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Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni Convergenza delle.

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Presentazione sul tema: "Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni Convergenza delle."— Transcript della presentazione:

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2 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni Convergenza delle reti e dei servizi: status e prospettive Aldo Roveri Università di Roma La Sapienza

3 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 2 Contenuti l Prima evoluzione del paradigma Internet l Migrazione verso MPLS e GMPLS l La voce su IP l Lo standard H323 l Conclusioni

4 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 3 Contenuti l Prima evoluzione del paradigma Internet l Migrazione verso MPLS e GMPLS l La voce su IP l Lo standard H323 l Conclusioni

5 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 4 Il modello Integrated Service (Intserv) (1/3) l Concetto di Flusso (Flow) » Uno stream di datagrammi IP associati ad una specifica attività dutente che richiedono lo stesso livello di qualità dalla rete l Concetto di Classe di servizio » Specifica il tipo di servizio che deve essere fornito ad un flusso consegna Best Effort Guaranteed Service Controlled Load Service

6 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 5 Il modello Integrated Service (2/3) l Controllo del Traffico » Controllo di ammissione » Classificazione dei Pacchetti » Scadenzamento dei Pacchetti l Protocollo di segnalazione » Reservation Setup Protocol (RSVP)

7 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 6 Il modello Integrated Service (3/3) l Pro » Gestione della QoS per flusso » Possibilità di GARANTIRE la QoS l Contro » Difficile Scalabilità » Complessità del Piano dUtente classifier / policer / scheduler » Complessità del Control plane elaborazione dei messaggi RSVP memorizzazione e refresh degli stati di path/reservation

8 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 7 Il modello Differentiated Service (Diffserv) (1/3) l Gestione della QoS per aggregati di flussi l Elementi funzionali » insieme di per-hop forwarding behavior (PHB) (un servizio è dato dalla composizione di PHB) » funzione di classificazione dei pacchetti e di traffic conditioning realizzate nei nodi di bordo (EDGE NODE) classification, metering, marking, shaping and policing l Per-hop behavior sono applicati agli aggregati di traffico sulla base del DS field nellheader del pacchetto IP

9 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 8 Il modello Differentiated Service (2/3) l Expedited Forwarding (Premium service) » QoS garantita » no-loss » constraint-delay l Assured Forwarding (Assured Service) » QoS statistica » low loss » low delay

10 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 9 Il modello Differentiated Service (3/3) l Pro » scalabilità » complessità ai bordi della rete » piano di utente semplice l Open Issues » Piano di controllo SLA statiche o dinamiche ? Admission Control ? Resource allocation ? Bandwidth Broker ?

11 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 10 Contenuti l Prima evoluzione del paradigma Internet l Migrazione verso MPLS e GMPLS l La voce su IP l Lo standard H323 l Conclusioni

12 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 11 La dorsale IP oggi: la soluzione Full Stack IP ATM SDH fiber Telefoniapublic data Traffic Engineering Protezione, Management Physical bandwidth private data

13 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 12 Motivi dellevoluzione l GigabitRouters » = possibility of switching high volumes of traffic (Gbps) at the IP level, instead of ATM e/o SDH l MPLS (MultiProtocol Label Switching) » MPLS brings the virtual circuit concept (LSP, Label Switched Path) at the IP level, i.e. in the routers » The LSP can be exploited to implement some advanced network functionality (such as e.g. traffic engineering, fault protection, etc..) …that were traditionally run at lower connection-oriented layers (ATM, FR, Sonet/SDH)

14 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 13 IP con MPLS su Sonet/SDH ATM SDH WDM Traffic Engineering Protezione, Management Physical bandwidth IP/MPLS Telefonia Public / private data

15 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 14 il passo di MPLS… l In IP puro il forwarding e il controllo sono congiunti » entrambi fanno riferimento agli indirizzi IP » il controllo è ridotto al solo hop-by-hop routing l MPLS separa le funzionalità di forwarding da quelle di controllo… » il forwarding è attuato sulla base del valore di LABEL, assegnata in fase di set-up dellLSP » i messaggi di controllo (segnalazione, routing) fanno riferimento agli indirizzi IP l e estende le funzionalità di controllo… » in virtù della presenza delle connessioni (gli LSP), le funzionalità di controllo sono molto più estese: explicit routing, reservation, protection, …

16 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 15 MPLS-TE a GMPLS l MPLS crea quindi le condizioni per avere un nuovo piano di controllo in ambiente IP con maggiori funzionalità » set up dinamico di LSPs con LDP l MPLS-TE estende il piano di controllo, aggiungendo nuove funzionalità essenzialmente legate al Traffic Engineering, Protection (in una rete di LSRs) » CR-LDP, RSVP-TE, OSPF-TE, ISIS-TE l GMPLS estende questo piano di controllo agli strati sottostanti (= controlla anche apparati / interfacce non IP: SDH/SONET, OXCs, GigabitEthernet,…)

17 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 16 Generalized MPLS l GMPLS si propone come estensione di MPLS-TE l Entrambi sono piani di controllo IP-centric: » MPLS-TE gestisce solo interfacce PSC cioè i link sono associati solo a LSP tradizionali » GMPLS gestisce anche interfacce TDM, LSC, FSC considera generalized LSP, cioè i link possono essere associati anche a circuiti di diverso tipo: lighpath, circuiti SDH, etc. l Ogni interfaccia è indirizzata con indirizzi IP MPLS MPLS-TE GMPLS

18 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 17 Motivazioni per parlare di IP su Optics l 1. banda » IP produce oggi una enorme domanda di banda » Lottica produce una enorme disponibilità di banda » ciò spinge verso una stretto coordinamento (integrazione ?) tra IP e Ottica l 2. protocolli » si è chiamati oggi a definire il piano di controllo per la rete ottica » parte del mondo industriale propone di riutilizzare per il piano di controllo della rete ottica protocolli IP-based » -> protocolli e implementazioni già disponibili » -> più agevole la (eventuale) integrazione IP / ottica l ma… » ma non tutto il traffico (e il business) è IP-native !!

19 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 18 Modelli di riferimento l Possibili modelli di riferimento oggi in discussione » Overlay Model » Peer Model » Hybrid Model l Nota: essi sono allo stesso tempo » modelli di servizio » modelli architetturali » (i due aspetti sono fortemente correlati)

20 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 19 Contenuti l Prima evoluzione del paradigma Internet l Migrazione verso MPLS e GMPLS l La voce su IP l Lo standard H323 l Conclusioni

21 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 20 Scenari VoIP IP network PSTN phone-to-phone PC-to-PC PC-to-phone Gateway

22 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 21 Motivazioni di VoIP l Fatturazione » Stimolo iniziale » IP è generalmente considerato free; le chiamate foniche a lunga distanza erano costose l Regolamentazioni » Possibilità di deregolamentazione l Costi » I Gateway VoIP (GWs) sono meno cari del passato » Disponibilità di GWs molto piccoli (i.e. 2 ports)

23 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 22 Architettura generale di VoIP Security, Addressing, Accounting System Management PSTN/IP Interworking Speech Representation And Coding Packet Transport Telephone Call Control Requirements: Latency, Packets loss Limited Delay, Jitter Signaling Protocol and Service Transparency regardless the used technology Voice coding and packetization PSTN/IP Interworking: Gateways between networks

24 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 23 l Le degradazioni nel trasporto della voce su Ip sono: » perdite » ritardi » fluttuazioni dei ritardi (jitter) l Queste degradazioni influiscono sulla qualità della voce percepita l Una misura soggettiva della qualità della voce è data dal cosidetto Mean Opinion Score (MOS) 21 Requisiti nel trasporto della voce

25 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 24 RTP and RTCP RTP flow (i.e. voice) Feedaback RTCP RTP: Real Time Protocol RTCP: Real Time Control Protocol In una sessione multimediale ogni mezzo è portato in una sessione separata RTP con I suoi propri pacchetti RTCP. Le sessioni multiple RTP sono distinte da differenti coppie di numeri di porta UDP e/o da differenti indirizzi multicast.

26 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 25 La voce in pacchetti: le intestazioni l IP: Internet Protocol IP header : 20 ottetti (IP address origination, IP address destination, …) l UDP: User Datagram Protocol » assenza di ritrasmisssioni e di controllo di flusso TCP UDP header : 8 ottetti (port identifier, …) l RTP: Real Time Protocol » RTP header : 12 ottetti l Payload: voce codificata o stream multimediale (i.e. 20 bytes ogni 20 ms) IPUDPRTPPayload 40 bytes 20 bytes

27 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 26 Contenuti l Prima evoluzione del paradigma Internet l Migrazione verso MPLS e GMPLS l La voce su IP l Lo standard H323 l Conclusioni

28 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 27 IP UDPTCP RTP* H.261 H.263 G.711* G.722 G G.728 G.729.A RTCP* H RAS* H.225.0* Call Signalling H.245* Call Control * mandatory standards RAS: Registration Admission Status; l Lo standard H.323 era indirizzato inizialmente alla conferenza multimediale su LAN che non forniscono QoS garantita l H.323 is è un ombrello di differenti protocolli T.120 Audio Video Terminal control & management Data Introduzione al H.323

29 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 28 Media (UDP) RTCP Streams H.245 (TCP) H (TCP) Setup Connect RTP Streams Signaling Plane Bearer Plane H.323 Terminal H.323v1 (5/96) - 7 or 8 Round Trip H.323v2 (2/98) - 2 Round Trip (port 1720) H.323 Terminal IP network Call Proceeding Alerting Capabilities Exchange Open Logical Channel Open Logical Channel Ack Linstaurazione di chiamata H.323

30 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 29 SIP - Session Initiation Protocol l SIP è un protocollo IETF (RFC 2543, Marzo 99) progettato per trattare sessioni multimediali attraverso reti IP » addressing-neutral (addresses are URLs, like identifier) » progettato per essere indipendente dal protocollo di trasporto di strato inferiore » protocollo text - based, molto simile al HTTP » servizi IN-style e supplementari possono essere forniti

31 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 30 SIP: Instaurazione di chiamata User Agent INVITE ( … audio G.729 … ) 100 PROGRESS 200 OK ACK IP network Media (UDP) RTCP Streams RTP Streams SIP - SDP (UDP)

32 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 31 SIP: Indirizzamento l Grazie al indirizzamento user based, SIP è aperto alla Mobilità Personale l Lutente può accedere al servizio da differenti punti e può associare differenti terminali con differenti potenzialità (phone, videophone, answering machine) Registrar Server

33 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 32 SIP- VoIP: pila di protocolli layer 2 technologies (ATM, Ethernet, PPP,...) IP* audio/video coding audio/video equipment session control UDPTCP or UDP RTP/RTCP SIP with SDP * plus anything required for QoS guarantees (RSVP, MPLS shim and LDP,...)

34 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 33 Contenuti l Prima evoluzione del paradigma Internet l Migrazione verso MPLS e GMPLS l La voce su IP l Lo standard H323 l Conclusioni

35 Aldo Roveri: Convergenza delle reti e dei servizi Workshop della Autorità per le Garanzie Napoli, 4 novembre 2003 nelle Comunicazioni 34 BROADBAND COMMUNICATION » Advanced VoIP » Video communication » Video mail Clienti (000) ENTERTAINMENT –Music On Demand –VOD, NVOD –IP TV –Games HOME NETWORKING & AUTOMATION Evoluzione dei servizi Fonte: Telecom Italia S.p.A. FAST ALWAYS ON or TIME BASED INTERNET CONNECTION –Mail, Download –E - commerce –Banking, News


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