tree (protection)</p><p> Com anel duplo tem-se um sistema tolerante a</p><p>falha</p><p> Também neste caso pode ocorrer loop, sendo</p><p>necessário o uso do protocolo Spanning Tree.</p><p> Anéis 10-Gigabit Ethernet melhoram o</p><p>desempenho da rede, porém são muito</p><p>dispendiosos para serem usado em redes de</p><p>acesso.</p><p> Eles são tipicamente usados nas redes de</p><p>núcleo;</p><p> Com a redução de custo da solução 10GE,</p><p>torna-se viável seu uso em unidade</p><p>multiresidencias ou para grupos de empresas</p><p>(prédio).</p><p>Ethernet MACs e VLANs</p><p> Uma VLAN é conceito que possibilita a</p><p>segmentação de uma LAN em entidades</p><p>lógicas, sendo o tráfego localizado nestas</p><p>entidades.</p><p> Sem o conceito de VLAN um broadcast</p><p>enviado a uma estação da LAN será replicado</p><p>para todos os segmentos da rede.</p><p>Quando as estações A1 e A2 enviam tráfego, o</p><p>switch rotula (tags) o tráfego com a VLAN</p><p>associada à interface e comuta baseada no</p><p>número da VLAN.</p><p> O resultado é que o tráfego em uma VLAN é</p><p>isolado do tráfego de outras VLANs.</p><p> ports 1 and 2 são associados com a VLAN 10</p><p> ports 3 and 4 são associados com a VLAN 20</p><p> Funcionalidades de um Switch Ethernet</p><p>incluem:</p><p> Mac Learning</p><p> Flooding</p><p> Broadcast and Multicast</p><p> Expanding Network with Trunks</p><p> VLAN Tagging</p><p> Spanning Tree Protocol</p><p>Mac Learning</p><p> Obtém os MAC address das estações</p><p>vizinhas de forma a determinar por qual</p><p>porta deve enviar o tráfego</p><p> Implementa uma tabela de MACs e VLANs</p><p> A tabela MAC Learning associa</p><p>MAC/VLAN a portas</p><p> A Tabela VLAN associa portas a VLANs</p><p>Flooding</p><p> Se o switch recebe um frame com um endereço MAC</p><p>que não está contido na tabela MAC (bridge table),</p><p>ele envia cópias do frame em todas as interfaces</p><p>pertencentes à mesma VLAN assinalada para a</p><p>interface no qual o frame foi recebido.</p><p> Este mecanismo é chamado de flooding.</p><p> Ele possibilita a entrega rápida de frames a seus</p><p>destinos.</p><p> Este mecanismo consome banda da rede</p><p>Broadcast e Multicast</p><p>mensagens enviadas a todas as estações da rede</p><p>ou a um grupo de estações</p><p>Broadcast e multicast são tratados como sendo</p><p>mensagens para destinos desconhecidos.</p><p>O Switch usa flooding para implementar esta</p><p>funcionalidade;</p><p>O uso de VLAN possibilita o envio de broadcast e</p><p>muticast apenas para as portas pertencentes à</p><p>mesma VLAN</p><p>Expanding Network Trunk Ports</p><p> Ethernet-switched network consite de vários</p><p>switches interconectados via trunk ports;</p><p> Trunk ports são semelhantes a portas de acesso</p><p>conectadas às estações, mas podem transportar</p><p>tráfego vindos de diversas VLANs;</p><p> Os switches interconctados pelos troncos</p><p>podem ser de diferentes fabricantes.</p><p> Na figura, o switch SW1 e SW3 associaram a</p><p>porta 1 à VLAN 10 e a porta 2 à VLAN 20</p><p> A porta 3 corresponde a um trunk usado para</p><p>conectar com outro switch na rede.</p><p> SW2 não tem porta de acesso, apenas trunks</p><p>VLAN Tagged Packet</p><p> IEEE 802.1Q define como um frame Ethernet é</p><p>rotulado com um VLAN ID.</p><p> O VLAN ID é atribuído pelo switch e não pelo</p><p>host.</p><p> O switch atribui um número de VLAN para a</p><p>porta e cada pacote recebido naquela porta é</p><p>alocado o VLAN ID correspondente.</p><p> Os switches Ethernet comutam pacotes nas</p><p>VLANs.</p><p> Trafego entre diferentes VLANs é enviado para</p><p>a função de roteador do próprio switch, caso</p><p>este suporte nível 3, senão é enviado a um</p><p>roteador externo.</p><p> O tag header do 802.1Q é inserido entre o</p><p>campo de endereço MAC de origem e o campo</p><p>Type field</p><p> Consiste de 2 bytes que definem o Type Field e</p><p>2 bytes correspondentes ao Tag Control Info</p><p>Field</p><p> OS 2 bytes do Type Field são preenchidos com</p><p>o valor 0x8100, indicando que o pacote foi</p><p>marcado com um tag 802.1Q</p><p> 2 bytes Control Info Tag</p><p> 3 bits mais significativos: 802.1P – Priority =></p><p>8 níveis de prioridade que podem ser usados</p><p>para prover diferentes níveis</p><p>de serviço</p><p> 12 bits menos significativos: VLAN ID</p><p> 4096 VLANs distintas</p><p> Atributos de Interface Física Ethernet</p><p> Meio Físico— Define meio físico conforme</p><p>IEEE 802.3</p><p> 100BASE-T, and 1000BASE-X.</p><p> Velocidade— Define velocidade da interface</p><p> 10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbps, or 10 Gbps.</p><p> Modo— Indica se suporta full duplex ou half</p><p>duplex, bem como negociação de velocidade</p><p>(autospeed)entre portas Ethernet.</p><p> MAC layer— Especifica qual camada MAC</p><p>layer é suportada segundo o padrão 802.3-2002</p><p> Parâmetros de Classe de Serviço</p><p> CoS por UNI (porta física)</p><p> CoS por Source/destination MAC Addresses</p><p> CoS por VLAN ID</p><p> Cos por 802.1p</p><p> Cos por DiffServ/ToS</p>