Reti di Trasporto Ing. Stefano Salsano AA2004/05 - Blocco 3 1 Dove siamo? Tecniche di multiplazione, PCM e PDH» Tecniche di multiplazione (FDM, TDM, CDM)» Multiplazione numerica PCM» Multiplazioni numeriche, multiplazione plesiocrona, P DH SDH, multiplazione, apparati e reti» Multiplazione sincrona» Motivazioni per l SDH» Stratificazione, Trama SDH, Strutture numeriche» Puntatori e sincronizzazione» Funzioni dell overhead, aspetti di gestione» Apparati, interconnessione in rete e protezione 2
Multiplatori In base al livello gerarchico dell'interfaccia:» Multiplatori STM-1» Multiplatori STM-4» Multiplatori STM-16 In base alle funzioni svolte:» Multiplatori Terminali (Multiplexer type I/G.782)» Multiplatori Terminali di Linea (Multiplexer type II/G.782)» Multiplatori Add Drop (Multiplexer type III/G.782) Normalmente il multiplatore terminale è un Add-Drop Multiplexer (ADM) sottoequipaggiato 3 Multiplatori Terminali MT Tipo I/G.782 MT di Linea, Tipo II/G.782 4
Multiplatori Add-Drop (ADM) Permette l'inserimento/estrazione di flussi tributari (sincroni e plesiocroni) in/da un flusso aggregato STM-N in transito Solo alcuni flussi sono terminati, lasciando passare inalterati i VC in transito Contiene le matrici di permutazione dei VC di ordine basso LPC (Lower order Path Connection) e dei VC di ordine alto HPC (Higher order Path Connection) Le matrici LPC e HPC sono riconfigurabili per permutare i flussi o inserire nuovi tributari (matrici NBSS Non Bloccanti in Senso Stretto) 5 Multiplatori Add-Drop (ADM) 6
Multiplatori Add-Drop (ADM) ADM-1: multi/demultiplazione in un flusso aggregato STM-1 a 155 Mbit/s dei seguenti tributari:» flussi plesiocroni 2, 34 e 140 Mbit/s» flussi sincroni STM-1 parzialmente equipaggiati ADM-16: multi/demultiplexing in un flusso aggregato STM- 16 a 2.5 Gbit/s dei seguenti tributari, con capacità di permutazione di VC-4» flussi plesiocroni a 140 Mbit/s» flussi sincroni STM-1 e STM-4 7 Esempi di inserimento in rete 8
Il Multiplex di abbonato I multiplatori ADM-1 possono essere integrati con interfacce per servizi di fonia e dati per originare apparati di accesso SDH direttamente dagli attacchi di utente Un esempio importante è il cosidetto Digital Loop Carrier (DLC) o Multiplex di Abbonato (MPX1) L MPX1 è un apparecchiatura da esterno usata nella rete di accesso per raccogliere i segnali dagli utenti, multiplarli e trasportarli verso la rete trasmissiva per mezzo di un flusso STM-1 L MPX1 può multiplare: linee telefoniche analogiche (fino a 480), fornendo tutte le funzioni di interfaccia verso l utente (BORSCHT vedi prossima slide) linee digitali affittate tributari a 2 Mbit/s Interfaccia verso l utente telefonico 9 Le funzioni eseguite dall'attacco d'utente possono essere riassunte dall acronimo BORSCHT:» Battery (alimentazione);» Overvoltage prot. (protezione da sovratensioni)» Ringing (generazione del tono di chiamata)» Supervisory (supervisione della linea)» Coding (codifica del segnale vocale)» Hybrid (passaggio da 2 a 4 fili)» Testing (accesso per prove sulla linea) 10
Esempio di applicazione dell MPX-1 AD M 1 155 Mbit/s MPX-1 Linee telefoniche Circuiti a 2 Mbit/s MPX-1 Linee num eriche affittate MPX-1 155 Mbit/s 155 Mbit/s MPX-1 11 Digital Cross Connect, DXC o RED E anche denominato Ripartitore Elettronico Digitale, RED Funzioni base» Multi/Demultiplazione» Permutazione dei flussi secondo una mappa prestabilita, modificabile via software Classificazione LIVELLO PDH (Europea) PDH (USA) SDH 4 140 - VC-4 3 34 45 VC-3 2 (8) 6 VC-2 1 2 1.5 VC-12/-11 0 64 kbit/s 64 kbit/s - 12
Digital Cross Connect, DXC o RED Mentre i multiplatori e gli ADM hanno il ruolo di raccolta e distribuzione dei flussi, i RED sono i nodi più interni che devono effettuare le operazioni di permutazione ed instradamento dei VC trasportati sui flussi STM-N in ingresso e in uscita al RED. 13 Tipi di RED RED PDH RED 1/0: per la gestione di circuiti affittati fino a 2 Mbit/s RED 3/1: per la raccolta di flussi digitali e la protezione di percorso (il payload viene mandato su due vie diverse e in arrivo viene scelto il segnale migliore); tempo di scambio: ordine di secondi RED SDH RED 4/3/1 : per la raccolta di flussi digitali e la protezione di percorso (il payload viene mandato su due vie diverse e in arrivo viene scelto il segnale migliore); tempo di scambio: entro 50 ms RED 4/4 : per la protezione di flussi a 140 e 155 Mbit/s (ripristino attraverso la rete magliata), non c è in generale la protezione 1+1, ma si opera un reinstradamento attraverso i circuiti di riserva; tempo di reinstradamento entro 2 minuti 14
RED 4/3/1: caratteristiche generali Un RED 4/3/1 può permutare» 16 porte STM-1 equivale nti» 64 porte STM-1 equivale nti» 256 porte STM-1 equivalenti Accetta in ingresso» flussi plesiocroni elettrici G.703 (E1 a 2.048 Mbit/s, E3 a 34.368 Mbit/s, E4 a 139.264 Mbit/s)» flussi sincroni STM-1, STM-4 e STM-16 E possibile permutare i VC di ogni ordine in una qualsiasi configurazione (matrice NBSS Non Bloccante in Senso Stretto) Confronto tra le funzioni del RED 4/3/1 e dell'adm» un ADM è un RED 4/3/1 di piccola capacità (di solito la matrice non va oltre i 16 STM-1 equivalenti)» un RED 4/3/1 può essere cons iderato un super-adm 15 Architettura del RED 4/3/1 STM-4 STM-1 140 Mbit/s VC-4 STM-4 STM-1 140 Mbit/s 34 Mbit/s TUG-3 TUG-3 TUG-3 1 7 VC-3 TUG-2 34 Mbit/s 2 Mbit/s Esempi di RED 4/3/1 VC-12 16 porte equivalenti STM-1 (con funzioni di ADM 4/3/1) 64 porte equivalenti STM-1 256 porte equivalenti STM-1 2 Mbit/s 16
Applicazioni tipiche del RED 4/3/1 DXC 4/4 TL STM-16 2.5 Gbit/s SGU/SGT DXC 1/0 DXC 4/3/1 AD M 1 MSC ADM 16 17 Struttura della rete telefonica SGT SGT 66 Stadi di Gruppo di Transito (SGT) SGU SGU 660 Stadi di Gruppo Urbani (SGU) SL SL ~10.000 nodi Stadi di Linea (SL) MU X 18
Struttura della rete telefonica La struttura della rete telefonica presentata in queste slide si riferisce ad una rete telefonica prima dell avvento della tecnologia IP (in particolare si descrive la rete di Telecom Italia alla fine degli anni 90). In questo contesto, il trasporto della voce avviene esclusivamente in modalità a circuito. Vedremo più avanti nel corso che con l avvento della tecnologia IP si introduce il trasporto della voce a pacchetto, ad iniziare dalle sezioni interne della rete. Architettura di riferimento per la rete SDH 19 Re te Nazionale (maglia di 43 nodi ex Iritel) 12 nodi di transito (A0,A2,A3) 31 nodi di accesso alla Rete Nazionale (A1) Re te Regionale 2 Livello 35 anelli 106 nodi NTT-R (SGT e principali SGU) Rete Regionale 1 Live llo 161 anelli 512 nodi NTT-L (altre sedi SGU) Bacino trasmissiv o Rete Locale Livello 0 ~10.000 nodi (SL) nodo di transito rete nazionale (DXC 4/4) nodo di accesso alla rete nazionale (DXC 4/3/1 e DXC 4/4) nodo di transito trasmissivo regionale, NTT-R (DXC 4/3/1 = DXC 4/1) nodo di transito trasmissivo locale, NTT-L nodo utilizzatore 20
Rete Nazionale Struttura a maglia che collega nodi di tipo A equipaggiati con DXC 4/4, interconnessi con sistemi di linea a 2,5 Gbit/s (STM-16) Esistono varie tipologie di nodi A della maglia nazionale:» Nodi A0: nodi di interconnessione con centrali internazionali (ISC) non direttamente interconnessi con la rete regionale; sede anche di DXC 4/1; svolgono funz ioni di affasciamento, transito e protezione» Nodi A1: nodi di interconnessione con la rete regionale; sede anche di DXC 4/1; svolgono funzioni di affasciamento, transito e protezione» Nodi A2: nodi collegati direttamente con sistema di linea ai paesi esteri (flussi a 140 Mbit/s) o di raccordo con i nodi frontalieri ( B2 ) (code internazionali) o con le terminazioni dei collegamenti via satellite; svolgono funzioni di transito e protezione dei flussi a 140/155 Mbit/s e non sono presenti generatori di traffico» Nodi A3: nodi che svolgono funzioni di reinstradamento e protezione dei flussi a 140/155 Mbit/s; non sono presenti generatori di traffico Interconnessione Rete Nazionale-Regionale 21 Rete Internazionale A0 Rete Nazionale A1 A1 A3 A1 A2 Paesi Esteri Paesi Esteri Rete Internazionale B0 B2 A1 Rete Regionale di live llo 2 B1 B1 B1 B2 A1 A2 B2 Paesi Esteri Paesi Esteri 22
Rete Regionale Struttura ad anelli articolata su due livelli Esistono varie tipologie di nodi regionali: Nodi B0: individuano le centrali trasmissive co-locate con gli ISC (International Switching Center) ex Italcable; per tali nodi è previsto un collegamento tramite raccordo diretto con i due nodi A1 di competenza; sono sede di DXC 4/1 e svolgono funzioni di affasciamento e protezione Nodi B1: sede di SGT; svolgono funzioni di affasciamento, e protezione attraverso i DXC 4/1 Nodi B2: nodi (detti frontalieri ) di interconnessione con i paesi esteri, o di collegamento con i sistemi satellitari; svolgono solo funzioni di terminazione di sistemi di linea e di interconnessione fisica tra di essi (struttura simile al nodo A2 senza DXC 4/4) 23 Rete Regionale Articolata su due livelli» 1 livello (livello inferiore)» insieme di bacini trasmissivi per interconnessione di gruppi di nodi periferici (SGU)» permette la raccolta dei flussi originati da tali nodi e destinati ai nodi di altri bacini della regione/altre regioni» 2 livello (livello superiore)» permette l interconnessione dei Nodi Trasmissivi di Transito regionali (generalmente sede di SGT, SGU importanti, RED nodali/locali)» consente sia la raccolta dei flussi originati da tali nodi o dal livello inferiore e destinati a nodi esterni alla regione sia l interconnessione dei bacini trasmissivi 24
Rete Regionale Interconnessione con rete nazionale tramite una particolare coppia di NTT-R (nodi A1) il nodo A1 lato regionale è sede di DXC 4/1 di competenza della rete nazionale; questo è collegato al DXC 4/4 Interconnessione tra 1 e 2 livello tramite una coppia di NTT-R (dual homing) in ogni NTT-R è previsto un DXC 4/1 Interconnessione tra rete locale e 1 livello tramite un solo NTT-L (single homing) l interconnessione è prevista tramite ADM back to back 25 Rete Locale Articolata su un livello (livello 0) strutture trasmissive per interconnessione tra le centrali locali (SL) ed i rispettivi SGU l interconnessione tra gli anelli di livello 0 e il 1 livello della rete regionale sono in single homing ; il nodo di transito verso il livello superiore di rete (NTT-L) è costituito dalla sede dell S GU; l interconnessione è prevista tramite ADM back to back 26
Trasporto SDH su Rete Nazionale Sede SGU SGT Sede SL SL ADM Anello a 155 Mb/s ADM SGU ADM ADM DXC 4/3/1 SGT ADM ADM Raccordo con TL DXC 4/3/1 Sede A1 DXC 4/4 Rete di transito nazionale VC12, VC3 VC4 ADM DXC 4/3/1 ADM ADM DXC 4/3/1 DXC 4/4 Sede A1 Anello a 622 Mb/s Anello a 622 Mb/s 27 Robustezza della rete trasmissiva Gli elementi costitutivi di una rete trasmissiva (apparati, collegamenti e loro parti componenti) sono specificati con prefissati requisiti prestazionali Se le effettive prestazioni operative scendono al di sotto di una prefissata soglia, l elemento va fuori servizio (es. guasto) Le attività svolte in una rete trasmissiva (in modo sempre più automatizzato) per migliorarne le prestazioni sono» controllo costante dello stato di integrità degli elementi che la compongono» interventi protettivi in presenza di fuori servizio, allo scopo di rimuoverne effetti e cause 28
Robustezza della rete trasmissiva Ripristino (orientato al servizio): insieme di attività che hanno l obiettivo di mantenere la continuità del servizio fornito agli utenti, utilizzando una aliquota condivisa di risorse (es. capacità di trasporto) riservate al reinstradamento del traffico.» Il ripristino del servizio è controllato da un centro di supervisione usando procedure semi-automatiche (es. usato nella rete nazionale)» Opera entro un tempo massimo di pochi minuti (es. due) Protezione (orientata alla risorsa): attività che hanno come obiettivo evitare il fuori servizio di una risorsa, usando ridondanze predisposte allo scopo (es. una capacità trasmissiva di riserva preassegnata si possono usare sia risorse dedicate che condivise).» E un operazione automatica programmata in modo distribuito (a livello di apparato, collegamento o parte componente). Ad esempio, è tipicamente usata nella rete locale e regionale» opera in maniera molto veloce (decine di ms) 29 Robustezza della rete trasmissiva La funzione di protezione consente attraverso ridondanze ed una azione di commutazione di mantenere uno stato funzionale corretto anche in caso di fuori servizio di una risorsa operativa Protezione 1+1» Esempio nel caso di un collegamento: il segnale viene trasmesso sia sulla via di esercizio che su quella di riserva; in ricezione viene selezionato il segnale migliore Protezione 1:N» Esempio nel caso di un collegamento: il canale di riserva è condiviso fra più canali di esercizio; il segnale è trasmesso sulla riserva solo in occasione di avaria del corrispondente canale di esercizio e la riserva viene rilasciata al ristabilimento delle condizioni normali 30
Nota sulla terminologia Il termine protezione può essere usato in modo generico per comprendere sia i meccanismi di protezione propriamente detti sia i meccanismi di ripristino 31 Robustezza della rete trasmissiva In un ambiente multi-operatore e multi-vendor è necessario standardizzare le procedure (distribuite!) per garantire la robustezza della rete trasmissiva I punti principali da considerare sono» Localizzazione e identificazione dei componenti affetti e usati dal processo di protezione» Criteri per determinare lo stato di fuori servizio degli elementi di reti protetti» Comportamento degli agenti del processo di protezione e dei componenti» Sintassi e semantica dei messaggi scambiati tra gli agenti del processo di protezione» Canali di comunicazione per portare i messaggi tra gli agenti del processo di protezione 32
Architetture di protezione lineare Sistema punto-punto con e senza diversità di percorso 33 Architetture di protezione ad anello Gli anelli sono topologie di particolare interesse perchè rappresentano il minimo grafo di interconnessione di un insieme di nodi che garantisce due percorsi distinti tra una qualunque coppia di nodi Unidirectional Self-Healing Ring (USHR): su anelli unidirezionali, a livello di sezione (MS-USHR) o di cammino (HOP-USHR); in quest ultimo caso si parla anche di SubNetwork Connection Protection (SNCP) o Unidirectional Path Switched Ring (UPSR) Bidirectional Self-Healing Ring (BSHR): su anelli a due o quattro fibre, a livello di sezione (MS-SPRing) o di cammino (HOP-SPRing); si usa anche il termine Bidirectional Line Switched Ring (BLSR) 34
Architetture di protezione ad anello 35 Architettura UPSR 36
Architettura BLSR a due fibre 37 Instradamento e Protezione Rete Nazionale Rete Regionale 2 livello 50% 1 livello 50% Instradam ento tra due nodi sedi di SGU (non NTT-R) Instradamento tra nodo sede di SGU (non NTT-R) e Rete Nazionale Nodi di Accesso alla Rete Nazionale (A1) Nodi di Transito Trasmissivo (NTT-R) Nodi sedi di SGU (NTT-L) 38
Linee dedicate Relazioni cliente-servente ISDN PSTN 300-3400 Hz IP 2 Mbit/s 8 Mbit/s 64 kbit/s VC-12 Frame Relay ATM-VP ATM-V C 34 Mbit/s 140 Mbit/s Sistemi di linea PDH VC-4 MS RS VC-3 Optical Section Radio Section Satellite Section 39 La rete ISDN 40
ISDN La ISDN è una rete digitale che, evolvendo dalla PSTN di tipo telefonico, è in grado di offrire un'ampia gamma di applicazioni sia vocali che non-vocali (voce, immagini, dati, video, fax, ecc.) alle quali si può accedere attraverso un insieme limitato di interfacce La limitazione del numero di interfacce ha lo scopo di superare le difficoltà di accesso ai servizi di rete che sono tipiche delle reti dedicate La rete ISDN può essere vista come un client della rete di trasporto SDH. Con la ISDN si definiscono i servizi offerti all utente 41 ISDN Ruolo chiave per la diffusione di ISDN: le applicazioni» accesso a banche dati e immagini» trasferimento file tra PC e hosts» messaggistica» videotelefonia a colori» trasferimento di immagini fisse e in movimento» comunicazioni multimediali» interconnessioni tra LAN» telesorveglianza, telemarketing, ecc. IP! 42
ISDN Servizi ISDN» connettività numerica a 64 kb/s» connessioni con capacità di trasferimento superiore (n x 64 kb/s) ad esempio utilizzati per la video-comunicazione Servizi di rete intelligente (gli stessi della rete telefonica)» Numero verde 43 Servizi ISDN Servizi di telecomunicazione Servizi Portanti Teleservizi Servizio portante di base Servizio portante di base+servizi supplementari Teleservizio di base Teleservizio di base+servizi supplementari 44
Architettura funzionale Tipi di interfaccia - Reti dedicate - Reti a lunga distanza Singolo terminale ISDN multiservizio ISDN Terminali ISDN in configurazione multipla Centro di servizio - PABX - LAN - Reti private 45 Canali di accesso Un canale rappresenta una specifica porzione della capacità di trasferimento dell'interfaccia utente-rete Un'interfaccia comprende una specifica combinazione di diversi tipi di canali 46
Canali di accesso Canale B» ha capacità di trasferimento uguale a 64 kb/s con relativa temporizzazione» può trasportare diversi tipi di informazione:» voce telefonica a 64 kb/s o a ritmi binari inferiori» voce a qualità migliorata a 64 kb/s» dati a circuito o a pacchetto a ritmo binario inferiore o uguale a 64 kb/s Canale D» capacità di trasferimento: 16 kb/s o 64 kb/s» scopo principale: trasporto della segnalazione» alternativamente può trasportare informazioni strutturate a pacchetto (X.25, basso bit rate)» organizzato a messaggi, multiplati statisticamente 47 Profili di accesso Accesso BASE (BRI)» 2 canali B a 64 kb/s - linee numeriche indipendenti» 1 canale D a 16 kb/s - segnalazione» totale: 144 kb/s, su doppino di rame, punto-punto e punto-multipunto Accesso PRIMARIO (PRI)» 30 canali B a 64 kb/s» 1 canale D a 64 kb/s - segnalazione» utilizza normale linea PCM a 2048 kb/s punto-punto 48
Strutture di interfaccia Tipo Struttura base Struttura primaria Struttura con canali H0 Compo sizione 2B + D 30B +D 23B +D 5H 0 +D 3H 0 +D 4H 0 Capacità canale D 16 kb/s 64 kb/s 64 kb/s 64 kb/s 64 kb/s --- Ritmo binario 144 kb/s 2.048 Mb/s 1.544 Mb/s 2.048 Mb/s 1.544 Mb/s 1.544 Mb/s Struttura con canali H1 H 12 +D H 11 64 kb/s --- 2.048 Mb/s 1.544 Mb/s 49 Programma del corso Rete di accesso e rete di trasporto (0,5) Tecniche di multiplazione, PCM, PDH (1) SDH (4) Evoluzione tecnologie per reti per dati (0,5) ATM (3) IP su ATM (1) MPLS (3) (Trasporto voce su IP) (1) Esercizi, routing IP, OSPF, OSPF-TE (4) 50
Evoluzione del trasporto dati 70 80 90 00 ATM Asynchronous Transfer M ode POS Packet Over SONET (SDH) M PLS Multiprotocol Labe l Sw itching G-M PLS Generalized M PLS 51 Velocità di Accesso Tecnologia Standard Velocità max. X.25 ITU-T 64 Kb/s Frame Relay ATM ITU-T Frame Relay Forum ITU-T ATM Forum 155 Mb/s 622 Mb/s 52
Raccomandazione X.25 sviluppata dal CCITT (oggi ITU-T) a metà anni 70 l Architettura X25 definisce non un singolo protocollo ma l insieme dei protocolli delle procedure dei livelli OSI 1, 2 e 3 all interfaccia DTE-DCE (non impone alcun vincolo sull architettura di rete interna) DTE prot. di utente X.25 DCE prot. di utente utente Liv. di rete Liv. di rete rete LAPB LAPB X.21/ X.21bis X.21/ X.21bis DTE: Data Terminal Equipment DCE: Data Communications Equipment 53 X.25: Livello 2 (Data Link) il livello DL (Data Link) rende disponibile allo strato 3 una connessione logica libera da errori. si usa il protocollo LAPB (Link Access Procedure - Balanced)» LAPB è un sottoinsieme dell HDLC (High level Data Link Control, ISO 4335) come anche LAPD (ISDN channel D) e LAPF (Frame Relay) protocollo orientato al bit 54
X.25: Livello 2 (Data Link) Include le procedure per:» la delimitazione delle trame: uso dei delimitatori (flag) e del riempimento/svuotamento di bit» la rivelazione di errore: uso di codici polinomiali con un polinomio generatore di 16 grado (campo FCS)» il recupero in caso di errore: uso del metodo a finestra variabile con riemissione cumulativa (non selettiva)» il controllo di flusso: uso delle trame supervisive RR e RNR Formato della trama del protocollo X.25 di livello 2 55 Delim itatore Indirizzo Controllo Informazione Se quenza di controllo della trama Delim itatore F A C I FCS F 01111110 8 bit 8 bit N bit 16 bit 01111110 56
Formato della trama della trama di livello 2 F (flag): necessario perchè il campo I ha lunghezza variabile (al limite nullo); si adotta la seq. 0111 1110 (bit stuffing: uno 0 dopo cinque 1 consecutivi) A: indirizzo, usato anc he nei collegam enti p-p per conformità di tram a C: individua il tipo di trama (Informativa, Supervisione...) I: informazione di utente; la dimensione massima dipende dalla massima lunghezza del pacchetto di livello 3 (X.25 non prevede segmentazione al livello 2) FCS (Frame Check Sequence), controllo di errore sulla trama. Delimitatore Indirizzo Controllo Informazione Sequenza di controllo Delimitatore della trama F A C I FCS F 01111110 8 bit 8 bit N bit 16 bit 01111110 57 Controllo di flusso è usato un meccanismo a finestra, con due contatori:» N(s) numero di seq. in trasmissione di una trama di tipo I» N(r) indica all altra stazione che sono state ricevute tutte le trame fino a N(r)-1.» Se i contatori sono modulo M F t F r ampiezze delle finestre in Tx e Rx, deve valere:» In X.25: M = 8, F r = 1, F t = 7. F t + F r M 58
Controllo di errore Se la trama N è ricevuta errata (e le trame fino a N-1 sono state ricevute correttamente) il ricevitore» scarta la trama errata N» aspetta la ricezione della trama successiva» per ogni trama successiva, se il numero di sequenza > N, scarta la trama e invia REJ(N) il trasmettitore si accorge dell errore su N (e ritrasmette cumulativamente a partire dalla trama N)» o a seguito della ricezione di un REJ(N)» o perchè scade il relativo timer senza aver ricevuto alcun riscontro 59 Protocollo X.25 di livello 3 Opera nell ambito di un servizio con connessione La connessione è chiamata circuito virtuale Prevede i casi di connessione» commutata (servizio di chiamata virtuale, Virtual Call-VC)» semi-permanente (servizio di circuito virtuale permanente, Permanent Virtual CIrcuit, PVC) 60
Formato della Trama/Pacchetto X.25 Form ato della trama 1 2 3 Form ato del pacchetto 8 7 6 5 4 3 2 1 IGF GCL NCL Identificatore di pacchetto Estensione dell'intestazione del pacchetto e/o dati di utente IGF: Identificatore Generale Formato GCL: Gruppo di Canale Logico NCL: Numero di Canale Logico Flag Indirizzo Controllo Informazione FCS Flag ogni pacche tto è incapsulato 1:1 in una s ingola trama (NO frammentazione, aggregazione) 61 X.25: limitazioni procedure pesanti nei nodi di rete, con conseguenti...» sovraccarico elaborativo» alti ritardi di attraversamento» bassi throughput» quindi non adatto a traffico real-time in particolare: recupero di errore per ogni tratta» oggi con canali trasmissivi affidabili (F.O.) non è più necessario» Frame Relay e ATM relegano tale funzione ai bordi della rete 62
Attivazione di una Connessione Virtuale X.25 DTE A DCE A DCE B DTE B X.25 X.25 CAR INC CON CAC Questa procedura è necessaria nel caso del servizio a chiam ata virtuale. NON è ne cessaria ne l cas o di servizio di circuito virtuale semi-permanente 63 Frame Relay Tecnica di trasferimento orientata al pacchetto (basata su tecniche di multiplazione di pacchetti di lunghezza variabile) E stato definito per l accesso (UNI), ma può essere impiegato nelle sezioni interne della rete (NNI) o fra reti di operatori diversi Mantiene i vantaggi dell X.25 semplificando i protocolli, diminuendo i ritardi, aumentando il throughput 64
Frame Relay La logica su cui si basa il FR è quella di trasferire le informazioni con minori elaborazioni e funzionalità nei nodi» Assenza di controllo di flusso, di indirizzamento completo e di correzione di errori in rete» Impiego di connessioni virtuali» Possibilità di connessioni punto-multipunto Il risultato è:» Throughput molto più elevati e ritardi m inori dell X.25 (condizionati alla qualità dei portanti trasmissivi)» Efficie nte condivisione di banda (Gestione di traffico busrty)» Garanzia di banda in accesso» Multiplazione a livello 2 OSI e trasparenza verso i live lli superiori» Assenza di elaborazione a live llo 3 OSI Una differenza in termini di prestazioni con X.25 risiede nella possibilità di poter inoltrare il messaggio senza dover attenderne la completa ricezione ( cut-through ) 65 Frame Relay Motivazioni tecnologiche» progressivo aumento delle capacità dell hardware VLSI (aumento della velocità dei processori, delle memorie» disponibilità a basso costo di terminali di utente intelligenti» mezzi trasmissivi ad alta velocità e basso tasso di errore (F.O.)» sviluppo di applicazioni ad alta velocità Funzionalità nodali semplificate rispetto a X.25 Minore tempo di processamento minori ritardi maggiore throughput» possibilità di supportare flussi real-time (es. voce) mediante procedure di equalizzazione (play-out buffer) È stato definito per l accesso (UNI), ma può essere impiegato nelle sezioni interne della rete (NNI) o tra reti di operatori diversi 66
Architettura protocollare Il Frame Relay gode di uno stato di standardizzazione molto solido e ben recepito dalle diverse manifatturiere nei suoi aspetti principali L architettura del protocollo prevede tre piani operativi separati (in X.25 non vi era tale separazione). La separazione dei piani di controllo, gestione e utente permette maggiore flessibilità per la definizione di nuovi servizi» Control Plane (C-Pla ne)» U ser Plane (U-Pla ne)» M anagement Pla ne (M-Plane) C-Plane» responsabile dell instaurazione, m antenimento e rilascio delle connessioni logiche comm utate U-Plane» responsabile del trasferim e nto dati tra utenti M-Plane» respon sa bil e della gestione dell interfaccia utente-rete Architettura Protocollare Frame Relay 67 Piano di utente End system End system higher layers higher layers Q.922 upper Relay s ystem Relay s ystem Q.922 upper Q.922 core Q.922 core Q.922 core Q.922 core I.430 I.430 I.430 I.430 LAP-F (Q.922) Q.922 upper Q.922 core 68
Confronto Frame Relay-X.25 X.25 FRAME RELAY Implementat e dall'interfaccia e dalla rete X.25 liv.3 LAPB LIVELLO FISICO LAPF Q.922 UPPER Q.922 CORE LIVELLO FISICO Implementat e esclusivamente dall'interfaccia Implementat e dall'interfaccia e dalla rete 69 Funzioni Q.922 core Delimitazione, allineamento, trasparenza delle trame informative Multiplazione/demultiplazione con l impiego del campo indirizzi Verifica di validità della trama (ed eventuale scarto) per rilevare errori in trasmissi one Controllo di congestione NO procedure recupero!! 70
Formato Trama Frame Relay Q.922 8 bit 16 bit (24, 32) 16 bit 8 bit Flag Indirizzo Informazione F C S Flag oppure: DLCI (parte alta) C/R 0/1 EA 0 DLCI (parte bassa) FECN BECN DE EA 1 Sce lta in Italia: oppure: DLCI (parte alta) C/R 0/1 EA 0 DLCI FECN BECN DE EA 0 DLCI (parte bassa) D/C EA 1 oppure: 7 6 5 4 3 2 1 0 DLCI (MS part) C/R EA 0 DLCI FECN BECN DE EA 0 DLCI EA 0 DLCI LS part / Data Lin k Control D/C EA 1 71 La tecnica ATM: caratteristiche ATM è una tecnica efficiente di multiplazione e commutazione, basata su di un principio di commutazione veloce di pacchetto Essa utilizza unità informative di lunghezza fissa (48 byte di dati e 5 byte di intestazione o header), denominate celle ATM La caratteristica principale della tecnica ATM risiede nella sua flessibilità nel meccanismo di allocazione della banda, mediante la multiplazione asincrona di differenti flussi informativi (celle) 72
La tecnica ATM HEADER (5 BYTE) PAYLOAD (48 BYTE) Cella ATM 73 Il formato della cella ATM UNI-NNI 8 5 4 1 GFC/VPI * VPI 1 VPI VCI 2 HEADER VCI 3 VCI HEC PT CLP 4 5 6 PAYLOAD User Data (48 bytes).. 53 GFC: Generic Flow Control VPI: V irtual Path Identifier VCI: Virtual Channel Identifier PT: Payload Type CLP: Cell Loss Priority HEC: Header Error Check * GFC in UNI - VPI in NNI 74