Redes de circuitos virtuais e de datagramas

A camada de transporte pode oferecer às aplicações serviço não orientado para conexão ou serviço orientado para conexão.De modo semelhante, uma camada de rede também pode oferecer qualquer desses dois serviços. Esses serviços na camada de rede são semelhantes ao serviços providos pela camada de transporte. Embora eles tenham algumas semelhanças com os mesmos serviços oferecidos pela camada de transporte , há diferenças cruciais.

O que é redes de circuitos virtuais

Na camada de rede, são serviços de hospedeiro a hospedeiro providos pela camada de rede à camada de transporte. Na camada de transporte, são serviços de processo a processo fornecidos pela camada de transporte à camada de aplicação. Em todas as arquiteturas importantes de redes de computadores, a camada de rede fornece um serviço entre hospedeiros não orientado para conexão, ou um serviço orientado para conexão, mas não ambos. Redes de computadores que oferecem apenas um serviço orientado para conexão na camada de rede são denominadas redes de circuitos virtuais; as que oferecem apenas um serviço não orientado para conexão são denominadas redes de datagramas. As implementações de serviço orientado para conexão na camada de transporte,implementado na borda da rede nos sistemas finais, e na camada de rede,implementado nos roteadores no núcleo da rede, são fundamentalmente diferentes.   Redes de circuitos virtuais  A Internet é uma rede de datagramas. Entretanto, muitas arquiteturas de rede alternativas (ATM, frame relay e X.25) são redes de circuitos virtuais, portanto, usam conexões na camada de rede denominadas circuitos virtuais. Um circuito virtual consiste em um caminho(série de enlaces e roteadores) entre hospedeiros de origem e de destino, números de CVs (numero para cada enlace ao longo do caminho) e  registros na tabela de repasse em cada roteador ao longo do caminho. Um pacote que pertence a um circuito virtual possui um numero de CV em seu cabeçalho. Como um circuito virtual pode ter número de CV diferente em cada enlace, cada roteador interveniente deve substituir o número de CV de cada pacote em transito por um novo número. Sempre que um novo CV é estabelecido através de um roteador, um registro é adicionado à tabela de repasse. De maneira semelhante, sempre que um CV termina , são removidos os registros apropriados em cada tabela ao longo de seu caminho. Um pacote não conserva o mesmo numero de CV por que substituir o numero de enlace em enlace reduz o comprimento do campo CV no cabeçalho do pacote e também por que o estabelecimento de um CV é consideravelmente simplificado se for permitido um numero diferente de CV em cada enlace ao longo do caminho do circuito virtual. Em uma rede de circuitos virtuais, os roteadores da rede devem manter

 informação de estado de conexão

para as conexões em curso. Cada vez que uma nova conexão for estabelecida através de um roteador, um novo registro de conexão deve ser adicionado à tabela de repasse do roteador. E, sempre que uma conexão for desativada, um registro deve ser removido da tabela. Há três fases que podem ser identificadas em um circuito virtual: Estabelecimento de CV: A camada de transporte remetente contata a camada de rede, especifica o end. Do receptor e espera até a rede estabelecer o CV. A camada de rede determina o caminho entre remetente e destinatário,série de enlaces e roteadores que os pacotes vão passar. Ela também determina o numero de CV para cada enlace ao longo do caminho e , finalmente, adiciona um registro na tabela de repasse em cada roteador.Ela também pode reservar recursos ao longo do caminho. Transferência de dados: Assim que o CV é estabelecido, pacotes podem começar a fluir ao longo do CV. Encerramento do CV: Começa quando o remetente (ou o destinatário) informa à camada de rede seu desejo de desativar o CV, que então informara ao sistema final do termino de conexão e atualizará as tabelas de repasse em cada um dos roteadores de pacotes no caminho para indicar que o CV não existe mais.   A diferença entre estabelecimento de CV na camada de rede e estabelecimento de conexão na camada de transporte é que estabelecer conexão na camada de transporte envolve apenas dois sistemas finais, onde eles determinam os parâmetros de sua conexão de camada de transporte, embora eles fiquem cientes desta conexão, os roteadores dentro da rede ficam completamente alheios a ela. Por outro lado, com uma camada de rede, os roteadores ao longo do caminho entre dois sistemas finais estão envolvidos no estabelecimento de CV e cada roteador fica totalmente ciente de todos os CVs que passam por ele. As mensagens que os sistemas finais enviam à rede para iniciar ou encerrar um CV e as passadas entre os roteadores para estabelecer CV são conhecidas como mensagens de sinalização e os protocolos usados para trocar essas mensagens são os protocolos de sinalização.   Redes de datagramas  Em uma rede de datagramas, toda vez que um sistema final quer enviar um pacote, ele marca o pacote com o end. do sistema final de destino e então o envia para dentro da rede. Isso é feito sem o estabelecimento de CV, pois em uma rede de datagramas os roteadores não mantêm nenhuma informação de estado sobre CVs. Ao ser transmitido da fonte ao destino, um pacote passa por diversos roteadores, onde cada um deles usa o endereço de destino do pacote para repassá-lo.Cada roteador tem uma tabela de repasse que mapeia endereços de destino para interfaces de enlaces; quando um pacote chega ao roteador, este usa o end. de destino do pacote para procurar a interface de enlace de saída apropriada na tabela de repasse.   Supõe-se que um roteador possui uma quantidade de enlaces e para cada interface deles há um prefixo do endereço associado a cada uma, formando a tabela de repasse do mesmo. Com esse tipo de tabela, o roteador compara um prefixo do endereço de destino do pacote com os registros da tabela, se houver concordância de prefixos, o roteador transmite o pacote para o enlace associada àquele prefixo compatível. Quando há várias concordâncias de prefixos, o roteador usa a regra da concordância do prefixo mais longo.   Embora em redes de datagramas os roteadores não mantenham nenhuma informação de estado de conexão, ainda assim mantém informação de estado de repasse em suas tabelas de repasse. As tabelas de repasse em redes de datagramas são modificadas pelos algoritmos de roteamento, de forma lenta. E as de redes de CVs são modificadas sempre que uma nova conexão é estabelecida através do roteador ou sempre que uma conexão existente é desativada. Origens das redes de circuitos virtuais e de datagramas  A evolução das redes de datagramas e de circuitos virtuais reflete as origens dessas redes. A idéia de um circuito virtual como principio fundamental de organização tem suas raízes no mundo da telefonia. Redes CV são mais complexas que redes de datagramas, pois elas mantêm estado de chamada. A Internet como uma rede de datagramas surgiu da necessidade de conectar computadores, como esses sistemas finais são mais sofisticados, os arquitetos da Internet preferiram construir um modelo de serviço de camada de rede o mais simples possível.

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