UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE Departamento de Engenharia de Telecomunicaes

UNIVERSIDADE FEDERAL FLUMINENSE Departamento de Engenharia de Telecomunicações Telefonia Avançada e Telefonia IP 2012 NGN Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

EVOLUÇÃO DA REDE CONVERGENTE § 1981 – Definição do IPv 4 - (guerra fria) § 1983 – ARPANET adota o TCP/IP § 1987 – Início da experiência piloto da RDSI brasileira § 1991 – Fim da URSS e da guerra fria § 1993 – Início da exploração comercial da Internet § 1995 – Início do projeto NGN pelo ITU e da Internet no Brasil § 1998 – Definição do IP v 6 § 2000 – Internet Banda Larga e serviços de voz sobre IP § 2005 -10 – Convergência Multimídia orientada a serviços - NGN § 2011 – Convergência NGN, IPv 6 § 2014 – Soma de celulares, smartphones, notbooks e modens 3 G/4 G deve chegar a 2, 25 bilhões de aparelhos (fonte – NIC. BR) Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Plataforma NGN q A NGN é composta de: § Camada de acesso – redes de telefonia fixa e móvel 2, 3 e 4 G, acesso de clientes multimídia, Telefonia IP, redes de dados, IP TV, etc. § Camada de transporte – utiliza protocolos avançados tais como MPLS, GMPLS, SDH NGN, redes ópticas de nova geração, classificadas como redes de comutação de circuitos ópticos (OCS, Optical Circuit Switching), de comutação de rajadas ópticas (OBS, Optical Burst Switching), e de comutação de pacotes ópticos (OPS, Optical Packet Switching), todos IETF e redes óticas automaticamente comutadas (ASON) do ITU. § Camada de controle - Responsável pelo encaminhamento, supervisão e liberação das conexões que trafegam pela rede IP. É realizado pelos Media Gateway Controller (MGC) ou Softswitch que é a inteligência da rede. § Camada de serviços - permite aplicações tais como telefonia IP, IP TV, jogos, audio e vídio de alta definição, serviços legados (telefonia fixa e móvel, número único, PBX virtual) e novas aplicações (streaming de vídeo, e-commerce, videoconferencia compartilhamento de documentos, etc. ) Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Padronização da NGN q A padronização da NGN foi iniciada em 2003 pelo ITU e o ETSI q Em 2005 foi publicado pelo ITU o framework da NGN R 1 q As recomendações da ITU estão contidos na série Y. 2001 a Y. 2399 q ITU-T é responsável pela arquitetura do plano de controle e da interação desses componentes funcionais. q IETF é responsável por estabelecer protocolos interoperabilidade para as redes ASON e GMPLS. que permitirão q OIF (Optical Internetworking Forum) finalidade de fomentar o desenvolvimento de soluções e serviços para redes óticas. q TMF (Tele. Management Forum) é responsável pelas melhores Práticas e Normas para a funcionalidade, custos e simplificação de implementações. q MEF (Metro Ethernet Forum) responsável pela especificação, interoperabilidade e implementação de redes Metro- Ethernet. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Principais recomendações NGN do ITU q Principais Recomendações ITU: § Y - 2001 - General Overview of NGN § Y – 2091 - Terms and definitions for Next Generation Networks § Y - 2011 - General Principles and General Reference Model for NGN § Y - 1414 - Voice Services over MPLS § Y - 1912. 5 - Interworking ISUP/SIP § Y - 2233 - Service Capabilities – accounting and charging § Y - 2051 - Frameworks and functional architecture models IP V 6 Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Serviços na NGN q Principais serviços: § voz § Vídeo § Chat § Sessão multimídia § E-mail § SMS e MMS § IP TV § Imagens fixas (médicas) § Imagens em movimento (câmeras de segurança, Vídeo conferências) § Jogos, música e filmes § Serviços de valor agregado Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Evolução das Redes de Transporte IP Comutação Circuit Switching ATM SDH Físico SDH DWDM IP/MPLS Intelligent Optical Network (DWDMBased) FIBER Hoje Redes Digitais e Redes Inteligentes Migração Passo 1 Passo 2 Prof: Milton M. Flores

Protocolos da camada de controle: SIP - T SIP - I Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

SIP – T IETF NGN Definido pela IETF em 2002, como na RFC 3261 para possibilitar o transporte de parâmetros das mensagens ISUP na extenção SDP e suporta as seguintes RFCs: -RFC 3204 “MIME media types for ISUP and QSIG Objects” - regras de encapsulamento das mensagens ISUP. -RFC 3372 “Session Initiation Protocol for Telephones (SIP-T): Context and Architectures” interfuncionamento entre ISUP e SIP-T. -RFC 3398 “Integrated Services Digital Network (ISDN) User Part (ISUP) to Session Initiation Protocol (SIP) Mapping” - regras explícitas para o interfuncionamento entre ISUP e SIP. -RFC 3578 “Mapping of Integrated Services Digital Network (ISDN) User Part (ISUP) Overlap Signaling to the Session Initiation Protocol (SIP)” acrescenta uma discussão do manuseio do overlap na sinalização. Nota: O overlap na sinalização não é uma indicação para redes que usam ISUP ANSI. -RFC 3264 “An Offer/Answer Model with SDP” - para fornecer informações específicas de mídia para sessões que estão sendo estabelecidas. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

SIP – T IETF NGN q. No caso de pacotes de áudio, transporte RTP/AVP são usados, como definido nas RFC’s 3550 e 3551, além de várias RFC’s específicas para codecs §A RFC 3372 especifica duas (2) configurações de rede gerais: “gateway” e “bridging”. No 1º caso a I W U (Interworking Unit) promove o interfuncionamento entre ISUP e SIP. Nem todos os serviços ISUP serão suportados fim a fim já que somente a informação mapeada nos cabeçalhos SIP estará disponível no ponto terminal SIP §No 2º caso, o SIP-T é usado para conectar centrais PSTN através de uma rede SIP (PSTN-SIP-PSTN). A ISUP encapsulada é usada para transportar informação de serviço ISUP. q. No tempo da publicação (2002), o SIP-T representava a única forma padronizada de suporte dos serviços ISUP através de uma rede de pacotes, tendo sido rapidamente adotado por alguns provedores de redes, contudo, ele não ganhou aceitação pelos órgãos de telecomunicações. Ao contrário, eles publicaram depois sua própria solução: o SIP-I. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

SIP – T IETF Redes Digitais e Redes Inteligentes Bridging (PSTN - IP - PSTN) Prof: Milton M. Flores

SIP – T IETF PSTN Redes Digitais e Redes Inteligentes MG/MGC Proxy (IWU PSTN - IP - SIP) SIP phone Prof: Milton M. Flores

SIP – I ITU NGN • O SIP-I é uma extensão ao protocolo padrão SIP da RFC 3261, idealizada para transportar mensagens ISUP através de uma rede SIP, como extensões coladas às mensagens SIP através do campo SDP. Este protocolo foi padronizado pela ITU-T • A padronização da ITU-T ocorre em 2004 via Q 1912. 5. Cobre o interfuncionamento do SIP com a ISUP (Q 761 – Q 764) e com o BICC (Q 1902. 1 – Q 1902. 4) , usando a RFC 3402 para a especificação do encapsulamento. Ela especifica ações para tres (3) perfis, A, B e C, que cobrem cenários chave de interfuncionamento Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

SIP – I ITU NGN Perfil A: SIP 3 GPP - TS 24. 229 - A função de controle do “Media Gateway” (MGCF) do 3 GPP usa este perfil, com poucas e pequenas diferenças observadas em um apêndice da 3 GPP TS 29. 163. Perfil B: Utilizado no 3 GPP para cobrir o interfuncionamento com uma gama de redes ISUP. Por exemplo, ele permite a opção de propagação do “overlap” de sinalização através da rede SIP, enquanto o perfil A não o faz (porque redes de terminais móveis nunca geram overlap de sinalização). Perfil C: Conhecido como SIP-I, é o mesmo perfil B com a adição do encapsulamento ISUP. Isto é aplicável onde as ilhas ISUP são interconectadas via uma estrutura de rede SIP. A ISUP encapsulada é utilizada para atender requisitos regulatórios que não são ainda suportados pelo SIP. Ela pode também ser usada para suportar serviços chave legados, sempre que o SIP não forneça nenhuma funcionalidade equivalente. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

SIP – I ITU NGN A Q 1912. 5 da ITU-T é similar à combinação das RFC’s 3398 e 3372 da IETF, exceto por diferenças nas regras tanto de interfuncionamento quanto de encapsulamento. A Q 1912. 5 veio para especificar as regras de interfuncionamento para os serviços ISUP onde estas foram deixadas de lado pela IETF. A Q 1912. 5 da ITU-T também faz uso dos protocolos RTP/AVP de transporte e “framing” como especificado nas RFC’s 3550, 3551 e várias RFC’s específicas para codecs. O SIP-I referencia explicitamente as regras “SDP offer/answer” como especificado pela RFC 3264 da IETF (não há referencia explícita pelo SIP-T a estes procedimentos). Uma vez padronizada pelo ITU-T, o SIP-I foi incorporado por outros grupos de padronização, específicamente o ETSI (European Telecommunication Standards Institute) e o ANSI (American National Standards Institute), e de forma geral abraçado pela indústria como uma especificação mais completa se comparada ao SIP-T. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

SIP – I ANSI NGN Uma vez padronizada pelo ITU-T, o SIP-I foi adotado pelo ANSI (American National Standards Institute) A T 1. 679 do ANSI também cobre o interfuncionamento SIP com a ISUP (T 1. 113 – 2000) e com o BICC (T 1. 673 – 2000). A T 1. 679 é baseada na Q 1912. 5 e é compreendida como compatível com esta recomendação. Contudo, ela usa “opções de rede” (encapsulamento ISUP, precondições SIP, etc. ) ao invés de perfis SIP (p. ex. , perfis A, B ou C). Existem também algumas diferenças menores entre o que estas duas (2) especificações consideram como sendo parte de seus respectivos escopos. Nota: a ISUP ANSI não é compatível com a ISUP ITU utilizada no Brasil. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

BICC ITU NGN q - Protocolo BICC – “Bearer Independend Call Control” foi desenvolvido pelo ITU para incapsular a ISUP sobre redes IP e ATM, conforme as recomendações – Q. 1901 e 1902), inicialmente foi utilizado nas redes 3 GPP. q - Existem três (3) razões gerais por que o SIP com encapsulamento ISUP é preferido ao BICC. q-Não existência de trabalho de melhoria do BICC sendo executado em qualquer fórum de padronização, implicando isto em que o BICC ficará limitado às capacitações que suporta presentemente, não se vislumbrando qualquer rota para evolução e aperfeiçoamento. q- Existem preocupações sobre o grau de interoperabilidade com o BICC que existirão em outros domínios de aplicabilidade além do GMS/UMTS. q-O 3 GPP escolheu padronizar o IMS em torno do SIP e não do BICC, o que implica que o 3 GPP não vê o BICC como uma solução de longo prazo. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

SIP – I : MENSAGENS Chamada normal – assinante B livre Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

SIP – I : MENSAGENS Chamada normal – desconexão pela Origem (Assinante A) Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

SIP – I : PAR METROS ISUP RFC 3204 Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

SIP respostas e ISUP – I causas Normal event ISUP Cause value (Q. 850) --------1 unallocated number 2 no route to network 3 no route to destination 16 normal call clearing 17 user busy 18 no user responding 19 no answer from the user 20 subscriber absent 21 call rejected 22 number changed (w/o diagnostic) 22 number changed (w/ diagnostic) 23 redirection to new destination 26 non-selected user clearing 27 destination out of order 28 address incomplete 29 facility rejected 31 normal unspecified Redes Digitais e Redes Inteligentes SIP response (ITU 1912 -5) ------404 Not Found 404 Not found Bye ou cancel 486 Busy here 408 Request Timeout 480 Temporarily unavailable 403 Forbidden (+) 410 Gone 301 Moved Permanently 410 Gone 404 Not Found 502 Bad Gateway 484 Address incomplete 501 Not implemented 480 Temporarily unavailable Prof: Milton M. Flores

Mostrar a troca de sinalização : ISUP – SIP – ISUP PSTN Redes Digitais e Redes Inteligentes Proxy (Metodo Over - lap - atendimento e desconexão por A) Proxy PSTN Prof: Milton M. Flores

PROTOCOLOS NGN MGCP H. 248/MEGACO Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Arquitetura: NGN MGCP/MEGACO-H 248 GS GS SS. 7 ISUP PTS SIGTRAN PTS MGC SS. 7 ISUP L IAX SIP DSS-1 MG H. 248/MGCP E-1 ou ETH Central pública PABX/PBX IP ISUP - TDM ISUP SOBRE SIGTRAN OU BICC IP Canais de mídia RTP Controle dos MG -Soft. Switch Redes Digitais e Redes Inteligentes SS. 7 ISUP MG Rede IP NGN E-1 ou ETH L Central pública PABX ou PBX IP PTS - Ponto de transferência de sinalização GS – Gateway de Sinalização ETH - Ethernet Prof: Milton M. Flores

MGCP - Elementos MG – Media Gateway ( troncos, terminais residenciais, etc. ) - realiza a conversão de mídia da rede de circuitos para rede de pacotes, solicitação de serviços pelos usuários MGC – Media Gateway Controller - gerencia as conexões na rede de pacotes, Controle e gerência centralizada : implementação de novos serviços apenas no MGC, sem alteração para o MG. SG – Gateway de sinalização Interface para a RTPC, converte ISUP sobre TDM em ISUP sobre IP através dos protocolos Sigtran ou BICC PTS– Ponto de Transferência de Sinalização (OPC/DPC) Realiza a transferência da sinalização SS#7 fora de banda entre o PTS e o SG Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

MGCP – Media Gateway Control Protocol - Protocolo desenvolvido pelo IETF, RFC 2705 e 3435 - Assume modelo de inteligência centralizada - Facilita a tarifação e barateia os terminais e gateways -Interfunciona com DSS-1 ou SSC nº 7, SIP, H. 323 e outras sinalizações -Utiliza o protocolo RTP para o transporte de mídia (voz, vídeo JPEG, MPEG, entre outros) - É a junção dos protocolos IPDC(Internet Protocol Device Control), protocolo para controle de dispositivos de mídia e o SGCP(Simples Gateway Control Protocol) Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

MGCP - Recursos O MGCP controla os seguintes recursos: - Recepção e geração de tons DTMF - Controle de Cancelador de Eco - Controle de Codecs - Geração de tons(Controle, Ocupado, etc) - Estatísticas e testes dos pontos finais - Reserva, liberação e bloqueio dos pontos finais - Criptografia - O MGCP controla a sinalização da chamada e utiliza o SDP para a sinalização de mídia(Áudio e Vídeo) Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

MGCP - principais comandos entre MGC e MG • Notification Req/ACK: Determinação para o MG acompanhar os eventos de uma chamada telefônica ou resposta do MGC a uma solicitação do MG • Notification: Envio de pedidos do MG ao MGC • Create Connection: Enviado para o MG criar uma conexão entre dois pontos • Modify Connection : Permite que o MGC modifique uma conexão já configurada • Delete Connection: Enviado a cada um dos GW envolvidos na chamada, para desconexão da mesma • Audit End. Point: Permite o MGC verificar se uma chamada está conectada • Audit Connection: Permite o MGC recuperar parâmetros ligados à conexão Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

GW 1 Notify request (verificar evento) MGC GW 2 Notify ACK Notify (tel. fora do gancho) Notify ACK Notify request (armazenar dígitos, bloco ou overlap) Protocolo MGCP: Chamada local Notify ACK Notify (Dígitos) Notify ACK Atualização e Consulta BD Nº B x IP Create connection (codec, Porta, Inactive) Create connection ACK ( Codec, porta Local) Create connection (send / receive) (Codec, IP e porta Remota) Modify connection (receive) Create Connection ACK (Codec e Porta Local) (Codec, IP e Porta Remota) Notify request (enviar Tons / Ring) Tom de Controle Modify ACK Redes Digitais e Redes Inteligentes Ring Prof: Milton M. Flores

Protocolo MGCP: chamada local Modify connection (send / receive) Notify (ANS) Atendimento (ANS) Notify ACK Modify Connection ACK Mídia RTP / RTCP A B Notify (A Desliga) Notify ACK Delete connection ACK Notify request (verificar evento) Notify ACK Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Protocolo ngn H. 248 – MEGACO - H. 248/MEGACO – Protocolo ITU entre o MGCP e o MG para aplicações com a RTPC (RFC 3054, RFC 3015) Evolução do MGCP: MEGACO (IETF) + MSForum (Industrias) + H. 248 (ITU) = Protocolo MEGACO/H. 248 Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Megaco/H. 248 - principais comandos entre MGC e MG • ADD: Determinação do MGC para ao MG para mudar um estado de uma conexão • NOTIFY: Notificação enviada nos dois sentidos (MG/MGC) • SUBTRACT: Determinação do MGC para o MG encerrar uma conexão • MODIFY: Permite que o MGC modifique uma conexão já configurada • AUDIT: Permite o MGC verificar se uma chamada está conectada • SERVICE CHANGE: Notificação ou registro enviada nos dois sentidos ( MG/MGC) Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

MG 1 MGC MG 2 Notify (tel fora gancho) Notify ACK Notif. Y (Tom de disco, receber dígitos) Notify ACK Notify (nº discado) Protocolo H 248 -MEGACO -Chamada local Notify ACK Atualização e Consulta BD Add (only receive) Add ACK Local C = IN IP 124. 222 M = Audio 2222 RTP / AVP 4 Modify Remote C = IN IP 4 125. 111 M = Audio 1111 RTP / AVP 4 Add (receive / send) Remote C = IN IP 124. 222 M = Audio 2222 RTP / AVP 4 Add ACK Local C = IN IP 4 125. 111 M = Audio 1111 RTP / AVP 4 Modify ACK RBT Redes Digitais e Redes Inteligentes Ring Prof: Milton M. Flores

Protocolo H 248 – MEGACO: Chamada Local Notify (ANS) Notif. Y ACK Modify (Sender / Receiver) Notify (Retirar RBT/Ring) Modify ACK Notify ACK Mídia RTP / RTCP Audit ACK Parâmetros Subtract ACK Notify (acompanhar evento) Modify (release) Modify ACK Subtract Desconecção Subtract ACK Estatísticas (Parâmetros) Notify (acompanhar evento) Notify ACK Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

CHAMADA TR NSITO – MEGACO/H. 248 ISUP – GSSIGTRAN ETH sigtran E-1 ISUP GW voz A Redes Digitais e Redes Inteligentes MGC Rede IP ETH sigtran GW voz B E-1 ISUP SIGTRAN – GS ISUP Prof: Milton M. Flores

CHAMADA TR NSITO – MEGACO/H. 248 ETH sigtran E-1 ISUP – GSSIGTRAN ISUP Redes Digitais e Redes Inteligentes GW VOZ A MGC Rede IP NGN ETH sigtran E-1 GW VOA B ISUP SIGTRAN – GS ISUP Prof: Milton M. Flores

SIGTRAN -SIGTRAN(Signaling Transport ) é uma família de protocolos, RFCs 2719, 3873, 4166, 4165, 3331 para transporte de SS# 7 (ISUP) ou DSS-1 sobre protocolo IP entre o GWs e MGC Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

SIGTRAN – Arquitetura - RFC 4165 Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Camada M 2 UA - RFC 4165 M 2 PA : Camada de adaptação peer to peer para camada superior e serviços Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

SCTP – Serviços Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Endereçamento IP – RFC 4960 Type = 6 Length= 20 para IP v 6 Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

PROTOCOLO IP v 6 - NGN Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

INTRODUÇÃO – IPv 6 (IPv 6. br) § Atualmente, os 4. 294. 967. 296 endereços IPv 4 formado por 32 bits, estão se esgotando devido a crescente utilização da internet (1984) § Para contornar este problema o IETF criou o IPv 6 (Internet Protocol version 6), constituído por 128 bits, que aumenta drasticamente o numero de endereços para (1994): § 340. 282. 366. 920. 938. 463. 374. 607. 431. 768. 211. 456 § Aproximadamente 3. 4 x 10 e 38 § Dividindo o número acima pela população mundial, que é de aproximadamente 6, 6 bilhões, haverá 5× 10 e 28 de endereços para cada habitante. § Antes do IPv 6 existiu o IPv 5, que foi uma pequena modificação experimental no IPv 4. Era um padrão de streaming para trafegar áudio e vídeo, entretanto nunca foi introduzido ao público em geral, mas atualmente muitos de seus conceitos estão presentes no protocolo MPLS. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

INTRODUÇÃO – IPv 6 De acordo com as projeções da IANA (Internet Assigned Numbers Authority) a exaustão dos endereços IPv 4 ocorrerá em abril de 2011 (ocorreu em janeiro de 2011, conforme divulgação do IANA) e segundo a RIR (Regional Internet Registries) a previsão é para agosto de 2012. RIR’s LACNIC – Latin American and Caribbean Internet Address Registry Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

FORMATO DO CABEÇALHO O cabeçalho IPv 6 básico é constituído por um cabeçalho inicial de 64 bits distribuídos em 6 campos, seguido dos endereços de origem e destino de 128 bits, totalizando 40 bytes Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

FORMATO DO CABEÇALHO Version (4 bits) - Versão do IP utilizado. No IPv 6, este campo vale 0110. Traffic Class (8 bits) – Permite diferenciação de classes de tráfego e mecanismos de prioridade para que os roteadores possam prover tratamento apropriado. Similar ao Type of Service no IPv 4 – por ex. DSCP para selecionar classe de tráfego. Flow label (20 bits) - Permite que um fluxo de pacotes de uma origem para um determinado destino receba um tratamento especial pelos roteadores. ( Exum serviço em tempo real que necessita um tratamento espec ífico nos roteadores, roteado sem necessidade de examinar o restante do cabeçalho) Payload Length (16 bits) - Tamanho, em octetos, do restante do pacote, após o cabeçalho. Next Header (8 bits) - Indica o tipo do possível cabeçalho de extensão que segue o cabeçalho IPv 6. Caso não esteja se utilizando cabeçalho de extensão, este campo indica a qual protocolo de transporte o pacote deve ser repassado. ex. no caso existir cabeçalho de autenticação de dados, N. H=51 (corrigir), =o hop by hop, etc. . Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

FORMATO DO CABEÇALHO Hop Limit (8 bits) - Número máximo de roteamentos que o pacote pode sofrer. Similar ao campo time to live do IPv 4. Source Address (128 bits) - Endereço de origem. Destination Address (128 bits) - Endereço de destino. No IPv 6 a fragmentação é sempre na origem, se algum roteador descobre um pacote de tamanho incompatível, devolve o mesmo para a origem para fins de fragmentação, melhorando o desempenho da rede. (N. H. =44) Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

FORMATO DO CABEÇALHO IPv 4 vs. IPv 6 Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

FORMATO DO CABEÇALHO Cabeçalhos de Extensão Descrição Valor 0 Cabeçalho de Opções Salto a Salto (Hop by Hop Options Header) 43 Cabeçalho de Roteamento (Routing Header) 44 Cabeçalho de Fragmento (Fragment Header) 50 Conteúdo de Segurança de Encapsulamento (Encrypted Security Payload) 51 Cabeçalho de Autenticação (Authentication Header) 60 Cabeçalho de Opções de Destino (Destination Options Header) Valores para o Next Header Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

FORMATO DO CABEÇALHO IPv 4 vs. IPv 6 • Comparando-se o formato do IPv 6 com o do IPv 4, seis campos foram suprimidos (header length, type of service, identification, flags, fragment offset e header checksum); • Três foram renomeados e, em alguns casos, ligeiramente modifficados: IPv 4 IPv 6 Total length (cabeçalho IPv 4) Payload Length Protocol type Next Header Time to live Hop Limit (conteúdo após cabeçalho IP) (cabeçalhos ou protocolos) • Dois foram criados (traffic class e flow label). Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

ENDEREÇAMENTO Notação A simplificação por (: : ) pode ser usado apenas uma vez na notação de um endereço IPv 6. Se existirem mais grupos de zeros que não sejam consecutivos, apenas um deve ser substituído; os outros devem ser representados por 0. Exemplo: Endereço estendido: FE 80: 0000: A 4 B 1: 0000: FF 5 A Endereço simplificado: FE 80: : A 4 B 1: 0: 0: FF 5 A Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

ENDEREÇAMENTO Notação Nos endereços IPV 4, divide-se os 32 bits em 4 grupos de 8 bits, cada um representado por um número de 0 a 255. Ex. : 200. 184. 27. 1 No IPv 6, os 128 bits são divididos em 8 grupos de 16 bits, e escrito no formato hexadecimal separado por dois pontos (: ), por exemplo: FE 80: 0000: 0001: 0800: 23 E 8: FF 5 A Para simplificar a notação dos endereços, os zeros inertes em quaisquer dos grupos podem ser omitidos: FE 80: 0: 1: 800: 23 E 8: FF 5 A. Grupos consecutivos de todos os zeros, podem ser substituídos por doispontos (: : ), exemplo: FE 80: : 1: 800: 23 E 8: FF 5 A Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

ENDEREÇAMENTO Tipos de Endereços (4 primeiros campos indicam o tipo de roteamento e os últimos 32 podem incapsular IPv 4) Na arquitetura de endereçamento IPv 6, há 3 tipos de endereços: Unicast, Multicast e Anycast. Os endereços do tipo Broadcast foram abolidos da arquitetura, mas essa funcionalidade é provida pelos endereços Multicast. Unicast – acessa uma única interface Global unicast – rede poública (RFC 4291) Multicast (FF 00: : /8 uns) ver : www. iana. org/assignment s/ipv 6 -address-space Unique local Unicast – rede privada Faz o papel brodcast IPv 4 Pacote é enviado a todas as interfaces do grupo Anycast Para o roteador mais próximo de uma sub-rede Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

SEGURANÇA Modo de Transporte Utilizado para autenticação fim a fim entre duas máquinas. Authentication Header (AH) Next Header=51 solução mais simples de autenticação Encapsulated Security Payload (ESP) Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

SEGURANÇA Modo de Túnel Utilizado quando gateways de segurança provêem proteção para diversas máquinas na rede. Authentication Header (AH) Next Header=51 Encapsulated Security Payload (ESP) Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

SEGURANÇA Estes dois métodos podem ser utilizados em conjunto. Apesar do ESP realizar autenticação como no AH, este último não pode ser descartado pelos seguintes motivos: • O ESP requer a implementação criptográficos avançados. de algoritmos • O AH tem um desempenho melhor se comparado ao ESP apenas no serviço de autenticação, devido ao seu formato simples e menor processamento. • Ter dois protocolos diferentes significa ter um controle maior em rede IPsec e opções de segurança mais flexíveis. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Técnicas de Transição Técnica de Pilha Dupla (Dual Stack): permite que os protocolos IPv 4 e IPv 6 operem num mesmo equipamento e numa mesma rede. Técnica de Tunelamento (Tunneling): permite o tráfego do IPv 6 sobre uma infra-estrutura IPv 4 existente. Técnica de Tradução (Translation): permite nós que trabalham somente com IPv 6 se comuniquem com outros nós que trabalham somente com IPv 4. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

PROTOCOLO MPLS (Multiprotocol Label Switching) Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Redes IP's Tradicionais -Roteadores tradicionais: problemas de escalabilidade -Grande número de usuários: roteamento se torna ineficiente à media que a rede cresce. -Protocolos de Roteamento se tornam ineficientes: crescimento das tabelas de rota, congestionamentos nos principais links, instabilidade Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Label Switching (comutação) -Último passo na evolução da tecnologia de comutação para o núcleo da Internet, sendo uma forma avançada de se realizar o encaminhamento de pacotes de dados. -O objetivo principal é fornecer uma solução econômica para que o transporte de dados em alta velocidade possa ser suportado nas redes IP que formam a Internet. -O encaminhamento convencional baseado na informação do cabeçalho IP do pacote é substituído por um algoritmo de envio mais simples e mais eficiente denominado Label Swapping (substituição de label). Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Rótulos: Associação e Distribuição. • • • O rótulo é um identificador de tamanho fixo e reduzido utilizado para as tomadas de decisão de envio durante o encaminhamento de pacotes em um domínio Label Switching. O rótulo é restrito a um único enlace físico e, portanto, não possui significado global. Ele pode ser acrescentado ao pacote IP, ou embutido no cabeçalho de um quadro. IP pode ter tamanho variável!! Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Benefícios do MPLS • • Suporte a Engenharia de Tráfego: A habilidade de definir rotas dinamicamente, plano de comprometimento de recurso baseado na demanda conhecida e otimização da utilização dos recursos de rede tem sido referenciada como sendo Engenharia de Tráfego. No MPLS é possível criar rotas específicas para fluxos de pacotes, por exemplo, cujo destino e origem sejam nós particulares na rede. Além disso, com o roteamento explícito é possível criar caminhos preferenciais para fluxos de pacotes específicos (LSP – Label Switched Path ). Suporte a Qo. S: Baseado nos itens anteriores é possível garantir qualidade de serviço (Qo. S) no domínio MPLS. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Onde se encaixa o MPLS Transmissão de um segmento TCP com a utilização de IP, MPLS e PPP. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Cabeçalho MPLS • • Em que camada atua o MPLS? – Podemos considerar que o MPLS nesse caso não faz parte nem da camada de enlace e nem da camada de rede. O cabeçalho MPLS genérico tem quatro campos: – Label – o mais importante, contem o índice. – Qo. S – Indica a qualidade de serviço. – S – Destinados a empilhamento de vários rótulos. – TTL – Controla o tempo de loop, semelhante ao protocolo TTL no protocolo IP. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Entendendo o funcionamento do MPLS • • Para entendermos o funcionamento do MPLS, é necessário respondermos a seguinte pergunta: Para que serve o MPLS? – Permite o encaminhamento de datagramas IP, em dispositivos que não possuem a capacidade de encaminhamento IP pelo modo normal. – Permite encaminhamento IP através de rotas pré-estabelecidas. – Permite o uso de túneis pelos caminhos MPLS para implementar VPN. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

O que é encaminhamento por rótulos? • • Como podemos ir de A para B ? BROADCAST: – Difusão da mensagem para qualquer lugar que é repetida até quando chega a B. ROTEAMENTO POR SALTO (HOP-BY-HOP): – Em cada salto pergunta qual o melhor caminho para B até chegar nele, quando termina. “Quer ir para B? É melhor ir por X e perguntar lá como seguir para B. ” ROTEAMENTO PELA ORIGEM: – O emissor sabe o caminho completo até B e coloca previamente na mensagem o caminho até o destino. “Quer ir para B? Siga por aqui 5 quadras, vire a direita e ande mais 3 quadras até chegar a B. ” Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Roteamento IP 3 3 1 1 47. 1 2 2 1 47. 2 47. 3 3 2 • Tabelas de encaminhamento construídas com protocolos OSPF, IS-IS, RIP, etc. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Roteamento por salto (Hop-by-Hop) 1 47. 1 3 1 IP 47. 1. 1. 1 2 IP 47. 1. 1. 1 1 47. 2 47. 3 3 2 IP 47. 1. 1. 1 Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Roteamento MPLS IP IP #L 1 Roteamento IP IP #L 2 COMUTAÇÃO DE RÓTULOS IP #L 3 IP Roteamento nas bordas e comutação no núcleo Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

MPLS: Funcionamento (troca de rótulos) UDP-Hello TCP-open Iniciação IP Solicitação de rótulo #L 2 Mapeamento de rótulo Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Terminologia MPLS • LDP: Label Distribution Protocol • LSP: Label Switched Path • FEC: Forwarding (cria os rótulos) (é o caminho) Equivalence Class (classificação dos pacotes de entrada) • LSR: Label Switching Router • LER: Label Edge Router Redes Digitais e Redes Inteligentes (tabela de comutação de rótulos) (roteador de borda – cliente) Prof: Milton M. Flores

Terminologia MPLS • • • FEC (Forwarding Equivalence Class) É a representação de um conjunto de pacotes que possuem os mesmos requisitos de transporte. Todos os pacotes de uma dada FEC serão enviados da mesma maneira, ou seja, sobre o mesmo caminho e com o mesmo tratamento de encaminhamento. Uma vez que um pacote foi atribuído a uma determinada FEC na entrada do domínio MPLS, o encaminhamento é feito baseado apenas na etiqueta agregada no mesmo. A determinação das FECs pode ser feita baseada nos requerimentos de Qo. S de um determinado fluxo de dados ou simplesmente através dos endereços fonte e destino deste fluxo (exemplo de FEC: Vo. IP). Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Terminologia MPLS • • O LDP (Label Distribution Protocol – ) Ele tem a função de disseminar as informações utilizadas para criar e manter as tabelas de encaminhamento (LIB-Label Information Base) nos LSR, permitindo assim que os pacotes sejam encaminhados corretamente. É um conjunto de procedimentos e mensagens que torna possível LSRs (Label Switching Router) estabelecerem LSPs (Label Switched Path) na rede mapeando diretamente as informações de roteamento da camada de rede sobre os caminhos criados pela camada de enlace. Associa uma FEC a cada LSP criado e estabelece sessões LDPs entre LSRs parceiros, isto é, LSRs que trocam informações entre si e que não necessariamente são nós adjacentes na rede Redes Digitais e Redes Inteligentes realiza o controle de rólutos Prof: Milton M. Flores

Label Distribution Protocol (LDP) 3 1 Request: 47. 1 3 7. 1 1 Req 2 50 : 0. g n i app Redes Digitais e Redes Inteligentes M 47. 1 2 t: 4 ues 47. 3 3 1 2 Mapping: 0. 40 47. 2 Prof: Milton M. Flores

Terminologia MPLS • • LSP (Label Switched Path – é o caminho) É um conjunto de LSR que definem a rota que cada pacote deve percorrer desde a entrada até a saída do domínio MPLS. • Existem duas maneiras de se ativar um LSP: roteamento “hop-by-hop” ou roteamento explícito. Na primeira opção, cada LSR (Label Switching Router) seleciona de forma independente o próximo salto para onde deve ser enviado o pacote, ou seja, trabalha da mesma forma que o encaminhamento IP convencional. Na outra opção, o LER de entrada no domínio especifica a lista de nós através dos quais o ER-LSP (Explicit Routing LSP) irá atravessar. A rota especificada, em alguns casos, pode não ser o caminho ótimo entre fonte e destino, porém, é o mais apropriado para o fluxo de dados em questão. Desta forma, os recursos podem ser alocados ao longo do caminho para garantir Qo. S ao Prof: Milton M. Flores Redes Digitais tráfego. e Redes Inteligentes

Label Switched Path (LSP) IP 47. 1. 1. 1 1 47. 1 3 3 1 1 47. 3 3 2 2 47. 2 2 IP 47. 1. 1. 1 Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Forwarding Equivalence Classes (FEC) • • • Pacotes com requisitos semelhantes são classificados na mesma FEC e tratados da mesma forma pelos roteadores FEC proporciona flexibilidade e escalabilidade Em MPLS um pacote é classificado em um FEC na borda do domínio e assim permanece até sua saída LSR (Label Switch Router) LER Label Edge Router LSP IP 1 IP 2 LSR LER Path IP 1 #L 1 IP 1 #L 2 IP 1 #L 3 IP 2 #L 1 IP 2 #L 2 IP 2 #L 3 IP 1 IP 2 Pacotes para destinos diferentes podem ser mapeados em caminhos (classes) iguais Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Label Switch Router (LSR SÓ COMUTAÇÃO DE RÓTULOS) Label Edge Router ( BORDA – MARCAÇÕES-CLASSIFICAÇÕES, POLICIAMENTO) LSR (Label Switching Router) LSR de saída ou LER LSR de entrada LSR ou LER Caminho mais curto Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

MPLS – Campo TTL • . Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Terminologia MPLS • • LIB (Label Information Base) Cada LSR (Label Switching Router) possui uma tabela conhecida como LIB que é utilizada no encaminhamento dos pacotes e é montada de acordo com as FECs e as etiquetas associadas a elas. Estas tabelas são responsáveis pelo correto encaminhamento dos pacotes dentro do domínio MPLS. A LIB consiste em uma seqüência de entradas e cada entrada é formada por um campo de índice, preenchido com o valor da própria etiqueta, e uma ou mais subentradas. Cada subentrada contém a etiqueta de saída, a interface de saída e o endereço IP do próximo salto. Através das várias subentradas para uma única entrada é possível fazer o encaminhamento multicast Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

SDH – Hierarquia Digital Síncrona Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

MULTIPLEXAÇÃO Ø É o processo que permite a transmissão simultânea de vários canais de informação por um único meio de transmissão. Canal 1 M U X Canal N Redes Digitais e Redes Inteligentes M Meio de Transmissão U n Canais Digitais X Canal N Prof: Milton M. Flores

PCM § O sistema PCM adotado nos Estados Unidos, Canadá e Japão é o de 24 canais, que recebe as seguintes denominações: §- PCM-24 §- PCM lei µ §- PCM 1, 5 Mbps §- PCM padrão americano § Sua interface de saída, de 1536 Kbps, é denominada interface T 1. § A interface T 1 não é compatível com a interface E 1. § A interligação T 1 -E 1 necessita de um conversor de interfaces. Quando a conversão é realizada na base de 5 T 1´s para 4 E 1´s não há perda de canais. §Por acordo de administração, a transmissão do Brasil é quadro E 1, ficando a conversão E 1 – T 1 por conta do destino. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

PCM §O sistema PCM adotado no Brasil é o de 32 canais, que recebe as seguintes denominações: §- PCM-30 §- MCP-30 §- PCM - 2 Mbps §- PCM - lei “A” §- PCM padrão europeu §Sua interface de saída, de 2048 Kbps, é denominada interface E 1 ou V 3 ( interface A do ITU, G. 703, características elétricas e G. 704, estrutura do quadro E-1 ). §Prática TB 220 - 250 – 707, aborda o assunto acima com detalhes. Define uso dos bits de país Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

PLANO DE HIERARQUIA DIGITAL § Com a expansão dos centros urbanos, os sistemas PCM de 24/30 canais tornaram-se insuficientes, exigindo o desenvolvimento de sistemas com capacidades maiores. § Apareceram então os sistemas PCM de 2ª, 3ª, 4 ªe 5ª ordem. § A hierarquia também é conhecida como Hierarquia Digital Plesiócrona (PDH). § Hoje esta hierarquia (PDH) está sendo SUBSTITUIDA pela Hierarquia Digital Síncrona (SDH). Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

HIERARQUIA BÁSICA TDM - PDH E 1 64 kbit/s . . . 1 E 2 1ª ordem 2048 kbit/s 32 . . . 120 canais de voz 8 canais para: Alinhamento, Controle e Justificação positiva ou negativa. 1 4 E 3 2 ª ordem 8448 kbit/s . . . 1 4 480 canais de voz 32 canais para: Alinhamento, Controle e Justificação positiva ou negativa. Redes Digitais e Redes Inteligentes E 4 3 ª ordem 34. 368 kbit/s . . . 1 4 ª ordem 139. 264 kbit/s 4 1920 canais de voz 128 canais para: Alinhamento, Controle e Justificação positiva ou negativa. Prof: Milton M. Flores

Mapeamento do Quadro de 2 Mbps 34 Mbps 140 Mbps 34 Mbps 8 Mbps 34 Mbps 2 bps 8 Mbps E-1 Central Telefônica Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Hierarquia Digital Síncrona SDH • Os primeiros sistemas de transmissão baseados em fibras ópticas utilizados em redes, utilizavam tecnologias proprietárias na sua arquitetura, nos formatos de multiplexação, no software e hardware. • Em 1984, iniciou-se a criação de novos padrões de tecnologias a cargo da ECSA-EUA (Exchange Carrier Standards Association), que desenvolveu o padrão SONET (Synchronous Optical Network). • O SDH foi desenvolvido algum tempo depois, pelo ITU-TEUROPA, onde desejava-se criar um sistema que possibilitasse que redes distintas pudessem ser interligadas. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Vantagens e Restrições Vantagens: Cabeçalho existente no frame permite a gerência centralizada da rede. Arquitetura de multiplexação síncrona e a padronização, permite níveis mais altos de multiplexação e taxa de bits. Estrutura de multiplexação é flexível, permitindo o transporte de sinais PDH e na versão NGN permitindo acesso ethernet com Qo. S. Compatibilidade entre equipamentos de fabricantes diferentes. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Vantagens e Restrições: O projeto, instalação e operação da rede SDH é complexo e deve ser feito com um planejamento criterioso e detalhado. Apesar da padronização dos equipamentos de SDH, não existe uma padronização para os sistemas de gerência de rede, impedindo que os equipamento de fabricantes diferentes possam ser gerenciados por um sistema único. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

REDES SDH Uma rede SDH é composta por: Rede Física: é o meio que de transmissão utilizada para interligar os equipamentos SDH e pode ser composta por fibra óptica, enlaces de rádio e sistemas ópticos de visada direta. Equipamentos: São capacidades. o multiplexadores SDH de diversas Sistema de Gerência: é o sistema de gerenciamento da rede SDH, responsável pelas funcionalidades de supervisão, controle da rede e configuração dos equipamentos. Sistema de Sincronismo: é o sistema de clock de referência para os Equipamentos. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

REDES SDH A figura a seguir apresenta um exemplo de rede SDH Rede Física SDH (Ótica) SDH SDH Sincronismo Gerência de Rede PC PC Servidor Redes Digitais e Redes Inteligentes Servidor Prof: Milton M. Flores

HIERARQUIA BÁSICA TDM - SDH PDH . . . Redes Digitais e Redes Inteligentes STM-1 155. 520 kbit/s . . . 1 4 STM-4 622. 080 kbit/s . . . 1 4 STM-16 2. 488. 320 kbit/s . . . 1 STM-64 9. 953. 280 kbit/s 4 Prof: Milton M. Flores

FORMAÇÃO DO STM-1 A PARTIR DO PDH MAPEAMENTO (contêiner) T 1 1544 kbit/s C 11 E 1 2048 kbit/s C 12 ALINHAMENTO (TU) Tributary VC 11 Virtual Container VC 12 Unit TU 11 TU 12 (Administrative Unit) x 4 x 3 TUG 2 x 7 VC 3 AU 3 T 2 6312 kbit/s C 2 VC 2 x 3 x 1 TU 2 AUG x 7 T 3 44736 kbit/s E 3 34368 kbit/s E 3 139264 kbit/s x 1 STM 1 x 1 C 3 x 3 VC 3 C 4 Redes Digitais e Redes Inteligentes TU 3 TUG 3 VC 4 MULTIPLEXAÇÃO (TUG) AU 4 MULTIPLEXAÇÃO (AUG) Prof: Milton M. Flores

Conceitos Básicos de SDH TRATAMENTO NO NÍVEL DE BYTE: O quadro SDH está organizado no nível de BYTE e não em bit como no PDH. Assim, os espaços de carga para os tributários são intercalados byte à byte. DURAÇÃO DO QUADRO UNIFORME: Repete-se 8. 000 vezes por segundo, à semelhança do quadro primário de 2 Mbits/s. Isto significa que cada byte do espaço de carga possui a capacidade de transportar 64 Kbit/s. PONTEIROS: Indicam o início de cada quadro dos tributários. São números de 10 bits e designam em qual dos bytes do espaço de carga encontra-se o primeiro byte do quadro do contentor virtual. QUADROS TRIBUTÁRIOS: Referidos como VCs (contentores virtuais), tem a posição de seu início no espaço de carga indicado pelos ponteiros. Há um ponteiro associado à cada espaço de carga. JUSTIFICAÇÃO DA CARGA(VCs) : Os ponteiros servem também para resolver diferenças de velocidade entre os VCs e os TUs ou as AUs, conforme o caso, nos quais os VCs são copiados para serem transportados. OVERHEAD: Muito alto , o que permite designar vários canais de grande capacidade para funções de supervisão, operação, manutenção e gerencia dos elementos da rede de transporte. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Conceitos Básicos de SDH • Mapeamento - • Alinhamento - • Multiplexação byte a byte - • Preenchimento - onde os tributários são sincronizados com o equipamento multiplex (justificação de bit), encapsulados e recebem seus ponteiros (POH) para formar os VC's; onde os VC's recebem novos ponteiros para formarem as unidades TU (Tributary Unit) ou AU (Administrative Unit), para permitir que o primeiro byte do VC seja localizado; onde os VC's de baixa ordem (vc 11, VC 12. . ) são agrupados para compor os VC's de alta ordem (VC 3, VC 4) ou os VC's de alta ordem são processados para formar os AUG (Administrative Unit Group); onde, na falta de tributários configurados ou para completar o espaço restante de tributários de baixa ordem, são adicionados bits sem informação para completar o frame. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Estrutura padrão do quadro SDH (STM-1) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 270 R S O H P O H M S O H Cabeçalho Informação Útil 125 µseg (informação em bytes) Composição do STM-1: 8000 x 270 x 9 x 8 bits = 155. 520 Mbps RSOH – Regeneration Section Overhead MSOH – Multiplex Section Overhead POH – Path Overhead Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Padronização de Equipamentos SDH TM – Terminal Multiplex : Equipamento que permite a inserção (ADD) ou retirada (DROP) de tributários de diversas Hierarquias e possui uma interface de Agregado ADM – Add and Drop Multiplex : Equipamento que permite duas interfaces de agregado e a insersão e retirada de diversas hierarquias de tributários SDXC – Synchronous Digital Cross-connect : Equipamento que permite diversas combinações de tributários e agregados Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Tributários e Agregados na Rede SDH STM 1/4/16/64 TM (cliente) STM 1/4/16/64 ADM 2 M STM 1/4/16/64 2 M 34/45 M STM 1/4/16/64 Redes Digitais e Redes Inteligentes SDXC STM 1/4/16/64 2 M 2 M 34/45 M Prof: Milton M. Flores

Objetivos do SDH NGN • Suportar qualquer tipo de tráfego, inclusive pacote de dados. Ex: Ethernet, Gig. E • Manter as Interfaces TDM (legado) • Trazer novas funcionalidades • Proteger o investimento feito em SDH • Manter o que consagra o SDH • Confiabilidade • Escalabilidade • Gerenciamento Centralizado • Re-roteamento Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

O que é NG SDH ? SDH NGN = SDH + GFP + VCAT + LCAS Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

GFP – Generic Frame Protocol • Definido pelo ITU-T Rec. G 7041 • Permite a acomodação de tráfego variável na estrutura fixa do SDH. • Há dois tipos: • GFP-T (Transparent): encapsulamento de camada 1 com frames de tamanhos constantes. Otimizado para tráfegos do tipo Fiber Channel, 1000 BASE-T, ESCON. • GFP-F (Framed): encapsulamento de camada 2 com frames de tamanhos variáveis. Otimizado para tráfegos do tipo Ethernet, PPP. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Mapeamento dos protocolos no GFP T Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Equipamentos de uma rede SDH NGN Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Comparativo entre GFP-F e GFP-T Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Concatenação (VCAT) • Definido pelo ITU-T Rec. G 707 e 783 • Proporciona um mecanismo que oferece estruturas de transporte com maior granularidade de acomodação do tráfego, não são obrigatoriamente exponenciais e permite uma utilização da capacidade das ligações da rede de forma mais eficiente. • Há dois tipos: • Continua: Cria grandes containers que não podem ser divididos durante a transmissão. Neste caso cada terminal deve ter a funcionalidade de concatenação • Virtual: Transporta os VC individuais e os agrega sempre em um ponto de entrada ou saída da rede SDH NGN. Neste caso a funcionalidade de concatenação é necessária somente nos elementos de terminação. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Concatenação Virtual e Continua Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

LCAS (Link Capacity Adjustment Scheme) • Definido pelo ITU-T Rec. G - 7042 • Proporciona a alocação e retirada de banda para atender as necessidades do transporte dos dados ou pode implementar flexibilidade e alternativas entre dois pontos de tráfego. • A concatenação, na maioria dos casos, o VCAT, pode ser usado sem LCAS, mas o inverso não é verdadeiro Redes Digitais e Redes Inteligentes . Prof: Milton M. Flores

Protocolo LCAS Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Aplicação do LCAS Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Metro Ethernet Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

METRO ETHERNET O que é METRO ETHERNET? É um termo utilizado para descrever uma rede Metropolitana(MAN) que disponibiliza serviços de conectividade utilizando a Ethernet como protocolo principal e permitindo aplicações em banda larga. É geralmente definida como a rede que conecta LAN´s espalhadas geograficamente através de WAN´s e Backbones pertencentes a Provedores de Serviços (SP). É utilizada principalmente para dois propósitos básicos: 1. fornecer conexão a Internet; 2. fornecer conexão entre redes corporativas espalhadas geograficamente. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Rede Metropolitana Típica ü é baseada em tecnologia TDM( Time Division Multiplex); ü consiste de equipamentos TDM instalados: ü nos prédios/locais dos clientes ü nas centrais das operadoras ü Os equipamentos TDM mais usados são: ü multiplexadores digitais(MUX) ü DAC’s (Digital Access Cross-connects) ü ADM’s (‘add-drop multiplexers’) SONET/SDH ü Cross-connects SONET/SDH ü A conexão entre a Metro e o usuário é feita pela última (primeira) milha por redes de acesso, LANs etc. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Rede Metropolitana Típica PROBLEMAS DO TDM Os efeitos da mudança são: ü a interface física que foi vendida mudou e o custo desta mudança gera impactos para a operadora e para o cliente; ü gera alterações no CPE (Customer Premises Equipment) para suportar a nova interface; ü alterara as configurações nos equipamentos da Central (CO) para suportar os novos circuitos. Estes problemas ocorrem sempre que houver solicitação de alteração de largura de banda. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

A ETHERNET O INÍCIO DA ETHERNET 1973 Meltcalfe & Boggs 1980 DEC, Intel, Xerox "blue book" 1995 100 Mbps IEEE Fast Ethernet Standard 1985 IEEE 802. 3 Ethernet 10 Mbps Standard 1999 1 Gigabit Ethernet over Copper Standard 1997 1 Gigabit Ethernet over Fiber Standard 1970 s 1980 s 1990 s First Products 2. 94 Mbps 2001 10 Gigabit Ethernet WAN 2001 10 Gigabit Ethernet LAN 2000 s 1981 1994 1997 10 Mbps 100 Mbps 1 Gbps Management, Higher bandwidth, wireless 2001 10 Gbps Expansion from LAN to MAN Adoption of Ethernet datagram by other technologies Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

A ETHERNET Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

A METRO ETHERNET ürede que conecta LANs geograficamente separadas; ü utiliza WANs ou Backbones de prestadoras; ü utiliza o protocolo Ethernet para os serviços de conexão e aplicações em banda larga que oferece; ü tecnologia Ethernet muito conhecida, divulgada e com grande disponibilidade de equipamentos no mercado; ü padrão suporta 10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbps e 10 Gbps; ü atualmente duas aplicações com grande crescimento: ü conectividade à Internet; ü conectividade entre localidades geograficamente separadas – extensão de LAN. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Características Principais üEthernet ü Não possui as facilidades de escalonamento, confiabilidade e robustez, que existem no IP (Internet Protocol) e no MPLS (Multi Protocol Label Switching). ü O IP e o MPLS (que utilizam camadas L 2 e L 3) são utilizados para agregar a simplicidade e eficiência de custo da Ethernet com suas capacidades de escalonamento, confiabilidade e robustez. ü Abrange o conhecimento de 3 áreas distintas: üComutação de redes locais (LAN Switching); ü Roteamento IP; ü Redes de transporte. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

O desenvolvimento da METRO ETHERNET MEF 4 MEF 7 Architecture EMS-NMS MEF 2 Protection 2001 -3 2004 MEF 3 Circuit Emulation MEF 6 Service Definitions Redes Digitais e Redes Inteligentes MEF 12 Architecture MEF 11 UNI Framework MEF 16 ELMI MEF 15 Management 2005 MEF 10 Service Attributes Phase 1 MEF 13 UNI-IA MEF 14 Traffic Management MEF 8 Test Suite Circuit Emulation MEF 10. 1 Service Attributes Phase 2 2006 MEF 17 Service OAM 2007 MEF 18 Circuit Emulation Services Test Suite MEF 19 UNI Type 1 Test Suite MEF 9 Services Test Suite Prof: Milton M. Flores

EVC – Ethernet Virtual Connection ü Definição segundo MEF – Metro Ethernet Forum: “EVC é uma associação (conexão) de duas ou mais UNIs, onde cada UNI é uma interface padrão Ethernet que atua como ponto de demarcação entre o CE (Equipamento do Cliente) e o provedor da MEN”. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

EVC – Ethernet Virtual Connection ü Funções básicas: ü Conecta dois ou mais sites(UNIs), permitindo a transferência de quadros(frames)(quadros) Ethernet entre eles; ü Previne e controla a transferência entre sites que não fazem parte do mesmo EVC; ü esta característica permite que o EVC assegure privacidade e segurança de transmissão semelhante àquela oferecida pelos Circuitos Virtuais Permanentes(PVCs) do Frame Relay ou do ATM. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

EVC – Ethernet Virtual Connection ü Regras básicas para entrega de quadros(frames) Ethernet sobre EVCs: ü um quadro(frame) não poderá ser entregue à UNI onde foi originado; ü os quadros(frames) precisam ser entregues com o endereço Ethernet-MAC e com o ‘payload de dados’ do quadro(frame) sem alterações; ü o quadro(frame) Ethernet permanece intacto da fonte ao destino üO MEF definiu dois tipos de conexões: ü Ponto-a-ponto; ü Multiponto-multiponto. ü Baseado nestas características, um EVC pode ser usado para construir uma VPN-L 2(Virtual Private Network-Layer 2). Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Classificação - tipo ponto-a-ponto CE 1 UNI onde, EVC 1 EVC 2 MEN CE 2 UNI CE 3 EVC – Ethernet Virtual Conection; UNI – User to Network Interface; CE – Customer Edge Equipment. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

tipo multiponto-multiponto. MEN EVC CE 1 EVC CE 5 UNI CE 2 UNI CE 4 EVC EVC CE 3 UNI Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

USER/NETWORK INTERFACE - UNI REDE DO CLIENTE ACESSO: Ethernet (IEEE 802. 3) PHY Lado do Cliente (CE) UNI-C Equipamento do Cliente Redes Digitais e Redes Inteligentes Lado do Provedor MEN UNI-N Equipamento da MEN UNI Reference Point (T Reference Point) Prof: Milton M. Flores

Parâmetros de uma UNI Service Attribute Parameters UNI Identifier A string used to identity of a UNI, e. g. , NYCBldg 12 Rm 102 Slot 22 Port 3 Physical Medium Standard Ethernet PHY Speed 10 Mbps, 100 Mbps, 1 Gbps or 10 Gbps Mode Full Duplex or Auto negotiation MAC Layer IEEE 802. 3 -2002 Service Multiplexing Yes or No. Defines whether multiple services can be on the UNI EVC ID A string used identify an EVC, e. g. , NYCBldg 1 Rm 102 Slot 22 Port 3 EVC 3 CE-VLAN ID / EVC Mapping table of customer VLAN IDs to EVC Max. Number of EVCs The maximum number of EVCs allowed per UNI Bundling No or Yes. Specifies that one or more customer VLAN IDs are mapped to an EVC at the UNI All to One Bundling No or Yes (all customer VLAN IDs are mapped to an EVC at the UNI). Ingress Bandwidth Profile Per Ingress None or <CIR, CBS, EIR, EBS>. This Bandwidth profile applies to all frames across UNI the UNI. Ingress Bandwidth Profile Per EVC None or <CIR, CBS, EIR, EBS>. This Bandwidth profile applies to all frames over particular EVC. Ingress Bandwidth Profile Per Co. S ID None or <CIR, CBS, EIR, EBS>. This Bandwidth profile applies to all frames marked with a particular Co. S ID over an EVC. Layer Controle. Protocol Processing Redes 2 Digitais Redes Inteligentes Discard, Peer or Pass to EVC per protocol 126 Prof: Milton M. Flores

Serviço tipo E-Line üNa sua forma mais simples: ü disponibiliza largura de banda simétrica (full-duplex); ü não garante desempenho – serviço de melhor esforço entre duas UNIs de 10 Mbps. ü Em outra forma, mais sofisticada: ü disponibiliza CIR (Commited Information Rate) e o CBS (Commited Burst Size) associado; ü disponibiliza EIR (Excess Information Rate) e o EBS (Excess Burst Size) associado; ü disponibiliza ainda ‘delay’, ‘jitter’, e LPA (Loss Performance Assurance) entre duas UNIs com velocidades diferentes. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

E-Line – Ethernet Line Service Multiplexação de serviços ü mais de um EVC ponto-a-ponto podem ser oferecidos na mesma porta física da UNI. ü Emulação de PVCs Frame Relay permite a formação de redes semelhantes Point-to-Point EVCs Ethernet Service UNI Multiplexed Ethernet UNI Point-to-Point FR PVCs FR UNI CE MEN CE CE Ethernet UNI Ethernet Virtual Private Line using E-Line Service type Redes Digitais e Redes Inteligentes FR UNI FR CPE MEN FR CPE FR UNI Frame Relay Analogy to E-Line Service Prof: Milton M. Flores

E-LAN – Ethernet Line Service disponibiliza conectividade multiponto; ü podem ser conectadas duas ou mais UNIs; ü os dados enviados por uma UNI poderão ser recebidos por uma ou mais UNIs; ü cada UNI existente é conectada a um EVC multiponto; ü cada novo site(UNI) criado é conectado ao mesmo EVC multiponto; ü simplifica o aprovisionamento e a ativação do serviço; IMPORTANTE: Do ponto de vista do usuário, o serviço E-LAN faz com que a MEN se pareça com uma LAN. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Exemplo de serviço E-LAN • A velocidade de cada porta pode ser diferente • Uma mesma UNI pode receber os serviços de E-Line e E-LAN • Uma E-LAN necessita de apenas uma EVC para conectar as UNIs Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Perfis de Tráfego ü Parâmetros de Tráfego: ü CIR (Commited Information Rate); ü CBS (Commited Burst Size); ü EIR (Excess Information Rate); ü EBS (Excess Burst Size). ü Um serviço poderá suportar uma combinação de até 3 diferentes perfis de Largura de Banda <CIR, CBS, EIR, EBS> na UNI. Exemplos: 1. Aplica-se um determinado perfil de Largura de Banda por UNI, por EVC em uma UNI; 2. Aplica-se um outro perfil de Largura de Banda por identificador de Co. S para um determinado EVC de uma UNI. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Perfis de Tráfego Marcação de quadros(frames) com ‘Cores’ (Service Frame Color) ü a ‘cor’ do quadro(frame) é usada para determinar a conformidade do perfil de Largura de Banda de um quadro(frame) do serviço específico; ü Um serviço pode ter 2 ou até 3 cores, dependendo das configurações dos parâmetros de tráfego; Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Plataforma IMS Ø Plataforma IMS: IP Multimedia Subsistem, próximo degrau pós NGN, permite a convergência total para o IP, possibilitando a combinação de recursos de voz, vídeo e telefonia, não importando o meio de acesso ou se estão em tempo real ou não, permitindo várias formas de acesso, independente da tecnologia empregada. Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Introdução Foco das telecomunicações mudou. . . Da telefonia orientada na infra-estrutura e aos serviços de transmissão de voz. . . para os serviços de transmissão de dados; De redes homogêneas e distintas. . . para convergência de redes; De dispositivos de uma única utilização. . . Para dispositivos inteligentes como assistentes pessoais digitais (PDA) e “smartphones” e uma variedade de computadores móveis; Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Internet Multimidia Subsystem (IMS) IP Multimedia Subsystem (IMS) surgiu das especificações de 3 GPP possibilita aplicativos em dispositivos móveis manejar simultaneamente diferentes tipos de mídia tais como voz, áudio, vídeo e dados de um modo sincronizado no ponto de vista do usuário. Principais serviços IMS: • Chamadas com mídia / Roaming entre dispositivos com Qo. S diferenciado • Aplicativos (Informativos, multi-serviços) • Tarifação da integração de serviços • Serviços baseados em Presença • Distribuição de mídia (Ambiente Quad-Play) • Serviços para grupos incluindo conferência. • Gerenciamento de documentos • Interface com rede telefônica legada (STFC) • VCC (“Voice call continuity”) • Po. C (“Push-to-Talk over Cellular”) Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Componentes da solução IMS Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

Protocolos aplicados IMS Os protocolos usados na arquitetura IMS podem ser classificados em três categorias: 1 - Protocolos usados na sinalização e controle de sessão. – O protocolo escolhido pelo 3 GPP para o controle de sessão no IMS foi Session Initiation Protocol (SIP) definido pela RFC 3261. O principal uso do SIP é estabelecer, modificar ou terminar sessões multimídia. 2 - Protocolos usados no controle de mídia. – Real Time Protocol (RTP) e Real Time Control Protocol (RTCP) 3 - Protocolos para autenticação e segurança. – DIAMETER com suas três interfaces (Cx, Dx e Sh) na arquitetura IMS Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores

MILTON MARTINS FLORES miltonflores@telecom. uff. br Cel: (21) 8258 -9315 Redes Digitais e Redes Inteligentes Prof: Milton M. Flores