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Universidad del Cauca
               Facultad de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones
                           Departamento de Telemática


                       Terminal                                      PC

                    Sistemas de Conmutación

                           Frame Relay                          Servidor
                        Enrutador




                           Dr. Ing. Álvaro Rendón Gallón
                                           Rendó Galló
                              Popayán, mayo de 2011
                              Popayá




                                                                           2


                                  Temario
       •   Introducción
       •   Generalidades
       •   Arquitectura de protocolos
       •   Control de llamadas (señalización)
       •   Transferencia de datos de usuario
       •   Control de Congestión




Álvaro Rendón G.
3


                                 Temario
       • Introducción
             – Redes WAN
             – X.25
       •   Generalidades
       •   Arquitectura de protocolos
       •   Control de llamadas (señalización)
       •   Transferencia de datos de usuario
       •   Control de Congestión


Álvaro Rendón G.




                                                                                        4


                   Redes orientadas a conexión
                                    Redes de Comunicación


                     Redes de Comunicación             Redes de Comunicación
                         Conmutadas                          por Difusión
                                                            • Ethernet
                                                            • Redes de radio-paquetes
                                                            • Redes satelitales
       Redes de Conmutación            Redes de Conmutación
           de Circuitos                    de Paquetes
   • Red telefónica
   • Red de enrutamiento por
     longitud de onda
                          Redes Orientadas a            Redes No Orientadas a
                                Conexión                      Conexión
                            • X.25                        • Red IP
                            • Frame Relay
                            • ATM
                            • MPLS



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5

                        El problema

   Enlaces dedicados…




Álvaro Rendón G.




                                      6

                        El problema

   … vs red conmutada




                           WAN




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                 Redes de Área Amplia (WAN)
       • Interconectan LAN
       • Protocolos de red (nivel 3)
       • Establecen a cuál red local se debe
         entregar la información
             –     TCP/IP (Internet)
                                        LAN
             –     X.25
             –     Frame Relay                      LAN

                                              WAN
             –     ATM
             –     MPLS              LAN



Álvaro Rendón G.




                                                          8


                 Redes de Área Amplia (WAN)
       Redes de conmutación de paquetes
         orientadas a conexión:
       • X.25: Conmutación de paquetes original
             Paquetes de tamaño variable
       • Frame Relay: Retransmisión de tramas
             Paquetes de tamaño variable
       • ATM: Retransmisión de celdas
             Paquetes de tamaño fijo
       • MPLS: Conmutación de etiquetas
             Etiquetas de tamaño fijo

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                                                   X.25
       Primeras redes de datos públicas nacionales:
         Datapac (Canadá), Iberpac, Coldapaq
       Publicado por la UIT-T en 1976
                                                                                            PC


                                                                               DCE         DTE
                                   PSE                             PSE
                                                  Red X.25
          Terminal                                                                       Servidor

                                       PSE                       PSE
                           DCE                                                DCE
              DTE                                                                          DTE

  Tres dispositivos principales:           Multiplexación:
  • DTE: Data Terminal Equipment           • DTE puede establecer hasta 4.095
  • DCE: Data Circuit-terminating Equipment Circuitos Virtuales simultáneos
  • PSE: Packet-Switching Exchange           sobre el mismo enlace físico
Álvaro Rendón G.




                                                                                                             10


                     X.25 - Pila de protocolos

     Capas                                           Capas
                                                                         PLP: Packet Layer Protocol
   Superiores          Conmutación                 Superiores
                       de paquetes                                       LAP-B: Link Access Procedure,
                                                                                 Balanced (sub HDLC)
        PLP             PLP         PLP                   PLP            X.21: Interfaz DTE-DCE
      LAP-B           LAP-B       LAP-B               LAP-B
       X.21            X.21        X.21                   X.21                                             PC


                                                                                                  DCE    DTE
                                                                                     Red X.25
                                                                   Terminal                             Servidor


     Paquete PLP     GFI    LCI      PTI          Datos                DTE    DCE                DCE     DTE




    Trama LAPB       BAN Direc Contr Paq. PLP      FCS BAN               GFI: General Format Identifier
                                                                         LCI: Logical Channel Identifier
                                                                              (Circuito Virtual)
                                                                         PTI: Packet Type Identifier
     Trama X.21                   Flujo de Bits

Álvaro Rendón G.
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                      X.25 - Características
                                                            PC


                                                   DCE      DTE

                                   Red X.25
         Terminal                                         Servidor


                       DCE                       DCE
            DTE                                             DTE


                   • En cada nodo: control de errores y flujo
                   • Si hay error, se retransmite el paquete

                                  +procesamiento
                                  +retardo
Álvaro Rendón G.




                                                                     12


                      X.25 - Características
       • Señalización en banda: usa el mismo canal y el
         mismo circuito virtual que los paquetes de datos
       • Protocolo de tres niveles. La multiplexación de los
         circuitos virtuales se hace en el nivel 3
       • Los niveles 2 y 3 incluyen mecanismos de control
         de errores y de flujo
       • Funciona bien con enlaces de baja confiabilidad
         (e.g. líneas analógicas)
       • Velocidades: 56 kpbs, 64 kbps a 2,048 Mbps
         (aplicable hasta 200 Kbps)
       • En redes de fibra óptica se recomiendan
         protocolos con menor sobrecarga

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                                 Temario
       • Introducción
       • Generalidades de Frame Relay
             –     Características
             –     Aplicaciones
             –     Dispositivos
             –     Circuitos Virtuales
             –     Normativa
       •   Arquitectura de protocolos
       •   Control de llamadas (señalización)
       •   Transferencia de datos de usuario
       •   Control de Congestión
Álvaro Rendón G.




                                                               14


                             Características
       • Frame Relay fue definido originalmente como el
         protocolo de conmutación de paquetes de RDSI
       • Hoy se usa también con otras redes

                                         Red de Conmutación
                                            de Paquetes



                              Central    Red de Conmutación
                               RDSI
                               Local        de Circuitos




                                         Red de Señalización

Álvaro Rendón G.
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                          Características
       • Diseñado para redes de mayor velocidad y
         confiabilidad que X.25 (e.g. fibra óptica)
       • Señalización fuera de banda: usa un canal separado
         del de paquetes de datos
       • Protocolo con sólo dos niveles
       • No maneja control de errores (retransmisión) ni
         control de flujo: lo debe hacer el nivel 3
         Si hay error: descarta el paquete
       • Mayor rendimiento y eficiencia en el uso de la red
             – Retardos en los nodos X.25: 5-20 ms
             – Retardos en los nodos Frame Relay: 2 ms
       • Velocidades de acceso mayores que X.25.
         Típicas de 64 Kbps a 2.048 Kbps (en teoría 50 Mbps)
Álvaro Rendón G.




                                                                          16


                             Aplicaciones
       • Ejemplos de aplicaciones (ANSI T1.606):
             – Aplicaciones interactivas por bloques de datos
               Requieren bajo retardo y alto rendimiento (throughput)
               Ejemplo: Aplic. gráficas de alta resolución (CAD/CAM)
             – Transferencia de archivos
               Pueden requerir alto rendimiento para reducir tiempos
               Ejemplo: Actualización de información en red
             – Multiplexación a baja velocidad
               Usan la capacidad de FR de multiplexar un acceso entre
               varios circuitos virtuales: varias aplicaciones de baja
               velocidad simultáneas.
             – Tráfico de caracteres interactivos.
               Requieren tramas cortas, bajo retardo y bajo rendimiento
               Ejemplo: edición de texto


Álvaro Rendón G.
17


                             Dispositivos
                     Terminal                                     PC
                                        Conmutadores
                                         de Paquetes

                       DTE                                      DTE
                                  DCE      Red      DCE
                                        Frame Relay

                      Enrutador                             Servidor
                                    DCE            DCE

                        DTE                                   DTE


      DTE (Data Terminal Equipment) - Equipo terminal de datos:
        PC, terminal, servidor, enrutador, etc.
      DCE (Data Circuit-Terminating Equipment) – Equipo de terminación
        del circuito de datos: Servicios de sincronización y conmutación.
        Conmutador de paquetes
Álvaro Rendón G.




                                                                                18


                      Circuitos Virtuales
                     Terminal                                     PC



                                                                          SVC
                                                                          PVC

                      Enrutador                             Servidor




      SVC (Switched Virtual Circuit) – Circuito Virtual Conmutado:
        Conexión temporal establecida bajo demanda. Uso esporádico.
        Establecimiento de llamada, transferencia de datos y terminación
      PVC (Permanent Virtual Circuit) – Circuito Virtual Permanente:
          Conexión fija para uso frecuente. Establecido por el operador
          mediante mecanismos de gestión
Álvaro Rendón G.
19


                               Normativa
       • Los primeros estándares fueron propuestos por la
         UIT-T en 1988 (Rec. I.122)
       • 1990: se constituye el Frame Relay Forum* con
         CISCO, DEC, Northern Telecom y StrataCom,
         que propone la extensión LMI (Local Management
         Interface)
       • Los estándares internacionales son producidos por
         la UIT-T
       • Los estándares para Estados Unidos son
         producidos por la ANSI (American National
         Standards Institute)
       * Más adelante se integró en el Foro de Banda Ancha
         http://www.broadband-forum.org/
Álvaro Rendón G.




                                                                        20


                               Normativa
       • UIT-T:
            – I.122 (1993): Marco para los servicios portadores en
              modo trama (Framework for frame mode bearer services)
            – I.233.1 (1991): Servicio portador RDSI con
              retransmisión de tramas (ISDN frame relaying bearer
              service)
            – I.233.2 (1991): Servicio portador RDSI con conmutación
              de tramas (ISDN frame switching bearer service)
            – I.370 (1991): Gestión de la congestión para el servicio
              portador RDSI de retransmisión de tramas (Congestion
              management for the ISDN frame relaying bearer service)
            – I.372 (1993): Requisitos de la interfaz red-red del
              servicio portador de retransmisión de trama (Frame
              relaying bearer service network-to-network interface
              requirements)
Álvaro Rendón G.
21


                                  Normativa
       • UIT-T (cont.):
            – I.555 (1997): Interfuncionamiento de los servicios
              portadores con retransmisión de tramas (Frame Relaying
              Bearer Service interworking)
            – Q.922 (1992): Especificación de la capa de enlace de
              datos de la RDSI para servicios portadores en modo trama
              (ISDN data link layer specification for frame mode
              bearer services)
            – Q.933 (2003): Sistema de señalización digital de abonado
              No. 1 de RDSI – Especificaciones de señalización para el
              control y la supervisión de estado de conexiones virtuales
              conmutadas y permanentes en modo trama (ISDN Digital
              Subscriber Signalling System No. 1 (DSS1) - Signalling
              specifications for frame mode switched and permanent
              virtual connection control and status monitoring )

Álvaro Rendón G.




                                                                           22


                                  Normativa
       • ANSI (Estados Unidos):
             – T1.606 (1990): Marco arquitectónico y descripción de
               servicios para FRBS (Frame Relay Bearer Services)
               (Architectural Framework and Service Description for
               Frame-Relaying Bearer Service)
             – T1.617 (1991): Señalización FRBS para DSS1 (Signaling
               Specification for Frame Relay Bearer Service for DSS1)
             – T1.618 (1991): Aspectos básicos de FRBS (Core Aspects
               of Frame Protocol for Use with Frame Relay Bearer
               Service)
       • Equivalencias UIT-T con ANSI
             –     I.233 – T1.606
             –     I.370 – T1.606 Apéndice 1, Gestión de congestión
             –     Q.922 – T1.618
             –     Q.933 – T1.617
Álvaro Rendón G.
23


                              Temario
       • Introducción
       • Generalidades
       • Arquitectura de protocolos
             – Modelo de referencia de protocolos de
               RDSI
             – Plano de Control
             – Plano de Usuario
       • Control de llamadas (señalización)
       • Transferencia de datos de usuario
       • Control de Congestión
Álvaro Rendón G.




                                                                         24

             Modelo de Referencia de Protocolo
                         de RDSI
                                          Gestión de Planos
                               Plano de         Plano de
                               Control          Usuario 7
                                                          6
                                                          5
                                                          4
                                                          3
                                                          2
                                                          1
                                                                   o
                                                        F   ísic
                                                    dio
                                                  Me

        Determina la estructura de los protocolos de Frame Relay
        Diferencia los protocolos de señalización de los de
        transferencia de información
        Plano de Control: Protocolos de señalización (establecimiento,
        supervisión y terminación de conexiones) usuario-red
        Plano de Usuario: Protocolos de transferencia de información
         entreusuarios
Álvaro Rendón G.
25


                    Protocolos de Frame Relay



                                                                              SVC
                                                                              PVC




         Dos conjuntos de protocolos:
         Protocolos de señalización (Plano de Control): establecimiento
         y terminación de conexiones (SVC) y supervisión (SVC, PVC)
         Protocolos de transferencia (Plano de Usuario): transferencia
         de información entre usuarios
Álvaro Rendón G.




                                                                                    26

                      Protocolos en la interfaz
                            usuario-red
                   Plano de     Plano de             Plano de      Plano de
                   Control      Usuario              Usuario       Control

Capa de
Red                Q.933                                            Q.933

                              Control LAPF
Capa de             LAPF        (Q.922)*                            LAPF
Enlace
de datos           (Q.922)    NúcleoLAPF
                               Núcleo LAPF           Núcleo LAPF
                                                  Núcleo LAPF      (Q.922)
                                (Q.922)             (Q.922)
Capa
Física                  I.430/I.431                        I.430/I.431

                       Usuario (DTE)                        Red (DCE)

    LAPF: Link Access Procedures to Frame Mode Bearer Services (Frame Relay)
    *El usuario puede utilizar Control de LAPF u otro protocolo para funciones de
     control de flujo y errores de terminal a terminal
Álvaro Rendón G.                                                     (Caballero, 1998)
27


                   Protocolos de señalización
            • Capa Física: I.430/431
                   – Define los canales RDSI:
                     D (16/64 Kbps), B (64 Kbps) y H (384/1.536/1.920 Kbps)
  Q.933
            • Capa de Enlace de Datos: Q.922
                   – Llamado LAPF (Procedimiento de Acceso al Enlace para
  LAPF               Servicios Portadores en Modo Trama)
 (Q.922)           – Basado en LAPD (Procedimientos de acceso al enlace por
                     el canal D) usado por DSS1
  I.430/           – Transferencia fiable de tramas por el enlace
   I.431           – Control de errores y de flujo
            • Capa de Red: Q.933
                   – Define los mensajes de señalización: establecimiento,
                     liberación y estado de la conexión


Álvaro Rendón G.




                                                                              28


             Protocolos del Plano de Usuario
            • Capa Física: I.430/431
                   – Define los canales RDSI:
                     D (16/64 Kbps), B (64 Kbps) y H (384/1.536/1.920 Kbps)
            • Capa de Enlace de Datos (LAPF): Q.922
 Control           – LAPF: LAPD más congestión
 LAPF*
                   – Dos subcapas: Núcleo y Control
  Núcleo           – El Núcleo de Enlace de Datos es usado en la conexión
  LAPF               usuario-red y por la red (Conmutadores de Paquetes)
  I.430/             No tiene corrección de errores ni control de flujo
   I.431             Las tramas con error se descartan
                   – El Control de enlace de Datos puede ser usado en la
                     conexión usuario-usuario para corrección de errores y
                     control de flujo
                     *Opcional

Álvaro Rendón G.
29


                                  Temario
       •   Introducción
       •   Generalidades
       •   Arquitectura de protocolos
       •   Control de llamadas (señalización)
             – Acceso de RDSI a Frame Relay
             – Control de las conexiones
             – Q.933
       • Transferencia de datos de usuario
       • Control de Congestión

Álvaro Rendón G.




                                                                        30


             Acceso de RDSI a Frame Relay
                                                Red
                            Central          Frame Relay
                             RDSI
                             Local

                   Acceso conmutado




                          Acceso integrado

     RDSI considera dos alternativas para el acceso del
     usuario a la red Frame Relay:
     • Acceso conmutado: Requiere el establecimiento de una conexión
     sobre un canal B hacia el Conmutador de Paquetes
     Utiliza el protocolo DSS1 sobre el canal D (Q.931)
     • Acceso integrado: El usuario tiene un acceso lógico directo al
     Conmutador de Paquetes
Álvaro Rendón G.
31


                   Control de las conexiones
      • Una vez está disponible el acceso lógico (e.g. canal B)
        entre el usuario y la red Frame Relay (FR):
        la señalización permite establecer varias conexiones
        de datos con otros usuarios de la red FR usando el
        mismo acceso
      • Cada conexión de datos tiene un identificador:
        DLCI (Data Link Connection Identifier)
      • Es una señalización entre el usuario (DTE) y la red
        Frame Relay (DCE)
      • Utiliza un canal específico del acceso (DLCI=0),
        similar a la señalización por canal común
      • Se utiliza para establecer, mantener y liberar SVC,
        y para supervisar PVC
Álvaro Rendón G.




                                                                                  32


              Conexiones de datos en el canal B

                                         DLCI= 0
                                         DLCI= 1
                                         …




                                                                   Canales de datos
                                         DLCI= n


                                                                   Canal físico

                            S/T
                                        F B1   ED    B2 ED B1 ED B2 ED
                                  TR1
                   R                               Acceso Básico
                                                       2B+D
                                                     144 Kbps
                       AT

                                            B1 puede ser usado para voz
                                            D es usado para el establecimiento
33

             Q.933 – Mensajes de Control de la
                        Conexión
        Mensaje (Esp.)        Mensaje (Ing.)                       Función
                         Mensajes de establecimiento de circuito virtual
     LLAMADA EN              CALL                 Establecimiento de conexión iniciado
     CURSO                   PROCEEDING
     CONEXIÓN                CONNECT              DTE llamado ha aceptado la conexión
     ESTABLECIMIENTO SETUP                        Inicia el establecimiento de conexión
                           Mensajes de liberación de circuito virtual
     DESCONEXIÓN             DISCONNECT           DTE/DCE solicita desconexión de SVC
     LIBERACIÓN              RELEASE              Liberación de SVC iniciada
     LIBERACIÓN              RELEASE              Liberación de SVC completada
     COMPLETA                COMPLETE
                                        Mensajes varios
     REARRANQUE              RESTART              Solicita rearranque de interfaz DTE/DCE
     ACUSE DE                RESTART              Rearranque de interfaz DTE/DCE
     REARRANQUE              ACKNOWLEDGE          completado
     SITUACIÓN               STATUS               Responde CONSULTA o reporta error
     CONSULTA DE             STATUS               Solicita mensaje de SITUACIÖN
     SITUACIÓN
Álvaro Rendón G.             ENQUIRY




                                                                                                34
Procedimiento de Señalización                                     Red
                                                              Frame Relay
                   ET/DTE                  RDSI                  (DCE)                    DTE

                         ESTABLECIMIENTO
Establecimiento                                ESTABLECIMIENTO
de conexión en           LLAMADA EN CURSO
un canal B                                              CONEXIÓN
                                  CONEXIÓN
(Q.931-DSS1                                    ACUS. DE CONEXIÓN
sobre el canal D)
                               Circuito de acceso establecido

                         ESTABLECIMIENTO
Establecimiento                                                         ESTABLECIMIENTO
de SVC sobre el                                LLAMADA EN CURSO
canal B                                                                         CONEXIÓN
                                                        CONEXIÓN
(Q.933
sobre el canal B,
DLCI= 0)                                   Circuito Virtual establecido

Liberación               DESCONEXIÓN

de SVC                                                 LIBERACIÓN       DESCONEXIÓN
(Q.933                                                                         LIBERACIÓN
                         LIBERACIÓN COMPLETA
sobre el canal B,
DLCI= 0)                                                                LIBERACIÓN COMPLETA

Álvaro Rendón G.
35


                                   Temario
       •   Introducción
       •   Generalidades
       •   Arquitectura de protocolos
       •   Control de llamadas (señalización)
       •   Transferencia de datos de usuario
              –    Núcleo de LAPF (Q.922)
              –    DLCI
              –    Conmutadores
              –    IP sobre Frame Relay
       • Control de Congestión
Álvaro Rendón G.




                                                                                    36


                      Núcleo de LAPF (Q.922)
                                Formato de la trama

              BAN      Dirección         Información          SVT         BAN

      (PBT)       1       2-4                 n                2           1    Octetos

  Plano de            BAN: Bandera de delimitación: 01111110
  Usuario
                      Dirección: 2, 3 ó 4 octetos
                      Información: n mínimo= 1 byte
                                      n máximo por defecto= 262 bytes**
   Control                            n máximo recomendado= 1.600 bytes
   LAPF*                            n máximo posible= 4.096 bytes
   Núcleo             SVT: Secuencia de Verificación de Trama (CRC)
   LAPF
                      *Opcional
   I.430/
    I.431             **Para compatibilidad con LAPD
                      PBT: Primer Bit Transmitido
Álvaro Rendón G.
37


                    Núcleo de LAPF (Q.922)
                               Formato de la trama

              BAN    Dirección             Información              SVT      BAN

      (PBT)    1         2-4                   n                     2         1   Octetos

  Plano de          SVT: Permite detectar errores
  Usuario
                    • las tramas erróneas se descartan
                    No hay números de secuencia:
                    • no es posible corregir los errores
   Control
   LAPF*            • la capa superior (e.g. Control LAPF) las retransmite

   Núcleo           No hay campo de control (I, RR, RNR, REJ, …):
   LAPF             • sólo hay un tipo de trama (información del usuario)
                    • no hay confirmación de tramas
   I.430/
    I.431           *Opcional

Álvaro Rendón G.




                                                                                        38

                    Núcleo de LAPF (Q.922)
              BAN    Dirección             Información              SVT      BAN



      8       7      6         5    4      3        2      1
    DLCI superior                                  C/R*   EA=0   Formato por defecto
                                                                     (2 octetos)
    DLCI inferior                  FECN BECN       DE     EA=1
      8       7      6         5    4      3        2      1
    DLCI superior                                  C/R*   EA=0   Formato de 3 octetos
    DLCI                           FECN BECN       DE     EA=0

    DLCI inferior o control de Núcleo-DL           D/C    EA=1
      8       7      6         5    4      3        2      1
    DLCI superior                                  C/R*   EA=0   Formato de 4 octetos
    DLCI                           FECN BECN       DE     EA=0

    DLCI                                                  EA=0

    DLCI inferior o control de Núcleo-DL           D/C    EA=1
Álvaro Rendón G.
39

                       Núcleo de LAPF (Q.922)
             BAN          Dirección         Información             SVT          BAN



      8       7           6     5      4     3      2       1
    DLCI superior                                  C/R*   EA=0

    DLCI                              FECN BECN    DE     EA=0

    DLCI inferior o control de Núcleo-DL           D/C    EA=1

       EA: Extensión del campo de dirección
       DLCI: Identificador de Conexión de Enlace de Datos (Data Link
           Connection Identifier)
       C/R*: no es usado por el núcleo de LAPF
       FECN: Notificación de congestión explícita hacia delante
       BECN: Notificación de congestión explícita hacia atrás
       DE: Indicador de elegibilidad de descarte
       D/C: Indicador de DLCI o control del Núcleo-DL
       Control del Núcleo-DL: Reservado para funciones de control del Núcleo LAPF
Álvaro Rendón G.




                                                                                       40


                              Asignación de DLCI
             DLCI (2 octetos)                             Función
                   0                   Señalización en el canal
                   1-15                Reservado
                   16-511              Opción de red: en canales que no son D,
                                       disponible para soporte de información
                                       de usuario
                   512-991             Identificación de enlace lógico para
                                       soporte de información de usuario
                   992-1007            Gestión de capa 2 de servicio portador en
                                       modo trama
                   1008-1022           Reservado
                   1023                Gestión de capa 2 en canal
           En canales D sólo puede usarse el formato de DLCI de dos octetos
           En canales D se utilizan valores de los bits 3-8 del primer octeto
              no disponibles para LAPD (SAPI = 32-62 en Cuadro 2/Q.921)
Álvaro Rendón G.
41

               Identificador de Conexión de
                 Enlace de Datos (DLCI)


                             575

                                    700
                                                  800
                                                                      100
                                                  700
                                                                80
                                  100



      DLCI identifica cada conexión lógica establecida sobre un canal
      Tiene significado local (para cada canal). Una extensión del
      protocolo define un DLCI con valor global
      La conexión lógica con DLCI= 0 se usa para señalización
Álvaro Rendón G.




                                                                                  42

                   Identificador de Conexión de
                     Enlace de Datos (DLCI)
  Cada conmutador mantiene
  una tabla de asignación
  Puerto-DLCI por cada                      DLCI= 0       DLCI= 700
  Circuito Virtual (SVC, PVC),                          P25
  para el enrutamiento de las
  tramas                                                              DLCI= 800
                                                                      DLCI= 700
                           DLCI= 100
                                          P12                   P36 DLCI= 0

                                DLCI= 0

    Pto     DLCI    Pto   DLCI                  Control

     12      100    36    700
     25      700    36    800

Álvaro Rendón G.
43


                   Conmutadores Frame Relay
                       Pto        DLCI        Pto    DLCI
                           10     575         20      700


                            P10
                     575

                                        P20
                           700
                                        P25                     P20
                                                    800
                            P12                                    P16
                                                                            100
                                          P36             P48
                                                    700
                           100                                         80


               Pto    DLCI        Pto     DLCI            Pto   DLCI     Pto   DLCI
               12     100         36      700              48   700      16       80
               25     700         36      800              48   800      16       100
Álvaro Rendón G.




                                                                                        44

                                WAN Frame Relay



                                                 Red
                                              Frame Relay




Álvaro Rendón G.
45

                     IP sobre Frame Relay

                                                        Red
                                                     Frame Relay




 4         TCP            TCP                 NLPID
                                              = 0xCC            Paquete IP
 3          IP            IP
                                     Trama LAPF
                      Control LAPF
 2      Ethernet
                                     BAN Dirección     UI   Información      SVT   BAN
                      Núcleo LAPF
         (802.3)
 1                     I.431/432           Control: UI= Información No Numerada
Álvaro Rendón G.




                                                                                     46

                     IP sobre Frame Relay
                   RFC 1490: Multiprotocol Interconnect
                             over Frame Relay
     Define el método de                    NLPID: Network Level Protocol
     encapsulamiento de protocolos                Identification
     sobre la red Frame Relay                     0x80: SNAP
     NLPID identifica el protocolo al             0x83: OSI IS-IS
     que pertenece la información                 0x8E: IPv6
     transportada                                 0xCC: IPv4
                                                  (…)

 4         TCP            TCP                 NLPID
                                              = 0xCC            Paquete IP
 3          IP            IP
                                     Trama LAPF
                      Control LAPF
 2      Ethernet
                                     BAN Dirección     UI   Información      SVT   BAN
                      Núcleo LAPF
         (802.3)
 1                     I.431/432           Control: UI= Información No Numerada
Álvaro Rendón G.
47


                                                   Temario
                    •   Introducción
                    •   Generalidades
                    •   Arquitectura de protocolos
                    •   Control de llamadas (señalización)
                    •   Transferencia de datos de usuario
                    •   Control de Congestión
                         – Efectos de la congestión
                         – Gestión de la tasa de tráfico


Álvaro Rendón G.




                                                                                                                48


                                 Efectos de la congestión
                                     Congestión Congestión                              Congestión Congestión
                    Sin congestión      leve      fuerte               Sin congestión      leve      fuerte
 Caudal de la red




                                                             Retardo




                                               B
                                     A


                                                                                                  B

                                                                                    A


                          Carga ofrecida                                    Carga ofrecida
                Caudal y congestión de red (I.370)                Retardo y congestión de red (I.370)

                                     A                                                   B


                                     C                                                   D


                                     E                                                   F
Álvaro Rendón G.
49

                    Control de congestión en
                          Frame Relay
     • Mecanismos de control de congestión:
          – FECN: Informa al terminal de destino que las tramas que
            recibe han encontrado recursos congestionados
          – BECN: Informa al terminal de origen que las tramas que está
            enviando encontrarán recursos congestionados
            El usuario debe tomar medidas para reducir la congestión
          – DE: Marca las tramas que deben ser descartadas por la red
            antes que las demás, en caso de que sea necesario para
            controlar la congestión
            La red no informa del descarte a los terminales
                     8      7      6    5      4     3         2         1
                   DLCI superior                          C/R*      EA=0

                   DLCI inferior             FECN BECN     DE       EA=1


                      BAN Dirección    Información       SVT       BAN
Álvaro Rendón G.




                                                                             50

                    Control de congestión en
                          Frame Relay
     • Por la reducción del protocolo (eficiencia), los
       conmutadores no pueden controlar el flujo de tramas
     • Los conmutadores monitorean la congestión
     • Los usuarios controlan el flujo de tramas: protocolos
       de nivel superior (e.g. Control LAPF)


 Control
 LAPF*               8      7      6    5      4     3         2         1
  Núcleo           DLCI superior                          C/R*      EA=0
  LAPF             DLCI inferior             FECN BECN     DE       EA=1
  I.430/
   I.431
                      BAN Dirección    Información       SVT       BAN
Álvaro Rendón G.
51


                   Gestión de la tasa de tráfico
    Parámetros para gestionar la tasa de tráfico:
    • Se contratan para cada PVC
    • Se negocian para cada SVC durante el establecimiento
    • CIR (Committed Information Rate): Velocidad (tasa)
      garantizada por la red (en bps)

    Velocidad < CIR, garantiza                  Velocidad
                                                 actual            Velocidad
                                         CIR                        máxima
    Velocidad > CIR, DE= 1
    Velocidad > Vmax, descarta                   Transmitir si
                                                  es posible

                                       Transmisión          Rechazo del
                                       garantizada            exceso
                                   0                                           Velocidad
                                                                               de acceso
                                               (Stallings, 1997)
Álvaro Rendón G.




                                                                                      52


                   Gestión de la tasa de tráfico
    Parámetros para gestionar la tasa de tráfico:
    • Se contratan para cada PVC
    • Se negocian para cada SVC durante el establecimiento
    • CIR (Committed Information Rate): Velocidad
      garantizada por la red (en bps)
    • Bc (Committed Burst Size): Cantidad máxima de datos
      (bytes) garantizada por la red en condiciones normales,
      en un período T
    • Be (Excess Burst Size): Cantidad máxima de datos,
      adicionales a Bc, que la red intentará transferir en
      condiciones normales, en un período T
                      T = Bc/CIR
Álvaro Rendón G.
53


                   Gestión de la tasa de tráfico
                                                     Velocidad de acceso: Velocidad
            Número de bits
            transmitidos                             del canal digital (máx. posible)
           Región de descarte
                                                     La velocidad de transmisión
                                                     puede temporalmente ser
Bc + Be                                              mayor que CIR ->
           Región DE= 1
     Bc
                                                     CIR: Velocidad promedio
           Región DE= 0                              garantizada
                            so
                          ce




                                    R
                       ac




                                 CI                  En el ejemplo, todas las tramas
                   de
                  ad




                                                     son garantizadas
               cid
             lo
           Ve




                                                   Tiempo
       0 Trama 1                 Trama 2 Trama 3
           DE= 0                  DE= 0   DE= 0

Álvaro Rendón G.        (Stallings, 1997)




                                                                                    54


                   Gestión de la tasa de tráfico

            Número de bits
            transmitidos
                                                     Tramas 1 y 2 garantizadas
           Región de descarte
                                                     Trama 3 marcada con DE= 1
Bc + Be                                              Puede ser descartada por la
           Región DE= 1                              red en caso de congestión
     Bc
           Región DE= 0
                                                     Trama 4 descartada
                            so
                          ce




                                    R
                       ac




                                 CI
                   de
                  ad
               cid
             lo
           Ve




                                                   Tiempo
       0     Trama 1        Trama 2 Trama 3 Trama 4
              DE= 0          DE= 0   DE= 1 Descartada

Álvaro Rendón G.        (Stallings, 1997)
55


                         Bibliografía
       • W. Stallings (1997). “Data and computer communications”.
         5th Ed. Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, U.S.A.
       • J. M. Caballero (1998). “Redes de banda ancha”. Marcombo,
         Barcelona, España.
       • Bradley, T., Brown, C., Malis, A. (1993). “Multiprotocol
         Interconnect over Frame Relay”. IETF RFC 1490. Disponible
         en: http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc1490.txt
       • Y. Chin Hoong (2008). “CCNA Complete Guide” 2nd Edition.
         CreateSpace, Seattle, U.S.A.
       • UIT-T I.370 (1991). “Gestión de la congestión para el
         servicio portador RDSI con retransmisión de tramas”. Unión
         Internacional de Telecomunicaciones. Recomendación UIT-T
         I.370. Ginebra, Suiza.
       • UIT-T. Recomendaciones de las series I, Q y X.




Álvaro Rendón G.

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  • 1. Universidad del Cauca Facultad de Ingeniería Electrónica y Telecomunicaciones Departamento de Telemática Terminal PC Sistemas de Conmutación Frame Relay Servidor Enrutador Dr. Ing. Álvaro Rendón Gallón Rendó Galló Popayán, mayo de 2011 Popayá 2 Temario • Introducción • Generalidades • Arquitectura de protocolos • Control de llamadas (señalización) • Transferencia de datos de usuario • Control de Congestión Álvaro Rendón G.
  • 2. 3 Temario • Introducción – Redes WAN – X.25 • Generalidades • Arquitectura de protocolos • Control de llamadas (señalización) • Transferencia de datos de usuario • Control de Congestión Álvaro Rendón G. 4 Redes orientadas a conexión Redes de Comunicación Redes de Comunicación Redes de Comunicación Conmutadas por Difusión • Ethernet • Redes de radio-paquetes • Redes satelitales Redes de Conmutación Redes de Conmutación de Circuitos de Paquetes • Red telefónica • Red de enrutamiento por longitud de onda Redes Orientadas a Redes No Orientadas a Conexión Conexión • X.25 • Red IP • Frame Relay • ATM • MPLS Álvaro Rendón G.
  • 3. 5 El problema Enlaces dedicados… Álvaro Rendón G. 6 El problema … vs red conmutada WAN Álvaro Rendón G.
  • 4. 7 Redes de Área Amplia (WAN) • Interconectan LAN • Protocolos de red (nivel 3) • Establecen a cuál red local se debe entregar la información – TCP/IP (Internet) LAN – X.25 – Frame Relay LAN WAN – ATM – MPLS LAN Álvaro Rendón G. 8 Redes de Área Amplia (WAN) Redes de conmutación de paquetes orientadas a conexión: • X.25: Conmutación de paquetes original Paquetes de tamaño variable • Frame Relay: Retransmisión de tramas Paquetes de tamaño variable • ATM: Retransmisión de celdas Paquetes de tamaño fijo • MPLS: Conmutación de etiquetas Etiquetas de tamaño fijo Álvaro Rendón G.
  • 5. 9 X.25 Primeras redes de datos públicas nacionales: Datapac (Canadá), Iberpac, Coldapaq Publicado por la UIT-T en 1976 PC DCE DTE PSE PSE Red X.25 Terminal Servidor PSE PSE DCE DCE DTE DTE Tres dispositivos principales: Multiplexación: • DTE: Data Terminal Equipment • DTE puede establecer hasta 4.095 • DCE: Data Circuit-terminating Equipment Circuitos Virtuales simultáneos • PSE: Packet-Switching Exchange sobre el mismo enlace físico Álvaro Rendón G. 10 X.25 - Pila de protocolos Capas Capas PLP: Packet Layer Protocol Superiores Conmutación Superiores de paquetes LAP-B: Link Access Procedure, Balanced (sub HDLC) PLP PLP PLP PLP X.21: Interfaz DTE-DCE LAP-B LAP-B LAP-B LAP-B X.21 X.21 X.21 X.21 PC DCE DTE Red X.25 Terminal Servidor Paquete PLP GFI LCI PTI Datos DTE DCE DCE DTE Trama LAPB BAN Direc Contr Paq. PLP FCS BAN GFI: General Format Identifier LCI: Logical Channel Identifier (Circuito Virtual) PTI: Packet Type Identifier Trama X.21 Flujo de Bits Álvaro Rendón G.
  • 6. 11 X.25 - Características PC DCE DTE Red X.25 Terminal Servidor DCE DCE DTE DTE • En cada nodo: control de errores y flujo • Si hay error, se retransmite el paquete +procesamiento +retardo Álvaro Rendón G. 12 X.25 - Características • Señalización en banda: usa el mismo canal y el mismo circuito virtual que los paquetes de datos • Protocolo de tres niveles. La multiplexación de los circuitos virtuales se hace en el nivel 3 • Los niveles 2 y 3 incluyen mecanismos de control de errores y de flujo • Funciona bien con enlaces de baja confiabilidad (e.g. líneas analógicas) • Velocidades: 56 kpbs, 64 kbps a 2,048 Mbps (aplicable hasta 200 Kbps) • En redes de fibra óptica se recomiendan protocolos con menor sobrecarga Álvaro Rendón G.
  • 7. 13 Temario • Introducción • Generalidades de Frame Relay – Características – Aplicaciones – Dispositivos – Circuitos Virtuales – Normativa • Arquitectura de protocolos • Control de llamadas (señalización) • Transferencia de datos de usuario • Control de Congestión Álvaro Rendón G. 14 Características • Frame Relay fue definido originalmente como el protocolo de conmutación de paquetes de RDSI • Hoy se usa también con otras redes Red de Conmutación de Paquetes Central Red de Conmutación RDSI Local de Circuitos Red de Señalización Álvaro Rendón G.
  • 8. 15 Características • Diseñado para redes de mayor velocidad y confiabilidad que X.25 (e.g. fibra óptica) • Señalización fuera de banda: usa un canal separado del de paquetes de datos • Protocolo con sólo dos niveles • No maneja control de errores (retransmisión) ni control de flujo: lo debe hacer el nivel 3 Si hay error: descarta el paquete • Mayor rendimiento y eficiencia en el uso de la red – Retardos en los nodos X.25: 5-20 ms – Retardos en los nodos Frame Relay: 2 ms • Velocidades de acceso mayores que X.25. Típicas de 64 Kbps a 2.048 Kbps (en teoría 50 Mbps) Álvaro Rendón G. 16 Aplicaciones • Ejemplos de aplicaciones (ANSI T1.606): – Aplicaciones interactivas por bloques de datos Requieren bajo retardo y alto rendimiento (throughput) Ejemplo: Aplic. gráficas de alta resolución (CAD/CAM) – Transferencia de archivos Pueden requerir alto rendimiento para reducir tiempos Ejemplo: Actualización de información en red – Multiplexación a baja velocidad Usan la capacidad de FR de multiplexar un acceso entre varios circuitos virtuales: varias aplicaciones de baja velocidad simultáneas. – Tráfico de caracteres interactivos. Requieren tramas cortas, bajo retardo y bajo rendimiento Ejemplo: edición de texto Álvaro Rendón G.
  • 9. 17 Dispositivos Terminal PC Conmutadores de Paquetes DTE DTE DCE Red DCE Frame Relay Enrutador Servidor DCE DCE DTE DTE DTE (Data Terminal Equipment) - Equipo terminal de datos: PC, terminal, servidor, enrutador, etc. DCE (Data Circuit-Terminating Equipment) – Equipo de terminación del circuito de datos: Servicios de sincronización y conmutación. Conmutador de paquetes Álvaro Rendón G. 18 Circuitos Virtuales Terminal PC SVC PVC Enrutador Servidor SVC (Switched Virtual Circuit) – Circuito Virtual Conmutado: Conexión temporal establecida bajo demanda. Uso esporádico. Establecimiento de llamada, transferencia de datos y terminación PVC (Permanent Virtual Circuit) – Circuito Virtual Permanente: Conexión fija para uso frecuente. Establecido por el operador mediante mecanismos de gestión Álvaro Rendón G.
  • 10. 19 Normativa • Los primeros estándares fueron propuestos por la UIT-T en 1988 (Rec. I.122) • 1990: se constituye el Frame Relay Forum* con CISCO, DEC, Northern Telecom y StrataCom, que propone la extensión LMI (Local Management Interface) • Los estándares internacionales son producidos por la UIT-T • Los estándares para Estados Unidos son producidos por la ANSI (American National Standards Institute) * Más adelante se integró en el Foro de Banda Ancha http://www.broadband-forum.org/ Álvaro Rendón G. 20 Normativa • UIT-T: – I.122 (1993): Marco para los servicios portadores en modo trama (Framework for frame mode bearer services) – I.233.1 (1991): Servicio portador RDSI con retransmisión de tramas (ISDN frame relaying bearer service) – I.233.2 (1991): Servicio portador RDSI con conmutación de tramas (ISDN frame switching bearer service) – I.370 (1991): Gestión de la congestión para el servicio portador RDSI de retransmisión de tramas (Congestion management for the ISDN frame relaying bearer service) – I.372 (1993): Requisitos de la interfaz red-red del servicio portador de retransmisión de trama (Frame relaying bearer service network-to-network interface requirements) Álvaro Rendón G.
  • 11. 21 Normativa • UIT-T (cont.): – I.555 (1997): Interfuncionamiento de los servicios portadores con retransmisión de tramas (Frame Relaying Bearer Service interworking) – Q.922 (1992): Especificación de la capa de enlace de datos de la RDSI para servicios portadores en modo trama (ISDN data link layer specification for frame mode bearer services) – Q.933 (2003): Sistema de señalización digital de abonado No. 1 de RDSI – Especificaciones de señalización para el control y la supervisión de estado de conexiones virtuales conmutadas y permanentes en modo trama (ISDN Digital Subscriber Signalling System No. 1 (DSS1) - Signalling specifications for frame mode switched and permanent virtual connection control and status monitoring ) Álvaro Rendón G. 22 Normativa • ANSI (Estados Unidos): – T1.606 (1990): Marco arquitectónico y descripción de servicios para FRBS (Frame Relay Bearer Services) (Architectural Framework and Service Description for Frame-Relaying Bearer Service) – T1.617 (1991): Señalización FRBS para DSS1 (Signaling Specification for Frame Relay Bearer Service for DSS1) – T1.618 (1991): Aspectos básicos de FRBS (Core Aspects of Frame Protocol for Use with Frame Relay Bearer Service) • Equivalencias UIT-T con ANSI – I.233 – T1.606 – I.370 – T1.606 Apéndice 1, Gestión de congestión – Q.922 – T1.618 – Q.933 – T1.617 Álvaro Rendón G.
  • 12. 23 Temario • Introducción • Generalidades • Arquitectura de protocolos – Modelo de referencia de protocolos de RDSI – Plano de Control – Plano de Usuario • Control de llamadas (señalización) • Transferencia de datos de usuario • Control de Congestión Álvaro Rendón G. 24 Modelo de Referencia de Protocolo de RDSI Gestión de Planos Plano de Plano de Control Usuario 7 6 5 4 3 2 1 o F ísic dio Me Determina la estructura de los protocolos de Frame Relay Diferencia los protocolos de señalización de los de transferencia de información Plano de Control: Protocolos de señalización (establecimiento, supervisión y terminación de conexiones) usuario-red Plano de Usuario: Protocolos de transferencia de información entreusuarios Álvaro Rendón G.
  • 13. 25 Protocolos de Frame Relay SVC PVC Dos conjuntos de protocolos: Protocolos de señalización (Plano de Control): establecimiento y terminación de conexiones (SVC) y supervisión (SVC, PVC) Protocolos de transferencia (Plano de Usuario): transferencia de información entre usuarios Álvaro Rendón G. 26 Protocolos en la interfaz usuario-red Plano de Plano de Plano de Plano de Control Usuario Usuario Control Capa de Red Q.933 Q.933 Control LAPF Capa de LAPF (Q.922)* LAPF Enlace de datos (Q.922) NúcleoLAPF Núcleo LAPF Núcleo LAPF Núcleo LAPF (Q.922) (Q.922) (Q.922) Capa Física I.430/I.431 I.430/I.431 Usuario (DTE) Red (DCE) LAPF: Link Access Procedures to Frame Mode Bearer Services (Frame Relay) *El usuario puede utilizar Control de LAPF u otro protocolo para funciones de control de flujo y errores de terminal a terminal Álvaro Rendón G. (Caballero, 1998)
  • 14. 27 Protocolos de señalización • Capa Física: I.430/431 – Define los canales RDSI: D (16/64 Kbps), B (64 Kbps) y H (384/1.536/1.920 Kbps) Q.933 • Capa de Enlace de Datos: Q.922 – Llamado LAPF (Procedimiento de Acceso al Enlace para LAPF Servicios Portadores en Modo Trama) (Q.922) – Basado en LAPD (Procedimientos de acceso al enlace por el canal D) usado por DSS1 I.430/ – Transferencia fiable de tramas por el enlace I.431 – Control de errores y de flujo • Capa de Red: Q.933 – Define los mensajes de señalización: establecimiento, liberación y estado de la conexión Álvaro Rendón G. 28 Protocolos del Plano de Usuario • Capa Física: I.430/431 – Define los canales RDSI: D (16/64 Kbps), B (64 Kbps) y H (384/1.536/1.920 Kbps) • Capa de Enlace de Datos (LAPF): Q.922 Control – LAPF: LAPD más congestión LAPF* – Dos subcapas: Núcleo y Control Núcleo – El Núcleo de Enlace de Datos es usado en la conexión LAPF usuario-red y por la red (Conmutadores de Paquetes) I.430/ No tiene corrección de errores ni control de flujo I.431 Las tramas con error se descartan – El Control de enlace de Datos puede ser usado en la conexión usuario-usuario para corrección de errores y control de flujo *Opcional Álvaro Rendón G.
  • 15. 29 Temario • Introducción • Generalidades • Arquitectura de protocolos • Control de llamadas (señalización) – Acceso de RDSI a Frame Relay – Control de las conexiones – Q.933 • Transferencia de datos de usuario • Control de Congestión Álvaro Rendón G. 30 Acceso de RDSI a Frame Relay Red Central Frame Relay RDSI Local Acceso conmutado Acceso integrado RDSI considera dos alternativas para el acceso del usuario a la red Frame Relay: • Acceso conmutado: Requiere el establecimiento de una conexión sobre un canal B hacia el Conmutador de Paquetes Utiliza el protocolo DSS1 sobre el canal D (Q.931) • Acceso integrado: El usuario tiene un acceso lógico directo al Conmutador de Paquetes Álvaro Rendón G.
  • 16. 31 Control de las conexiones • Una vez está disponible el acceso lógico (e.g. canal B) entre el usuario y la red Frame Relay (FR): la señalización permite establecer varias conexiones de datos con otros usuarios de la red FR usando el mismo acceso • Cada conexión de datos tiene un identificador: DLCI (Data Link Connection Identifier) • Es una señalización entre el usuario (DTE) y la red Frame Relay (DCE) • Utiliza un canal específico del acceso (DLCI=0), similar a la señalización por canal común • Se utiliza para establecer, mantener y liberar SVC, y para supervisar PVC Álvaro Rendón G. 32 Conexiones de datos en el canal B DLCI= 0 DLCI= 1 … Canales de datos DLCI= n Canal físico S/T F B1 ED B2 ED B1 ED B2 ED TR1 R Acceso Básico 2B+D 144 Kbps AT B1 puede ser usado para voz D es usado para el establecimiento
  • 17. 33 Q.933 – Mensajes de Control de la Conexión Mensaje (Esp.) Mensaje (Ing.) Función Mensajes de establecimiento de circuito virtual LLAMADA EN CALL Establecimiento de conexión iniciado CURSO PROCEEDING CONEXIÓN CONNECT DTE llamado ha aceptado la conexión ESTABLECIMIENTO SETUP Inicia el establecimiento de conexión Mensajes de liberación de circuito virtual DESCONEXIÓN DISCONNECT DTE/DCE solicita desconexión de SVC LIBERACIÓN RELEASE Liberación de SVC iniciada LIBERACIÓN RELEASE Liberación de SVC completada COMPLETA COMPLETE Mensajes varios REARRANQUE RESTART Solicita rearranque de interfaz DTE/DCE ACUSE DE RESTART Rearranque de interfaz DTE/DCE REARRANQUE ACKNOWLEDGE completado SITUACIÓN STATUS Responde CONSULTA o reporta error CONSULTA DE STATUS Solicita mensaje de SITUACIÖN SITUACIÓN Álvaro Rendón G. ENQUIRY 34 Procedimiento de Señalización Red Frame Relay ET/DTE RDSI (DCE) DTE ESTABLECIMIENTO Establecimiento ESTABLECIMIENTO de conexión en LLAMADA EN CURSO un canal B CONEXIÓN CONEXIÓN (Q.931-DSS1 ACUS. DE CONEXIÓN sobre el canal D) Circuito de acceso establecido ESTABLECIMIENTO Establecimiento ESTABLECIMIENTO de SVC sobre el LLAMADA EN CURSO canal B CONEXIÓN CONEXIÓN (Q.933 sobre el canal B, DLCI= 0) Circuito Virtual establecido Liberación DESCONEXIÓN de SVC LIBERACIÓN DESCONEXIÓN (Q.933 LIBERACIÓN LIBERACIÓN COMPLETA sobre el canal B, DLCI= 0) LIBERACIÓN COMPLETA Álvaro Rendón G.
  • 18. 35 Temario • Introducción • Generalidades • Arquitectura de protocolos • Control de llamadas (señalización) • Transferencia de datos de usuario – Núcleo de LAPF (Q.922) – DLCI – Conmutadores – IP sobre Frame Relay • Control de Congestión Álvaro Rendón G. 36 Núcleo de LAPF (Q.922) Formato de la trama BAN Dirección Información SVT BAN (PBT) 1 2-4 n 2 1 Octetos Plano de BAN: Bandera de delimitación: 01111110 Usuario Dirección: 2, 3 ó 4 octetos Información: n mínimo= 1 byte n máximo por defecto= 262 bytes** Control n máximo recomendado= 1.600 bytes LAPF* n máximo posible= 4.096 bytes Núcleo SVT: Secuencia de Verificación de Trama (CRC) LAPF *Opcional I.430/ I.431 **Para compatibilidad con LAPD PBT: Primer Bit Transmitido Álvaro Rendón G.
  • 19. 37 Núcleo de LAPF (Q.922) Formato de la trama BAN Dirección Información SVT BAN (PBT) 1 2-4 n 2 1 Octetos Plano de SVT: Permite detectar errores Usuario • las tramas erróneas se descartan No hay números de secuencia: • no es posible corregir los errores Control LAPF* • la capa superior (e.g. Control LAPF) las retransmite Núcleo No hay campo de control (I, RR, RNR, REJ, …): LAPF • sólo hay un tipo de trama (información del usuario) • no hay confirmación de tramas I.430/ I.431 *Opcional Álvaro Rendón G. 38 Núcleo de LAPF (Q.922) BAN Dirección Información SVT BAN 8 7 6 5 4 3 2 1 DLCI superior C/R* EA=0 Formato por defecto (2 octetos) DLCI inferior FECN BECN DE EA=1 8 7 6 5 4 3 2 1 DLCI superior C/R* EA=0 Formato de 3 octetos DLCI FECN BECN DE EA=0 DLCI inferior o control de Núcleo-DL D/C EA=1 8 7 6 5 4 3 2 1 DLCI superior C/R* EA=0 Formato de 4 octetos DLCI FECN BECN DE EA=0 DLCI EA=0 DLCI inferior o control de Núcleo-DL D/C EA=1 Álvaro Rendón G.
  • 20. 39 Núcleo de LAPF (Q.922) BAN Dirección Información SVT BAN 8 7 6 5 4 3 2 1 DLCI superior C/R* EA=0 DLCI FECN BECN DE EA=0 DLCI inferior o control de Núcleo-DL D/C EA=1 EA: Extensión del campo de dirección DLCI: Identificador de Conexión de Enlace de Datos (Data Link Connection Identifier) C/R*: no es usado por el núcleo de LAPF FECN: Notificación de congestión explícita hacia delante BECN: Notificación de congestión explícita hacia atrás DE: Indicador de elegibilidad de descarte D/C: Indicador de DLCI o control del Núcleo-DL Control del Núcleo-DL: Reservado para funciones de control del Núcleo LAPF Álvaro Rendón G. 40 Asignación de DLCI DLCI (2 octetos) Función 0 Señalización en el canal 1-15 Reservado 16-511 Opción de red: en canales que no son D, disponible para soporte de información de usuario 512-991 Identificación de enlace lógico para soporte de información de usuario 992-1007 Gestión de capa 2 de servicio portador en modo trama 1008-1022 Reservado 1023 Gestión de capa 2 en canal En canales D sólo puede usarse el formato de DLCI de dos octetos En canales D se utilizan valores de los bits 3-8 del primer octeto no disponibles para LAPD (SAPI = 32-62 en Cuadro 2/Q.921) Álvaro Rendón G.
  • 21. 41 Identificador de Conexión de Enlace de Datos (DLCI) 575 700 800 100 700 80 100 DLCI identifica cada conexión lógica establecida sobre un canal Tiene significado local (para cada canal). Una extensión del protocolo define un DLCI con valor global La conexión lógica con DLCI= 0 se usa para señalización Álvaro Rendón G. 42 Identificador de Conexión de Enlace de Datos (DLCI) Cada conmutador mantiene una tabla de asignación Puerto-DLCI por cada DLCI= 0 DLCI= 700 Circuito Virtual (SVC, PVC), P25 para el enrutamiento de las tramas DLCI= 800 DLCI= 700 DLCI= 100 P12 P36 DLCI= 0 DLCI= 0 Pto DLCI Pto DLCI Control 12 100 36 700 25 700 36 800 Álvaro Rendón G.
  • 22. 43 Conmutadores Frame Relay Pto DLCI Pto DLCI 10 575 20 700 P10 575 P20 700 P25 P20 800 P12 P16 100 P36 P48 700 100 80 Pto DLCI Pto DLCI Pto DLCI Pto DLCI 12 100 36 700 48 700 16 80 25 700 36 800 48 800 16 100 Álvaro Rendón G. 44 WAN Frame Relay Red Frame Relay Álvaro Rendón G.
  • 23. 45 IP sobre Frame Relay Red Frame Relay 4 TCP TCP NLPID = 0xCC Paquete IP 3 IP IP Trama LAPF Control LAPF 2 Ethernet BAN Dirección UI Información SVT BAN Núcleo LAPF (802.3) 1 I.431/432 Control: UI= Información No Numerada Álvaro Rendón G. 46 IP sobre Frame Relay RFC 1490: Multiprotocol Interconnect over Frame Relay Define el método de NLPID: Network Level Protocol encapsulamiento de protocolos Identification sobre la red Frame Relay 0x80: SNAP NLPID identifica el protocolo al 0x83: OSI IS-IS que pertenece la información 0x8E: IPv6 transportada 0xCC: IPv4 (…) 4 TCP TCP NLPID = 0xCC Paquete IP 3 IP IP Trama LAPF Control LAPF 2 Ethernet BAN Dirección UI Información SVT BAN Núcleo LAPF (802.3) 1 I.431/432 Control: UI= Información No Numerada Álvaro Rendón G.
  • 24. 47 Temario • Introducción • Generalidades • Arquitectura de protocolos • Control de llamadas (señalización) • Transferencia de datos de usuario • Control de Congestión – Efectos de la congestión – Gestión de la tasa de tráfico Álvaro Rendón G. 48 Efectos de la congestión Congestión Congestión Congestión Congestión Sin congestión leve fuerte Sin congestión leve fuerte Caudal de la red Retardo B A B A Carga ofrecida Carga ofrecida Caudal y congestión de red (I.370) Retardo y congestión de red (I.370) A B C D E F Álvaro Rendón G.
  • 25. 49 Control de congestión en Frame Relay • Mecanismos de control de congestión: – FECN: Informa al terminal de destino que las tramas que recibe han encontrado recursos congestionados – BECN: Informa al terminal de origen que las tramas que está enviando encontrarán recursos congestionados El usuario debe tomar medidas para reducir la congestión – DE: Marca las tramas que deben ser descartadas por la red antes que las demás, en caso de que sea necesario para controlar la congestión La red no informa del descarte a los terminales 8 7 6 5 4 3 2 1 DLCI superior C/R* EA=0 DLCI inferior FECN BECN DE EA=1 BAN Dirección Información SVT BAN Álvaro Rendón G. 50 Control de congestión en Frame Relay • Por la reducción del protocolo (eficiencia), los conmutadores no pueden controlar el flujo de tramas • Los conmutadores monitorean la congestión • Los usuarios controlan el flujo de tramas: protocolos de nivel superior (e.g. Control LAPF) Control LAPF* 8 7 6 5 4 3 2 1 Núcleo DLCI superior C/R* EA=0 LAPF DLCI inferior FECN BECN DE EA=1 I.430/ I.431 BAN Dirección Información SVT BAN Álvaro Rendón G.
  • 26. 51 Gestión de la tasa de tráfico Parámetros para gestionar la tasa de tráfico: • Se contratan para cada PVC • Se negocian para cada SVC durante el establecimiento • CIR (Committed Information Rate): Velocidad (tasa) garantizada por la red (en bps) Velocidad < CIR, garantiza Velocidad actual Velocidad CIR máxima Velocidad > CIR, DE= 1 Velocidad > Vmax, descarta Transmitir si es posible Transmisión Rechazo del garantizada exceso 0 Velocidad de acceso (Stallings, 1997) Álvaro Rendón G. 52 Gestión de la tasa de tráfico Parámetros para gestionar la tasa de tráfico: • Se contratan para cada PVC • Se negocian para cada SVC durante el establecimiento • CIR (Committed Information Rate): Velocidad garantizada por la red (en bps) • Bc (Committed Burst Size): Cantidad máxima de datos (bytes) garantizada por la red en condiciones normales, en un período T • Be (Excess Burst Size): Cantidad máxima de datos, adicionales a Bc, que la red intentará transferir en condiciones normales, en un período T T = Bc/CIR Álvaro Rendón G.
  • 27. 53 Gestión de la tasa de tráfico Velocidad de acceso: Velocidad Número de bits transmitidos del canal digital (máx. posible) Región de descarte La velocidad de transmisión puede temporalmente ser Bc + Be mayor que CIR -> Región DE= 1 Bc CIR: Velocidad promedio Región DE= 0 garantizada so ce R ac CI En el ejemplo, todas las tramas de ad son garantizadas cid lo Ve Tiempo 0 Trama 1 Trama 2 Trama 3 DE= 0 DE= 0 DE= 0 Álvaro Rendón G. (Stallings, 1997) 54 Gestión de la tasa de tráfico Número de bits transmitidos Tramas 1 y 2 garantizadas Región de descarte Trama 3 marcada con DE= 1 Bc + Be Puede ser descartada por la Región DE= 1 red en caso de congestión Bc Región DE= 0 Trama 4 descartada so ce R ac CI de ad cid lo Ve Tiempo 0 Trama 1 Trama 2 Trama 3 Trama 4 DE= 0 DE= 0 DE= 1 Descartada Álvaro Rendón G. (Stallings, 1997)
  • 28. 55 Bibliografía • W. Stallings (1997). “Data and computer communications”. 5th Ed. Pearson Prentice Hall, Upper Saddle River, U.S.A. • J. M. Caballero (1998). “Redes de banda ancha”. Marcombo, Barcelona, España. • Bradley, T., Brown, C., Malis, A. (1993). “Multiprotocol Interconnect over Frame Relay”. IETF RFC 1490. Disponible en: http://www.rfc-editor.org/rfc/rfc1490.txt • Y. Chin Hoong (2008). “CCNA Complete Guide” 2nd Edition. CreateSpace, Seattle, U.S.A. • UIT-T I.370 (1991). “Gestión de la congestión para el servicio portador RDSI con retransmisión de tramas”. Unión Internacional de Telecomunicaciones. Recomendación UIT-T I.370. Ginebra, Suiza. • UIT-T. Recomendaciones de las series I, Q y X. Álvaro Rendón G.