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Comutação

Volnys Borges Bernalvolnys@lsi.usp.br

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Agenda

? Comutação? Comutação de circuitos? Comutação de mensagens? Comutação de pacotes

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Comutação

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Comutação

? A função de comutação em uma rede de comunicaçãose refere à alocação dos recursos da rede para possibilitar a transmissão de dados pelos diversos dispositivos conectados.

? Em uma rede (LAN, MAN, WAN) sempre existem recuros compartilhados:? Compartilhamento de enlace

? enlaces ponto a ponto: através de técnicas TDM ou FDM? barramento

AB

C

D

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Comutação

? Tipos de comutação? Comutação de Circuitos? Comutação de mensagens? Comutação de pacotes

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Comutação de Circuitos

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Comutação de Circuitos

? Comutação de Circuitos? Quando um circuito dedicado é alocado para a comunicação

entre duas entidades

? Fases:? Estabelecimento do circuito? Transferência de informações? Liberação do circuito

? O circuito dedicado pode ser composto por? enlaces físicos dedicados? canais de freqüênica (canal FDM)? canais de tempo (canal TDM)

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Comutação de circuitos

? Exemplo? Sistema telefônico

? Estabelecimento de conexão? Tranferênica de informações? Liberação do circuito

? Observações? Note que o caminho permanece alocado e dedicado até que

uma das entidades desfaça o ciruito. Se o tráfego não forconstante a capacidade do meio físico será desperdiçada. Por outro lado existe a garantia de que a taxa de transmissão sempre será suportada pela conexão.

? No caso de uma sobrecarga, em uma rede de comutação por circuitos os pedidos de novas conexões são recusados

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Comutação de circuitos

AB

CD

Pedido de conexão

Aceite de conexão

Transmissão da mensagem

Transmissão em caminho dedicado

Tempo gasto na procura ealocação de um canal disponível

Término de conexão

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Comutação de circuitos

? Sistema Telefônico? A comutação de circuitos é bastante utilizada nos sistemas

telefônicos. O PABX é um exemplo típico de sistema decomutação de circuitos.

? Os primeiros sistemas telefônicos utilizavam chaveamento fisico manual, no qual os operadores humanos nas centrais telefônicas recebiam os pedidos de ligação (conexão) e eram encarregados de fechar fisicamente (através de cabos) os circuitos.

? Mais tarde, a introdução de relés permitiu que a comutação setornasse automática, sem a necessidade dos operadores humanos.

? Mais recentemente, com a introdução e proliferação da transmissão digital em sistemas de telefonia, as linhas passaram a ser multiplexadas no tempo (TDM síncrono).

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Comutação de circutios

? ExercícioSeja uma comuicação entre A e C que possui como elemento

intermediário B que utilize comutação de circuitos com os seguintes parâmetros:

? Tempo de alocação de circuito: 100 ms? Taxa de transmissão: 10 Mbps? Tempo de propagação do sinal no meio: 10.000 m/s? Distância entre os equipamentos: 100 m? Tamanho da mensagem: 1 Mbit? Tamanho da mensagem de controle: 1000 bits

(a) Qual a quantidade total de bytes transmitida?(b) Qual o tempo total (tempo de estabelecimento de conexão,

tempo de transmissão, tempo de encerramento de conexão) detransmissão da mensagem?

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Comutação de circuitos

? ATM? Assiynchronous Transfer Mode

? O ATM é um sistema de comutação de circuitos (circuitos virtuais)

? A transmissão ATM exisge o estabelecimento de conexão,portanto utiliza comutação de circuitos.

? Os circuitos virtuais compartilham os canais físicos utilizando multiplexação no tempo assíncrona. A unidade de informação équebrada em céculas.

? Célula é a unidade de tranferência de informação no ATM epossui tamanho fíxo de 53 bytes (5 bytes de cabeçalho + 48 bytes de dados). Cada célula possui um cabeçalho no qual éinformado o circuito virtual e uma área de dados.

? Apesar de ser semelhante ao chaveamento de pacotes, devido ànecessidade de estabelecimento de conexão o ATM écaracterizado pelo chaveamento de circuitos.

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Comutação de circuitosA

BC

D

Transmissão da mensagem

célula: cabeçalho + mensagem

Pedido de conexão

Aceite de conexão

Tempo gasto na procura ealocação de um canal disponível

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Comutação de Mensagens

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Comutação de Mensagens

? Comutação de mensagens

? Não é necessário o estabelecimento de um circuito dedicado entre as duas entidades

? Sempre que uma entidade desejar transmitir uma mensagem ela adiciona o endereço de destino a esta mensagem que será então transmitida pela rede, nó a nó

? Mensagem:? Unidade lógica de informação

? Em um determinado ponto da transmissão, a mensagem pode encontrar um caminho ocupado pela transmissão de outra mensagem e ainda com outras mensagens na fila detransmissão. Neste caso ela é colocada no final desta fila.

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Comutação de Mensagens

? Propriedades? Melhor aproveitamento das linhas de comunicação? No caso de congestionamento, as mensagens são sempre

aceitas? O tempo de transferência aumenta nesta situação devido às filas

de mensagens

? Exemplo:? Correio Convencional

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Comutação de MensagensA

BC

Transmissão da mensagem

Tempo de espera na fila + tempo de escolha de rota

cabeçalho

mensagem

D

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Comutação de Mensagens

? Exercício? Seja uma comuicação entre A e C que possui como elemento

intermediário B que utilize comutação de mensagens com os seguintes parâmetros:

? Tamanho do cabeçalho: 100 bits? Taxa de transmissão: 10 Mbps? Tempo de propagação do sinal no meio: 10.000 m/s? Distância entre os equipamentos: 100 m? Tamanho da mensagem: 1 Mbit(a) Qual a quantidade total de bytes transmitida?(b) Qual o tempo total de transmissão da mensagem?

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Comutação de Pacotes

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Comutação de Pacotes

? Comutação de pacotes

? Não é necessário o estabelecimento de um circuito dedicado entre as duas entidades

? Semelhante à comutação de mensagens? Porém, o tamanho da unidade de dados é limitado.

? Mensagens a partir de tamanho acima do limite são quebradas em mensagens menores denomidadas pacotes

? Exemplo:? Ethernet

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Comutação de PacotesA

BC

D

Transmissão da mensagem cabeçalho

pacote

Tempo de espera na fila + tempo de escolha de enlacedestino

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Comutação de Pacotes

? Exercício? Seja uma comuicação entre A e C que possui como elemento

intermediário B que utilize comutação de pacotes com os seguintes parâmetros:

? Tamanho do cabeçalho: 100 bytes? Taxa de transmissão: 10 Mbps? Tempo de propagação do sinal no meio: 10.000 m/s? Distância entre os equipamentos: 100 m? Tamanho da mensagem: 1 Mbyte (1.000.000 bytes)? Tamanho do pacote 1 Kbyte (1.000 byte)(a) Qual a quantidade total de bytes transmitida?(b) Qual o tempo total de transmissão da mensagem?

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Comutação

? Exercício? Compare as técnicas de comutação em relação ao tempo de

transmissão e ao número de bytes transmitidos.

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Bibliografia deste módulo

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Bibliografia deste módulo

? Livros

? SOARES, LUIZ F. G.? Redes de computadores:das LANs MANs e WANs às redes ATM.? Editora Campus. 1995

? TANENBAUM, ANDREW S. ? Computer Networks. 3rd edition. ? Prentice Hall 1996.