Rede Metro Ethernet – MAN
Metro Ethernet é a tecnologia do padrão Ethernet, utilizado atualmente na maioria das redes locais ("hoje, mais de 98% do tráfego corporativo passa por interfaces Ethernet"), aplicada em redes metropolitanas.
O padrão Ethernet é sem dúvidas o protocolo mais utilizado em redes locais devido ao baixo custo, a facilidade de integração com outras tecnologias e à simplicidade. Por estes motivos a Metro Ethernet é uma solução eficiente e de baixo custo para redes de maiores escalas como as redes metropolitanas, substituindo tecnologias como ATM e Frame Relay que têm um custo muito superior e um alto grau de complexidade, se comparados à tecnologia Metro Ethernet. Apesar de ser uma ótima solução, não é possível a aplicação direta do padrão Ethernet nas redes metropolitanas, pois existem alguns desafios, como os altos níveis de segurança e qualidade de serviços necessários nestas redes.
Definições de Metro Ethernet
Redes Ethernet
Redes Metropolitanas
Redes Ethernet
Ethernet é um protocolo de comunicação de redes de computadores que foi desenvolvido pela Xerox em 1970 e foi aceito como norma em 1985, padronizada pelo IEEE como 802.3.
A tecnologia Ethernet define protocolos para a camada de controle de acesso ao meio e definem também padrões de cabeamento, formatos de pacotes e sinais elétricos.
Os primeiros padrões de Ethernet utilizavam cabos coaxiais, sendo que o primeiro foi o 10Base-5 com cabo coaxial grosso e mais tarde surgiu o 10Base-2 com cabos mais finos. Futuramente os cabos coaxiais foram substituídos pelos cabos UTP (unshielded twisted pair) ou cabos de pares trançados e as fibras ópticas nos padrões 10Base-T (cabo categoria 3 UTP), 100Base-TX (categoria 5 UTP), 1000Base-T (categoria 5e UTP) e 1000Base-SX (fibra óptica).
Os padrões 10Base-5 e 10Base-2 utilizavam redes com topologia de barramento, mas essa topologia era pouco flexível e era complexa de solucionar problemas, com isso a topologia estrela foi utilizada nos padrões mais modernos.
O padrão Ethernet utiliza a tecnologia CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access Collision Detection) para controle de acesso e para a detecção de colisões permitindo que diversos computadores usassem o mesmo canal de comunicação.
O quadro de bits do padrão Ethernet utilizado atualmente é o quadro tipo II que é formado pelos campos de endereço MAC (Media Access Control) do destino, endereço MAC da fonte, um campo chamado EtherType (que define o protocolo que está sendo utilizado no quadro Ethernet), o campo de dados e finalmente o campo de CRC para que seja feita a checagem de erros na mensagem.
Redes Metropolitanas
As redes metropolitanas ou MAN's (Metropolitan Area Network) são as redes de computadores que interconectam redes locais ou LAN's (Local Area Network). Uma MAN geralmente cobre uma área entre 5 e 50 Km de diâmetro, ou seja, cobre uma cidade inteira podendo cobrir até uma região inteira.
A MAN normalmente é formada por um grupo de organizações que decidem conectar suas redes para a troca de informações, porém algumas MAN's são mantidas por um único provedor que cobra pela utilização desta rede. Este geralmente é o perfil das empresas que fornecem acesso à internet aos usuários residenciais.
As MAN's necessitam de redes com grandes bandas de conexão pois, como conectam diversas LAN's, o número de usuários que acessa os recursos da rede é muito elevado, e para que a rede não fique congestionada, a velocidade de trafego das informações na rede deve ser alta.
Algumas MAN's espalhadas pelo mundo todo estão conectadas através de redes de longas distâncias ou WAN's (Wide Area Network) ajudando a compor a imensa rede que é a Internet.
Características
Vantagens
Desvantagens
Custo
Vantagens
A Metro Ethernet oferece muitas vantagens tanto para os usuários como para os provedores de serviços:
Os equipamentos utilizados tem menor custo devido a grande escala com que os equipamentos para Ethernet são vendidos.
A rede permite uma fácil mudança da banda do assinante podendo ser feita em passos de 1 em 1 Mbps entre 1 Mbps e 1 Gbps. Esta mudança pode ser feita em poucos minutos, enquanto que em outras redes isto poderia levar dias e existiriam poucas opções de bandas.
Permite a integração direta com a maioria das redes LAN, já que a maioria delas utiliza o protocolo Ethernet. A utilização de equipamentos adaptadores ou conversores não é necessário.
A transmissão é feita utilizando a comutação de pacotes, permitindo um aproveitamento muito maior do meio do que se fosse comutação de circuitos, utilizada nos outros protocolos.
Facilidade no planejamento, no gerenciamento e na manutenção.
Desvantagens
A Metro Ethernet ainda apresenta algumas desvantagens:
o Por ser comutada por pacote, os níveis de segurança e de qualidade de serviço ainda são bem inferiores aos da comutação de circuitos.
Custo
A Metro Ethernet é uma solução de baixíssimo custo de manutenção, gerenciamento e planejamento chegando a uma economia de até 90% do valor gasto em outras tecnologias.
Arquitetura
Duas LAN's que se comunicam através de uma rede Metro Ethernet. A ligação da rede do cliente com um provedor de serviços Metros Ethernet é chamada de UNI(User Network Interface), sendo que a parte da UNI mais próxima do cliente é chamada de UNI-C(User Network Interface Cliente) e a parte mais próxima do provedor da rede é chamada de UNI-N (User Network Interface Network).
A conexão feita que envolve um cliente, a rede Metro Ethernet e o outro cliente é denominada Conexão Ethernet Virtual ou EVC (Ethernet Virtual Connection), que funciona como uma conexão direta entre os dois clientes. Este conceito é muito importante na Metro Ethernet, pois um EVC é uma entidade de comunicação entre dois ou mais clientes, e a partir deles que são feitas algumas operações de controle de fluxo de dados e controles de privilégios.
Existem dois tipos de EVC's, um é o ponto-a-ponto ou E-LINE (Ethernet Line) e o outro é o multiponto-multiponto ou E-LAN (Ethernet Local Area Network).
Cada cliente pode ter vários EVC's, assim como cada EVC pode ter vários clientes conectados.
Especificações
O protocolo Ethernet fornece acesso à rede de forma semelhante para todos os usuários, e na Metro Ethernet é necessário prover serviços de forma diferenciada para cada um dos clientes, por isso é preciso utilizar a ideia de redes virtuais e, uma solução para o mesmo tipo de problema existente na Ethernet foi utilizado na Metro Ethernet, que é o conceito de VLAN's (virtual LAN), porém para não ocorrer conflitos entre a VLAN da metro ethernet com a VLAN de algum cliente foi proposto a criação de um novo tipo de VLAN chamado de S-VLAN (Service VLAN) e a VLAN comum foi renomeada para C-VLAN (Customer VLAN).
A S-VLAN permite o encapsulamento de uma C-VLAN dentro dela, mantendo o funcionamento da VLAN do cliente. O pacote da S-VLAN sofre um pequena alteração no valor do Ether Type para diferenciá-lo do C-VLAN.
Serviços na Metro Ethernet
Um serviço Ethernet é o estabelecimento de um EVC onde o cliente se conecta no provedor de serviços através de um equipamento (CE - Customer Equipament) se ligando por uma interface UNI à rede Metro Ethernet. Esta conexão pode ser feita utilizando um dos padrões ethernet, 10Mbps, 100Mbps, 1Gbps ou 10Gbps.
O cliente pode contratar dois tipos de serviços que são o ponto-a-ponto ou o multiponto-multiponto e a partir do tipo de serviço o cliente deverá especificar os parâmetros de cada um dos atributos do serviço que será contratado. Os atributos que devem ser definidos são a interface física, pode ser 100Mbps, 1Gbps ou 10 Gbps, os parâmetros de tráfego ou perfil de banda, onde são definidos os parâmetros de tráfego que definem a vazão de dados do serviço entre outros atributos.
A qualidade do canal, o limite de taxa média de quadros, entre outros parâmetros formam o atributo chamado de perfil de banda. Neste atributo que a velocidade e qualidade do canal serão avaliados, e para definir este perfil existem 3 formas, o perfil por UNI, onde a UNI inteira possui um perfil, o perfil por EVC, em que cada EVC de uma UNI possui um perfil diferente, e existe ainda o perfil por classe de serviço, onde o perfil é definido de acordo com a prioridade do serviço dentro de um EVC em uma UNI.
Conclusão
A tecnologia Metro Ethernet está mostrando que tem muito a crescer e que está sendo muito bem adotada, e o grande aumento de sua utilização auxilia no incentivo à pesquisas nessa área. Com isso, novos protocolos e equipamentos já estão sendo desenvolvidos para garantir maiores níveis de segurança e de qualidade de serviço na Metro Ethernet, fazendo com que a eficiência e economia da comutação de pacotes tenha as vantagens da comutação de circuitos.
Referências Bibliográficas
· [1] - Gilbert Held – Carrier Ethernet, providing the need for speed – CRC Press – Auerbach publications
· [2] - Ralph Santitoro – Metro Ethernet Services, a technical overview – Metro Ethernet Forum
· [3] - Davi M. Fraulob, Edgar J. Piacentini – Metro Ethernet – PUC-PR – Novembro de 2006
· [4] - Myung-Hee Son – Physical Topology Discovery for Metro Ethernet Networks – ETRI Journal – Volume 27 – Número 4 – Agosto de 2005
· [5] - Ethernet access challenges – Ethernet access –
http://www.ethernetaccess.com/Home/0,6583,19479-The_Challenges_of_Ethernet_Access,00.html– acessado em 30/08/2008
· [6] - Metro Ethernet – Wikipedia –
http://en.wikipedia.org/wiki/Metro_Ethernet– acessado em 30/08/2008
· [7] - Metro Ethernet Fórum –
http://www.metroethernetforum.org– acessado em 30/08/2008
· [8] - Carrier Ethernet – Wikipédia –
http://en.wikipedia.org/wiki/Carrier_Ethernet– acessado em 30/08/2008
· Figura 1 - Os tipo de rede classificados por extensão geográfica.
· Figura 2 - Modelo básico de uma Metro Ethernet.
· Figura 3 - Tipos de EVC. - Retirada de [3]
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