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  • 1. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA
  • 2. ÍNDICE MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA 1. INTRODUCCIÓN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3 2. INTEROPERATIVIDAD ENTRE FRAME RELAY Y ATM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .17 3. PROTOCOLO MULTIPOINT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20 4. TAREA SOBRE TRANSMISIÓN DE DATOS. FRAME RELAY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .24
  • 3. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA 1. Introducción Tres letras - ATM - se repiten cada vez más en estos días en los ambientes Informáticos y de Telecomunicaciones. La tecnología llamada Asynchronous Transfer Mode (ATM) Modo de Transferencia Asíncrona es el corazón de los servicios digitales integrados que ofrecerán las nuevas redes digitales de servicios integrados de Banda Ancha (B-ISDN), para muchos ya no hay dudas; el llamado tráfico del “Cyber espacio”, con su voluminoso y tumultuoso crecimiento, impone a los operadores de redes públicas y privadas una voraz demanda de anchos de banda mayores y flexibles con soluciones robustas. La versatilidad de la conmutación de paquetes de longitud fija, denominadas celdas ATM, son las tablas más calificadas para soportar la cresta de esta “Ciberola” donde los surfeadores de la banda ancha navegan. Algunos críticos establecen una analogía de la tecnología ATM con la red digital de servicios integrados o ISDN por sus siglas en inglés. Al respecto se escuchan respuestas de expertos que desautorizan esta comparación aduciendo que la ISDN es una gran tecnología que llegó en una época equivocada, en términos de que el mercado estaba principalmente en manos de actores con posiciones monopolísticas. Ahora el mercado está cambiando, la ISDN está encontrando una gran cantidad de aplicaciones. De todas formas la tecnología ATM se proyecta para diferentes necesidades, a pesar de su estrecha relación con ISDN, en términos de volúmenes de datos, flexibilidad de conmutación y facilidades para el operador. Los conmutadores ATM aseguran que el tráfico de grandes volúmenes es flexiblemente conmutado al destino correcto. Los usuarios aprecian ambas cosas, ya que se cansan de esperar los datos y las pantallas de llegada a sus terminales. Estas necesidades, cuadran de maravilla para los proveedores de servicios públicos de salud, con requerimientos de videoconferencias médicas, redes financieras interconectadas con los entes de intermediación y validación, o con las exigencias que pronto serán familiares como vídeo en demanda para nuestros hogares con alta definición de imágenes y calidad de sonido de un CD, etc. Para el operador, con la flexibilidad del ATM, una llamada telefónica con tráfico de voz será tarifado a una tasa diferente a la que estaría dispuesto a pagar un cirujano asistiendo en tiempo real a una operación al otro lado del mundo. Ese es una de las fortalezas de ATM, pagas solamente por la carga de celdas que es efectivamente transportada y conmutada para ti. Además la demanda por acceso a Internet ha tomado a la industria de telecomunicaciones como una tormenta. 3
  • 4. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA Hoy día los accesos conmutados a Internet están creando “Cuellos de Botella” en la infraestructura. Para copar este problema los fabricantes no sólo han desarrollado sistemas de acceso sino aplicaciones para soluciones de fin a fin con conmutadores ATM, con solventes sistemas de administración de la red (Network Management). En varios aspectos, ATM es el resultado de una pregunta similar a la de teoría del campo unificada en física ¿Cómo se puede transportar un universo diferente de servicio de voz, vídeo por un lado y datos por otro de manera eficiente usando una simple tecnología de conmutación y multiplexación? ATM contesta esta pregunta combinando la simplicidad de la multiplexación por división en el tiempo (Time Division Multiplex TDM) encontrado en la conmutación de circuitos, con la eficiencia de las redes de conmutación de paquetes con multiplexación estadística. Por eso es que algunos hacen reminiscencias de perspectivas de conmutación de circuitos mientras que otros lo hacen a redes de paquetes orientados a conexión. Multiplexación en ATM Un examen más cercano del protocolo ATM y cómo opera ayudará a explicar cómo los circuitos virtuales, las rutas virtuales, los conmutadores y los servicios que ellos acarrean se afectan entre sí. La figura No.1 muestra un formato básico y la jerarquía de ATM. Una conexión ATM, compuesta de “celdas” de información contenidas en un circuito virtual (VC). Estas celdas provienen de diferentes fuentes representadas como generadores de bits a tasas de transferencia constantes como la voz y a tasas variables tipo ráfagas (bursty traffic) como los datos. Cada celda compuesta por 53 bytes, de los cuales 48 (opcionalmente 44) son para trasiego de información y los restantes para uso de campos de control (cabecera) con información de “quién soy” y “donde voy”; es identificada por un “virtual circuit identifier” VCI y un “virtual path identifier” VPI dentro de esos campos de control, que incluyen tanto el enrutamiento de celdas como el tipo de conexión. La organización de la cabecera (header) variará levemente dependiendo de sí la información relacionada es para interfaces de red a red o de usuario a red. Las celdas son enrutadas individualmente a través de los conmutadores basados en estos identificadores, los cuales tienen significado local - ya que pueden ser cambiados de interface a interface. 4
  • 5. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA La técnica ATM multiplexa muchas celdas de circuitos virtuales en una ruta (path) virtual colocándolas en particiones (slots), similar a la técnica TDM. Sin embargo, ATM llena cada slot con celdas de un circuito virtual a la primera oportunidad, similar a la operación de una red conmutada de paquetes. La figura No.2 describe los procesos de conmutación implícitos los VC switches y los VP switches. 5
  • 6. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA Los slots de celda no usados son llenados con celdas “idle”, identificadas por un patrón específico en la cabecera de la celda. Este sistema no es igual al llamado “bit stuffing” en la multiplexación Asíncrona, ya que aplica a celdas enteras. Diferentes categorías de tráfico son convertidas en celdas ATM vía la capa de adaptación de ATM (AAL - ATM Adaptation Layer), de acuerdo con el protocolo usado. (Más adelante se explica este protocolo). La tecnología ATM ha sido definida tanto por el ANSI como por el CCITT a través de sus respectivos comités ANSI T1, UIT SG XVIII, como la tecnología de transporte para la B-ISDN (Broad Band Integrated Services Digital Network), la RDSI de banda ancha. En este contexto “transporte” se refiere al uso de técnicas de conmutación y multiplexación en la capa de enlace (Capa 2 del modelo OSI) para el trasiego del tráfico del usuario final de la fuente al destino, dentro de una red. El ATM Forum, grupo de fabricantes y usuarios dedicado al análisis y avances de ATM, ha aprobado cuatro velocidades UNI (User Network Interfases) para ATM: DS3 (44.736 Mbit/s), SONET STS3c (155.52 Mbit/s) y 100 Mbit/s para UNI privados y 155 Mbit/s para UNI privadas. UNI privadas se refieren a la interconexión de usuarios ATM con un switch ATM privado que es manejado como parte de la misma red corporativa. Aunque la tasa de datos original para ATM fue de 45 Mbit/s especificado para redes de operadores (carriers) con redes T3 existentes, velocidades UNI adicionales se han venido evaluando y están ofreciéndose. También hay un alto interés en interfases, para velocidades EI (2Mbps) y T1 (1,544 Mbps) para accesos ATM de baja velocidad. Protocolo ATM El protocolo ATM consiste de tres niveles o capas básicas (Ver figura Nº 3). La primera capa llamada capa física (Physical Layer), define las interfases físicas con los medios de transmisión y el protocolo de trama para la red ATM es responsable de la correcta transmisión y recepción de los bits en el medio físico apropiado. A diferencia de muchas tecnologías LAN como Ethernet, que especifica ciertos medios de transmisión, (10 base T, 10 base 5, etc.) ATM es independiente del transporte físico. 6
  • 7. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA Las celdas ATM pueden ser transportadas en redes SONET (Synchronous Optical Network), SDH (Synchronous Digital Hierarchy), T3/E3, TI/EI o aún en módems de 9600 bps. Hay dos subcapas en la capa física que separan el medio físico de transmisión y la extracción de los datos: La subcapa PMD (Physical Medium Depedent) tiene que ver con los detalles que se especifican para velocidades de transmisión, tipos de conectores físicos, extracción de reloj, etc., Por ejemplo, la tasa de datos SONET que se usa, es parte del PMD. La subcapa TC (Transmission Convergence) tiene que ver con la extracción de información contenida desde la misma capa física. Esto incluye la generación y el chequeo del Header Error Corrección (HEC), extrayendo celdas desde el flujo de bits de entrada y el procesamiento de celdas “idles” y el reconocimiento del límite de la celda. Otra función importante es intercambiar información de operación y mantenimiento (OAM) con el plano de administración.(Ver figura No.4) La segunda capa es la capa ATM. Ello define la estructura de la celda y cómo las celdas fluyen sobre las conexiones lógicas en una red ATM, esta capa es independiente del servicio. El formato de una celda ATM es muy simple. Consiste de 5 bytes de cabecera y 48 bytes para información. 7
  • 8. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA Las celdas son transmitidas serialmente y se propagan en estricta secuencia numérica a través de la red. El tamaño de la celda ha sido escogido como un compromiso entre una larga celda, que es muy eficiente para transmitir largas tramas de datos y longitudes de celdas cortas que minimizan el retardo de procesamiento de extremo a extremo, que son buenas para voz, vídeo y protocolos sensibles al retardo. A pesar de que no se diseñó específicamente para eso, la longitud de la celda ATM acomoda convenientemente dos Fast Packets IPX de 24 bytes cada uno. Los comités de estándares han definido dos tipos de cabeceras ATM: los User-to-Network Interface (UNI) y la Network to Network Interface (UNI). La UNI es un modo nativo de interfaz ATM que define la interfaz entre el equipo del cliente (Customer Premises Equipment), tal como hubs o routers ATM y la red de área ancha ATM (ATM WAN). La NNI define la interfase entre los nodos de la red (los switches o conmutadores) o entre redes. La NNI puede usarse como una interfase entre una red ATM de un usuario privado y la red ATM de un proveedor público (carrier). Específicamente, la función principal de ambos tipos de cabeceras de UNI y la NNI, es identificar las “Virtual paths identifiers” (VPIS) y los “virtual circuits” o virtual channels”(VCIS) como identificadores para el ruteo y la conmutación de las celdas ATM. La capa de adaptación de ATM La tercera capa es la ATM Adaptation Layer (AAL). La AAL juega un rol clave en el manejo de múltiples tipos de tráfico para usar la red ATM, y es dependiente del servicio. Específicamente, su trabajo es adaptar los servicios dados por la capa ATM a aquellos servicios que son requeridos por las capas más altas, tales como emulación de circuitos, (circuit emulation), vídeo, audio, frame relay, etc. La AAL recibe los datos de varias fuentes o aplicaciones y las convierte en los segmentos de 48 bytes. La capa de Adaptación de ATM yace entre el ATM layer y las capas más altas que usan el servicio ATM. Su propósito principal es resolver cualquier disparidad entre un servicio requerido por el usuario y atender los servicios disponibles del ATM layer. La capa de adaptación introduce la información en paquetes ATM y controla los errores de la transmisión. La información transportada por la capa de adaptación se divide en cuatro clases según las propiedades siguientes: 1. Que la información que está siendo transportada dependa o no del tiempo. 2. Tasa de bit constante/variable. 3. Modo de conexión. 8
  • 9. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA Estas propiedades definen ocho clases posibles, cuatro se definen como B-ISDN Clases de servicios. La capa de adaptación de ATM define 4 servicios para equiparar las 4 clases definidas por B-ISDN: AAL-1 AAL-2 AAL-3 AAL-4 La capa de adaptación se divide en dos subcapas: 1. Capa de convergencia (convergence sublayer (CS)): En esta capa se calculan los valores que debe llevar la cabecera y los payloads del mensaje. La información en la cabecera y en el payload depende de la clase de información que va a ser transportada. 2. Capa de Segmentación y reensamblaje (segmentation and reassembly (SAR)) Esta capa recibe los datos de la capa de convergencia y los divide en trozos formando los paquetes de ATM. Agrega la cabecera que llevara la información necesaria para el reensamblaje en el destino. La figura siguiente aporta una mejor comprensión de ellas. La subcapa CS es dependiente del servicio y se encarga de recibir y paquetizar los datos provenientes de varias aplicaciones en tramas o paquete de datos longitud variable. Estos paquetes son conocidos como (CS - PDU) CONVERGENCE SUBLAYER PROTOCOL DATA UNITS. 9
  • 10. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA Luego, la sub capa recibe los SAR CS - PDU, los reparte en porciones del tamaño de la celda ATM para su transmisión. También realiza la función inversa (reensamblado) para las unidades de información de orden superior. Cada porción es ubicada en su propia unidad de protocolo de segmentación y reensamble conocida como (SAR - PDU) SEGMENTATION AND REASSEMBLER PROTOCOL DATA UNIT, de 48 bytes. Finalmente cada SAR - PDU se ubica en el caudal de celdas ATM con su header y trailer respectivos. AAL1: AAL-1 se usa para transferir tasas de bits constantes que dependen del tiempo. Debe enviar por lo tanto información que regule el tiempo con los datos. AAL-1 provee recuperación de errores e indica la información con errores que no podrá ser recuperada. Capa de convergencia: Las funciones provistas a esta capa difieren dependiendo del servicio que se proveyó. Provee la corrección de errores. Capa de segmentación y reensamblaje: En esta capa los datos son segmentados y se les añade una cabecera. La cabecera contiene 3 campos: 1. Número de secuencia usado para detectar una inserción o pérdida de un paquete. 2. Número de secuencia para la protección usado para corregir errores que ocurren en el número de secuencia. 3. Indicador de capa de convergencia usado para indicar la presencia de la función de la capa de convergencia. 10
  • 11. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA ALL 2: AAL-2 se usa para transferir datos con tasa de bits variable que dependen del tiempo. Envía la información del tiempo conjuntamente con los datos para que ésta pueda recuperarse en el destino. AAL-2 provee recuperación de errores e indica la información que no puede recuperarse. Capa de convergencia: Esta capa provee para la corrección de errores y transporta la información del tiempo desde el origen al destino. Capa de segmentación y recuperación: El mensaje es segmentado y se le añade una cabecera a cada paquete. La cabecera contiene dos campos. Numero de secuencia que se usa para detectar paquetes introducidas o perdidas. El tipo de información es: - BOM, comenzando de mensaje - COM, continuación de mensaje - EOM, fin de mensaje o indica que el paquete contiene información de tiempo u otra. El payload también contiene dos de campos: 1. Indicador de longitud que muestra el número de bytes validos en un paquete parcialmente lleno. 2. CRC que es para hacer el control de errores. 11
  • 12. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA AAL 3: AAL-3 se diseña para transferir los datos con tasa de bits variable que son independientes del tiempo. AAL-3 puede ser dividido en dos modos de operación: Fiable: en caso de perdida o mala recepción de datos, éstos vuelven a ser enviados. El control de flujo es soportado. No fiable: la recuperación del error es dejada para capas más altas y el control de flujo es opcional. Capa de convergencia: La capa de convergencia en AAL 3 es parecida al ALL 2. Está subdividida en dos secciones: Parte común de la capa de convergencia. Esto es provisto también por el AAL-2 CS. Añade una cabecera y un payload a la parte común La cabecera contiene 3 campos: - Indicador de la parte común que dice que el payload forma parte de la parte común. - Etiqueta de comienzo que indica el comienzo de la parte común de la capa de convergencia. - Tamaño del buffer que dice al receptor el espacio necesario para acomodar el mensaje. - El payload también contiene 3 campos: - Alineación es un byte de relleno usado para hacer que la cabecera y el payload tengan la misma longitud. - Fin de etiqueta que indica el fin de la parte común de la CS (capa de convergencia). - El campo de longitud tiene la longitud de la parte común de la CS. 12
  • 13. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA Parte especifica del servicio. Las funciones provistas en esta capa dependen de los servicios pedidos. Generalmente se incluyen funciones para la recuperación y detección de errores y puede incluir también funciones especiales. Capa de segmentación y reensamblaje En esta capa los datos son partidos en paquetes de ATM. Una cabecera y el payload que contiene la información necesaria para la recuperación de errores y reensamblaje se añaden al paquete. La cabecera contiene 3 campos: 1. - Tipo de segmento que indica que parte de un mensaje contiene en payload. Tiene uno de los siguientes valores: BOM: Comenzando de mensaje COM: Continuación de mensaje EOM: Fin de mensaje SSM: Mensaje único en el segmento 2. - Numero de secuencia usado para detectar una inserción o una perdida de un paquete. 3. - Identificador de multiplexación. Este campo se usa para distinguir datos de diferentes comunicaciones que ha sido multiplexadas en una única conexión de ATM. El payload contiene dos campos: 1. Indicado de longitud que muestra el número de bytes útiles en un paquete parcialmente lleno. 2. CRC es para el control de errores. 13
  • 14. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA ALL 4: AAL-4 se diseña para transportar datos con tasa de bits variable independientes del tiempo. Es similar al AAL3 y también puede operar en transmisión fiable y o fiable. AAL-4 provee la capacidad de transferir datos fuera de una conexión explícita. AAL 2, AAL 3/4 y AAL 5 manejan varios tipos de servicios de datos sobre la base de tasas de bits variables tales como Switched Multimegabit Data Service (SMDS), Frame Relay o tráfico de redes de área local (LAN). AAL 2 y AAL 3 soportan paquetes orientados a conexión. (Ver figura No.5) (El término orientado a conexión describe la transferencia de datos después del establecimiento de un circuito virtual). Problemas en ATM En el pasado los protocolos de comunicaciones de datos evolucionaron en respuesta a circuitos poco confiables. Los protocolos en general detectan errores en bits y tramas perdidas, luego retransmiten los datos. 14
  • 15. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA Los usuarios puede que jamás vean estos errores reportados, la degradación de respuesta o de caudal (through put) serían los únicos síntomas. A diferencia de los mecanismos de control extremo a extremo que utiliza TCP en internerworking, la capacidad de Gbit/seg de la red ATM genera un juego de requerimientos necesarios para el control de flujo. Si el control del flujo se hiciese como una realimentación del lazo extremo a extremo, en el momento en que el mensaje de control de flujo llegase a la fuente, ésta habría transmitido ya algunos Mbytes de datos en el sistema, exacerbando la congestión. Y en el momento en que la fuente reaccionase al mensaje de control, la condición de congestión hubiese podido desaparecer apagando innecesariamente la fuente. La constante de tiempo de la realimentación extremo a extremo en las redes ATM (retardo de realimentación por producto lazo - ancho de banda) debe ser lo suficientemente alta como para cumplir con las necesidades del usuario sin que la dinámica de la red se vuelva impráctica. Las condiciones de congestión en las redes ATM están previstas para que sean extremadamente dinámicas requiriendo de mecanismos de hardware lo suficientemente rápidos para llevar a la red al estado estacionario, necesitando que la red en sí, éste activamente involucrada en el rápido establecimiento de este estado estacionario. Sin embargo, esta aproximación simplista de control reactivo de lazo cerrado extremo a extremo en condiciones de congestión no se considera suficiente para las redes ATM. El consenso entre los investigadores de este campo arroja recomendaciones que incluyen el empleo de una colección de esquemas de control de flujo, junto con la colocación adecuada de los recursos y dimensionamiento de las redes, para que aunados se pueda tratar y evadir la congestión ya sea: - Detectando y manipulando la congestión que se genera tempranamente monitoreando de cerca las entradas/salidas que están dentro de los conmutadores ATM y reaccionando gradualmente a medida que vaya llegando a ciertos niveles prefijados. - Tratando y controlando la inyección de la conexión de datos dentro de la red en la UNI (unidad interfaz de red) de tal forma que su tasa de inyección sea modulada y medida allí primero, antes de tener que ir a la conexión de usuario a tomar acciones más drásticas. El estado de la red debe ser comunicado a la UNI, generando rápidamente una celda de control de flujo siempre que se vaya a descartar una celda en algún nodo debido a congestión. La UNI debe entonces manejar 15
  • 16. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA la congestión, cambiando su tasa de inyección o notificándola a la conexión de usuario para que cese el flujo dependiendo del nivel de severidad de la congestión. El mayor compromiso durante el control de congestión es el de tratar y afectar sólo a los flujos de conexión que son responsables de la congestión y actuar de forma transparente frente a los flujos que observan buen comportamiento. Al mismo tiempo, permitir que el flujo de conexión utilice tanto ancho de banda como necesite, si no hay congestión. La recomendación UIT - T I. 371 especifica un contrato de tráfico que define como el tráfico del usuario seria administrado. El contrato que existe para cada conexión virtual (virtual path o virtual channel), es básicamente un acuerdo entre el usuario y la red con respecto a la Calidad de Servicio (Quality Of Service - Q o S) y los parámetros que regulan el flujo de celdas. Estos descriptores de tráfico dependen de una particular clase de servicio y pueden incluir bajo la especificación del ATM Forum UNI / a cinco Q o S referenciados en los AALS. El objetivo de estas sub clases de servicio es agrupar características de servicio como requerimiento de ancho de banda similares, sensibilidad a la perdida de datos y retardos para un correcto manejo de los datos en los puertos de acceso ATM, etc. Estos parámetros pueden incluir el Sustained Cell Rate (SCR), el Minimum Cell Rate (MCR), el Peak Cell Rate (PCR) y/o el Burst Tolerance (BT). Para soportar todas las diferentes clases de servicios definidos por los estándares el switch ATM debe ser capaz de definir éstos parámetros en base a cada VC o cada VP y debe proveer amortiguadores (buffers) para absorber las ráfagas de tráfico. EN RESUMEN Los conmutadores ATM aseguran que el tráfico de grandes volúmenes es flexiblemente conmutado al destino correcto. Los usuarios aprecian ambas cosas, ya que se cansan de esperar los datos y las pantallas de llegada a sus terminales. Estas necesidades cuadran de maravilla para los proveedores de servicios públicos de salud, con requerimientos de videoconferencias médicas, redes financieras interconectadas con los entes de intermediación y validación, o con las exigencias que pronto serán familiares como vídeo en demanda para nuestros hogares con alta definición de imágenes y calidad de sonido de un CD, etc. 16
  • 17. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA 2. Interoperabilidad entre FRAME RELAY Y ATM El objetivo final para todos los servicios descritos anteriormente es una migración suave de Frame Relay y/o SMDS a redes ATM. Por ejemplo la recomendación UIT - T I.555, provee un marco para la interoperabilidad de Frame Relay y ATM. Para alcanzar una máxima eficiencia se trata de brindar este servicio de interoperabilidad en la capa más baja posible mediante conversión de protocolo. PRIMER ESCENARIO: Cuando el servicio de Frame Relay es dado sobre la RDSI en banda ancha y los usuarios se conectan a través de la UNI de Frame Relay. En esta solución, se necesita un equipo que sirva de interfaz tanto para el usuario que recibe, como para el que transmite. Para proveer el servicio del primer escenario existen dos posibilidades: POSIBILIDAD 1: Construir un mallado utilizando conexiones ATM (VC/VP) para enlazar los puntos de acceso Frame Relay. En este esquema se puede explotar la naturaleza de orientación a conexión Frame Relay (F R) siguiendo un comportamiento como: El usuario del enrutador pregunta por una conexión al equipo interfaz de red. El equipo interfaz de la red coloca las conexiones Frame Relay dentro de una conexión ATM con las direcciones destino apropiadas. Por cada trama de equipo interfaz de red traslada de la conexión de Frame Relay a la ATM y viceversa. La conexión ATM esta desocupada cuando no se necesita. Para lograr este último punto, el manejo de la política de conexión del VC, será un aspecto crucial para el desempeño de este procedimiento. Resulta difícil de terminar el procedimiento para manejar un VC cuando la fuente de tráfico es no orientada a conexión. En este caso se pueden utilizar varios mecanismos: 17
  • 18. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA No utilizar manejo alguno, lo que involucra el uso de circuitos ATM permanentes (VPs) en lugar de los conmutadores (VCs) con un costo muy elevado. Abrir y cerrar una conexión ATM con el destino apropiado para cada trama que llegue del lado de Frame Relay en el equipo interfaz de red. Abrir una conexión ATM cuando se necesite y cerrarla de acuerdo a un temporizador de inactividad. El problema debe ser solucionado ya sea por el enrutador del usuario o por el equipo interfaz de red. POSIBILIDAD 2: Utilizar un servicio Frame Relay en todos los lugares en los cuales se establezcan conexiones ATM en estrella. En esta opción se toma ventaja del uso actual del FR, el cual es proveer un mallado virtual entre diferentes sitios para cargar tráfico no orientado a conexión. Cada enrutador esta conectado al servidor de FR. Todos los DLCIs (Data Link Connection Identifier) en cada interfaz FR pueden ser cargados a un servidor FR dentro de un VC ATM. En este escenario la funcionalidad de los equipos interfaz de red se simplifica debido a que sólo dialoga con el servidor. La complejidad reside en el servidor que ejecuta funciones de conmutación. Las tramas se conmutan en la base de VCIs y DLCIs entrantes y salientes. El servidor mantiene una tabla con las correspondencias entre los pares VCI / DLCI. SEGUNDO ESCENARIO: La red de Frame Relay y la red RDSI de banda ancha se interconectan a través de sus respectivas interfaces de red (NNIs). Esto permitiría a un proveedor de red, manejar esta heterogénea red como un todo. Frame Relay provee usualmente la interconexión para LAN a pesar de su natural orientación a conexión. 18
  • 19. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA En las redes Frame Relay existentes se puede conseguir un mallado de LANs a través de circuitos virtuales permanentes. Los datagramas de los LANs son cargados dentro de tramas FR y enrutados de acuerdo con la etiqueta contenida en el DLCI. Tratando de hacer una simplificación, los dos protocolos (AAL 3 y AAL 5) ofrecen básicamente el mismo servicio CPAAL (Parte Común AAL) a las subcapas superiores. En este caso a la capa de Convergencia de Frame Relay. Existe sin embargo diferencia en las funcionalidades internas, simplicidad de implementación y eficiencia del protocolo que incide en el costo. Las características a tomar en cuenta, cuyo detalle puede ser tema de otro artículo, tienen que ver con Delimitación y Alineamiento de Tramas, Multiplexación, Detección de errores de transmisión, eficiencia en la transmisión. Analizadas estas diferencias se propone seleccionar el AAL5 bajo la subcapa FR-CS para soportar el servicio Frame Relay en RDSI de banda ancha. Conclusión ATM promete ser la tecnología de red empresarial virtual del futuro, un término que refleja tanto la evolución del modelo empresarial global y el énfasis en la conectividad lógica, donde los usuarios obtienen acceso a los recursos que necesitan y el operador de la red provee las rutas de conexión y asigna el ancho de banda necesario a fuentes de tráfico muy diferentes (voz, datos, vídeo). Aquellos que construyen y operan redes deben volver los ojos a las capacidades de la tecnología ATM, ya que aspiran a la mágica combinación: interconectividad global - escalabilidad de tecnologías y satisfacción del cliente local. EN RESUMEN El objetivo final para todos los servicios descritos anteriormente es una migración suave de FrameRelay y/o SMDS a redes ATM. Por ejemplo la recomendación UIT - T I.555, provee un marco para la interoperabilidad de Frame Relay y ATM. 19
  • 20. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA 3. Protocolos multipoint El crecimiento de las redes ATM viene motivado, en parte, por la demanda de servicios multimedia para grupos dispersos de usuarios. El tráfico multicast tiene características particulares descritas para ATM en UNI 4.0 y anteriores. La distribución de información punto-a-multipunto (uno-a-muchos) o multipunto-a- multipunto (muchos-a-muchos) es un objetivo básico propuesto por varios protocolos y arquitecturas ATM que ofrecen el soporte multimedia y/o multicast como audio-conferencia, video-conferencia, trabajos colaborativos o VoD. ATM es aún una tecnología emergente diseñada para ser usada por aplicaciones de datos, audio y video, lo que requiere un buen comportamiento de las transferencias unicast y multicast. User Network Interface (UNI 3.0) para ATM, define conexiones punto-a-multipunto, y las conexiones multipunto-a-multipunto sólo pueden ser obtenidas de las dos siguientes formas: El primer esquema consiste en configurar N conexiones punto-a-multipunto para conseguir conectar todos los nodos en una topología completamente mallada todos-con-todos. Aunque esta topología ofrece conexiones multipunto-a-multipunto, hay que destacar que no escala bien cuando el número de participantes es elevado. Una alternativa al anterior esquema es el uso de un servidor que actúa a modo de raíz en el árbol multipunto. Este método sólo requiere un nodo raíz para almacenar información, pero la desventaja de este método son las potenciales congestiones en el servidor cuando debe encargarse de envíos y retransmisiones de las conexiones multipunto-a-multipunto. Para solventar las limitaciones de UNI 3.0 y UNI 3.1 que soportan conexiones uno-a-muchos, pero no directamente (nativamente) conexiones muchos-a-muchos, y ofrecer a ATM verdadero servicio multicast, ATM Forum, ITU-T e IETF han realizado varias propuestas al actual mecanismo de señalización ATM (UNI 3.1, UNI 4.0). Comenzamos destacando la referencia como un reciente trabajo que revisa y compara los protocolos de transporte multicast más importantes en Internet como MTP-2, XTP, RTP, SRM, RAMP, RMTP, MFTP, STORM, etc... IETF e IRTF (como ITU-T y ATM Forum) también impulsan una importante actividad en este campo. La referencia revisa los más representativos protocolos multicast y los clasifica de acuerdo a la taxonomía de varias características (propagación de datos, mecanismos de fiabilidad, retransmisiones, control de congestión y de flujo, gestión de grupos multicast, etc.). En Internet los mecanismos efectivos de control de congestión son una de las prioridades en las investigaciones de las transferencias multicast fiables. 20
  • 21. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA Los mecanismos de seguridad y las técnicas escalables de recuperación de errores son algunos de los aspectos actualmente en estudio en el campo de los protocolos de transporte multicast. Hasta este punto hemos revisado algunos protocolos de transporte ATM y hemos citado sus más importantes características. En esta sección comentaremos los problemas asociados a las transferencias multicast uno- a-muchos o muchos-a-muchos. Actualmente no existen excesivas propuestas en esta importante faceta para ATM, pero vamos a resumir algunas de las más interesantes en los siguientes párrafos. SMART (shared many-to-many ATM reservations) es un protocolo para controlar un árbol ATM multicast compartido soportando comunicaciones muchos-a-muchos (many-to-many). Esta propuesta tiene importantes características como que: reside completamente en la capa ATM y no requiere ningún servidor; soporta uno o varios VCCs (y también VPCs) cuyo número es libremente configurado y es independiente del número de puntos finales; usa el concepto de bloques de datos como en la clase de servicio ABT y también permite VCCs de las clases CBR, VBR o UBR; el protocolo garantiza que no existen puntos de interrelación en los VCC del árbol; son respetadas las garantías del contrato de tráfico asociado con los VCCs, etc. SMART puede ser entendido como un protocolo completamente distribuido para coordinar la distribución de VPIs/VCIs. Para solventar las conocidas dificultades debidas al soporte y uso de muchos-a-muchos VCCs, SMART usa el mecanismo de Cell Interleaving (sobre un VCC muchos-a-muchos, las células de datos desde diferentes fuentes pueden llegar intercaladas a un destinatario) y también Demand Sharing (los recursos asignados a conexiones muchos-a-muchos son dinámicamente compartidas entre todas las potenciales fuentes. También son sugeridas otras investigaciones como son: ofrecer justicia en los accesos a los árboles multicast; investigar las células RM periódicamente para aliviar las congestiones en la red o disminuir el tiempo de acceso del usuario a los árboles de distribución multicast; análisis de las células RM dentro de cada VCC o fuera enviando todas las células RM en un VCC dedicado. Se presenta MWAX un algoritmo dinámico y escalable para routing multicast en el marco PNNI de redes ATM. Los autores han identificado el problema para conseguir la escalabilidad con protocolos multipunto-a- multipunto y se proponen soluciones para este problema. Se describe un esquema jerárquico basado en CBT para incorporar routing multipunto-a-multipunto en PNNI. En el algoritmo los nodos core actúan como participantes pasivos para eliminar la dependencia en la selección de estos nodos. 21
  • 22. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA Con un mecanismo de backup se consigue un algoritmo tolerante a fallos en los nodos core, lo cual puede ser fácilmente extendido para incorporar QoS en el routing multicast. El protocolo-algoritmo MWAS es recursivo, esto es, el mismo protocolo es ejecutado en cada nivel de la jerarquía. SEAM (Scalable and Efficient ATM Multicast) propone una arquitectura escalable, eficiente y multicast multipunto-a-multipunto para redes ATM que usa un sólo VC para un grupo multicast de múltiples emisores y receptores y todo ello sin realizar cambios en la capa AAL5 de ATM. Esta propuesta permite a los grupos multicast aprovechar el soporte de QoS y la escalabilidad del ancho de banda. También realiza aportaciones para conseguir soportar IP multicast sobre redes ATM extensas. SEAM usa un sólo árbol de distribución compartido para todos los emisores y receptores. Cada grupo multicast tiene un core asociado, el cual se usa como punto focal para todos los mensajes de señalización del grupo. Este trabajo deja abiertas investigaciones referentes a la gestión de tráfico y a la entrega fiable de tráficos multicasting. Concluimos esta sección destacando MCMP (Multiparty Conference Management Protocol) que, sin estar pensado específicamente para ATM, es un protocolo de nivel sesión/transporte distribuido extremo-extremo y desarrollado para gestión de grupos de aplicaciones de conferencia. MCMP es un conjunto de algoritmos de control distribuido para configuración de conferencias multipunto y gestión de miembros de grupos de usuarios. Conceptualmente, MCMP reside en el nivel de sesión en el que se establece la infraestructura para activar la transferencia de información entre los participantes en la conferencia. Pero funcionalmente, el protocolo acompasa los niveles de sesión y de transporte pues utiliza directamente servicios del nivel de red. Son destacables las condiciones de corrección (conectividad, validación, unicidad, consistencia y terminación) que deben ser satisfechas una vez que la conferencia ha sido configurada por el algoritmo de configuración de MCMP. Este apartado muestra exhaustivas pruebas de corrección para uno de los algoritmos, y también describe la especificación y verificación del protocolo. Nuevos campos de investigación En todas las redes existen gran variedad de elementos hardware (switchs, routers, bridges, brouters, hubs, ETDs, etc.) que realizan muy diversas funciones (conmutación, routing, puenteo, controles de congestión y de flujo, garantía de QoS, ejecución de aplicaciones, etc.). 22
  • 23. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA En la actualidad la red es mayormente un canal de comunicación para transferir paquetes entre equipos finales (ayudada por los elementos hardware antes citados). Pero también se están realizando importante esfuerzos para equipar a los elementos hardware con elevadas prestaciones aportadas por diversas técnicas software. Esto dota a la red de características activas (active networks) en el sentido de que los elementos hardware que la componen computan, modifican u operan los contenidos de los paquetes y también serán capaces de transferir o propagar código. Por consiguiente, una red activa es una red programable. Una red es activa si en sus árboles de distribución multicast existen nodos activos con capacidad para ejecutar programas y/o capaces de implementar mecanismos de propagación de código. Algunas de las ventajas de los protocolos activos son conseguidas instalando nodos activos en puntos estratégicos de la red. Otro nuevo concepto es presentado como una metodología para el diseño de protocolos. Los protocol boosters son una nueva contribución a las redes activas o programables. Una ventaja de los boosters es que pueden ser fácilmente “inyectados” en los sistemas actuales sin provocar cambios en la infraestructura de red. Por otro lado, se propone el concepto de agente de comunicaciones para servicios de comunicaciones multimedia en redes de área extensa. Este papel introduce una arquitectura software orientada a agente y propone el concepto de agente de comunicación para servicio de comunicación multimedia. Los servicios multimedia son expresados como agentes. Los conceptos como redes activas, protocolos boosters o agentes software han sido propuestos y desarrollados para redes IP, sin embargo, la actividad empieza a notarse en las redes ATM, y la referencia es una de esas recientes investigaciones. Se muestran agentes software móvil usados para implementar operaciones robustas y funciones de mantenimiento en redes ATM. Los agentes desempeñan un rol similar al de las células OAM en ATM estándar, pues son transmitidos entre entidades de control a intervalos regulares usando recursos predefinidos. La diferencia entre los agentes móviles y las células OAM reside en que éstos pueden contener código. Para concluir, destacar que la integración del tráfico IP sobre tecnología ATM es también uno de los campos más activos en la actualidad. En esta línea pueden destacarse los siguientes protocolos: IP-over-ATM, IP Switching, Tag Switching, NHRP MPOA, IMSS, CSR, ARIS AREQUIPA,RED , y EPD. 23
  • 24. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA 4. Tarea sobre Transmisión de Datos. Frame Relay. Introducción Frame Relay comenzó como un movimiento, a partir del mismo grupo de normalización, que dio lugar a X.25 y RDSI: El ITU (entonces CCITT). Sus especificaciones fueron definidas por ANSI, fundamentalmente como medida para superar la lentitud de X.25, eliminando la función de los conmutadores, en cada “salto” de la red (control de errores y de flujo). Su existencia se debe a la instalación progresiva de ordenadores personales (PCs) y estaciones de trabajo en instituciones comerciales, gubernamentales, educativas y de investigación. La instalación de las PCs es seguida rápidamente por la instalación de LANs, con la finalidad de unirlas en una red. A medida que las redes de área local se hacen cada vez más comunes, existe una creciente necesidad de interconectarlas para formar las llamadas “internets”. Estas conexiones son voraces en cuanto a ancho de banda. A las redes de área local les gusta disponer de enormes anchos de banda durante las transferencias de archivos, pero necesitan escaso ancho de banda en los periodos ociosos entre transferencias. Esta naturaleza espasmódica no encaja bien en las tecnologías de las redes de área extensa (WAN) tradicionales, las cuales fueron originalmente diseñadas para manejar un tráfico a tasa constante, como voz digitalizada o sesiones de comunicación entre un terminal interactivo y un ordenador. Los protocolos de las redes de área local como TCP/IP, DECnet, AppleTakk y muchos otros, asumen una serie de premisas relativas al medio de enlace, que tienen validez en comunicaciones locales, pero no en redes de área extendida. Requerimientos tales como la capacidad de trasmitir con retardo mínimo o la capacidad de acceder a cualquier ordenador central desde cualquier otro complican la conexión de redes de área local a través de redes de área extensa. X.25, el protocolo conmutado por paquetes, usado originalmente en la conexión de mainframes sobre las redes de área extensa públicas, está limitado por su historia, pues fue diseñado para trabajar con medios de transmisión analógicos propensos a errores, su sistema de corrección y recuperación de errores mediante almacenamiento y reenvío es excesivo para los enlaces digitales y ópticos actuales, más inmunes a los errores. Las líneas dedicadas tienen su propio conjunto particular de problemas para manejar el tráfico de las redes locales. 24
  • 25. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA Es complejo y costoso lograr conectividad tipo malla: típicamente se requiere de la instalación de un complicado enrutador multiprotocolo, que necesita ajustes para su funcionamiento adecuado. También resulta muy difícil reconfigurar las redes de líneas dedicadas para ajustarlas a demandas de ancho de banda rápidamente cambiantes. Frame Relay ataca algunos de los problemas más importantes en la conexión de redes locales, a la vez que ofrece un ahorro de costos y una complejidad menor. Definición de Frame Relay Frame Relay es un protocolo de acceso que define un conjunto de procedimientos y formatos de mensajes para la comunicación de datos a través de una red, sobre la base del establecimiento de conexiones virtuales entre 2 corresponsales. Es un servicio orientado a conexión, sin mecanismos para la corrección de errores o el control de flujo, que permite una asignación dinámica del ancho de banda basada en los principios de la concentración y multiplexación estadística empleada en la X.25, pero a la vez provee la baja demora y alta velocidad de conmutación que caracteriza a los multiplexores por división de tiempo (TDM). Las conexiones virtuales pueden ser del tipo permanente, (PVC, Permanent Virtual Circuit) o conmutadas (SVC, Switched Virtual Circuit). Es una interfaz entre la red y el cliente, que permite el acceso de este último al servicio en un entorno público o privado. Hasta el momento actual, sólo se utilizan conexiones virtuales permanentes (PVC) para el transporte de extremo a extremo, ya que sólo éstas han sido normalizadas. La posibilidad de multiplexar varios canales lógicos empleando una sola conexión física así como la capacidad de manejar el tráfico en ráfagas generadas por las redes de área local, convierten a este interfaz en la elección ideal para consolidar el caudal de múltiples líneas arrendadas de forma muy económica. Es un protocolo de señalización. Las normas de Frame Relay dividen el nivel de enlace del modelo de referencia OSI en dos áreas fundamentales: servicios centrales o de núcleo y servicios definidos por el usuario (y elegibles por éste). Los servicios centrales incluyen una serie de funciones implementadas por la red que garantizan el transporte de las tramas de extremo a extremo. Los servicios definidos por el usuario sólo se utilizan en los equipos de abonado y comprenden funciones de corrección de errores, control de flujo y chequeo de la utilización del 25
  • 26. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA enlace. Ambos tipos de servicios han sido definidos por la UIT y el Comité ANSI. Algunos fabricantes han escrito interfaces de administración local (LMI), que trabajan junto a las normalizadas o han sido sustituidas por ellas, a través de las cuales los equipos terminales pueden conocer el estado de las conexiones virtuales (PVC) en cada momento. El protocolo Frame Relay se ha impuesto gracias a la habilidad con que asocia su simplicidad con la eficacia de la transmisión, ya que sólo utiliza las dos primeras capas del modelo de referencia OSI y además, la capa de enlace fue aligerada de todas las funciones de control de flujo y recuperación de errores, las cuales pasan a ser responsabilidad de los equipos terminales. Con ello, las demoras son reducidas al mínimo en cada conmutador, que ya no necesita efectuar esas funciones en cada trama antes de reenviarla, y se elimina el tráfico adicional que generaban los mecanismos de corrección de errores. La gran ventaja de este protocolo radica en su sencillez y se puede emplear a velocidades de hasta 34 Mbit/s. Otra ventaja no menos importante, es la capacidad de compartir el ancho de banda de forma dinámica, para la consolidación del tráfico, lo que lo hace económicamente muy atractivo frente al empleo de líneas arrendadas. Características generales Frame Relay proporciona conexiones entre usuarios a través de una red pública, del mismo modo que lo haría una red privada con circuitos punto a punto. De hecho, su gran ventaja es la de reemplazar las líneas privadas por un sólo enlace a la red. El uso de conexiones implica que los nodos de la red son conmutadores, y las tramas deben de llegar ordenadas al destinatario, ya que todas siguen el mismo camino a través de la red. Las redes Frame Relay se construyen partiendo de un equipamiento de usuario que se encarga de empaquetar todas las tramas de los protocolos existentes en una única trama Frame Relay. También incorporan los nodos que conmutan las tramas Frame Relay en función del identificador de conexión, a través de la ruta establecida para la conexión en la red. Éstas deben garantizar la transferencia bidireccional de los datos entre 2 abonados sin alterar su orden, mediante el intercambio de tramas de información no numeradas. Ello implica que debe proveerse un servicio orientado a conexión. Estas conexiones pueden ser de 2 tipos: - Circuito Virtual Permanente (PVC), donde cada conexión virtual entre dos abonados es establecida por el operador de la red en el momento de la subscripción y sólo puede ser modificado por éste. - Circuito Virtual Conmutado (SVC), en este caso debe existir un procedimiento de nivel 3 a fin de que los usuarios puedan establecer y liberar las conexiones a voluntad. 26
  • 27. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA Al haber sido desarrollado mucho después que la tecnología X.25, Frame Relay se adapta mejor a las características de las infraestructuras de telecomunicaciones actuales. La norma está descrita sólo sobre las dos primeras capas o niveles del modelo OSI, a diferencia de X.25, que llega hasta el Nivel 3 de red, en el cual se consignan las funciones de control del flujo y la integridad de los datos. Por tanto, al estar liberado de estos cometidos, Frame Relay resulta mucho más rápido que X.25, que como fue concebida inicialmente para operar con circuitos analógicos, utiliza procedimientos de control de errores, frecuentemente pesados, lentos y complejos. La evolución tecnológica ha logrado mejorar la calidad de las líneas, permitiendo desplazar el control de los errores a los propios equipos situados en los extremos de la comunicación, que pueden interpretar las señales de control de flujos generadas por la red. En todos estos aspectos técnicos reside la fuerza de Frame Relay, que, además, permite al usuario pagar sólo por la velocidad media contratada y no sobre el tráfico cursado. Arquitectura Nivel de enlace: Se encarga de la transferencia fiable de información a través del enlace físico, enviando los bloques de datos (tramas o frames), con la sincronización, control de errores y control de flujo necesarios. La buena calidad de los enlaces digitales empleados para las conexiones intranodales en una red, hace innecesario el uso de procedimientos complejos para la detección y corrección de errores durante el trayecto a través de ella, además de que éstos suelen aumentar las demoras de tránsito, por lo que sólo se utilizarán en los terminales de abonados con el fin de verificar la integridad de los datos recibidos “de extremo a extremo”. Al protocolo completo de nivel dos se le conoce como LAP-F (Link Access Procedures for Frame mode bearer services) que es utilizado en Frame Relay para controlar el enlace de datos, y se divide en dos partes: La subcapa inferior 2.1, servicios centrales de Frame Relay, que está presente tanto en los equipos terminales de abonado (FRAD, router) como en los conmutadores de red para garantizar una alta velocidad de conmutación. La subcapa superior 2.2, fuera de Frame Relay, que se implementa únicamente en los extremos del circuito virtual, en los equipos terminales del cliente. 27
  • 28. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA Estas funciones (subcapa 2.1) también son conocidas como funciones centrales. Delimitar y conformar las tramas. Garantizar la transparencia. Multiplexar/demultiplexar las tramas mediante la utilización del campo de dirección. Inspeccionar la trama para verificar que contiene un número entero de octetos. Chequear la trama para controlar que no sea muy larga ni muy corta. Detectar los errores de transmisión (cálculo del CRC). Activar los mecanismos de protección ante una congestión. La capa superior de nivel dos está encargada principalmente de: 1. Controlar la secuencia y detectar la pérdida de tramas. 2. Reconocer las tramas correctamente recibidas. 3. Retransmitir las tramas perdidas. 4. Realizar el control de flujo. Estas operaciones pueden llevarse a cabo mediante el empleo de protocolos normalizados tales como LAP-B (X.25), LAP-D (RDSI), LLC (LAN), etc. El protocolo LAP-B es un subconjunto del protocolo HDLC (High-level Data Link Control), que puede proporcionar la conexión entre el usuario y la red a través de un enlace simple, por ejemplo en un canal B. Asimismo, el protocolo LAP-D, derivado del anterior, proporciona una o más conexiones sobre un mismo canal (D), y por tanto permite cumplir con los requerimientos de señalización para múltiples canales B, asociados a un único canal D. 28
  • 29. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA La funcionalidad del protocolo LAP-D permite: 1. Mensajes a un único o múltiples (broadcast) destinatarios. 2. En caso de un único destinatario, se garantiza que no hay pérdida de ningún mensaje, así como su transmisión libre de errores, en la secuencia en que son originados. 3. En caso de mensajes tipo "broadcast", LAP-D garantiza la transmisión libre de errores en la secuencia original, pero si hay errores durante la transmisión, los mensajes se pierden. 4. LAP-D proporciona direccionamiento y chequeo de errores en la capa 2, mediante una secuencia de verificación de tramas (FCS o Frame Check Sequence). Como en otras áreas de ISDN se necesitan considerar dos planos de operación: un plano de control (C) que envuelve el establecimiento y terminación de conexiones lógicas; y un plano de usuario ( U ) que es responsable de la transferencia de datos de usuario entre los suscriptores. Entonces los protocolos del plano C son entre un suscriptor y la red y los protocolos del plano U proveen funcionalidad de extremo a extremo. El protocolo del plano U controla la transferencia de información entre los interfaces de usuario a ambos lados, dicho protocolo es el Q.922. Q.922 es una nueva versión del LAPD (link access procedure, channel D; I.441/Q.921). Sólo las funciones básicas del Q.922 son usadas por frame relay. Éstas son: - Delimitación de tramas, alineación y transparencia. - Multiplexación/ demultiplexación de las tramas usando el campo de dirección. - Inspección de la trama para asegurar que exista un número entero de octetos antes de la inserción de bits “0” (relleno). - Inspección de la trama para asegurar que no es demasiado corta ni demasiado larga. - Detección de errores de transmisión. - Funciones de control de congestión. 29
  • 30. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA Las funciones básicas de Q.922 en el plano U constituyen una subcapa del nivel de enlace. Ésta provee el servicio portador de transferencia de tramas del nivel de enlace de un suscriptor a otro sin control de flujo o errores. Por encima de esto el usuario puede escoger seleccionar funciones adicionales de extremo a extremo en el nivel de enlace o en el nivel de red, pero esto no es parte del servicio de ISDN. Basado en las funciones básicas frame relay es un servicio de nivel de enlace orientado a conexión con las siguientes propiedades: 1. Preservación del orden de transferencia de tramas de un extremo de la red a otro. 2. No duplicación de tramas. 3. Muy pequeña probabilidad de pérdida de tramas. Fig III.2 Arquitectura de Protocolos Frame Relay. Q.922 es un protocolo que debe ser usado aunque se pueden usar también otros protocolos estándar o de propietario. Se requieren condiciones adicionales en los terminales, dependiendo del control de congestión y requerimientos de rendimiento usados. Un mecanismo para satisfacer los requerimientos de control de congestión es que el terminal implemente un algoritmo de ventanas deslizantes. Pueden ser necesarias funciones adicionales para monitoreo y obligación de rendimiento En el plano de control Q.922 provee un servicio de control de enlace de datos con control de errores y de flujo, para la entrega de mensajes de control de llamada (I.451/Q.931). 30
  • 31. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA Como se puede ver esta arquitectura reduce al mínimo indispensable la cantidad de trabajo a realizar por la red. Los datos de usuario se transmiten virtualmente en tramas sin ningún procesamiento por parte de los nodos intermedios, aparte del chequeo de errores y del enrutamiento basado en el número de conexión. Una trama errónea simplemente se desecha, dejando a los protocolos de niveles superiores la recuperación de errores. El protocolo de control de llamada implica el intercambio de mensajes entre el usuario y un manejador de tramas sobre una conexión ya creada. Estos mensajes son transmitidos en una de dos formas: 1. Caso A: los mensajes se transmiten en tramas frame relay sobre el mismo canal (B o H) como conexión frame relay, usando la misma estructura de trama, con un DLCI=0. 2. Caso B: los mensajes se transmiten en tramas LAPD con SAPI=0 sobre el canal D. En cualquier caso el grupo de mensajes es un subconjunto de los usados en I.451/Q.931. Para frame relay, sin embargo, estos mensajes se usan para establecer y manejar conexiones frame relay lógicas en lugar de circuitos. De acuerdo con esto algunos de los parámetros usados para el control de llamadas frame relay difieren de los usados por I.451/Q.931, el cual tiene una serie de funciones como son: - Verificación de compatibilidad: asegura que sólo reaccionen a una llamada aquellos equipos compatibles en una línea RDSI. - Subdireccionamiento. - Presentación de números. - Establecimiento de la llamada. - Selección del tipo de conexión (conmutación de paquetes o de circuitos). - Generación de corrientes y tonos de llamada. - Señalización usuario a usuario (de forma transparente a la red). - Soporte de facilidades y servicios adicionales. 31
  • 32. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA El cual emplea una serie de mensajes para manipular las señalizaciones como son: - SETUP: para iniciar una llamada. - ALERTING: para indicar el inicio de la fase de generación del tono. - CONNECT: para señalizar el comienzo de la conexión. - CONNECT ACKNOWLEDGE: reconocimiento local del mensaje de conexión. - DISCONNECT: enviado por el terminal cuando va a colgar. - RELEASE: respuesta a un mensaje de desconexión, iniciando la misma. - RELEASE COMPLETE: reconocimiento local del mensaje de desconexión, confirmando la liberación correcta de la llamada. - CALL PROCEEDING: enviada por la central a un terminal intentando establecer una llamada una vez ha sido analizado el número llamado. - SETUP ACKNOWLEDGEMENT: confirmación por la central, de la recepción del mensaje de SETUP, en caso de precisarse de información adicional para completar la llamada. - USER INFORMATION: para la señalización usuario a usuario. - INFORMATION: empleado por el terminal para enviar información adicional a la central en cualquier momento, durante una llamada. - NOTIFY: usado por la central para enviar información a un terminal, en cualquier momento, durante una llamada. Nivel Físico: Realiza la transmisión de cadenas de bits, sin ninguna estructuración adicional, a través del medio físico. Tiene que ver con las características mecánicas, eléctricas, funcionales y los procedimientos para el acceso al medio físico. 32
  • 33. MODO DE TRANSMISIÓN ASÍNCRONA Las funciones del nivel físico incluyen: - Codificación de los datos a ser transmitidos. - Transmisión de datos en modo full duplex, a través del canal B. - Transmisión de datos en modo full duplex, a través del canal D. - Multiplexado de los canales para formar la estructura BRI o PRI. - Activación y desactivación de los circuitos físicos. - Alimentación del terminador de la red al dispositivo terminal. - Identificación del terminal. - Aislamiento de terminales defectuosos. - Gestión de accesos al canal D. Las que son implementadas por protocolos que deben proveerse según las recomendaciones y I.430 o I.431. El Forum Frame Relay decidió adoptar como soluciones para el nivel uno, las interfases físicas ya normalizadas por la UIT. No obstante, debe señalarse que no existe ninguna limitación para utilizar cualquier otro estándar siempre y cuando los equipos a interconectar en ambos extremos lo soporten. Las interfases más comúnmente empleadas son: V.35, X.21 y G.703. EN RESUMEN Q.922 es un protocolo que debe ser usado aunque se pueden usar también otros protocolos standards o de propietario. Se requieren condiciones adicionales en los terminales, dependiendo del control de congestión y requerimientos de rendimiento usados. Un mecanismo para satisfacer los requerimientos de control de congestión es que el terminal implemente un algoritmo de ventanas deslizantes. 33

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