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


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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


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Objetivos

•  Diferenciar y saber trabajar con retardos de
propagación y transmisión en redes con
almacenamiento y reenvío

•  Comprender el origen y comportamiento general del

retardo en cola

•  Saber que existe la variación del retardo en redes de
conmutación de paquetes, a qué se debe y qué
efectos tiene

•  Conocer la existencia y los motivos de las pérdidas

en redes de conmutación de paquetes
•  Entender qué es un cuello de botella

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 (normalmente en el interaz de salida)
•  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

Si I > 1
•  Llega más tráfico del que se

puede cursar

•  La cola crece indefinidamente
•  Pérdidas al llenarse la cola del

interfaz de salida

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

segundo

•  Llegan λ paquetes por segundo
•  Llegan λL bps

Intensidad del tráfico:

I =

λL
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Retardo en cola

Si I < 1 y llegadas periódicas
•  Supongamos paquetes de igual

tamaño

•  El tiempo de transmisión es

menor al tiempo entre llegadas

•  No se forma cola

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

segundo

•  Llegan λ paquetes por segundo
•  Llegan λL bps

Intensidad del tráfico:

I =

λL
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Retardo en cola

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

segundo

•  Llegan λ paquetes por segundo
•  Llegan λL bps

Intensidad del tráfico:

I =

λL
R

Si I < 1 y llegadas “aleatorias”
•  En media entra menos tráfico del

que puede salir

•  Pero pueden llegar dos paquetes

muy próximos
•  Se forma cola
•  Depende de cómo lleguen los

paquetes y sus tamaños (...)

.
.
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tiempo


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Retardo en cola

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

segundo

•  Llegan λ paquetes por segundo
•  Llegan λL bps

Si I < 1 y llegadas “aleatorias”
•  En media entra menos tráfico del

que puede salir

•  Pero pueden llegar dos paquetes

muy próximos
•  Se forma cola
•  Depende de cómo lleguen los

paquetes y sus tamaños (...)

Intensidad del tráfico:

Forma típica

I =

λL
R

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tiempo


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Planificación

•  ¿ En qué orden se atiende a los paquetes que hay

en la cola ?

•  FCFS: First Come First Served

–  También llamado FIFO (First In First Out)
–  Trato equitativo a diferentes flujos/usuarios/aplicaciones
–  Un paquete que requiera bajo retardo (voz) tiene que

esperar a que se sirvan todos los anteriores en la cola

–  Asegurar límites en el retardo requiere caracterizar todas las

fuentes de tráfico

Paquete siendo transmitido

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Memoria
disponible

Planificación

•  ¿ En qué orden se atiende a los paquetes que hay


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en la cola ?

•  ¿Otras alternativas?
•  Prioridades:

–  Clasificar los paquetes de entrada
–  Cada clase tiene una prioridad diferente
–  Solo se envían paquetes de una clase si las clases de
prioridad superior no tienen paquetes en la memoria del
router

Paquete siendo transmitido

N usuarios

Alta prioridad

Baja prioridad

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Paquetes en cola

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disponible


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Planificación

•  ¿ En qué orden se atiende a los paquetes que hay

en la cola ?

•  ¿Otras alternativas?

–  Round Robin
–  Weigthed Round Robin
–  Deficit Round Robin
–  Generalized Processor Sharing
–  Weigthed Fair Queueing
–  ...

Paquete siendo transmitido

N usuarios

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Paquetes en cola

Memoria
disponible

Planificación

•  ¿ En qué orden se atiende a los paquetes que hay


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en la cola ?

•  ¿Otras alternativas?
•  Buscan:

–  Hacer un reparto “justo” (max-min fair)
–  Protección: un flujo no pueda acaparar todos los recursos
–  Asegurar límites (al retardo, jitter, pérdidas...) predecibles
–  Simplicidad de implementación

Paquete siendo transmitido

N usuarios

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Paquetes en cola

Memoria
disponible

Planificación

•  ¿ En qué orden se atiende a los paquetes que hay

–  Ofrecer Calidad de Servicio (QoS, Quality of Service)


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en la cola ?

•  ¿Otras alternativas?
•  Necesario para:

Paquete siendo transmitido

N usuarios

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.

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Paquetes en cola

Memoria
disponible


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Retardos

Encolado

Transmisión

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Propagación

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

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

= L/R, significativo en enlaces de