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Um Protocolo de Alto Desempenho para Rajadas em Redes Ópticas MC116- Projeto e Validação de Protocolos 2º Semestre - 2007 Lucas Augusto Scotta Merlo Lucio.

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1 Um Protocolo de Alto Desempenho para Rajadas em Redes Ópticas MC116- Projeto e Validação de Protocolos 2º Semestre Lucas Augusto Scotta Merlo Lucio Agostinho Rocha

2 Sumário 1. Introdução 2. Redes WDM 3. Reserva one-way 4. O protocolo JET 5. Especificação do protocolo JET 6. Considerações Finais

3 1. Introdução Aumento do fluxo de informação. Exigência de que os meios de transmissão ofereçam serviços confiáveis e de alto desempenho, essenciais para oferecer serviços de comunicação com qualidade. O aumento da velocidade e da taxa de transmissão de dados é necessário para garantir o pronto atendimento às necessidades de comunicação atuais. Necessidade de otimizar o desempenho do tráfego de informação junto à banda disponível. WDM. 2/13

4 2. Redes WDM WDM (Wavelength Division Multiplexing ). Tecnologia que promove a reunião de diversos comprimentos de onda luminosa em uma única fibra óptica, aumentando a capacidade de transmissão. Comprimento de onda corresponde uma determinada cor. Cada sinal trafega dentro de uma única cor de banda, que modula os dados (ex.: texto, voz e vídeo). Nanômetro: unidade de comprimento (λ). Utiliza múltiplos laser para gerar vários comprimentos de luz Sinais são multiplexados e transmitidos através de uma única fibra óptica. Transmissões em longas distâncias sem repetidores. 3/13

5 ... Redes WDM Com a evolução dos equipamentos ópticos foi possível admitir a recepção de mais entradas na fibra. Esses sistemas são denominados DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing). Figura 1 - WDM 4/13

6 3. Reserva one-way Reservar o meio é necessário para a transmissão. Protocolos de reserva do meio de transmissão em redes ópticas podem reduzir o desempenho do tráfego de sinais ao longo da rede. Tell-And-Go (TAG). Envia um pacote de controle para estabelecer o caminho para a rajada seguinte, reservando um a um os recursos necessários em cada nó intermediário (host on path – hop). Tell-And-Wait (TAW). Idem ao TAG, mas aguarda um ack. Bom para pequenas distâncias (tempo); 5/13

7 ... Reserva one-way TAG a rajada com a informação é transmitida após o tempo presumido do processamento do pacote de controle no próximo nó da rede. Buffer e largura de banda são exemplos de recursos que podem ser reservados quando o pacote de controle atinge cada nó. Para cada nó intermediário é feita: a contabilização do tempo de processamento referente à reserva de recursos, transmissão e recepção da rajada, tradução (ou atualização) do endereço de destino do pacote e, o roteamento para a próxima rajada. 6/13

8 ... Reserva one-way O caminho permanece bloqueado até que a transmissão seja finalizada. Problemas podem ocorrer caso ocorram atrasos de processamento nos caminhos intermediários, o que faz com que a rajada tenha que ser particionada. Figura 2 - TAGFigura 3 - JET

9 4. O protocolo JET Otimizar a utilização do canal reservando apenas os recursos que forem necessários e pelo tempo necessário. DR (Reserva atrasada) pacote de controle; reserva de recursos em cada hop intermediário; rajada é lançada após o offset t 0 +T (T = estimativa origem/destino). BBM (Multiplexadores de rajada buferizada) t 2

10 ... O protocolo JET Figura 4 - JET Figura 5 – DR e BBM

11 A F B C D E Comutação por Rajadas Nós de Borda Dados Redes de Acesso Nós de Núcleo As Rajadas são enviadas pelo λ alocado Envia uma mensagem alocando um λ (comprimento de onda) para cada nó enlace estabelecendo o melhor caminho (canal óptico) Libera o λ alocado Mensagem de Controle Rajadas

12 5. Especificação do protocolo JET 1. Serviços aumentar a utilização da largura de banda em redes ópticas que utilizam WDM e facilitar o gerenciamento inteligente do buffer, resultando em alta vazão. 2. Considerações sobre o ambiente canal de fibra óptica para transmissão e recepção de dados. 3. Vocabulário V = {controle, nack, erro, burst} 4. Regras o pacote de controle com informação de reserva do meio; relógios sincronizados; mesmo atraso de propagação em cada enlace. 11/13

13 ... Especificação do protocolo JET struct controle { varchar[] config}; struct nack { varchar[] nack_info}; struct erro { varchar[] erro_info}; enum control { controle, nack, erro}; struct pacote { varchar origem, varchar destino, integer byteCount, varchar dados}; struct burst { integer pacoteCount; struct pacote[MAX] pacotes}; 5. Codificação (formato) de cada primitiva no vocabulário 12/13

14 6. Considerações Finais As técnicas de DR e BBM não apenas aumentam a utilização da largura de banda mas também facilitam o gerenciamento inteligente de buffer, resultando em uma baixa probabilidade de descarte de rajadas. O protocolo JET aumenta a largura de banda, porque mais transmissões aproveitam o meio, o bloqueio é feito apenas durante a transmissão da rajada. Assim ao se enviar uma rajada entende-se que o dado foi transmitido, não necessitando de um ack excluindo então o tempo de processamento em cada nó. 13/13

15 Referências [1]O. Duarte. Fundamentos da Tecnologia DWDM – COPPE - UFRJ – Redes de Computadores. URL at Acesso: 08/11/2007. [2] M. Yoo, et al. A High Speed Protocol for Bursty Traffic in Optical Networks. Digest of the IEEE/LEOS Summer Topical Meetings, Aug. 1997, pages: Digital Object. [3] S. Arakawa, M. Murata and K. Kitayama. One-way reservation scheme using optical code processing for fast data transfer in WDM networks. Journal of Lightwave Technology, Vol. 21, Issue 11, November. 2003, pp [4] A.B.H. Ferreira et al. Dicionário Aurélio versão digital 5.0, 2004 Ed.Positivo. [5] R.F. Amorim. Problemas de Programação Inteira em Redes Ópticas de Telecomunicações.Dissertação de Mestrado. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica da PUC-Rio. 02/02/2006 [6] P. A. Humblet. An Efficient Communication Protocol for High-Speed Packet-Switched Multichannel Networks. ACM SIGCOMM Computer Communication Review Volume 22, Issue 4 (October 1992) Pages: 2 – 13, [7] M. Ma et al. Providing Deterministic Quality-of-Service Guarantees on WDM Optical Networks. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, Vol. 18, No. 10, October 2000.

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