S

Unidad I

Conmutacin de Paquetes. Ing. Carlos Aquino Ruiz.

1

Redes Conmutadas

S Una red conmutada es aquella en la que la comunicacin

entre un host origen y un host destino se realiza mediante la

transmisin de datos a travs de red de nodos de

conmutacin intermedios.

2

Redes Conmutadas

S La comunicacin a largas distancias se hace normalmente sobre redes con nodos de conmutacin.

S Los nodos no se preocupan del contenido de los datos.

S Los dispositivos finales son estaciones (Computadoras, terminales, telfonos, etc.)

S Una red de comunicaciones es una coleccin

de nodos y conexiones.

3

Nodos

S Los nodos solamente pueden conectar a otros nodos, a

estaciones y otros nodos.

S Los enlaces entre nodos usualmente son multiplexados

(FDM, TDM).

S Por lo general, la red no est completamente conectada, es

decir no existe un enlace directo entre cada posible pareja

de nodos.

4

Tecnologas de Conmutacin

S Conmutacin de Circuitos.

S Conmutacin de Paquetes.

5

1.1 Redes de conmutacin de

circuitos

S Comunicacin mediante un camino dedicado entre dos estaciones

(Circuito fsico)

6

Fases de la Conmutacin de

Circuitos

S Establecimiento del circuito.

S Transferencia de datos (Full-

duplex)

S Desconexin del Circuito.

7

Conmutacin de Circuitos

S Debe haber capacidad de conmutacin y capacidad de

canales para establecer la conexin.

S Debe tener inteligencia para establecer una ruta.

8

Aplicaciones

S Ineficiente

S Capacidad del canal dedicada por toda la duracin de la

conexin.

S Si no hay datos, la capacidad se desperdicia.

S Establecimiento de la conexin toma tiempo.

S La informacin se transmite a una velocidad fija.

S Tcnica desarrollada para el trfico de voz.

9

Red Pblica de Circuitos

Conmutados

10

Componentes de

Telecomunicaciones

S Abonado.

S Dispositivos conectados a la red.

S Lnea de abonado.

S Conexin entre el abonado y la red.

S Desde kilmetros a decenas de km.

S Centrales.

S Centros de conmutacin.

S Soporte a los subscriptores.

S Troncales.

S Enlaces entre centrales.

S Multiplexadas (TDM o FDM)

11

Establecimiento de un Circuito

12

Elementos de un Nodo de

Conmutacin de Circuitos

13

Conmutador Digital

S Proporciona un camino full-duplex

transparente para la seal entre

dispositivos. Parecido a una conexin

directa.

14

Interfaz de Red

S Permite la conexin de

dispositivos como telfonos,

mquinas, dispositivos

digitales, etc.

15

Unidad de Control

S Establece conexiones.

S Se realiza generalmente bajo demanda.

S Gestionar y confirmar las peticiones.

S Determinar si el destino est libre.

S Construir una ruta a travs del conmutador.

S Mantiene la conexin.

S Permite desconectar o liberar

la conexin.

16

Inconvenientes

S Se consume tiempo al principio de la transferencia de datos

para establecer la conexin o cerrar la conexin.

S Los recursos permanecen reservados incluso en aquellos

perodos de tiempo en que no se mandan datos.

S En una conversacin telefnica la lnea permanece desocupada

el 50% del tiempo.

17

Ventajas

S La informacin se recibe ordenada.

S Retardo de nodo es muy pequeo (red).

S La transferencia de datos se realiza a una velocidad

constante conocida (determinada por las caractersticas de

los recursos que han sido reservados)

S Especialmente interesante para trfico sncrono (voz).

18

Bloqueante o no Bloqueante

S Bloqueante

S Una red es incapaz de conectar estaciones porque todos los caminos estn en uso.

S Usado en sistemas de voz.

S Llamadas de corta duracin.

S No bloqueante

S Permite que todas las estaciones se conecten (en pares) a la vez.

S Usado para algunas conexiones de datos.

19

Central Manual

S Centralita manual de 80 lneas.

Este tipo de centralitas se

emplearon desde los primeros

aos despus de la invencin

del telfono (en 1876).

20

Las centrales Rotary

S Estuvieron en servicio en Espaa desde principios de la

automatizacin del servicio telefnico en Espaa en la

dcada de los 1920's hasta el ao 1996, cuando se puso

fuera de servicio la ltima, en Valencia.

21

Las centrales Rotary

22

7A2 selectores

23

7A2 selectores

24

7A2 buscadores

25

7A2 registrador

26

Seales de Control

S Constituyen el medio mediante el que se gestiona la red y

por el que se establecen, mantienen y finalizan las llamadas.

S Tanto la gestin de las llamadas como la gestin de la red

necesitan que se intercambie informacin entre abonados y

los conmutadores, entere conmutadores entre s y el centro

de gestin de red.

27

Funciones de las Seales de

Control

1. Comunicacin audible con el abonado (tono ocupado, de llamada.. Etc.)

2. Transmisin del nmero de marcado.

3. Transmisin entre conmutadores de indicacin de llamada no completada.

4. Transmisin entre conmutadores de fin de llamada y la ruta queda disponible.

5. Generacin de la seal de ring del telfono.

6. Informacin de facturacin.

7. Informacin de status de equipos y troncales.

8. Informacin de diagnstico.

9. Control de equipos especiales, p.e. para canales va satlite. 28

Secuencia de

las Seales de

Control.

1. Ambos telfonos colgados.

2. Abonado descuelga (off hook).

3. El conmutador final es notificado.

4. El conmutador responde con tono de

marcar (dial tone).

5. Abonado llamador marca el nmero

(dials number).

6. Si el abonado llamado no est ocupado,

el conmutador enva la seal de rin al

abonado llamado.

7. Realimenta al llamador.

8. Tono de repique, tono de ocupado.

9. Abonado llamado acepta el llamado

descolgando.

10. El conmutador termina la seal de ring y

tono de ring.

11. El conmutador establece la conexin.

12. La conexin se libera cuando uno de los

abonados cuelga (hangs up).

29

Sealizacin en una llamada de voz.

30

Conmutacin de Paquetes

S No existe reserva de recursos.

S Los datos se transmiten en trozos denominados paquetes.

S Un nodo no puede reenviar un paquete hasta que no ha sido

completamente transmitido por el nodo anterior.

31

Redes de Conmutacin de Paquetes

(Ventajas)

S Envo de informacin en paquetes a

travs de la red, sin el uso de lneas

dedicadas de transmisin.

S Una lnea de nodo a nodo puede ser

compartida por varios paquetes en el

tiempo.

S La cola de paquetes es transmitida tan

pronto como es posible.

S Conversin de tasas de transferencias.

S Cada estacin se conecta a su nodo

local a su propia velocidad.

S Buffers de datos en los nodos son

necesarios para equilibrar las tasas.

S Los paquetes son aceptados an

cuando la red est ocupada.

S El envi puede ser ms lento debido a

esto.

S Se pueden establecer prioridades.

S Envos mltiples: multicast y

broadcast.

S Control de flujo, de errores, etc.

S Tiempos de transmisin variables. 32

Conmutacin de Paquetes

S La fragmentacin del mensaje original en paquetes:

S Da una mayor eficiencia a la gestin de errores.

S Solamente se retransmiten los paquetes con errores.

S Hace disminuir el retardo extremo a extremo del mensaje.

S Tcnicas usadas para la conmutacin por paquetes:

S Conmutacin de paquetes mediante datagramas.

S Conmutacin de paquetes mediante circuitos virtuales.

33

Conmutacin de Paquetes Mediante

Datagramas

S No se establece conexin previa a la transmisin de datos.

S El mensaje se divide en trozos ms pequeos denominados paquetes o datagramas.

S Cada datagrama se transmite independientemente del resto de forma que puede

seguir caminos distintos y, en consecuencia, recibirse de forma desordenada en el

receptor.

S Los datagramas se pueden perder.

S Para posibilitar su envi individualizado cada datagrama debe contener informacin

sobre el destino final al que va dirigido.

S Retardo de nodo significativo (decisin de encaminamiento).

S El nodo de conmutacin final de la red reordena los datagramas. 34

Conmutacin de Paquetes Mediante

Datagramas

35

Datagramas.

S La principal ventaja es la robustez del mtodo, es decir, permite el

uso potencial de rutas alternativas ante la eventual

indisponibilidad de algunos nodos de conmutacin de la red.

S Sin embargo, esta tcnica resulta poco adecuada para dar cabida a

servicios interactivos (trfico sncrono) en los que se precisa alta

velocidad.

S Alternativa: Conmutacin de paquetes mediante circuitos

virtuales.

36

Conmutacin de Paquetes Mediante

Circuitos Virtuales

S Previamente a la transmisin de datos el host origen enva a su nodo de conmutacin solicitud de establecimiento de ruta.

S Este reenva la solicitud a travs de la red de un modo anlogo a como se hace la tcnica de conmutacin de circuitos, teniendo lugar, igualmente una confirmacin del establecimiento de la ruta, y un cierre de comunicacin.

S La ruta denominada circuito virtual queda establecida pero no se reservan canales.

S Los paquetes de datos contienen un identificador de C.V. (no se requieren decisiones de enrutamiento para cada paquete)

S Los paquetes llegan ordenados.

37

Conmutacin de Paquetes Mediante

Circuitos Virtuales

38

1.3 Principios de Redes Orientadas

a Conexin y sin Conexin

39

Comparacin de Tiempos de las

Tcnicas de Conmutacin.

40

Redes Principios de

funcionamiento.

S Redes orientadas a Conexin.

S Redes orientadas a sin conexin.

41

Redes Orientadas a Conexin

S Supone que cada red proporciona un servicio en forma de

conexin.

S Conmutacin de paquetes por medio de circuitos virtuales.

S Redes de conmutacin de paquetes X.25

42

43

Estndar X.25 ITU-T

S Primer servicio estndar de red pblica de datos. Especificado en 1976.

S Especifica los tres niveles inferiores (fsico, enlace y red)

S Sistema jerrquico de direccionamiento X.121. Interconexin a nivel mundial.

S Diseado para medios fsicos poco fiables. Comprobacin de datos a nivel de enlace

(protocolo de ventana deslizante).

S No apto para trfico en tiempo real.

S Paquetes de hasta 128 bytes normalmente.

S Servicio orientado a conexin. Orden garantizado.

S Costo proporcional al tiempo (normalmente SVC) y al trfico (nmero de paquetes).

S Velocidades tpicas de 9,6 a 64 Kbps.

S Servicio poco interesante en la actualidad

Capa fsica

Norma X.21

Estandar EIA-232

Asociacin de Industrias Electrnicas

Capa de enlace

Protocolo HDLC (Control del enlace de datos de alto nivel)

Protocolo LAPB (Protocolo balanceado de acceso al enlace)

Tramas

Capa o nivel de paquete

Servicio de Circuito Virtual

Conexiones lgicas

Estndar X.25 ITU-T

44

Norma X.21

S X.21: Se utiliza para el acceso a redes de conmutacin

digital. (Similares a las de telefona digital)

S X.21bis: Se emplea para el acceso a travs de un enlace

punto a punto. (Similar a RS-232 en modo sncrono)

45

Frame Relay

S Es una tcnica de retrasmisin de tramas en la conmutacin

de paquetes que proporciona una interfaz funcional similar

a X.25, con prestaciones mejoradas.

S Plano de control.

S Plano de usuario.

46

Frame Relay

S Versin aligerada del X.25.

S Pensada para combinar con otros protocolos como TCP/IP, y para interconexin multiprotocolo de LANs

S Servicio no fiable; si llega una trama errnea se descarta y el nivel superior (normalmente transporte) ya se enterar y pedir retransmisin

S Tamao mximo de paquete (trama) de 1 a 8 KB

S Velocidades de acceso hasta 44.736 Mb/s, tpicas de 64 a 1.984 Kb/s

S QoS definida por CIR (Committed Information Rate) y por EIR (Excess Information Rate). Esto forma parte del SLA (Service Level Agreement): acuerdo de nivel de servicio

S Eficiencia mucho mejor que X.25, especialmente a altas velocidades

S Habitualmente utiliza PVCs. SVCs no soportados por muchos operadores.

S Costo proporcional a capacidad de lnea fsica y al CIR 47

Redes Orientadas a sin

Conexin S Cada unidad de datos del protocolo de red se trata

independientemente y se encamina desde el origen asta el

destino.

S Conmutacin de paquetes por medio de datagramas.

S Redes de conmutacin de paquetes IP.

48

Datagrama

S Los Datagramas IP estn formados por Palabras de 32 bits.

Cada Datagrama tiene un mnimo (y tamao ms frecuente)

de cinco palabras y un mximo de quince.

49

Encapsulacin

50

Esquemas de direccionamiento

51

Unidad de datos de Protocolo

(PDU)

52

53

Unidad de datos de Protocolo

(PDU)

54