redes metro ethernet. redes metro-ethernet basicamente: –o conceito denominado...
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Redes Metro-ethernet
• Basicamente: – O conceito denominado “Metro-ethernet” é a
aplicação da tecnologia Ethernet para o fornecimento de serviços em redes públicas.
• Mas antes, vale a pena “revisar” dois conceitos importantes para entender as redes Metro-ethernet:– O conceito de Classe de serviço em redes Ethernet: o protocolo
802.1P– O conceito de VLANs- redes virtuais: o protocolo 802.1Q
Os protocolos 802.1Q e 802.1P
• Permitem a criação e manutenção de “redes virtuais” e o estabelecimento de um padrão de CoS
• Podemos fazer uma analogia com PVCs ATM: – dentro de um mesmo acesso físico, vários “canais” de
comunicação separados podem ser criados– esses canais virtuais compartilham esse meio físico mas são
logicamente distintos
Os protocolos 802.1Q e 802.1P • Como é implementada essa separação?
– A norma 802.1Q modifica o frame Ethernet padrão pela adição de quatro bytes
– Esses 4 bytes identificam uma particular “rede virtual”– Uma switch que suporta o protocolo pode então identificar a qual
rede virtual um particular frame pertence.– Uma parte – 3 bits – desses quatro bytes adicionais é utilizada
para atribuir uma escala de prioridade ao frame. Os detalhes operacionais desses três bits são definidos na norma 802.1P
• Importante:– O frame 802.1Q contém o campo 802.1P– Assim, é necessário que uma rede suporte 802.1Q para que se
possa utilizar as funcionalidades do protocolo 802.1P
Os protocolos 802.1Q e 802.1P
Fonte: http://www.convergedigest.com
• Primeiros dois bytes (TPI) identificam o frame Ethernet como um frame 802.1Q. Esses bytes nunca mudam.
• Segundo grupo de bytes (TAG) contém 3 campos:
– campo 802.1P – define prioridade– campo CFI – Canonical Format Indicator – bit usado para
compatibilidade entre redes Ethernet e Token ring. Tem sempre o valor zero (0) para switches Ethernet.
– Campo VID – Identificador de VLAN: com 12 bits, permite identificar até 4096 VLANs distintas. Para redes corporativas, esse número não representa um problema, mas para redes metropolitanas públicas, sim (4096 é um nro pequeno demais para redes públicas)
O protocolo 802.1Q permite:• Trunking: o tráfego de várias VLANs compartilham o
mesmo meio físico• Tunneling: várias VLANs (um “trunk”) podem ser
“envelopadas” dentro de outra VLAN
VLAN 30
VLAN 40
O protocolo 802.1P: CoS versus QoS
Fonte: http://www.convergedigest.com
• QoS: – envolve garantia que a todos os elementos de rede vão
tratar o tráfego de acordo com requisitos específicos (delay, jitter, etc).
– Para isso ser possível, é necessário implementar algum procedimento de reserva de recurso
– Elementos de rede podem recusar determinadas conexões se não há recursos disponíveis.
• CoS– marcação de frame com nível de prioridade– não há reserva de recurso: para funcionar rede tem que ter
capacidade “disponível”– possibilita que switches decidam prioridade frame a frame
O protocolo 802.1P
Fonte: http://www.convergedigest.com
• 802.1P define uma estratégia de CoS.• A switch pode, de acordo com o estabelecido no campo
de prioridade, decidir qual pacote será transmitido antes.
Classe e Qualidade de Serviço
• A norma não estabelece valores específicos para os bits de prioridade, mas recomenda um padrão a ser seguido:
Campo prioridade Serviço
7 Serviços críticos de rede (OSPF)
6-5 Voz, vídeo
4-1 Streaming, aplicações críticas (ERP)
0 Melhor esforço (default)
Voltando ao assunto redes Metro-ethernet
• Desde a década de 70, a tecnologia Ethernet tem evoluído com uma força indiscutível (a mesma frase do início da aula sobre Gigabit......)
• Uma vez que a tecnologia permitiu a implementação de infra-estruturas de comunicação baratas, flexíveis, e largamente padronizadas, acabou-se por estender o conceito das redes Ethernet para as redes metropolitanas.
• Para isso, o padrão Ethernet teve que ser redefinido como um “serviço” e por atributos de qualidade como os outros produtos de redes WAN.
A mesma tecnologia, apenas utilizada de outra maneiraA mesma tecnologia, apenas utilizada de outra maneira
Fonte: Metroethernet Forum
As redes Metro-ethernet
Fonte: Metroethernet Forum
• Os atributos de serviço definem as capacidades e características de um serviço– interface física– perfis de utilização de banda– desempenho do serviço– multiplexação– formatos dos frames – etc.. ….
Os atributos de serviço definem as características Os atributos de serviço definem as características importantes para a entrega ao clienteimportantes para a entrega ao cliente
Benefícios do uso de Ethernet • Facilidade de uso
– Amplamente conhecida e disponível– Sistemas de gerenciamento e de manutenção de rede
conhecidos
• Custo benefício favorável– Economia de escala barateou muito os custos das interfaces– Pode-se comprar apenas o que se vai usar
• Flexibilidade– Uma mesma interface física pode conectar vários serviços
(VLANs)– Internet, VPN, Extranet, rede de serviço de storage remoto
– Banda pode ser incrementada facilmente
Fonte: Metroethernet Forum
Os serviços tradicionais
OC-48
OC-12
OC-3
T3
T1
1.5M 45M 155M 622M 2.4G
As tecnologias tradicionais “impõem” incrementos fixos
Frame Relay
POS
ATM
• As faixas de banda são inflexíveis• Aumentar a banda de um serviço não
Ethernet requer:– A contratação de um novo “serviço”
– T1T3, FRATM– Novo hardware
– Novas interfaces ou equipamentos
– Novo provisionamento– Protocolos e tecnologias
diferentes• Geralmente
– Compra-se mais banda do que é necessário pois os “pulos” são grandes
Fonte: Metroethernet Forum
Os serviços tradicionais
Fonte: Network Strategy Partners, LLC e MetroEthernet Forum
OC-48
OC-12
OC-3
T3
T1
1.5M 45M 155M 622M 2.4G
Ethernet fornece uma extensafaixa de capacidade usando a
mesma tecnologia
Frame Relay
POS
ATM
1GbE
10/100MbE
Ethernet
• Aumentar a banda de um serviço Ethernet:– Requer apenas provisionamento
(configuração de parâmetros de serviço)
– Pode-se alocar apenas a banda requerida
• Pode-se usar o mesmo protocolo para LAN e MAN
• Menor custo– Custo 25-40% menor que TDM,
Frame Relay e ATM– Custo 10 vezes menor que
interfaces SONET
O MetroEthernet Forum
Fonte: Network Strategy Partners, LLC e MetroEthernet Forum
• Associação de empresas que definiu1. O modelo de serviço Ethernet metropolitano
– Ethernet Services Model – ESM
2. As especificações dos serviços Ethernet: Ethernet Services Definition - ESD– “Linha Ethernet” - E-Line– “Rede Ethernet” – E-LAN
3. Os mecanismos de gerência de tráfego– Ethernet Traffic Management - ETM
O MetroEthernet Forum
Fonte: MetroEthernet Forum
• Relacionamento entre as normas
MEF 1 - Ethernet Service Model (ESM)
(Ratified Sept. 2003)
Ethernet Service Definitions (ESD)
Ethernet Traffic Management (ETM)
O modelo de serviço - ESM
Fonte: MetroEthernet Forum
• Definida em Setembro 2003– Especificação técnica MEF 1
• Define os blocos básicos (building blocks) para a criação de serviços
• Esses blocos são atributos e parâmetros que especificam:– Interface de rede – UNI – User Network Interface– Circuito virtual Ethernet – EVC – Ethernet Virtual
Circuit
O modelo de serviço básico – MEF 1
Fonte: MetroEthernet Forum
• O equipamento do cliente (Customer Equipment- CE) faz a conexão com a UNI
• O CE pode ser – um roteador– Um equipamento (switch) que suporta IEEE
802.1Q• A interface UNI (User Network Interface)
– Suporta o padrão IEEE 802.3 Ethernet (camadas física e MAC)
– 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps ou 10Gbps• A rede metropolitana Metro Ethernet Network
(MEN)– Pode usar diferentes tecnologias de
transporte– SONET/SDH, WDM, RPR, MAC-in-MAC, Q-in-
Q, MPLS
CE
CE
CE
UNI
Metro Metro Ethernet Ethernet Network Network (MEN)(MEN)
UNI
O modelo de serviço básico – MEF 1
Fonte: MetroEthernet Forum
• O circuito virtual Ethernet – EVC: é a associação de duas ou mais UNIs– ajudam a visualizar as conexões Ethernet– “equivalentes” aos PVCs FR ou ATM
• A norma definiu dois tipos de EVCs– Ponto-a-ponto– Multiponto
UNIMENUNI
EVC ponto a pontoMEN
EVC multiponto
Serviços Ethernet: Ethernet Services Definition - ESD
Fonte: MetroEthernet Forum
• Baseados nos blocos (EVCs e UNIs), o Forum definiu dois tipos básicos de serviço:– Serviço Ethernet Line (E-Line)
–provê conexão ponto a ponto– Serviço Ethernet LAN (E-LAN)
–provê conectividade multiponto
Os serviços Ethernet
Fonte: MetroEthernet Forum
• O serviço E-Line é usado para criar:– Serviços de linhas privadas– Acesso à Internet– VPNs ponto-a-ponto
• O serviço E-LAN é usado para criar– VPNs multiponto– Serviço “LAN transparent”
CE
CE
EVC ponto a ponto
MENUNI
UNI
Serviço E-Line
CE
CE
CE
MEN
CE
EVC multiponto
UNI
UNI
UNI
UNI
Serviço E-LAN
Os serviços Ethernet
Fonte: MetroEthernet Forum
• Ethernet Virtual Private Line– Suporta multiplexação de serviços na mesma UNI (mais de um
serviço por UNI)– VPN ponto a ponto para interconexão de sites
CECE
MEN
Ethernet UNI
Ethernet UNI
UNI
EVCs ponto a ponto
CE FR CPE
FR CPE
MEN
FR UNI
FR UNI
FR UNI
PVCs FR
Serviço de linha privativa usando E-lines
Serviços Frame Relay equivalentes
FR CPE
Os serviços Ethernet
Fonte: MetroEthernet Forum
• Ethernet Private Line– Conexões ponto a ponto através de UNIs dedicadas
MEN
Ethernet UNI
Ethernet UNI
Ethernet UNI
EVCs ponto a ponto com banda dedicada
CE
Linhas dedicadas usando serviço E-line
Linhas dedicadas tradicionais
Internet
ISPPOP
Storage SP
Ethernet UNI
MEN
OC-3
OC-3
DS1
Circuitos TDM dedicados
CE
Internet
ISPPOP
Storage SP
DS3CE
CE
CE
CE
Os serviços Ethernet
Fonte: MetroEthernet Forum
• Serviço de LAN transparente– Conectividade “intra-company”– transparência completa dos
protocolos de controle
• Novas VLANs podem ser adicionadas nas redes do cliente sem intervenção do provedor
Multipoint-to-Multipoint EVCUNI 1
UNI 3
UNI 4
UNI 2
MENVLANs
Engineering
VLANsSales
Customer ServiceEngineering
VLANsSales
VLANsSales
Customer Service
Serviço LAN transparente