Perakende Mağazacılığın Ekonomik Temelleri

Segundo discutido em [RAD, 2008] é possível transportar os pacotes Ethernet sobre vários tipos de tecnologias de rede, uma vez que existem dispositivos com interfaces de conversão. É possível transportar o tráfego Ethernet sobre a fibra óptica, a tecnologia SDH (Synchronous Digital Hierarchy) e o MPLS (Multiprotocol Label Switching).

A tecnologia Ethernet é considerada barata relativamente a qualquer outro meio, fácil de utilizar através do conceito “plug-and-play”, ubíquo e tem um plano de controlo simples. Os factores negativos desta tecnologia são [OST, 2006]:

A ausência dos factores OAM (Operation, Administration and Maintenance) resulta numa lenta recuperação de falhas e consequentemente num tempo elevado de convergência. Salienta-se que segundo existe os factores OAM apenas na rede de acesso. Os factores OAM tornam a rede mais fiável;

Gasto de largura de banda ao descobrir os endereços dos hosts; A inexistência de mecanismos de prevenção de loops, e;

A ausência do estado da topologia no plano de controlo, a inexistência do balanceamento de carga entre os portos e consequentemente o bloqueio das ligações. Apesar dos factores negativos acima referidos, existem factores positivos da Ethernet que é útil para o transporte de dados, tais como:

A interface ubíqua;

A forma como é criada a trama (Framing), e;

A necessidade de separar o plano de dados e o plano de controlo no meio de transmissão para tornar a Ethernet uma tecnologia transportadora WAN (Wide Area Network).

Os critérios da tecnologia Ethernet incluem a escalabilidade, a fiabilidade através da rápida convergência e recuperação dos serviços e a QoS. Para manter e melhorar estes critérios é utilizado o MPLS devido à sua natureza multi-protocolo. Esta natureza é utilizada no transporte, nos serviços e na virtualização e segmentação dos recursos. Sabe-se que as vantagens do MPLS incluem:

A robustez do plano de controlo de dados;

A descoberta dos endereços e da topologia no plano de controlo; A possibilidade de aplicar a Engenharia de Tráfego;

A possibilidade de escolher entre os vários métodos de recuperação de falhas; A escolha da estrutura da rede e o grau de convergência, e;

A capacidade de fornecer escalabilidade, fiabilidade e QoS.

A solução Ethernet over MPLS, também conhecida por EoMPLS [Juniper, 2007, RFC 4448, 2006], fornece uma infraestrutura convergente baseada nos pacotes Ethernet, um plano de controlo IP/MPLS robusto, um plano de dados MPLS escalável e o sistema de “plug-and-play” para a rede MPLS. A Figura 3.12 ilustra a arquitectura da rede EoMPLS. Esta arquitectura mostra como a rede núcleo MPLS recebe os dados vindos dos provedores de serviços através da tecnologia Ethernet para depois serem entregues à rede de acesso através da tecnologia Ethernet. Esta tecnologia é compatível com um número variado de meios de transmissão, conforme mostra a Figura 3.12. A aplicação da tecnologia EoMPLS permite os provedores de serviços criarem circuitos ponto-a-ponto sobre a rede núcleo MPLS através da sinalização LDP. Os provedores primeiro provêm os túneis LSP, depois estabelecem um circuito virtual por cliente. Os dados são transferidos na camada 2 e encapsulados na trama MPLS. As pilhas de etiquetas permitem a agregação sobre um único LSP e fornece escalabilidade.

Figura 3.12 – Arquitectura da rede EoMPLS [Juniper, 2007]

A tecnologia SDH também pode ser utilizada para interligar a rede núcleo à rede de acesso, conforme mostra a Figura 3.13. A solução Ethernet over SDH, também conhecido por EoSDH [Tellabs, 2007], consiste em utilizar a tecnologia Ethernet através das interfaces Ethernet nos equipamentos de rede SDH. Esta solução permite reduzir os custos dos equipamentos de rede, uma vez que é possível através de uma interface Ethernet servir vários clientes ao contrário das interfaces SDH em que cada interface serve apenas um único cliente. O número reduzido de interfaces reduz o custo dos equipamentos de rede. A tecnologia Ethernet permite alterar remotamente a largura de banda de um determinado sítio sem ser necessário a intervenção no local,

enquanto que quando é utilizado a tecnologia SDH é necessária a intervenção no local para modificar a carta de interfaces ou equipamento terminal.

(a) (b)

Figura 3.13 – Interligação entre a rede núcleo e a rede de acesso através do a) SDH b) EoSDH [Tellabs, 2007] A rede núcleo ideal para suportar os serviços Triple Play seria uma que tivesse o MPLS como tecnologia de transporte devido às suas vantagens. Existem outras tecnologias ainda em uso nas redes de agregação e na rede de acesso. Para reduzir os custos os provedores de serviços reaproveitam os recursos e tecnologias que interligam as redes núcleo e as redes de acesso. Posto isto, seria interessante verificar quais os efeitos combinados das várias tecnologias ao serem injectadas na rede núcleo MPLS. Em [Kankkunen, 2004] existe um estudo que mostra os resultados destes efeitos combinados e a seguir são explicados os resultados.

A Tabela 3.3 mostra as possíveis tecnologias de transporte que podem ser injectadas na rede núcleo MPLS, as suas respectivas características, desvantagens, vantagens e efeitos combinados. A sinergia define a interacção de dois ou mais agentes de modo que o efeito combinado seja maior que os efeitos individuais. Observa-se que a tecnologia SDH apresenta as desvantagens de inflexibilidade e falta de multiplexagem estatística. O SDH tem a vantagem de ser uma tecnologia madura e ubíqua. A Ethernet é limitada na gestão do tráfego mas é uma tecnologia simples e de custo reduzido. A EoMPLS é uma tecnologia nova e requer novas infraestruturas mas fornece QoS, gestão de tráfego e adapta-se facilmente à tecnologia IP/Ethernet. A tecnologia EoSDH não oferece optimização para o tráfego de pacotes mas é uma tecnologia muito utilizada. Verifica-se que a melhor tecnologia a utilizar para interligar a rede núcleo MPLS à rede de acesso IP/Ethernet é a EoMPLS e a pior tecnologia a utilizar é o SDH. A tecnologia Ethernet e a tecnologia EoSDH apresentam resultados iguais, quando utilizada para interligar a rede núcleo MPLS à rede de acesso IP/Ethernet. A tecnologia que melhor suporta o protocolo IP na rede de acesso é mais uma vez o EoMPLS e a pior mais uma vez a SDH. A tecnologia Ethernet e a EoSDH apresentam resultados iguais em relação ao suporte ao protocolo IP que fornecem na rede de acesso. Posto isto, a tecnologia que fornece os melhores resultados é a EoMPLS.

Tabela 3.2 – Tecnologias de Trasporte que podem injectar dados na rede núcleo MPLS [Kankkunen, 2004]

O objectivo deste trabalho é encontrar um encaminhamento óptimo ou quase óptimo para o tráfego de serviços Triple Play. Para isto, é necessário aplicar a QoS nestas redes para assegurar o correcto funcionamento dos serviços Triple Play em caso de falha ou congestionamento. Nas redes não orientadas à conexão, os pacotes de dados são descartados em caso de falha ou congestionamento. O MPLS surge como uma solução apropriada para resolver este problema pois proporciona orientação à conexão às tecnologias não orientadas à conexão, como é o caso das redes IP e Ethernet (mais utilizadas). O MPLS é uma arquitectura de múltiplos protocolos que procuram estabelecer um caminho para um determinado fluxo, no caso de falha ou congestionamento, de uma forma mais rápida do que as redes IP convencionais. Ao aumentar a velocidade de recuperação da rede na ocorrência de falha ou congestionamento, o número de pacotes descartados é menor. Existem vários métodos de recuperação de redes que podem ser utilizados nas redes MPLS tais como a recuperação Global ou Makam, a recuperação Reverse, a recuperação Haskin, a recuperação Local e a recuperação Local em ambientes dinâmicos. Todos estes métodos de recuperação devem ser analisados para determinar qual o método que proporciona a menor número de pacotes descartados.

A Engenharia de tráfego também é uma solução com muitas vantagens pois permite encaminhar os fluxos de dados pelos caminhos desejados tanto na presença de falhas como na ausência das mesmas. Isto permite balancear o fluxo de dados pela rede e optimizar a utilização de todos os recursos existentes na mesma.

Neste trabalho será utilizado a junção do EoMPLS e a Engenharia de Tráfego pois, como fora visto, proporciona as vantagens de obter uma rede capaz de:

Recuperar rapidamente em caso de falha ou congestionamento, e;

Balançar os fluxos de dados por toda a rede de forma a optimizar o funcionamento da mesma.

CAPÍTULO IV

SIMULAÇÃO DE REDES

As simulações ajudam a prever as reacções das redes perante interacções complexas e mais realistas do que os modelos matemáticos, que recorrem a médias e probabilidades. As simulações permitem planear e analisar a rede de forma a testar a sua escalabilidade no caso de se querer aumentar a sua capacidade e fazer a rede suportar um maior número de utilizadores. As simulações possibilitam, igualmente, prever a reacção da rede perante falhas que podem surgir na mesma e analisar alternativas para a sua recuperação.

Neste Capítulo são dados a conhecer alguns dos simuladores, existentes no mercado, que permitem efectuar as simulações de redes de transporte. Este estudo irá permitir determinar as características que nos levaram à escolha da ferramenta de simulação, no contexto deste projecto de mestrado.