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OBS - Optical Burst Switching

Sistemas de Conmutacion - Universidad del Cauca
by

Nicolas Zambrano

on 20 June 2014

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Transcript of OBS - Optical Burst Switching

¡Gracias!
Giovanny Andres Muñoz
Juan David Gonzalez
Jose Nicolas Zambrano
OBS
- Optical Burst Switching
Conmutacion Optica por Rafagas
¿Como Funciona OBS?
Protocolos
Ventajas de OBS
OBS vs. OCS y OPS
Desventajas de OBS
¿Alguna Pregunta?
-
OBS
une en una sola arquitectura lo mas destacado en conmutacion por circuitos y en conmutacion por paquetes

-Las rafagas permiten a la red tener buenos rendimientos tanto en transporte de paquetes como en transporte de otros flujos de datos, siendo asi una buena opcion de arquitectura fisica para un Backbone

-
OBS
separa el control de los datos, realizando solo conversiones de dominio a los paquetes de control dando lugar a una comunicacion de muy baja latencia.

-Al ser un estandar de conmutacion sobre fibra optica, presenta todas las ventajas de esta como lo es: Robustez frente al ruido, Anchos de banda muy grandes, etc.
-La red no puede realizar corrección de errores., La velocidad a la que deben ser procesadas las rafagas hace de esta tarea un imposible actualmente.

-Su implementación es compleja, sobre todo si se la compara con la de
OCS
.

-La caracteristica de QoS brindada por la red es inferior a la QoS brindada por un sistema
OCS
¿Que es OBS?
OBS es una tecnica de conmutacion para redes basadas en fibra optica
Existen tres técnicas de conmutación para redes ópticas: conmutación óptica de circuitos (
OCS
, de Optical Circuit Switching), conmutación óptica de paquetes (
OPS
) y conmutación óptica de ráfagas (
OBS
)
fue propuesta a
finales de los años 90
(Qiao, 1999 y Turner, 1999)
Los datos son transportados en unidades de información de longitud variable llamadas
ráfagas
.
Rafagas Grandes -> Conmutacion por
Circuitos
Rafagas Pequeñas -> Conmutacion por
Paquetes
En pocas palabras: OBS une lo mejor de la conmutacion por
paquetes
y lo mejor de la conmutacion por
circuitos
En una red OBS tenemos 2 capas bien diferenciadas: la capa de frontera y la capa central
Los Nodos estan conectados entre si por enlaces de fibra optica que soportan WDM (Multiplexacion por longitud de onda)
Los nodos frontera conectan a la red OBS con otras redes que pueden ser o no redes opticas, por lo tanto en estos nodos se realiza la conversion de los paquetes de datos del dominio electrico al dominio optico
Estos nodos tambien son los encargados de realizar la construccion de las rafagas
La construccion de las rafagas se realiza por diferentes criterios, algunos de ellos son:

-Basado en Tiempo
-Basado en Longitud
-Hibrido
Antes de Transmitir una rafaga, el nodo frontera genera una paquete de control de rafaga (BCP), en este paquete se encuentra toda la informacion necesaria para poder transmitir la rafaga correctamente
La estructura de la BCP es la siguiente:
Debido a que el BCP tiene informacion que debe ser procesada por los nodos centrales para establecer los respectivos caminos de la informacion, este paquete debe ser convertido al dominio electrico para ser procesado
En este diagrama podemos observar el flujo del paquete de control y de la rafaga de datos. Mientras que la rafaga de datos no es cambiada de dominio, el paquete de control debe ser cambiado al dominio electrico para poder ser procesado
Ademas, el paquete de control debe ser enviado de forma adelantada para que los conmutadores opticos conozcan de forma anticipada que deben hacer con la rafaga de datos.

En este tiempo de adelantamiento o "offset" tambien se debe tener en cuenta el tiempo que tarda la conversion del paquete del dominio optico al dominio electrico.
Los campos incluidos en el BCP son:

Fuente: Origen de la rafaga

Destino: Destinatario de la rafaga

Longitud de onda: indicador del camino optico de la rafaga

QoS: Espacio usado por los algoritmos de calidad de servicio (prioridad de la rafaga)

Tiempo de Offset y Longitud de rafaga: son usados para calcular la reserva de recursos de red

ID de Rafaga: simplemente es un Identificador para la rafaga
En el nodo frontera de entrada, los paquetes son ensamblados en rafagas y el paquete de control es generado
Los nodos centrales son los encargados de realizar la conmutacion como tal
Los BCP son convertidos al dominio electrico y procesados, configurando asi el conmutador optico que queda listo para enviar las diferentes rafagas a su destino
Para terminar, la rafaga es enviada al nodo de frontera de salida donde se redividen los paquetes para ser entregados a la red externa
En OBS tenemos 2 tipos de protocolos
De Señalización
Protocolo
JET
(Just Enough Time)
Tiene una reserva de recursos con retardo, es decir reserva los recursos de ancho de banda en cada enlace solo para el tiempo de duración de la ráfaga.
Tiene la posibilidad de retrasar la llegada de la ráfaga de datos. El paquete de control puede ser bloqueado si el ancho de banda del enlace está ocupado por otra ráfaga por un tiempo mayor al que tardaría la ráfaga que se quiere transmitir en llegar al siguiente nodo, para este propósito se utilizan líneas de retardo.
Protocolo
JIT
(Just In Time)
Es similar a JET, sin embargo en este protocolo es necesaria una respuesta por parte de los nodos centrales.
Con esto se garantiza que el canal por el que se desea transmitir la rafaga se encuentra libre para el momento en el que el nodo de frontera de entrada reciba la respuesta por parte del nodo de frontera de salida
JIT
espera mensaje de confirmación antes de enviar la ráfaga.
JET
reserva ancho de banda por un intervalo de tiempo proporcional a la ráfaga
JIT
JET
Red OBS
De Reserva de Recursos
IBT
(In-band Terminator)
Este protocolo de reserva de recursos propone que cada ráfaga además de una cabecera tenga un delimitador especial para indicar el fin de la misma. Esto implica que una fuente y cualquier nodo intermedio pueden transmitir el principio de una ráfaga antes de ser recibido el final de la ráfaga anterior.

TAG
(Tell and Go)
Al estar basado en
JIT
, los nodos externos envían un paquete de control para reservar los recursos a lo largo del camino que seguirán los datos a transmitir.
En este protocolo se espera la confirmación del paquete de control, para posteriormente despachar la ráfaga hacia su destino, necesitando al final de la transmisión de los datos enviar una señal de control encargada de liberar los recursos para evitar uso innecesario del ancho de banda reservado anticipadamente.

RDF
(Reserve Fixed Duration)
Es un protocolo de reserva de recursos basado en
JET
. Por ende comparte características con este último tales como la optimización del ancho de banda y el envío de un paquete para reserva de recursos previo a la información, en el cual se negocia el tiempo por el cual el ancho de banda estará disponible. Sólo ha sido estudiado en redes ópticas, y se usa ampliamente en la red OBS.
¿Que Ofrece
OBS
en comparacion a
OCS
(Circuitos) y a
OPS
(Paquetes)?
En
OCS
se establecen canales de comunicación entre el origen y el destino antes de transmitir los datos, conocidos como “lightpaths”
Por tanto, la conmutación de circuitos está orientada a conexión y asocia una longitud de onda a cada conexión entre el nodo origen y destino
Sin embargo, si lo que queremos transmitir es, por ejemplo, paquetes IP, la conmutacion por circuitos es ineficiente ya que requeriria reestablecer el lightpath de acuerdo a la direccion IP de cada paquete, ocasionando retrasos y aumentando la probabilidad de error
En
OPS
los datos se envían junto a la cabecera (control) sin establecer un camino. Sin embargo, como se debe analizar la cabecera para determinar la línea de salida por la que se tiene que enviar el paquete, cada paquete necesita ser almacenado en cada nodo intermedio
Ademas, en
OPS
al requerirse un analisis de la cabecera de cada paquete, este debe ser convertido al dominio electrico para poder ser manejado de forma diferencial, requiriendo hardware adicional y aumentando los retardos en la comunicacion.
En
OBS
el paquete de control se envía por un camino diferente de por donde se envían los datos y con un tiempo de separación para que el paquete de control tenga la posibilidad de configurar el nodo correspondiente y establecer el camino.
En
OBS
la conformacion de las rafagas permite mantener el rendimiento tanto para datos grandes como para datos pequeños, ademas al hacer unicamente un cambio del dominio optico al dominio electrico (en el paquete de control), los retardos se reducen notablemente
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