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Lucas Augusto Scotta Merlo Lucio Agostinho Rocha {lucasscotta,outrosdiasvirao}@yahoo.br

Um Protocolo de Alto Desempenho para Rajadas em Redes Ópticas MC116- Projeto e Validação de Protocolos 2º Semestre - 2007. Lucas Augusto Scotta Merlo Lucio Agostinho Rocha {lucasscotta,outrosdiasvirao}@yahoo.com.br. Sumário. 1. Introdução 2. Redes WDM 3. Reserva one-way

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  1. Um Protocolo de Alto Desempenho para Rajadas emRedes ÓpticasMC116- Projeto e Validação de Protocolos2º Semestre - 2007 Lucas Augusto Scotta Merlo Lucio Agostinho Rocha {lucasscotta,outrosdiasvirao}@yahoo.com.br

  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 - TAG Figura 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 t0+T (T = estimativa origem/destino). • BBM (Multiplexadores de rajada buferizada) • t2<t1 • Diminuir o descarte de rajadas • dmin= t1- t2 + l1. 8/13

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

  11. Envia uma mensagem alocando um λ (comprimento de onda) para cada nó enlace estabelecendo o melhor caminho (canal óptico) Comutação por Rajadas Redes de Acesso Nós de Borda As Rajadas são enviadas pelo λ alocado Dados 2 Nós de Núcleo F 1 A Rajadas Mensagem de Controle B Dados D C Libera o λ alocado E 3

  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. 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}; ... Especificação do protocolo JET • 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 http://www.gta.ufrj.br/seminarios/semin2004_1/dwdm/trab_3.htm. 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:26 - 27 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. 2753. • [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,   1992. • [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.

  16. Obrigado!

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