Integração IP/ATM. Características das redes atuais - PDF
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Lucas Gabriel Domingues Galindo
1 Integração IP/ Msc. Marcelo Zanoni Santos Msc. Adilson Guelfi Msc. Frank Meylan Características das redes atuais Ethernet, Fast Ethernet, Token Ring, FDDI etc Não orientadas a conexão Unidade de transmissão de tamanho variável (quadros) Endereços de 48 bits (MAC) Utilização de meio compartilhado Facilidade para transmissão de mensagens broadcast
2 Características da redes Redes orientadas a conexão Unidade de transmissão de tamanho fixo (células de 53 bytes) Endereços NSAP OSI de 20 bytes Dificuldades Broadcast/Multicast Ausência de endereços específico para broadcast/multicast orientação à conexão (necessidade de estabelecer conexões com diversas estações) Suporte a qualidade de serviço Como utilizar em redes locais? Backbone Desktop Aplicações que utilizem diretamente Integração com tecnologias existentes
3 no backbone Introdução de equipamentos de borda com uplinks Transparência para aplicações existentes Aumento nas taxas de transmissão somente no backbone Sem garantia de qualidade de serviço no backbone Switch Switch Ethernet c/ UpLink Ethernet Ethernet Switch Ethernet c/ UpLink
4 no desktop Duas possibilidades: 1) Aplicações que utilizem diretamente 2) Integração com tecnologias existentes Aplicações que utilizem diretamente Única maneira de explorar todas as funcionalidades fim a fim Suporta qualidade de serviço Não existem aplicações para nativo Comunicação somente entre hosts que possuam interface Winsock 2.0 permite a utilização do nativo
5 Integração com tecnologias existentes Manutenção das aplicações existentes Tira proveito da banda fornecida pelo Não suporta qualidade de serviço Permite a comunicação entre hosts e não- Duas soluções padronizadas: Classical IP LAN Emulation Classical IP
6 Classical IP Revisão do ARP O CLIP utiliza o conceito do ARP Resolução de endereços nas redes atuais Resolução de Endereços IP para endereços MAC Protocolo ARP (Address Resolution Protocol) Tabela ARP (IP -> MAC) - (arp -a) Classical IP Funcionamento do ARP Estação A quer transmitir para B IP de B está na tabela ARP dea S N Gera um ARP request para descobrir end. MAC de B B responde com seu end. MAC A recebe ARP response e coloca end de B em sua tabela ARP Monta quadro Ethernet Transmite pacote para B
7 Classical IP Definido na RFC 1577 não possui broadcast natural ARP Server contém tabela de endereço IP e endereço único ponto de falha Classical IP Opera na camada 3: Suporta somente o protocolo IP Comunicação entre subredes necessita roteamento externo Solução para redundância não padronizada Não suporta broadcast Melhor desempenho que LAN Emulation devido ao encapsulamento
8 Classical IP Aplicações IP CLIP AAL5 Física Switch Ethernet Switch Ethernet c/ UpLink Física Física IP CLIP AAL5 MAC Física Física Aplicações IP MAC Física Classical IP Um conjunto de máquinas pertencentes a uma mesma sub-rede é denominado Logical IP Subnet (LIS) Uma LIS sempre possui um servidor ARP
9 Classical IP (funcionamento) Estação deseja transmitir Existe VCC estabelecido N End. está em cache N Requisita end. ao ARP Server com SVC S S Transmite Estabele VCC com destino Recebe endereço destino Classical IP ARP SERVER LIS 1 LIS Switch ARP SERVER LIS 2 LIS
10 Classical IP Arp Server LIS A Arp Server LIS B Switch LIS A Roteador LIS B LAN Emulation
11 LAN Emulation Conversão de endereço MAC para endereços Suporte a broadcast Funciona para outros protocolos de rede (IPX, Apple Talk, DECNet etc.) Suporte a broadcast/multicast Mapeamento direto para VLANs LAN Emulation (Estrutura) Ethernet Aplicações Switch Switch Ethernet c/ uplink Aplicações TCP/IP LLC LANE AAL5 Física Física Física Bridging LANE AAL5 MAC Física Física TCP/IP LLC MAC Física
12 Quadro LAN Emulation CRC 60 a 1514 bytes 4 bytes Quadro Ethernet - Tamanho máximo 1518 bytes Quadro LAN Emulation 60 a 1514 bytes LANE ID 2 bytes Quadro LAN Emulation - Tamanho máximo 1516 bytes Arquitetura LAN Emulation O LAN Emulation possui uma arquitetura cliente servidor Cliente LAN Emulation Servidor LAN Emulation
13 LEC (LAN Emulation Client) ELAN=sub-rede IP que utiliza LAN Emulation O LEC funciona essencialmente como um driver que intercepta operações de acesso a rede dos níveis superiores e converte para operações LAN Emulation Cada equipamento de rede ou estação em uma ELAN deve possuir uma instância LEC Cada LEC possui um endereço MAC, na realidade, o ESI (End System Identifier) Tipos de LEC São definidos dois tipos de LEC LEC LEC proxy
14 LEC Utilizado em estações finais Realiza o mapeamento de um endereço para um endereço MAC 00:00:00:00:00:01 Endereço MAC Endereço LEC proxy Utilizado em switches ethernet ou roteadores com uplink Fazem o mapeamento de diversos endereços MAC para um único endereço 00:00:00:00:00:01 00:00:00:00:00:02 00:00:00:00:00:03 Endereços MAC Endereço
15 LEC servidor LEC LEC Backbone servidor LEC Ethernet LEC-proxy Switch ethernet LAN Emulation Service A parte servidora do LAN Emulation é conhecida como LAN Emulation Service O LAN Emulation Service é composto por 3 entidades lógicas: LECS (LAN Emulation Configuration Server) LES (LAN Emulation Server) BUS (Broadcast and Unknown Server) O LAN Emulation Service pode ser implementado em estações, comutadores, dispositivos de borda, etc.
16 LAN Emulation Server Responsável pela tradução de endereços MAC para endereços Possui tabela de mapeamento entre endereços MAC e Toda ELAN tem que ter um único LES Funcionamento do LES Ao receber uma requisição de resolução de endereços o LES verifica se já possui a entrada em sua tabela Se possuir, o mapeamento pode ser feito, e é retornado o endereço solicitado Caso contrário é enviada uma mensagem a todos os LECs da ELAN, perguntando qual o endereço da estação que possui o endereço MAC enviado
17 Funcionamento do LES (cont.) Este processo é utilizado, por exemplo, em LECs-proxy (dispositivos de borda) Quando uma nova estação é conectada ao dispositivo, seu endereço não é cadastrado automaticamente no LES Ao receber a resposta, o endereço solicitado ao LEC que solicitou a tradução BUS (Broadcast and Unkown Server) Responsável pelo envio de tráfego Multicast/Broadcast Responsável pelo tráfego para hosts cujos endereços ainda não estão cadastrados no LES, como exemplo em dispositivos de borda
18 Tráfego Broadcast Quando um LEC deseja transmitir uma mensagem broadcast, tal mensagem é enviada ao seu respectivo BUS O BUS possui uma conexão ponto multiponto com todos os integrantes da ELAN Através desta conexão a mensagem é enviada a todos os membros da ELAN Todos os nós, exceto aquele que originou a mensagem irão recebe-la e processá-la LECS O LECS é o responsável por fornecer aos LECs as informações sobre as ELANs existentes Endereço do LES protocolo de enlace (ethernet ou token ring) MTU (Maximum Transmission Unit) É possível configurar o endereço do LES diretamente em cada LES, não utilizando o LECS
19 Como encontrar o LECS? Endereço pré-definido Solução elegante e facilita a configuração de múltiplos LECs O endereço pré-definido e seu formato foram estabelecidos antes da finalização da padronização de sinalização ILMI Configurar em todos os comutadores da rede Não há a necessidade de configuração em todos os LECs Como encontrar o LECS? (cont.) VCC Para cada interface deve ser configurado antecipadamente um VCC Esse VCC conecta o LEC ao seu respectivo LECS Problema de escalabilidade Dificuldade de configuração
20 Cadastro na ELAN 1) Descobrir o endereço do LES 2) Estabelecer uma conexão com o LES 3) Ao receber a requisição de estabelecimento de conexão, o LES aprende e cadastra o endereço MAC do LEC que está solicitando o cadastro 4) Adiciona o novo LEC à sua conexão ponto multiponto (utilizada para o descobrimento de endereços não cadastrados Cadastro na ELAN LECS LES BUS ELAN USP MTU 1500 End. LES LEC LEC LEC
21 Cadastro na ELAN (cont.) 5) O LES retorna ao LEC um identificador e pode a partir de então solicitar resoluções de endereços ao LES 6) O primeiro endereço a ser descoberto é o endereço do BUS. Isto é feito através do pedido de resolução do ff:ff:ff:ff:ff:ff 7) Conhecido o endereço do BUS, o LEC cadastra-se também no BUS, recebendo e transmitindo assim o tráfego broadcast Cadastro na ELAN (cont.) LECS LES LEC_ID End. MAC End. 0 MAC LEC 1 LEC 1 1 MAC LEC 2 LEC 2 2 MAC LEC 0 LEC 0 1 MAC LEC 0 LEC 0 2 MAC broadcast BUS BUS LEC 0 LEC 1 LEC 2
22 Transmissão dos dados Antes de efetuar uma transmissão, o LEC verifica se o quadro é do tipo unicast ou multicast Se o quadro for unicast, o LEC verifica se já existe conexão com o LEC destino Se existir conexão, o quadro é enviado Caso contrário, o LEC busca o endereço destino para estabelecer a conexão Transmissão dos dados (cont.) Se o endereço não estiver na tabela local, o LEC envia, ao LES, uma requisição de resolução De posse do endereço, a conexão pode ser estabelecida e os dados transmitidos
23 Transmissão dos dados (cont.) LECS LES LECID End. MAC End. 0 MAC LEC 1 LEC 1 1 MAC LEC 2 LEC 2 2 MAC LEC 0 LEC 0 MAC LEC 1 LEC 1 BUS LEC 0 LEC 1 LEC 2 Tráfego broadcast Se o quadro for do tipo broadcast, o quadro deve ser enviado ao BUS, que se encarregará da transmissão
24 Tráfego broadcast LECS LES LECID End. MAC End. 0 MAC LEC 1 LEC 1 1 MAC LEC 2 LEC 2 2 MAC LEC 0 LEC 0 BUS LEC 0 LEC 1 LEC 2 LAN Emulation (Transmissão) Estação A quer transmitir para B É mensagem de broadcast ou multicast S Envia pacote para o BUS Estabelece conexão Transmite quadro N Verifica se existe concexão estabelecida com B S N S Endereço de B está na tabela de A N Obtém endereço de B Envia LE-ARP para LES
25 Transmissão LANE LEC LECS LES BUS LEC LEC LEC LEC 1)Obtenção do endereço do LES 2)Cadastro na ELAN desejada 3)Resolução do endereço MAC destino em endereço 4)Estabelecimento de conexão fim a fim com o LEC destino 4 ) Envio de mensagem broadcast ao bus 5)Transmissão dos dados 5 ) Transmissão broadcast do BUS para os demais LECs na rede 5