Rede Metro Ethernet

Introdução

Este artigo visa esclarecer os principais aspectos dos conceitos de Metro Ethernet e dos serviços envolvidos nessa tecnologia (Serviços Metro Ethernet). As principais documentações existentes sobre o assunto são geradas pela organização sem fins lucrativos MEF (Metro Ethernet Forum) que visa conceituar, difundir e especificar a Metro Ethernet.

Por que Ethernet?

A Ethernet se mantém no mercado a mais de 20 anos por ser simples e flexível. Ela é confiável, tem baixo custo e fácil manutenção. Não há nenhuma tabela de configuração para gerenciar a rede, nem softwares para controlá-la.

Por que Metro-Ethernet?

Metro Ethernet é um modo de utilizar redes Ethernet em áreas Metropolitanas e geograficamente distribuídas.Esse conceito surgiu, pois, de acordo com alguns estudos, o tráfego de dados estaria superando o tráfego de voz nas redes metropolitanas, portanto seria mais interessante utilizar uma infra-estrutura de transmissão de dados do que uma TDM (Time Division Multiplexing), criada para a transmissão de voz.

E, como já vimos anteriormente, Ethernet é uma escolha lógica, devido ao seu baixo custo, flexibilidade e facilidade de manutenção e operação.

Serviços Metro Ethernet

O esquema básico do serviço Metro Ethernet é ilustrado abaixo. O provedor da MEN (Metro Ethernet Network) provê o serviço Metro Ethernet aos seus clientes. A ponta do cliente (CE) é conectada à MEN por meio da interface de rede do usuário (UNI). Isso ocorre por meio de uma interface Ethernet comum, operando a 10Mbps, 100Mbps, ou 1000Mbps.

Sob a perspectiva do provedor da MEN, os serviços podem ser oferecidos baseados em diversas tecnologias e protocolos, como SONET, WDM, MPLS, FRAME RELAY, etc. Mas sob a perspectiva do assinante, a conexão é sempre feita por meio de uma interface Ethernet comum.

Conexão Virtual Ethernet

Uma EVC (Conexão Virtual Ethernet), consiste na associação de uma ou mais interfaces de rede do usuário (UNIs). EVCs têm como funções principais o estabelecimento de uma conexão (ponto a ponto ou multiponto) entre duas ou mais UNIs, transferindo quadros Ethernet entre elas e garantindo que não haverá comunicação entre sites que não façam parte de uma EVC (similar a segurança e privacidade oferecida pelos PVCs Frame Relay).Um quadro Ethernet não deve nunca retornar a interface que o originou, e o quadro não deve ser alterado no caminho entre a sua origem até o seu destino.O MEF (Metro Ethernet Forum) define dois tipos de serviços: Ethernet Line e Ethernet LAN.

Ethernet Line

O serviço Ethernet Line ou linha Ethernet, corresponde a comunicação ponto-a-ponto entre duas UNIs, conforme a figura abaixo ilustra:

Uma mesma UNI pode ser associada à mais de uma E-Line simultaneamente, do mesmo modo que vários PVCs podem ser associados à uma mesma interface física em uma rede Frame-Relay.

Ethernet LAN

O serviço Ethernet LAN oferece conectividade multiponto entre duas ou mais UNIs. Quadros transmitidos podem ser recebidos por duas ou mais outras UNIs. Sob a perspectiva do assinante a MEN assemelha-se a uma LAN. Quando uma nova UNI é integrada, simplesmente conecta-se essa nova UNI ao mesmo EVC para que esta UNI tenha conectividade multi-site. Comparando com o serviço Frame Relay verificamos que o E-LAN, nesse tipo de conectividade, é muito mais simples. O Frame Relay cria um serviço multiponto por meio de vários serviços ponto-a-ponto, a cada inclusão de site é necessário criar novos PVCs em todas as pontas envolvidas. No caso de uma E-LAN, isso não é necessário, assim como em uma LAN tradicional.

A Interface física Ethernet

A interface sob o ponto de vista do assinante é uma interface padrão estabelecida pelo comitê IEEE 802.3.

Perfis de largura de banda

O MEF definiu três tipos de atributos para perfis de banda:

I) Largura de banda por UNI

II) Largura de banda por EVC

III) Largura de banda por identificador de CoS.

Estes baseiam-se nos seguintes parâmetros de tráfego:

• CIR (Commited Information Ratio)
• CBS (Commited Burst Size)
• EIR (Extended Information Ratio)
• EBS (Extended Information Size)

Entrega de Quadros

Os provedores de serviço definem quais tipos de quadros serão permitidos (transmitidos) e quais serão proibidos (descartados). Alguns provedores entregam todos os tipos, outros têm algumas restrições. O serviço E-LAN suporta o aprendizado dos endereços, e os quadros com endereços Unicast, Multicast ou Broadcast desconhecidos vão ser entregues para todas as UNIs, já os quadros com endereço MAC conhecido vão ser entregues para as UNI as quais o endereço foi aprendido.

Quadros Unicast

São quadros definidos pelo endereço MAC de destino. Esse atributo especifica se o quadro unicast deve ser descartado, entregue ou entregue condicionalmente (condições que devem ser especificadas).

Quadros Multicast

São quadros com o endereço MAC destino na faixa de 01-00-5E-00-00-00 até 01-00-5E-7F-FF-FF. Esse atributo especifica se o quadro unicast deve ser descartado, entregue ou entregue condicionalmente (condições que devem ser especificadas).

Quadros Broadcast

São quadros com o endereço MAC destino FF-FF-FF-FF-FF-FF. Esse atributo especifica se o quadro unicast deve ser descartado, entregue ou entregue condicionalmente (condições que devem ser especificadas).

A arquitetura das redes Metro Ethernet

A arquitetura básica de uma rede Metro-Ethernet já foi mencionada, e é apresentada abaixo:

O Modelo de referência de uma MEN, por sua vez, é apresentado à seguir:

A camada de serviços de aplicação

A camada APP oferece suporte a aplicações baseadas nos serviços Ethernet através da MEN. Vários serviços de aplicação podem ser suportados, como exemplo, o uso da camada ETH como camada TRAN para outras redes como IP, MPLS, PDH, etc.

A camada de serviços Ethernet

A camada ETH é responsável pelos serviços do MAC (controle de acesso ao meio) e pela entrega dos quadros nas interfaces e nos pontos associados. O quadro apresentado nas interfaces da camada ETH pode ser um quadro Unicast, Multicast ou Broadcast, de acordo com o padrão IEEE 802.3

A camada de serviços de transporte

A camada TRAN oferece suporte para conectividade entre os elementos da camada ETH independentemente dos serviços. Várias redes podem ser utilizadas para suportar os requisitos de transporte para a camada ETH, como por exemplo. IEEE 802.3 PHY, SONET/SDH, ATM VC, PDH DS1/E1, MPLS LSP, etc.

Vantagens

O Metro Ethernet oferece as seguintes vantagens para provedores e assinantes:

• Não necessidade de roteador na ponta do cliente, diminuindo custo;
• Flexibilidade (Para aumento de banda por demanda, por exemplo);
• Fácil Manutenção;
• Fácil gerenciamento;
• Equipamentos mais baratos do que nas redes mais “antigas” (ATM, SONET, FR, etc…);
• Cliente lida com uma interface Ethernet comum e bem conhecida, integrando-se perfeitamente a LAN já instalada;
• Permite ao provedor oferecer serviços de valor agregado;
• Mais largura de banda para os clientes do que utilizando outras tecnologias como DSL ou Cable Modems;
• Possibilidade de o cliente pagar apenas pela banda utilizada (fácil implementação deste controle no lado da operadora).

No Brasil

No Brasil, a tecnologia Metro Ethernet ainda é pouco difundida, porém estamos dando passos na direção do crescimento da popularidade das MEN. Pesquisas apontam que 98% das redes corporativas nacionais baseiam-se no padrão Ethernet, o que justificaria um crescimento na oferta de serviços Metro Ethernet. A Telemar, por exemplo, já implantou aqui no Brasil uma MEN para atender inicialmente Rio de Janeiro, Recife, São Paulo e Belo Horizonte. O primeiro cliente dela aqui no Rio foi a Petrobrás, contratando um serviço E-LAN com velocidade de 100Mbps. A Iqara Telecom, por sua vez, oferece serviços de última milha baseados em uma MEN de 1Gbps com anéis de fibra ótica. A Intelig fechou um contrato e utilizará as redes de acesso da Iqara para última milha, ela oferece serviços de internet banda larga além de um serviço para interligar redes corporativas a altas velocidades. Alguns consultores das gigantes de telecom nacionais apostam na premissa de que Ethernet é muito mais barato que as soluções já instaladas como SDH, ATM ou FR (até 5 vezes mais barato por megabit) e que é muito importante a questão de não precisar de uma estrutura com roteadores na ponta do cliente.

Conclusão

Conforme este artigo demonstrou, redes Metro Ethernet têm inúmeras vantagens tanto para provedores quanto para clientes em matéria de custos e qualidade. Produtos e equipamentos Metro Ethernet vêm sendo desenvolvidos no mundo inteiro, com uma grande atenção da Cisco para essa tecnologia. Por meio de um padrão bem estruturado e estudado, o Metro Ethernet consegue integrar-se perfeitamente as redes das operadoras já instaladas, além de obviamente trabalhar em perfeita harmonia com novos padrões, como Gigabit Ethernet.Com a grande aceitação da tecnologia pelo mercado, Metro Ethernet dificilmente não será um padrão de enorme sucesso e grande base de redes instaladas.