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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Núcleo de la red

• 
Interconexión de conmutadores
•  ¿Cómo se transfieren los datos

por la red?
–  Conmutación de circuitos
–  Conmutación de paquetes

Ejemplo:
2 usuarios


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Núcleo de la red

Conmutación de circuitos
•  Tres
Establecimiento,

fases:

Transferencia y Desconexión
•  RTT en el establecimiento (…)
•  Comunicación transparente (...)
•  Reserva de recursos:

–  Recursos “extremo-a-extremo”
–  Ancho de banda, capacidad en los

conmutadores

–  Recursos (camino) dedicados: no

se comparten aunque no se usen

–  Garantías de calidad
Ineficiente
–  Capacidad del canal dedicada

• 

durante la vida del “circuito”

–  Si no se envían datos la capacidad

se desperdicia


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Conmutación de circuitos

•  Caso típico: red telefónica conmutada (…)
•  Enlaces troncales permiten cursar múltiples llamadas

simultáneamente

Central local

Bucle
local

Troncal entre
centrales

Central primaria

Central local

Bucle local

Abonado

Abonado


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Núcleo de la red

Conmutación de paquetes
•  La información se divide en bloques (...)
•  Datos + información de control (…)
•  Cada paquete contiene información para
•  No se reservan recursos

llegar al destino

1000010101010101110010 … … 010101111000010100101

1000010101010101

110010 …

…

… 010101111000

010100101


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Núcleo de la red

diferentes comunicaciones

Conmutación de paquetes
•  Enlaces compartidos por paquetes de
•  Conversión de velocidad
•  Store-and-forward
•  Cada paquete usa toda la capacidad del

enlace…


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Núcleo de la red

Conmutación de paquetes
•  …pero puede tener que esperar a que otros

se envíen antes

•  Multiplexación estadística

–  Mejor aprovechamiento de recursos
–  Dimensionamiento más complicado

Multiplexación estadística



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Ejemplo
•  Cada usuario:

–  100 Kbps cuando está

activo (recibe de servidor)
–  Activo un 10% del tiempo

•  Conm. Paquetes:

–  Supongamos N=35 usuarios
–  ¿ Cuál es la probabilidad de
que más de 10 usuarios
transmitan a la vez ? (…)

•  Conm. Circuitos:

–  10 usuarios

.
. .

N usuarios

.
.
.

1Mbps

P(>10activos) < 0.0005

€

Ejemplo

Cada usuario:
•  Recibe de un servidor a

100Kbps cuando está activo

•  Activo cada uno un 10% del

tiempo

10 usuarios a 100Kbps=1Mbps

(conmutación de circuitos)

¿ Cuál es la probabilidad de que
más de 10 usuarios reciban
tráfico a la vez ?


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Activo

Lee e-mail

Inactivo

Navega

tiempo

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Ejemplo

¿ Cuál es la probabilidad de que
más de 10 usuarios reciban
tráfico a la vez ?


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•  Usuario activo un 10% del

tiempo (es interpretable)

•  Supongamos pues que en un
momento cualquiera:
P(usuario_ activo) = 0.1 = p
•  Probabilidad de más de 10
P(>10activos) =1− P(≤10activos)

activos:

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Ejemplo

¿ Cuál es la probabilidad de que
más de 10 usuarios reciban
tráfico a la vez ?

P(>10activos) =1− P(≤10activos)

P(≤10activos) = P(0_ activos) + P(1_ activo) + ...+ P(10_ activos) =

€

P(i_ activos)

10
∑
i= 0


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Ejemplo

P(0_ activos) = (1− p)N
P(1_ activo) = Np(1− p)N −1
N(N −1)
P(2_ activos) =

p2(1− p)N −2

2
⎞
⎟ pi(1− p)N −i
⎠

¿ Cuál es la probabilidad de que
más de 10 usuarios reciban
tráfico a la vez ?

€

€

€

€


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P(i_ activos) =

N
⎛
⎜
i
⎝

1Mbps

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Ejemplo

¿ Cuál es la probabilidad de que
más de 10 usuarios reciban
tráfico a la vez ?

P(≤10activos) =


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⎞
⎟ pi(1− p)N −i
⎠

10
∑
i= 0

N
⎛
⎜
i
⎝
N
⎛
⎜
i
⎝

P(>10activos) =1−

€

10
∑
i= 0

⎞
⎟ pi(1− p)N −i
⎠

€

€


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P(>10activos) < 0.0005

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Ejemplo

•  35 usuarios x 128 Kbps/usuario = 4,48Mbps
•  4,48Mbps > 1Mbps
•  Congestión en enlace de acceso sin dar 128Kbps a todos los
•  Sobresuscripción (overbooking)

usuarios


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Ejemplo

•  Si ahora un usuario quiere emplear una aplicación de voz
•  Pérdidas
•  Excesivo retardo


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Conmutación de paquetes

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•  Circuitos Virtuales
•  Datagramas



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Conmutación de paquetes



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Circuitos virtuales
•  Se establece un camino

extremo a extremo

•  Los paquetes siguen el

camino establecido

•  Orientado a conexión

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Conmutación de paquetes

Datagramas
•  Cada nodo toma la

decisión de
encaminamiento para
cada datagrama

•  Sin conexión

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Conmutación de paquetes

Circuitos virtuales
•  Se establece un camino extremo a extremo
•  Los paquetes siguen el camino establecido
•  Orientado a conexión

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Conmutación de paquetes

Datagramas
•  Cada

•  Sin conexión

decisión
encaminamiento para cada datagrama

nodo

toma

la

de

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Circuitos virtuales y datagramas



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•  Circuitos virtuales

–  La red puede proporcionar entrega en orden y

control de errores

–  Los paquetes se reenvían más rápido (hay que

pensar menos por cada paquete)

–  Menos fiabilidad de la red (es más dificil adaptarse

a que caiga un enlace)

•  Datagramas

–  No hay establecimiento de circuito (má