PDF de programación - Paradigmas de conmutación

REDES

Área de Ingeniería Telemática

Paradigmas de conmutación

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es

Redes

4º Ingeniería Informática


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Temario

Introducción a las redes

1. 
2.  Tecnologías para redes de área local
3.  Conmutación de circuitos
4.  Tecnologías para redes de área extensa y última

milla

5.  Encaminamiento
6.  Arquitectura de conmutadores de paquetes
7.  Control de acceso al medio
8.  Transporte extremo a extremo

REDES

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)

tr

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
•  λ = tasa media de llegadas por

segundo

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


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•  Llegan λ paquetes por segundo
•  Llegan λL bps

Intensidad del tráfico:

I =

λL
R

€


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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

CONNECT

OK

Datos


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Retardos
•  Conmutación de paquetes

d

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

and forward

(…)

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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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2

2

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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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2

3

3

2

1

Efecto del tamaño del paquete

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REDES

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

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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

de

redes

problemas
adicionales de control de flujo, congestión,
etc.

datagramas