PDF de programación - Paradigmas de conmutación

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS

Área de Ingeniería Telemática

Paradigmas de conmutación

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es



Arquitectura de Redes, Sistemas y Servicios

3º Ingeniería de Telecomunicación


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Temario

Introducción

1. 
2.  Arquitecturas, protocolos y estándares
3.  Conmutación de paquetes
4.  Conmutación de circuitos
5.  Tecnologías
6.  Control de acceso al medio en redes de área local
7.  Servicios de Internet

ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS

Área de Ingeniería Telemática

Retardos en conmutación de

paquetes

 Transmisión y propagación

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Store-and-forward

•  El paquete completo debe llegar al conmutador de

paquetes antes de que lo pueda retransmitir (. . .)


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Store-and-forward

•  El paquete completo debe llegar al conmutador de

paquetes antes de que lo pueda retransmitir (. . .)

Mismo tamaño, diferente velocidad del
enlace ! diferente tiempo de transmisión


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Store-and-forward

•  El paquete completo debe llegar al conmutador de

paquetes antes de que lo pueda retransmitir (. . .)


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Tiempo de procesado

•  El conmutador debe tomar una decisión para cada

paquete, la cual lleva tiempo (tr)

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Retardo en cola

•  Los paquetes pueden llegar al router a una velocidad mayor

que la capacidad del enlace de salida

•  O pueden llegar varios simultáneamente por enlaces diferentes

pero solo puede salir uno a la vez

•  El router los almacena en memoria hasta poder enviarlos
•  Esperan en una cola
•  Si no queda espacio en memoria para almacenar un paquete,

normalmente éste se pierde (drop-tail policy)

Paquete siendo transmitido

N usuarios

.
.
.

1Mbps

Paquetes en cola

Memoria
disponible

Retardo en cola

•  R = tasa de transmisión
•  L = longitud del paquete
•  ! = tasa media de llegadas por

segundo

•  ¿ I > 1 ?
•  ¿ Llegadas periódicas ?
•  ¿ Llegadas en ráfagas ?


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•  Llegan ! paquetes por segundo
•  Llegan !L bps

Intensidad del tráfico:

I =

"L
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!


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Retardos

Encolado

Transmisión

.
.
.

Propagación

Procesado
en el nodo
dnodo = dproc + dcola + dtrans + dprop

dproc = tiempo de procesado
•  Unos microsegundos
dcola = retardo en cola
•  Depende de la congestión

!

= L/R, significativo en enlaces de baja velocidad

dtrans = retardo transmisión
• 
dprop = retardo propagación
•  De unos microseg a centenares de mseg


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Ejemplo
•  Conmutación de circuitos

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Datos


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Retardos
•  Conmutación de paquetes

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R

d

L

R

d

R

Ejemplo:
•  R=R>R
•  s=s=s
•  tr=tr
•  no encola

Delay = L/R + d/s + tr + L/R + d/s + tr + L/R + d/

s = = 2L/R + L/R + (d+d+d)/s +2tr


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Efecto del tamaño del paquete

Mayor tamaño:
•  Menos cabeceras, más eficiencia
Menor tamaño:
•  Menos tiempo a esperar por store

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Efecto del tamaño del paquete

Mayor tamaño:
•  Menos cabeceras, más eficiencia
Menor tamaño:
•  Menos tiempo a esperar por store

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Efecto del tamaño del paquete

Mayor tamaño:
•  Menos cabeceras, más eficiencia
Menor tamaño:
•  Menos tiempo a esperar por store

and forward

(!)

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 Efecto del tamaño del paquete



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ARQUITECTURA DE REDES, SISTEMAS Y SERVICIOS

Área de Ingeniería Telemática

¿Circuitos o paquetes?

¿Circuitos o Paquetes?
•  Las prestaciones dependen de varios factores


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–  Tiempo de propagación
–  Tiempo de transmisión
–  Tiempo de proceso del nodo

•  Muchas otras características:

–  Transparencia
–  Cantidad de overhead
–  Fiabilidad y robustez
–  Simplicidad de la arquitectura
–  !


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Tiempos

Datagramas

Circuitos


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Implementaciones reales

•  Conmutación de circuitos:
–  Red Telefónica Básica (RTB)
–  Red Digital de Servicios Integrados (RDSI)

•  Conmutación de paquetes (circuitos virtuales)

–  X.25
–  Frame Relay (conmutación de paquetes asociada a RDSI)
–  ATM

•  Conmutación de paquetes (datagramas)

–  IP, IPX, CLNP

 Problemas de redes de circuitos

•  Encaminamiento

–  Cuando se pide a la red establecer una llamada
–  A partir de la dirección de destino decidir por dónde reservar

enlaces desde el origen al destino.



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•  Bloqueo

–  Si en algún punto la llamada necesita recursos no disponibles: no

se establecerá y el usuario no recibe servicio.

–  Diseñar las redes de circuitos para que el bloqueo no se produzca

o tenga una probabilidad baja

 Problemas de redes de paquetes

•  Encaminamiento

–  Por cada paquete que debe reenviar un nodo debe decidir por qué

camino reenviarlo (a qué vecino entregárselo)

•  Bloqueo: No hay, la red acepta todos los paquetes.



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–  ¿Qué pasa si un paquete no se entrega?

–  ¿Qué pasa si llega un paquete a un destino que está muy ocupado

Nuevos problemas:
•  Transporte fiable

•  Control de flujo

para aceptarlo?

•  Congestión

–  ¿Qué pasa si la red está aceptando demasiados paquetes y el

retardo de entrega crece demasiado?

Resumen


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•  Redes de paquetes:

–  Store-and-forward
–  Retardo de procesado
–  Tiempo de espera en cola
–  Efecto del tamaño del paquete

•  Encaminamiento y bloqueo en redes de

circuitos

•  En redes de datagramas problemas
adicionales de control de flujo, congestión,
etc.