Commutation de circuits. Relayage NE321/C2. Introduction. Classification. Contraintes. Un relayeur générique. Commutateur de circuit

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1 Relayage /C Christophe eleuze SISR/IG LCIS Introduction n nœud comprend deux fonctionnalités plan de contrôle (ouverture circuits, routage) plan de données : relayage (forwarder) circuits 6 bps (paquets) janvier 005 /C Classification dimensions paquets ou circuits avec ou sans connexion sans : routeur (paquet autonome ) avec : relayeur + contrôleur (établissement état de relayage forwarding state) sans connexion orienté connexion paquet routeur Internet commutateur T circuit commutateur téléphonique Contraintes capacité débit maximum théorique de relayage valeur pratique dépend caractéristiques du trafic blocage d appel impossible d accepter un nouveau circuit pertes de paquets l équivalent en commutation de paquets autres fonctions routage ordonnancement (contention en sortie) si orienté connexion, contrôle d admission /C /C n relayeur générique Commutation de circuits tampons d entrée mapper fabrique tampons de sortie mapper si commutation de paquets /C /C ultiplexeur/émultiplexeur synchrone sortie plus rapide tampon pour octet sur chaque entrée T T T T i 7 circuits 6 67 débit 6 kbps,5 bps 6, bps,76 bps Commutateur de circuit circuits : entrées et sorties /n lignes (multiplexage) on suppose homogène n appel peut être bloqué : blocage en sortie : pas de slot libre en sortie blocage interne : pas de chemin libre entre entrée et sortie eux statégies division temporelle division spatiale /C 5 /C 6

2 Time ivision switching : Time-Slot Interchange écrit les octets dans un tampon les réemet dans un ordre différent Time ivision switching ex : sites et avec un (private branch exchange) et téléphones mémoire /C 7 /C 8 Space ivision switching Crossbar SS SS SS pas de blocage interne points de connexion tps de config de chaque point pb si un point défectueux taux d utilisation C 5 /C /C 0 Crossbar à plusieurs niveaux roblème avec Space switching multistage crossbar. /n de taille n k. k de taille /n /n =0 n=0 k= space pur : blocage interne possible si multiplexage ici les circuits et veulent accéder à la sortie contention. /n de taille k n moins de points recherche de chemin pas de blocage interne si k n 0 x 0 x x x x x 0 x entrées sorties /C /C Time Space switching on insère un à chaque entrée Commutation de paquets insertion d un en sortie : TST switching space à niveaux : TSSST etc /C /C

3 Relayage à différentes couches... couche nom objet relayé application passerelle/proxy message réseau routeur paquet liaison pont/switch trame physique répéteur/hub bit pour nous, couche réseau rôle du mapper réseau en mode connecté : lit VCI, déduit sortie réseau en mode datagramme : lit adr. dest, déduit sortie locage blocage interne et en sortie très difficile à prévoir paquet bloqué : jeté ou placé en tampon comment minimiser les pertes sur-dimensionner (liens internes + rapides) fabriques parallèles tampons en entrée retour de pression (backpressure) si plusieurs niveaux, permet de placer les tampons uniquement en entrée tri et mélange aléatoire /C /C 5 générations Génération escription Goulot xemple C transfère paquets entre les s contrôleurs sur s transfèrent paquets sur bus partagé fabrique permet transfert parallèle sur plusieurs bus bus /S, C, mémoire, itf bus partagé contrôleur de file en entrée ou en sortie routeurs Internet bas de routeurs haut de, commutateurs T bas de commutateurs T haut de ière génération ordinateur avec plusieurs s files d attentes/tampons en mémoire centrale C lit en-tête et copie paquet dans file de sortie gère files de sortie bus /S C /C 6 /C 7 ième génération ième génération s ont C mémoire table de translation ou cache de routes ordinateur bus ou anneau s s avec C input line controlers output line controlers paquets étiquetés avec id ligne de sortie fabrique plusieurs chemins en // self-routing fabrique x C controleur /C 8 /C Introduction Fabriques cœur d un relayeur de paquets de ième génération ensemble de liens et éléments de commutation qui transfèrent un paquet d une ligne d entrée vers une sortie bcp de propositions peu utilisé en pratique /C /C 0

4 Crossbar pas de blocage interne points de connexion dynamiques si blocage en sortie, besoin de tampons en entrée sur chaque point coûteux car grand nbre de points ou fabrique plus rapide que les entrées pas très scalable arbitre arbitre roadcast paquet étiqueté avec numéro de sortie et diffusé filtrage par les sorties multicast simple entrée entrée entrée sortie sortie sortie /C /C Éléments élément de base pour construire des fabriques entrées, sorties, tampon règle pour diriger vers la sortie (ex bit) permet de construire une fabrique récursivement adapté à implémentation VLSI 0 paquet étiqueté avec numéro sortie en binaire chaque étape route sur un bit /C /C atcher- blocage interne possible tampons dans chaque élément tester le chemin avant d envoyer le paquet tri + shuffle en entrée tri sur ligne destination pas de doublon (blocage en sortie) passage dans shuffle (ci-contre) assure pas de blocage tri par ligne destination suppression doublons recyclage vers l entrée envoi vers deuxième fabrique... shuffle réseau de tri atcher suppression des doublons réseau "shuffle" /C 5 /C 6 Réseaux de tri algorithme du tri-fusion (récursif) si élément, terminé sinon trier les moitiés et fusionner implémentation itérative parallèlisable (réseau atcher) comparateurs + grand côté fléche si seul, + petit Réseau atcher tri fusion x fusion x /C 7 /C 8

5 écessité Tampons les entrées sont imprévisibles sources à débit variable rafales créées par le réseau blocage en sortie interne les tampons peuvent être placés en entrée en sortie dans la fabrique mémoire partagée par l entrée et la sortie /C 8 /C Tampons en entrée Tampons en sortie input queuing inconvénient : blocage en tête (head of line blocking) FRIQ problème au pire : paquets destinés à la même sortie fabrique fois plus rapide que ligne idem files en sortie en pratique, arrive rarement S fois plus rapide élimination excès par tournoi (knockout switch) rbitre /C 0 /C émoire partagée utres seul l en-tête du paquet est routé plus facile à construire pb : débit mémoire Fabrique tampons dans la fabrique mémoire pas trop rapide retour de pression (étalement de la file) si grand, bcp de mémoire... méthodes hybrides ex ième génération émoire /C /C n résumé Commutation de circuit dans une artère : entre des artères : space division switching combinées pour gros relayeurs Commutation de paquets ordinateur bus fabrique /C