REDES

CONVERGENTES

PROFESSOR: MARCOS A. A. GONDIM

Roteiro

Introdução a Redes Convergentes.

Camadas de uma rede convergente.

Desafios na implementação de redes

convergentes.

Introdução a Redes Convergentes.

Conceito de convergência: realizar a

consolidação de diferentes tipos de

tráfegos de aplicações em uma mesma

rede IP.

Propósitos de uma rede convergente

Redução de custos com operação e infra-estrutura.

Combinar serviços de voz e dados em uma só rede.

Oferecer serviços integrados.

Convergência de payload: transporte de diferentes tipos de informações na mesma unidade de dados.

Propósitos de uma rede convergente

Convergência de protocolo: propõem utilizar um

único protocolo roteável (geralmente o IP).

Convergência de dispositivos: em sua

arquitetura os dispositivos de rede suportam

diferentes tecnologias em um mesmo sistema.

Convergência organizacional: centralização de

recursos de rede, telecomunicações e serviços.

Camadas de uma rede convergente

Três camadas compõem a arquitetura de

uma rede convergente:

Camada de Serviço.

Camada de Controle de Chamadas.

Camada de Acesso e Transporte.

Camada de Serviço

É constituída por servidores de aplicação e base

de dados que controlam a lógica de execução

dos serviços.

Utiliza plataformas de Hardware (Ex: Servidores

Linux, Windows, Solaris) que podem ser

reutilizados para prestação e outros serviços.

Camada de Controle de Chamadas

É responsável pelo estabelecimento, tarifação e supervisão das chamadas.

É nesta camada em que atuam os protocolos de sinalização. Exemplo: SIP, H.323 e IAX (desenvolvida pela Digium – Asterix).

Elementos que compõem esta camada: call agents. Exemplos: softswitch, SIP Server e Media Gateway

Controller.

Call Agents

Softswitch: realiza o controle de chamadas telefônicas. Realiza a tradução e associação de um número telefônico para um endereço IP.

SIP Server: armazenamento de informações úteis para tarifação, autenticação de usuários e gerenciamento de chamadas.

Media Gateway Controller: recebe informações de sinalização (Ex: dígitos discados) do Media Gateway e realiza a conexão entre origem e destino para realização do tráfego de voz.

Camada de Acesso e Transporte

Esta camada contém os elementos que compõem o backbone IP da rede convergente.

Compõem esta camada: switches, roteadores e media gateways.

É nesta camada que os CODECs atuam sobre os sinais de voz ou vídeo.

Exemplos de CODECS: G.711, G.722, G.726, G.729.

Desafios na implementação de

redes convergentes

A Internet fornece serviço do tipo melhor esforço (best effort), onde as transmissões são concorrentes.

No best effort não há garantias de banda, preocupações com atraso, variações de tempo no envio de pacotes ou perdas.

Isto que dizer que o provedor se compromete a se esforçar para fornecer uma boa qualidade, mas não há garantias.

Este serviço atende parte da demanda atualmente utilizada por usuários de redes particulares ou Internet.

Desafios na implementação de

redes convergentes

Na implementação de uma rede

convergente alguns pontos merecem

atenção:

Atraso.

Jitter.

Perdas de Pacotes.

Atraso fim-a-fim

É o intervalo de tempo entre o instante em

que o pacote é enviado pelo transmissor e

recebido no pelo destino.

O atraso é descrito pela expressão:

D(t) = V+h+d(t)+B.

Atraso

Onde:

V – atraso devido a digitalização (amostragem, quantização e

codificação) do sinal. Seu valor exato depende do hardware e CODEC utilizados.

h – tempo necessário para que o sinal de voz seja inserido nos pacotes no transmissor e extraído no receptor.

d(t) – atraso introduzido pela rede no instante t. Soma dos tempos para ser encaminhado através de switches, roteadores, Proxy e verificado por firewalls.

B – tempo de espera da aplicação de destino devido ao tempo em que o pacote fica retido no buffer do receptor para supressão da variação do atraso (jitter).

Atraso de ida e volta

(round-trip time - RTT)

Corresponde ao tempo que uma

mensagem leva para sair do transmissor,

atingir o receptor, ser devolvida por este e

finalmente ser recebida de volta pelo

transmissor.

Observações sobre atraso

Devido às assimetrias da rede TCP/IP os

atrasos de ida e volta não são

necessariamente os mesmos.

Com isto o atraso de ida e volta não

corresponde necessariamente ao dobro

do atraso fim-a-fim.

Observações sobre atraso

O atraso fim-a-fim não deve exceder 150ms em aplicações sensíveis a atrasos.

Na presença de eco (VoIP) o atraso tolerável fica restrito a cerca de 25ms.

Um atraso máximo de 25ms inviabiliza a utilização de aplicativos VoIP.

Métodos de cancelamento de eco são essenciais em comunicações VoIP.

Jitter

A variação dos atrasos dos pacotes dentro da rede é chamado jitter.

Ocorre devido a: a perda de pacotes;

diferentes rotas percorridas por cada pacote;

chegada desordenada dos pacotes ao destino;

intervalos irregulares no tráfego dos pacotes.

Para minimizar os efeitos do jitter é utilizado um acumulador (jitter buffer) ao custo de um atraso adicional.

Jitter

Os jitterbuffers podem ser estáticos ou

dinâmicos.

Estático: o tamanho do acumulador é fixo.

Dinâmico: varia com as estimativas

realizadas pelo sistema, através da análise

da variação do atraso dos pacotes recebidos

em tempo real.

Perda de pacotes

Perdas de pacotes geram lacunas no fluxo

de comunicação devido a vários motivos:

Flutuação dos tempos de resposta.

Ruídos.

Problemas com rede elétrica.

Interferências em redes sem fio.

Transbordamento de buffer.

Descarte pela implementação de QoS ou protocolos.

Perda de pacotes

Em aplicações de transferência de

arquivos são utilizados protocolos ARQ

(Automatic Repeat Request) para

recuperação de dados perdidos via

retransmissão.

No entanto para aplicações de fluxo

contínuo em tempo real o ARQ torna a

solução impraticável.