IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése 15 3 1

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése 15/3 1

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. Az előző előadás tartalma Az Informatikai Tanszékcsoport hálózata és menedzselése n A távközlés világának fontos szervezetei n Az OSI modell n Vezetékes átviteli megoldások és jellemzők ismertetése. n Vezetékmentes átviteli megoldások és jellemzők ismertetése. n 2

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. Tartalom Közegmegosztás n Modulációs módszerek n A távközlő hálózatok története n Kommunikációs hálózatok n Vonalkapcsolt technológiák ismertetése n ¨ SONET/SDH ¨ ATM ¨ MLPS ¨ Hullámhossz forgalomirányítás 3

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. Források n Online: ¨ http: //www. trendcomms. com/multimedia/training/br oadband%20 networks/web/logo/general. htm ¨ http: //www. epanorama. net/documents/telecom/ula w_alaw. html n Offline: ¨ Harry G. Peros: Connection-Oriented NETWORKS (47 -130) 4

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. Közeg megosztás Multiplexálás n Típusai n ¨ TDMA ¨ FDMA ¨ CDMA ¨ PDMA ¨ SDMA 5

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. Modulációs megoldások Ahhoz, hogy egy jelet az adott közegen sikeresen továbbítsunk gyakran modulációra van szükségünk. Így olyan jellemzőkel bíró jelet kapunk amely megfelelő mutatókkal bír az adott közegen. n Analóg/Digitális n ¨ Amplitúdó ¨ Fázis ¨ Frekvencia 6

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. Egyéb modulációs megoldások OOK – On Off Keying n QPSK – Quadrature Phase Shift Keying n QAM – Quadrature Amplitude Modulation n CAP – Carrierless Amplitude Modulation n DMT – Discrete Multitone Modulation n CDMA – Code Division Multiple Access n ¨ FHSS – Frequency Hopping Sperad Spectrum ¨ DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum 7

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. A távközlő hálózatok története I. n Telefon beszélgetés átvitele ¨ Analóg rendszer (FDM) n A fül hallás görbéje és a beszéd érthetősége alapján 300 -3400 Hz-es tartományt kellett átvinni n A telefonközpontba minden előfizetőnek egy dedikált érpár. n Telefonközpontok között ez nem megoldható (x 100 érpár) ¨ ¨ ¨ Megosztott közeg Frekvenciaosztás minden beszélgetés egy-egy külön frekvenciasávot kapott ezt szűrökkel és modulálással érték el. Rossz hangminőség, nehézkes karbantarthatóság, nehezen vagy nem skálázható 8

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. A távközlő hálózatok története II. n n Időosztásos közegosztás (TDM) Digitális rendszer (1962 Bell Labor) Nyquist – egy periodikus analóg jel a frekvenciájának kétszeresével mintavételezve veszteség nélkül visszaállítható a mintákból ¨ Pulzus Kód Moduláció (PCM Pulse code modulation) (PAM, PPM, . . ) ¨ n n n ITU-T G. 711 (CCITT) Mintavételezés – 8000 Hz Kvantálás - a 8 bites lineáris hozzárendelésnek nincs elég dinamikája (fül 0120 d. B) ezért 12 -14 bites mintavételezés van és ezeket az értéket logaritmikusan 8 bithez rendelik (több lépés az alsó szinten, kevesebb a felsőn) ¨ ¨ n A szabály - Európában szabály – USA Kódolás – A jelet a csatorna feltételeihez illesztik. Pl. : órajel kinyerés 9

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. Kódolás n n A fizikai közegen való átvitelhez a jelet érdemes átalakítani (pl. ne legyen egyáramú összetevő, szinkron jel kinyerés, …) Vonali kódolás ¨ ¨ ¨ NRZ (Non Return Zero) RZ (Return Zero) AMI (Alternate Mark Inversion) HDB 3 (High Density Bipolar Three Zeros) CMI(Coded Mark Inverted) 10

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. A távközlő hálózatok története III. n Időosztásos közegosztás (TDMA) ¨ Multiplexelés – egy csatornán több csatorna továbbítása ¨ 125 mikrosec a keret hossza ¨ E 1 – Európa - 30 csatorna 2048 Mbit/s ¨ T 1 – USA – 24 csatorna 1, 544 Mbits/s 11

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. Plesiochronous digital hierarchy Max. : 140 Mbit/s n Bit multiplexelés n A T 1 -re vagy az E 1 -re épül n Minden következő szint négy alsóbbszintű csatornát tartalmazhat n 12

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. Szinkronizáció Független oszcillátorok, szabványba foglalt pontosság n A pont-pont kapcsolatoknál nincs probléma mert a jelből ki lehet venni az órajelet n A multiplexereknél probléma n ¨ Üres bitek beiktatásával (Justification) szabályozzák a kimenő jel sebességét ¨ Ezek végül összeadódnak és egy keret kihagyást, vagy ismétlést eredményeznek 13

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. PDH hátrányok n n n n Különböző szabványok, csak átalakítóval lehetett őket összekötni Adat átvitelnél zavaró lehet a fázisugrás Rézvezetékre tervezték Nem tartalmaz hálózatfenntartáshoz szükséges információkat (backup vonal, …) Az egyes adatfolyamokhoz csak a teljes demultiplexálás után lehet hozzáférni Pont-pont topológiára lett tervezve Nehéz konfigurálni 14

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. Igények a mai kommunikációs hálózatokkal szemben n Átviteli képesség Garantált ¨ Időszakos csúcsokkal, szünetekkel ¨ n Késleltetés <150 ms ¨ <1, 2 s ¨ Lényegtelen ¨ n Késleltetés ingadozás Nem fontos ¨ Adott keretek között mozoghat ¨ n Hibaarány Minél alacsonyabb hibaarány ¨ Egy adott szintig nem zavaró tényező ¨ 15

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. Kommunikációs hálózatok 16

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. Garantált szolgáltatások Minőségi garanciák? n Vonalkapcsolt n Cellakapcsolt n Csomagkapcsolt n 17

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. SDH/SONET n Synchronous Digital Hierarchy ¨ Bájt multiplexelés ¨ Szinkronizált órák n Elemek ¨ Regenerátor ¨ Line terminating multiplexers(LTMUX vagy PTE) ¨ Add&Drop multiplexers (ADM) ¨ Digital cross-connects (DXC) 18

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. SDH Referencia modell n Regeneration Section (RS) ¨ n Multiplex Section (MS) ¨ n MSOH Higher Order Path (HOP) ¨ n RSOH HO-POH Lower Order Path (LOP) ¨ LO-POH 19

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. SDH topológiák Pont-pont n Több pont (ADM) n Gyűrű (legnépszerűbb) n Csillag n 20

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. SDH szolgáltatások n Átviteli szolgáltatások ¨ Konténerek n (C-n) Hozzáférés biztosítása a telekommunikációs hálózathoz ¨ PDH SDH felett ¨ ATM SDH felett ¨ IP SDH felett 21

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. SDH hibatűrés n Hibatűrési megoldások ¨ Tagolás ¨ Visszaalítás n n ¨ Út n n Speciális DXC Dinamikus, kevesebb backup vonal van mint amennyi aktív védelem Multiplex section protection (Vonal) ITU-T G. 783 (1: 1, 1: N) Multiplex section protection (Gyűrű) ITU-T G. 841 ¨ ¨ Dedikált Megosztott (2, 4 optikai kábellel) 22

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. STM 1 -es keret 23

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. Konténerek C tárolók n Path Overhead n Virtuális tároló VC n 24

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. SDH multiplexelés 25

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. Problémák az SDH-val n Mivel az erőforrásokat az SSN 7 segítségével egy-egy összeköttetés erejéig minden kapcsolat számára lefoglalja ¨ Telefon, videó beszélgetésekre optimális, garantálja a minőséget ¨ Adatkommunikációra pazarlóan bánik az erőforrásokkal. ¨ Bonyolult, más mint a jól ismert IP/TCP 26

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. ATM – Asynchronous Transfer Mode n n n ITU-T 1987 Adat, hang, videó hatékony továbbítására lett kifejlesztve Architektúra Kapcsolatorientált (az adat átvitel előtt az útvonalat lefoglalja) ¨ Csomagkapcsolt ¨ Kapcsolatonkénti Qo. S kezelés ¨ Az ATM elemek között nincs hibakezelés és folyam vezérlés (optika) ¨ n n Nem igazán váltotta be a hozzá fűzött reményeket Jelenleg tipikusan ISP gerinc ¨ Mobil szolgáltató gerinc (AAL 2) ¨ Áramkör emulálás (T 1/E 1) ¨ 27

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. ATM felépítése n Fizikai Réteg ¨ Az ATM független a fizikai rétegtől ¨ Két alréteg n Transmission convergence (TC) Hiba detektálás ¨ Folyamatos cella küldés/fogadás (ha nincs forgalom akkor is) ¨ n Physical Medium Dependent (PMD) Időzítés ¨ Kódolás/Dekódolás (8 B/10 B) ¨ ATM réteg n ATM adaptációs réteg n Hang/Adat/Videó n 28

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. ATM réteg n n Vég-vég összeköttetéssel foglalkozik Feladata: ¨ ¨ ¨ Kapcsolat orientált csomag kapcsolás Fix méretű cellák Cella kapcsolás Nincs hiba és folyam kezelés Címzés (OSI SNAP, E. 164) Qo. S n n n ¨ CBR – Constant Bit Rate (áramkör emuláció) RT-VBR – Real Time Variable Bit Rate (hang, videó) NRT-VBR – Non Real Time Variable Bit Rate (késleltetés érzékeny Frame Relay) ABR – Available Bit Rate (TCP/IP) UBR – Unspecified Bit Rate GFR – Guarantied Frame Rate (nem real time, minimális garantált sávszélesség) Torlódás vezérlés n n Preventív (Call Admission Conrtol) Reaktív 29

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. ATM Adaptációs réteg ATM-AAL n Convergence Sublayer (CS) ¨ ¨ n n Service Specific Convergence Sublayer (SSCS) Common Part Sublayer (CPS) Segmentation and Reassembly Sublayer (SAR) Öt különböző AAL lett szabványosítva ¨ AAL 1 n n n ¨ AAL 2 n n n ¨ Késleltetés érzékeny, kicsi, válozó átviteli igényű forgalom számára. (Fax, beszéd, Mobil telefon!) Több ilyet visz át egy ATM kapcsolaton Nincs SAR, a felhasználókat SSCS szerint különbözteti meg a CPS. (CID) AAL 5 n n ¨ Konstans bit sebességű szolgáltatások (emulált hálózat, hang. , video) Képes detektálni a hiányzó és rosszul route-olt cellákat Képes kezelni a késleltetéseket (buffer) A bithibák kezelésére Forward Error Correction – FEC Időzítési információk átvitele Adatátvitel. Nem garantált továbbítás. Pl. : IP and ARP over ATM, 802. 2 LLC PDU, ATMARP szerver SAAL 30

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. ATM cella n 53 byte ¨ 5 byte fejléc ¨ 48 byte tartalom n Típusai: ¨ UNI – User Network Interface n GFC – Generic flow control n VPI – Virtual Path Identifier Connection Identifier (CI) n VCI – Virtual Channel Identifier - VCC n PTI – Payload Type Indicator (User data/Congestion/Managemenet Data) n CLP – Cell Loss Priority n HEC ¨ NNI – Network Interface n Ugyanaz csak nincs GFC 31

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. ATM kapcsolat n Label swapping ¨A VPI/VCI páros csak link jelentőségű, minden linken más-más lehet. (Egyszerűbb cím kiosztás) n A kapcsolat típusa: ¨ Pont-pont ¨ Pont-több n pont A kapcsolás típusa: ¨ PVC – Pernament Virtual Connection (manuális) ¨ SVC – Switched Virtual Connection (real-time autómatikus, Q. 2931) A – SETUP – Ingress – egress- SETUP n Call Admission Control (CAC) n 32

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. MPLS - Multiprotocol Label Switching n n n Cisco tag switching Eredetileg az volt a cél ami a nevében van (IPX, Apple Talk, … támogatás) IETF RFC Kapcsolat orientált szolgáltatás rendszer az IP rendszerbe A kapcsolás folyamatát gyorsítja fel ¨ ¨ n FIB (Forwarding Information Base) FEC (Forwarding Equivalent Class) LFIB (Label Forward Information Base) Label Elemei: ¨ ¨ LSR – Label Switching Router MPLS Node MPLS tartomány MPLS edge node 33

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. Explicit forgalomirányítás OSPF, BGP, … hop by hop n Egy csomghoz több label is tartozhat (Label stack) n Explicit útvonal n ¨ Szigorúan explicit ¨ Lazán explicit 34

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. Hullámhossz Forgalomirányítás n n IETF, ITU-T szabványok A kapcsolás a különböző WDM linkek között optikai úton történik Gyors ¨ Nagy megbízhatóság (évente 6 perc kiesés) ¨ n Optikai útvonalakat alakítanak ki (Light path) ¨ OXC n n n Nincs konverzió Részleges konverzió Teljes konverzió Statikus ¨ Dinamikus ¨ n Topológia: Gyűrű ¨ … ¨ n ITU. T G. 709 Digitális Csomagoló 35

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. Tartalom Közegmegosztás n Modulációs módszerek n A távközlő hálózatok története n Kommunikációs hálózatok n Vonalkapcsolt technológiák ismertetése n ¨ SONET/SDH ¨ ATM ¨ MLPS ¨ Hullámhossz forgalom irányítás 36

IP alapú hálózatok tervezése és üzemeltetése I. Tartalom n Access Networks (Hálózati Hozzáférést Biztosító hálózatok) ¨ x. DSL ¨ Kábel. TV-s n hálózat Helyi hálózatok (LAN családok). ¨A 802. x szabvány család megismerése 37