Rede de área metropolitana - Metropolitan area network
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Tipos de redes de computadores por escopo espacial |
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Uma rede de área metropolitana ( MAN ) é uma rede de computadores que interconecta usuários com recursos de computador em uma região geográfica do tamanho de uma área metropolitana . O termo MAN é aplicado à interconexão de redes locais (LANs) em uma cidade em uma única rede maior, que também pode oferecer conexão eficiente a uma rede de área ampla . O termo também é usado para descrever a interconexão de várias redes locais em uma área metropolitana por meio do uso de conexões ponto a ponto entre elas.
História
Em 1999, as redes locais (LANs) estavam bem estabelecidas para fornecer comunicação de dados em prédios e escritórios. Para a interconexão de LANs dentro de uma cidade, as empresas dependiam principalmente da rede telefônica pública comutada . Mas, embora a rede telefônica fosse capaz de suportar a troca de dados baseada em pacotes que os vários protocolos de LAN implementavam, a largura de banda da rede telefônica já estava sob forte demanda de voz comutada por circuito e as centrais telefônicas eram mal projetadas para lidar com com os picos de tráfego que as LANs tendiam a produzir.
Para interconectar redes locais de forma mais eficaz, foi sugerido que os prédios de escritórios fossem conectados usando linhas de fibra óptica monomodo , que eram amplamente utilizadas na época em troncos telefônicos de longa distância. Em alguns casos, esses links de fibra escura já estavam instalados nas instalações do cliente e as companhias telefônicas começaram a oferecer sua fibra escura em seus pacotes de assinantes. As redes de fibra óptica de área metropolitana eram operadas por empresas de telefonia como redes privadas para seus clientes e não tinham necessariamente integração total com a rede de longa distância (WAN) pública por meio de gateways.
Além das grandes empresas que conectavam seus escritórios nas áreas metropolitanas, as universidades e instituições de pesquisa também adotaram a fibra escura como backbone de rede da área metropolitana. Em Berlim Ocidental, o projeto BERCOM construiu um sistema de comunicação de banda larga multifuncional para conectar os computadores mainframe que as universidades públicas e instituições de pesquisa na cidade abrigavam. O projeto BERCOM MAN poderia progredir rapidamente porque o Deutsche Bundespost já havia instalado centenas de quilômetros de cabos de fibra ótica em Berlim Ocidental. Como outras redes metropolitanas de fibra escura da época, a rede de fibra escura em Berlim Ocidental tinha uma topologia em estrela com um hub em algum lugar no centro da cidade. O backbone do BERCOM MAN dedicado para universidades e instituições de pesquisa era um anel duplo de fibra óptica que usou um protocolo de anel entalhado de alta velocidade desenvolvido pelo GMD Research Center for Innovative Computer Systems and Telephony. O backbone BERCOM MAN poderia, assim, suportar duas vezes a transferência de dados de 280 Mbit / s.
O uso produtivo da multiplexação por divisão de comprimento de onda densa (DWDM) forneceu outro impulso para o desenvolvimento de redes de áreas metropolitanas na década de 2000. O DWDM de longa distância, com faixas de 0 a 3000+ km, foi desenvolvido para que as empresas que armazenavam grande quantidade de dados em diferentes locais pudessem trocar dados ou estabelecer espelhos de seu servidor de arquivos . Com o uso de DWDM nos MANs de fibra ótica existentes das operadoras, as empresas não precisavam mais conectar suas LANs com um link de fibra ótica dedicado. Com o DWDM, as empresas poderiam construir MANs dedicados usando a rede de fibra escura existente de um provedor em uma cidade. Assim, os MANs se tornaram mais baratos de construir e manter. As plataformas DWDM fornecidas por fornecedores de fibra escura nas cidades poderiam permitir que um único par de fibra fosse dividido em 32 comprimentos de onda. Um comprimento de onda multiplexado pode suportar entre 10 Mbit / se 10 Gbit / s. Assim, as empresas que pagaram por um MAN para conectar diferentes escritórios dentro de uma cidade podem aumentar a largura de banda de seu backbone MAN como parte de sua assinatura. As plataformas DWDM também aliviaram a necessidade de conversão de protocolo para conectar LANs em uma cidade, porque qualquer protocolo e qualquer tipo de tráfego poderia ser transmitido usando DWDM. Efetivamente, deu às empresas que desejam estabelecer uma escolha de protocolo MAN.
Metro Ethernet , onde um anel de fibra óptica dentro de uma cidade maior foi construído como backbone MAN carregando Gigabit Ethernet , tornou-se comum. A topologia em anel foi implementada usando o protocolo da Internet (IP), de forma que os dados pudessem ser redirecionados caso um link estivesse congestionado ou um dos links que fazia parte do anel falhasse. Nos EUA, a Sprint Corporation estava na vanguarda da construção de anéis de fibra óptica que roteavam pacotes IP no backbone MAN. Entre 2002 e 2003, a Sprint construiu três anéis MAN para cobrir São Francisco , Oakland e San Jose e, por sua vez, conectou esses três anéis metropolitanos com mais dois anéis. Os anéis metropolitanos da Sprint roteavam voz e dados, eram conectados a vários pontos de troca de telecomunicações locais e totalizavam 189 milhas de cabos de fibra ótica. Os anéis do metrô também conectaram muitas cidades à Internet que passaram a fazer parte do centro de tecnologia do Vale do Silício , como Fremont , Milpitas , Mountain View , Palo Alto , Redwood City , San Bruno , San Carlos , Santa Clara e Sunnyvale . Ao adotar o roteamento IP para seus anéis Ethernet metropolitanos, a Sprint poderia redirecionar o tráfego em seus MANs em milissegundos no caso de cortes de fibra ou falta de energia local .
Os anéis Ethernet metropolitanos que não roteavam o tráfego IP, em vez disso usavam uma das várias implementações de protocolo de árvore de abrangência proprietária , de modo que cada anel MAN tinha uma ponte raiz. Como a comutação da camada 2 não pode operar se houver um loop na rede, todos os protocolos para suportar anéis L2 MAN precisam bloquear links redundantes e, portanto, bloquear parte do anel. Protocolos de capsulagem, como Multiprotocol Label Switching (MPLS), também foram implantados para resolver as desvantagens de operar anéis Ethernet L2 metro.
Metro Ethernet foi efetivamente a extensão dos protocolos Ethernet para além da rede de área local (LAN) e o investimento subsequente em Ethernet levou à implantação da operadora Ethernet , onde os protocolos Ethernet são usados em redes de longa distância (WAN). Os esforços do Metro Ethernet Forum (MEF) na definição das melhores práticas e padrões para redes de áreas metropolitanas também definiram a Ethernet da operadora. Enquanto o IEEE tentava padronizar os protocolos proprietários baseados em Ethernet emergentes, fóruns da indústria como o MEF preencheram a lacuna e em janeiro de 2013 lançou uma certificação para equipamentos de rede que podem ser configurados para atender às especificações Carrier Ethernet 2.0 .
Pontos de troca de internet metropolitanos
Os pontos de troca de Internet (IXs) têm sido historicamente importantes para a conexão de MANs à Internet nacional ou global . O Boston Metropolitan Exchange Point (Boston MXP) permitiu que provedores de Ethernet metropolitana, como HarvardNet, trocassem dados com operadoras nacionais, como Sprint Corporation e AT&T . Os pontos de troca também servem como link de baixa latência entre as redes de área do campus , portanto, o Instituto de Tecnologia de Massachusetts e a Universidade de Boston podem trocar dados, voz e vídeo usando o Boston MXP. Outros exemplos de Internet Exchanges metropolitanos nos EUA que estavam operacionais em 2002 incluem o Anchorage Metropolitan Access Point (AMAP), o Seattle Internet Exchange (SIX), o Dallas-Fort Worth Metropolitan Access Point (DFMAP) e o Denver Internet Exchange (IX -Denver). A Verizon colocou em operação três centrais regionais metropolitanas para interconectar MANs e dar-lhes acesso à Internet. O MAE-West atende os MANs de San Jose , Los Angeles e Califórnia . O MAE-East interconecta os MANs da cidade de Nova York , Washington, DC e Miami . Enquanto o MAE-Central interconecta os MANs de Dallas , Texas e Illinois .
Em cidades maiores, vários provedores locais podem ter construído um backbone MAN de fibra escura . Em Londres, os anéis Ethernet metropolitanos de vários provedores compõem a infraestrutura London MAN. Como outras MANs, a London MAN atende principalmente às necessidades de seus clientes urbanos, que normalmente precisam de um grande número de conexões com baixa largura de banda, um trânsito rápido para outros provedores MAN, bem como acesso de alta largura de banda para provedores de longa distância nacionais e internacionais . No MAN das grandes cidades, os pontos de troca metropolitanos desempenham agora um papel vital. O London Internet Exchange (LINX) havia construído em 2005 vários pontos de troca na região da Grande Londres .
As cidades que hospedam uma das trocas internacionais de Internet tornaram-se um local preferido para empresas e centros de dados . O Amsterdam Internet Exchange (AMS-IX) é o segundo maior Internet Exchange do mundo e atraiu empresas para Amsterdã que dependem de acesso de alta velocidade à Internet. A rede da área metropolitana de Amsterdã também se beneficiou do acesso de alta velocidade à Internet. Da mesma forma, Frankfurt se tornou um ímã para data centers de empresas internacionais porque hospeda a organização sem fins lucrativos DE-CIX , a maior Internet Exchange do mundo. A CIX passou a estabelecer trocas de Internet metropolitanas neutras para operadoras em Nova York , Madri, Dubai , Marselha , Dallas, Hamburgo, Munique , Düsseldorf, Berlim, Istambul, Palermo , Lisboa, Mumbai , Delhi, Calcutá, Chennai e Moscou. O modelo de negócios do metro DE-CIX é reduzir o custo de trânsito para operadoras locais, mantendo os dados na área metropolitana ou região, enquanto ao mesmo tempo permite peering de longa distância de baixa latência globalmente com outros MANs principais.