Panorama Geral e Tendências em Redes IP - I Workshop CPqD de Inovação Tecnológica em VoIP Peering

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  • Adicionei um a no IP is a locator, Coloquei o IPv6 no lugar

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  • 1. Panorama Geral eTendências em Redes IPTania Regina TroncoDiretoria da Gestão da Inovação (DGI)tania@cpqd.com.br
  • 2. AgendaContexto atual das Redes de TelecomTendências de Evolução – Internet do futuroTendências em Redes e VoIP Peering
  • 3. Contexto Atual• Crescimento do tráfego IP (Internet Protocol)– O tráfego IP global aumentou oito vezes nos últimos 5 anos e irátriplicar nos próximos cinco anos1;• O tráfego IP global deve atingir 110,3 exabytes (1018bytes por mês)no final de 2016;• O número de dispositivos conectados a redes IP serátrês vezes maior do que a população global em 20161– Haverá aproximadamente 3 dispositivos conectados per capitain 2016;– O tráfego oriundo de dispositivos sem fio irá exceder o tráfegooriundo de dispositivos com fio;• O número de usuários de mobile VoIP irá crescer de 47 milhões em2010 para 410 milhões em 20152.Fontes: (1) Cisco Visual Networking Index: Forecast and Methodology, 2011-2016 White Paper, 2012.(2) Infonetics report: Mobile VoIP Services and Subscribers
  • 4. Evolução do Acesso Fixo e MóvelMbit/s1.00010010AltaDefiniçãoMobileInternetHoje TempoCobre/FTTCADSL/ADSL2/ADSL2++FTTC/FTTBVDSL2EthernetFTTHGPON/XGPONWDM-PON2,5GCDMA, GSM-GPRSWiMAX 802.16d3GCDMA, GSM-EDGEUMTS, WiMAX 802.16e3,9G - LTEWiMax 802.16e4G-LTE AdvancedWiMax 802.16m
  • 5. Transformação nas Redes – NGN (Next GenerationNetworks)PSTN VoIP Dados IPTVPresenteRedes Dedicadas por ServiçoOAM&PServiçosControleSessõesComutação &transporteMóvel VoIP Serv. IP VídeoFuturoRede Integrada MultisserviçoNGN - Tudo IP
  • 6. Definição de NGN• A NGN é uma rede baseada em pacotes, capaz deprover serviços de telecomunicações através demúltiplas tecnologias de acesso banda larga, comtecnologias de transporte que provêem QoS, suporte àmobilidade e na qual as funções de transporte eserviços são independentes.– A separação das funções de transporte e de serviços, promovea competição entre provedores de serviço e a independênciados serviços com relação às tecnologias de rede.Fonte: ITU-T Recommendation Y.2001 (12/2004) - General overview of NGN
  • 7. Padronização da NGN• Desde 2001, a NGN vem sendo estudada e padronizadapor diversas organizações internacionais tais como:– ITU-T (International Telecommunication Union -Telecommunication Standardization Sector);– IETF (Internet Engineering Task Force);– 3GPP (3rd Generation Partnership Project) e– ETSI (European Telecommunications Standards Institute).• Uma questão chave neste conjunto de padrões égarantir interoperabilidade global dos mesmos.
  • 8. NGN – ITU-TA arquitetura da NGN foi padronizada pelo ITU-T narecommendação Y.2012, “Functional Requirements andarchitecture of the NGN”
  • 9. NGN - Componentes• Rede de Pacotes: Transporte dos dados• Media Gateway (MG): Processa a conversão das mídias (áudio e vídeo) no formato depacotes.• Media Gateway Controllers (MGC): Estabelecem e liberam as conexões na rede de pacotes.• Signaling Gateway (SG): traduz as mensagens de sinalização da rede de telefoniapública para a rede de pacotes e vice-versa. É utilizado para a interconexão da rede pública convencionalcom a rede de IP.
  • 10. NGN
  • 11. Múltiplas Arquiteturas NGN• Media Gateway Control Protocol (MGCP) - IETF• MEGACO / H.248 - IETF/ITU-T• Session Initiation Protocol (SIP) - IETF
  • 12. NGN - 3GPP (3rd Generation Partnership Project)•IMS (IP Multimedia Subsystem)
  • 13. IMS – Evolução do Conceito de Rede Inteligente• Ideia Principal: a construção de novos serviços ficaindependente da infraestrutura de redeServiços de Rede InteligenteRede InteligenteRede de TransmissãoFixa e MóvelRede de Circuitos (PSTN)Domínio TelecomRede de Pacotes (NGN)Domínio TelecomService Delivery Platform (SDP)Aplicações baseadas em SIPIP Multimedia Subsystem (IMS)Rede de Pacotes IPFixa e Móvel
  • 14. Fonte: Prof. Dr. Thomas Magedanz:Half day tutorial at IEEE CCNC, Las Vegas, Nevada, USA, January 17, 2012
  • 15. Evolução do IMS para o EPC• Ideia principal: prover aplicações baseadas em IP eindependentes da camada de rede IPRede de Pacotes (NGN)Domínio TelecomService Delivery Platform (SDP)Aplicações baseadas em SIPIP Multimedia Subsystem (IMS)Rede de Pacotes IPFixa e MóvelRede Móveis de PacotesDomínio TelecomService Delivery Platform (SDP)Aplicações baseadas HTTPEvolved Packet Core (EPC)Rede Móveis de Pacotes IP3GPP ou nãoAplicações baseadas em SIP
  • 16. EPC•Rede core com múltiplosacessos baseada no protocolo IP– Acesso 3GPP (LTE, UMTS,GPRS)– Não-3GPP (Wimax, CDMA0– Wifi•EPC provê conexão para:–IMS–InternetAcesso3GPPAcessoNão-3GPPFonte: Prof. Dr. Thomas Magedanz: Half day tutorial at IEEE CCNC, Las Vegas, Nevada, USA, January 17, 2012
  • 17. E a Internet Pública?
  • 18. Internet do Futuro• Arquitetura atual daInternet com muitasextensões e modificações• Serviços Over-The-Top(OTT)• Entrega de conteúdos deáudio e vídeo emdispositivos conectados viaInternet, sem múltiplosoperadores envolvidos,sem garantias de QoS• Exemplos:• IPTV => É necessário repensar o designda arquitetura da Internet
  • 19. New Generation Network (NwGN) – Post IP• Projetos de pesquisa visandorepensar a Internet (“Clean-Slate Design”) e reprojetá-lavisando aplicações e requisitosfuturos.• Exemplos de Projetos:– GENI/FIND, USA– Future Internet Cluster, EU– New Generation Network / AKARI,Japan– CNGI, China Next GenerationInternet Project– G-Lab Initiative, Germany– Internet del Futuro, Spain– ARCMIP, Fibre, Brazil
  • 20. New Generation Networks• Principais Características da NwGN (1/3):• Mobilidade e Ubiquidade• Comunicações disponíveis em todo lugar, a qualquer hora, sempreque/onde uma pessoa ou objeto esteja.• Real-virtual world integration• Informações de contexto do mundo real, através de sensores, sãoempregadas para aprimorar os serviços e aplicações do mundovirtual.• Aprimoramento e evolução da comunicação “machine-to-machine”(M2M)• Milhões de dispositivos (objetos) com acesso Internet e comunicando-se entre si formam a Internet das Coisas.
  • 21. New Generation Networks• Principais Características da NwGN (2/3):• Generalidade• Utiliza substratos de rede (hardware) genéricos, configurados porsoftware, tais como: switches, roteadores, capacidade deprocessamento e memória.• SDN (Software Defined Networks)• Isto pode ser implementado por meio de técnicas de virtualização.• Centrada no Conteúdo• Habilidade de manipular conteúdo/informação como serviços deprimeira classe na arquitetura.• Centrada nos Serviços• Capacidade de criar/manipular serviços de forma personalizadapara os usuários• Internet dos Serviços
  • 22. New Generation Networks• Principais Características da NwGN (3/3):• Rede Autonômica• Propriedades de auto-configuração, auto-recuperação, auto-proteção e auto-optimização• Minimização da interferência humana na operação da rede• Rede Cognitiva• Emprega técnicas de inteligência artificial para aprender com açõesrealizadas no passado e prever ações futuras.
  • 23. ExemploSobreposição Semântica do IPCamada de Transporte: IP é um identificador (nomeação)Camada de rede: IP é um localizador (endereçamento)Conseqüências:– Falta de um identificador estável paracomunicações fim-a-fim– Mobilidade/Multihomming– SegurançaSoluçãoSeparação Identificador/LocalizadorHIP, LISP, SixOneHostIdentifierIPv4 IPv6IDTCPUDPSCTPRTPRTPSIPSIP SDPSDPDNSDNSHTTPHTTPEthernetEthernetATMATMSONETSONETWLANWLANNetwork locatorTecnologias deCamada 2 e 1AplicaçõesLegadas…………IPIP
  • 24. Evolução das Telecomunicações• Ideia principal: Uma plataforma core IP que provê capacidadespara múltiplas aplicações e esconde os detalhes das tecnologiassubjacentesServiços Convergentes deTelecomunicações(FMC, Triple Play, IPVT, etc.)SDPPlataforma TelecomRede de TransmissãoFixa e MóvelDomínio Telecom Domínio Internet do FuturoCloud/Internet do Futuro(egov, ehealth, eUtilities, eLogisticsInternet do FuturoPlataforma CoreRede de Pacotes IPFixa e Móvel
  • 25. Vertically integratedClosed, proprietarySlow innovationSmall industrySpecializedOperatingSystemSpecializedHardwareAppAppAppAppAppAppAppAppAppAppAppSpecializedApplicationsHorizontalOpen interfacesRapid innovationHuge industryMicroprocessorOpen InterfaceLinuxMacOSWindows(OS)or orOpen InterfaceSource: McKeown
  • 26. Vertically integratedClosed, proprietarySlow innovationAppAppAppAppAppAppAppAppAppAppAppHorizontalOpen interfacesRapid innovationControlPlaneControlPlaneControlPlaneor orOpen InterfaceSpecializedControlPlaneSpecializedHardwareSpecializedFeaturesMerchantSwitching ChipsOpen InterfaceSource: McKeown
  • 27. ControllerHigh costSpecialized config.Closed sourceSlow innovationBGPLow cost (commodity)Multi-vendor modularityOpen sourceRapid innovationControllerOpen interfaceOpenFlow SwitchesOpen interfaceSoftware Defined IP RoutingOSPF ISIS LDPSpecializedControl PlaneSpecializedHardwareSpecializedFeaturesController
  • 28. Evolução das RedesNwGNFonte: Prof. Dr. Thomas Magedanz: Half day tutorial at IEEE CCNC, Las Vegas, Nevada, USA, January 17, 2012
  • 29. Plataformas Telecom, OTT e Internet do Futuro•Coexistência das plataformas de telecom e Internet•O desafio é escolher o melhor dos dois mundos: telecom e Internet– da Internet: tranporte IP, endereçamento e nomeação, serviços demensagem, etc.– das Telco: numeração telefônica, mobilidade, banda larga, etc.•Gateways de serviço para interconexão das plataformas sãopotenciais provedores de receita para as operadoras de telecomCSNGNIP2006 2010 ???Fonte: Prof. Dr. Thomas Magedanz: Half day tutorial at IEEE CCNC, Las Vegas, Nevada, USA, January 17, 2012
  • 30. NGN e VoIP Peering• Necessidade de mecanismos de tradução de numeração,endereços e nomes entre domínios Telecom e (F) Internet– ENUM (E.164 NUmber Mapping)• Mecanismo que mapeia números telefônicos públicos em URLs (UniformResource Identifiers) a serem empregadas na NGN (redes IP).• Desafios relacionados à resolução de endereços (telefônicos =>URLs e vice-versa) com padronização global– Interfuncionamento dos sistemas de endereçamento
  • 31. Motivação VoIP• Os serviços de M2M, FTTx e VoIP estão entre os quemais crescem na área de telecom1;• No período de 2011 a 2017, o mercado de VoIP deveapresentar taxas de crescimento de até 17%1;• Aumento do número de provedores agrupados emfederações para interconexão de VoIP através docompartilhamento entre si (“peering”) 2;• O crescimento do VoIP tem levado a um crescimentorápido do mercado para interconexão e VoIPPeering2Fontes:http://www.ipnews.com.br/telefoniaip/index.php/negocios/categorias-de-negocios/pesquisas/25468-mercado-de-voip-pode-crescer-177-ate-2017-revela-pesquisa.html1http://www.infonetics.com/pr/2012/VoIP-UC-Services-Market-Forecast-and-SIP-Trunking-Survey-Highlights.asp2
  • 32. Obrigada!www.cpqd.com.br