Capítulo 4 v2 Tecnologias de longa distancia

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Capítulo 4 – Tecnologias de 
Longa Distância 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
4.1. PPP (Point to Point Protocolo) 
4.2. HDLC (High-level Data Link Control) 
4.3. X.25 
4.2. Frame Relay 
4.3. ATM (Asynchronous Transfer Mode) 
4.4. Metro Ethernet 
4.5. MPLS (MultiProtocol Label Switching) 
Sumário 
 
 
 
 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• Como interligar uma LAN a outra? 
Introdução 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• PPP (point-to-point protocol) 
• acesso autenticado 
• transmissão de pacotes de diversos protocolos 
• conexões discadas à internet ou em links dedicados 
• PPPoA (.. over ATM) 
• adaptação para funcionar em redes ATM (ADSL). 
• PPPoE (... over Ethernet) 
• Adaptação para funcionar em redes Ethernet 
 
PPP (Point-to-Point Protocol) 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
Um computador pessoal doméstico que atua 
como um host da Internet. 
A Camade de Enlace de 
Dados na Internet 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
1.Pacotes separados, detecção de erros 
2.Protocolo de controle de enlace (LCP) 
3.Protocolo de controle de rede 
1.Autenticação 
2.Distribuição de IP dinâmico para linhas discadas. 
 
Características 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
Formato completo do quadro PPP sem numeração. 
Formato do Quadro 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
Diagrama de estados mostrando o enlace PPP: up e down. 
Diagrama de Estados 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
1.Pacotes SONET 
2.ADSL (linha digital assíncrona de 
assinante) 
Exemplo de protocolos de 
enlace de dados 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
Pacote SONET. (a) Pilha de protocolos. 
(b) Relação entre quadros. 
Pacotes SONET (1) 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 Pilha de protocolos ADSL. 
ADSL (linha digital 
assíncrona de assinante) (1) 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
Quadro AAL5 transportando dados PPP. 
ADSL (linha digital 
assíncrona de assinante) (2) 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• Protocolo de enlace Ponto a Ponto padronizado 
pela ISO 
• Existem três tipos de nós: 
– Primário: controlam o enlace e geram 
– Secundário: estão sob o controle do nó primário, respondem 
aos comandos solicitados. Quando existe mais do que um nó 
secundário, o nó primário mantém uma ligação lógica 
independente para cada um 
– Combinados: controla o link mas também responde a comandos 
• Tipos de enlace lógico: 
– ABM: Modo Assíncrono Balanceado 
– NRM: Modo de Resposta Normal 
– ARM: Modo de Resposta Assíncrono 
High-Level Data Link 
Control 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
Formato de quadro para protocolos 
orientados a bits. 
High-Level Data Link 
Control 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• Criado em 1976 
• Revisões em 1980, 84, 88, 92 e 93. 
• Dominou as comunicações WAN durante anos 
• É Orientado À Conexão, garantindo ordem, 
sem perdas ou duplicações 
• É orientado a Bit 
• Sincrono e Full-Duplex 
• Padrões para as três primeiras camadas OSI: 
• Física 
• Enlace 
• Rede 
 
 
Introdução 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• Rede: Implementa mecanismos de controle de fluxo e de 
erros. Define os circuitos virtuais. 
• Enlace: Ligação lógica do padrão X.25. Utiliza o LAPB 
(Link Access Procedure Balanced). 
• Física: específica o nível físico de uma interface DTE/DCE. 
Introdução 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
Topologia (1) 
Fonte: http://docwiki.cisco.com 
DTE - terminal cliente denominado de Data Terminal Equipment e 
um equipamento de rede denominado Data Circuit-terminating 
Equipment ou Data Communications Equipment (DCE) 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
Topologia (2) 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• Circuitos Virtuais: são estabelecidos 
entre dispositivos DTE da rede X.25. 
• PVC (Permanent Virtual Circuit): 
Utlizado para tráfego de dados constante. 
• SVC (Switched Virtual Circuit) : É 
estabelecido sob demanda para tráfego 
esporádicos. 
Circuitos 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• Utilização de sinalização in-band para pacotes 
de controle/chamada (conexões) 
• Multiplexação de circuitos virtuais na camada 3 
• Redundância no controle de fluxo e de erro 
(camadas 2 e 3) 
• Overhead considerável 
• Não apropriado para sistemas de transmissão 
digital atuais (alta confiabilidade) 
Limitações X.25 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• Criado no fim da década de 80; 
• Protocolo da camada de enlace de alta 
velocidade; 
• Orientado a Byte 
• Transmissão de dados de baixo custo-
benefício; 
• Utiliza o conceito de circuitos virtuais; 
• É uma rede de múltiplo acesso; 
• Limitado a links de 2 Mbps 
• Esta caindo em desuso com o surgimento das 
tecnologias MPLS e DSL 
 
 
Introdução 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
Topologia (1) 
 
Composição de uma rede Frame Relay. Fonte: (DIOGENES, 2004) 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
Topologia (2) 
 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• VC (Virtual circuit): Representa o caminho lógico 
entre dispositivos DTE em uma rede Frame-
relay. 
• PVC: Circuito Virtual Permanente. 
• SVC: Circuito Virtual estabelecido 
Dinamicamente. 
• AR (Access Rate): A velocidade da linha 
contratada 
• CIR (Committed Information Rate): A velocidade 
em que os bits podem ser enviados através de 
uma VC 
Termos e Definições (1) 
 
Sumário 
 
IntroduçãoPPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• DLCI (Data-link Connection Identifier): É o 
identificador usado em um VC. 
• LMI (Local Management Interface): Protocolo 
usado entre DTE e DCE para gerenciamento 
das conexões. Sinaliza mensagens para PVC 
e SVC. 
Termos e Definições (2) 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
DLCI 
• Circuitos Virtuais com DLCI: 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
Cabeçalho 
• Estrutura do Frame 
Fonte: http://www.teleco.com.br 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• DE (Discard Eligibility Indicator): indica se o 
frame pode ser preferencialmente descartado 
em caso de congestionamento na rede. 
• EA (Extension Bit): indica que o cabeçalho 
tem mais de 2 bytes, em caso especiais. 
Controle de 
Congestionamento 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• FECN (Foward Explicit Congestion 
Notification): Informa um equipamento 
receptor de informações que procedimentos 
de prevenção de congestionamento devem 
ser iniciados. 
• BECN (Backward Explicit Congestion 
Notification): informa um equipamento 
transmissor de informações que 
procedimentos de prevenção de 
congestionamento devem ser iniciados. 
Controle de 
Congestionamento 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
Controle de 
Congestionamento 
Fonte: http://www.teleco.com.br 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
Frame Relay x X.25 
• Sinalização out of band no Frame Relay 
contra in band 
• Multiplexação e comutação de CV no nível 2 
no Frame Relay contra nível 3; 
• Possibilidade ponto – multi-ponto, contra 
ponto a ponto no X.25; 
• CV com velocidades maiores no Frame Relay 
• Overhead significativo no X.25 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• Padrão dos anos 80/90 para altas taxas de 
transmissão (155 Mbps a 622 Mbps e mais 
altas). 
• Transporte integrado de voz, dados e 
imagens com foco nas redes públicas de 
comunicação. 
• Baseado em redes de pacotes. 
• Pacotes de tamanho fixo (53 Bytes), 
denominados Células. 
• Utiliza conceitos de circuitos virtuais 
• Permite a implementação de QoS. 
Introdução 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
Arquitetura 
• Camada de adaptação: apenas na borda de uma rede 
ATM 
• Segmentação e remontagem dos dados 
• Grosseiramente análoga à camada de transporte da 
Internet 
• Camada ATM: camada de “rede” 
• Comutação de células, roteamento 
• Camada física 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• Camada de adaptação ATM (AAL): “adapta” 
camadas superiores (aplicações IP ou nativas 
ATM) para a camada ATM abaixo 
• AAL presente apenas nos sistemas finais, não 
nos comutadores ATM (“switches”) 
• O segmento da camada AAL (campo de 
cabeçalho/trailer e de dados) são 
fragmentados em múltiplas células ATM 
• Analogia: segmento TCP em muitos pacotes IP 
Arquitetura 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• Camada de adaptação ATM (AAL): 
• AAL1: para serviço CBR (taxa de bit constante), ex.: 
emulação de circuitos 
• AAL2: para serviços VBR (taxa de bit variável), ex.: vídeo 
MPEG 
• AAL5: para dados (ex.: datagramas IP) 
Arquitetura 
AAL PDU 
célula ATM 
Dados de usuário 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
 
• VCs permanentes (PVCs) 
• Conexões de longa duração 
• Tipicamente: rota “permanente” entre 
roteadores IP 
• VCs comutados (SVC): 
• Dinamicamente criados numa base por 
chamada 
Circuitos Virtuais 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• Vantagens do uso de circuitos virtuais no 
ATM: 
• Índices de QoS garantidos para conexões mapeadas 
em circuitos virtuais (banda passante, atraso, 
variância de atraso) 
• Problemas no uso de circuitos virtuais: 
• O suporte de tráfego datagrama é ineficiente 
• Um PVC entre cada par origem/destino não tem boa 
escalabilidade (N2 conexões são necessárias) 
• SVC introduz latência de estabelecimento de 
conexão e atrasos de processamento para conexões 
de curta duração 
Circuitos Virtuais 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• Cabeçalho da Célula ATM 
• Cabeçalho da célula ATM com 5 bytes 
• Carga útil com 48-bytes 
• Por quê?: carga útil pequena -> pequeno atraso de 
criação de célula para voz digitalizada 
Cabeçalho 
cabeçalho 
da célula 
formato da 
célula 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• Rede metropolitana que disponibiliza serviços 
de conectividade utilizando protocolo Ethernet. 
• Principal vantagem é o baixo custo, se 
comparado a outras tecnologias. 
• Melhor granularidade e facilidade no aumento 
de banda. 
• Transmissão baseada em pacotes. 
• Interoperabilidade com as redes LAN. 
• Pode ser implementado com o conceito de 
VLAN tradicional. 
Introdução 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• Throughput varia de 1Mbps à 10Gbps. 
• Pode ser construída sobre diferentes 
tecnologias. Exemplo: SONET/SDH, WDM, RPR, 
etc 
• Possibilita o transporte de uma ou mais VLANs 
com a técnica Q-in-Q 
Introdução 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• Terminologia: 
• MEN: Metro Ethernet Network 
• UNI: User Network Interface. 
• CE: Custumer Edge (Ponta do Cliente) 
• EVC: Ethernet Virtual Connection 
 
Termos e Definições 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• A Metro Ethernet Network (MEN) é dividida em 
três segmentos: 
• Metro Access: representa a parcela da última 
milha que alcança o cliente Final. 
• Metro Edge: Localizados dentro da 
Operadora, é o segmento de conexão Metro 
Access. 
• Metro Core: concentra links de equipa-
mentos de Borda, WAN e Backbone IP. 
Arquitetura 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
Arquitetura 
Fonte: www.cisco.com 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
Serviços 
• Ethernet Line 
 
• Ethernet LAN 
 
Fonte: http://blog.ccna.com.br• O Metro Ehernet Forum (MEF) define dois tipos 
de serviços: 
 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• Por UNI (User Network Interface) 
 
Largura de Banda 
Fonte: http://blog.ccna.com.br 
 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• Por EVC (Ethernet Virtual Connection) 
 
Largura de Banda 
Fonte: http://blog.ccna.com.br 
 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• O MPLS surgiu com a popularização da internet e 
a diversificação de seus serviços. 
• Acomoda os requisitos de serviço e gestão de 
largura de banda imposta pelas redes de 
backbone de nova geração baseadas na 
tecnologia IP. 
• Tecnologia mais avançada para a implantação de 
redes de comunicação. 
• Otimiza o roteamento com o uso de rótulos 
(Labels). 
 
 
Introdução 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• Possui benefícios de gerência, escalabilidade, 
disponibilidade, desempenho, interoperabilidade 
e segurança. 
• Possui gerenciamento avançado de QoS e 
Engenharia de Tráfego. 
• Agrega segurança com o uso de VPN 
• O MPLS é definido pela RFC 3031. 
 
Introdução 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• Label (Rótulo): O Label é um identificador 
curto de tamanho fixo e fisicamente contíguo, 
que serve como um índice para tabela de 
encaminhamento. 
• LSR (Label Swittch Routers): São os roteadores 
de comutação por rótulos 
• LSP (Label Switch Path): Consiste em um 
caminho lógico por onde os pacotes deverão 
trafegar. 
Termos e Definições 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• FEC (Forwarding Equivalency Class): A FEC 
consiste num conjunto de parâmetros que irão 
determinar um caminho para os pacotes. 
• LER (Label Edge Routers): Tem a função de 
encaminhar e controlar, a inserção do rótulo ao 
pacote e de atribuir os pacotes a uma classe de 
encaminhamento FEC. Roteadores de borda. 
• LIB (Label Information Base): é a tabela de 
encaminhamento por rótulo. 
Termos e Definições 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
Cabeçalho 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
Arquitetura 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
Roteamento 
• Exemplo de Roteamento por Rotulo 
 
Sumário 
 
Introdução 
 
PPP 
 
HDLC 
 
X.25 
 
Frame Relay 
 
ATM 
 
Metro Ethernet 
 
MPLS 
 
• Vídeo: Serviço para o transporte de vídeo. 
• Voz: Serviço para o transporte da voz. 
• Dados com alta prioridade (D1). Trata-se da 
classe de serviço que possui mais o elevado 
nível de prioridade para os dados. 
• Dados prioritários (D2). Esta classe de serviço 
corresponde à aplicações não críticas que 
possuem exigências específicas em termos de 
banda concorrida. 
• Dados não prioritários (D3), representando a 
classe de serviço menos prioritária. 
 
Classes de Serviços