Uni fiee rdsi sesion 9 atm

7,003 views

Published on

0 Comments
1 Like
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
7,003
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
5,510
Actions
Shares
0
Downloads
139
Comments
0
Likes
1
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Uni fiee rdsi sesion 9 atm

  1. 1. Facultad de Ingeniería Eléctrica y Electrónica Ingeniería de Telecomunicaciones Redes Digitales de Servicios Integrados (IT526M) ATM Sesión: 9 Prof. Ing. José C. Benítez P.
  2. 2. Capitulo. ATMISDN-BB Tecnología fast packet. Concepto Características Servicios Frame Relay y Cell Relay. ATM: Introducción Tecnología La célula ATM. Interfaces de una Red ATM. ATM Cell Header Conexiones ATM Routing ATM Arquitectura ATM IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 2
  3. 3. Tecnología Fast Packet Concepto: Los conceptos sobre conmutación de paquetes han producido nuevos servicios de modo paquete de alto rendimiento, denominados conmutación fast packet.IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados- Prof. Ing. José C. Benítez P. 3
  4. 4. Tecnología Fast Packet Características: Infraestructura de una red digital de alta velocidad. Baja tasa de error. Depende de los sistemas de usuario final para la corrección de errores (y alguna detección de errores). Los servicios fast packet al inicio, fueron de hecho, inestables, Las unidades de datos con errores son desechados por la red, y Los usuarios finales no son notificados de tal pérdida de datos.IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados- Prof. Ing. José C. Benítez P. 4
  5. 5. Tecnología Fast PacketServicios:• Frame relay• Cell relay IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 5
  6. 6. Frame Relay y Cell RelayFrame Relay • Es conceptualmente similar a la PS VC. • Las tramas pueden ser de tamaño variable, como muchos paquetes en una red PSN. • Los host en una FRN establecen un VC antes del intercambio de tramas, y la red desecha las tramas con errores. • La diferencia es que los host son responsables de una comunicación fiable extremo a extremo. • Frame Relay es un servicio en modo paquete adicional para RDSI. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 6
  7. 7. Frame Relay y Cell RelayCell Relay • Es diferente a FR y a la PS. • Usa una entidad de transmisión de tamaño fijo denominada celda. • La utilización de una celda de tamaño fijo permite realizar muchas optimizaciones en los conmutadores de red y tiene mejores capacidades de multiplexación estadística, permitiendo el transporte de muchos tipos de tráfico, incluyendo voz, video, gráficos y datos IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 7
  8. 8. Frame Relay y Cell RelayCell Relay: Tipos Existen dos tipos: • Orientado a la conexión (es la base del Modo de Transferencia Asíncrono - ATM). • Connectionless (es la base del Servicio de Datos Multimegabits Conmutado - SMDS). IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 8
  9. 9. ATMIntroducción: • El ATM Forum, organismo fundado en 1991 por compañías que deseaban fabricar y comercializar productos ATM, tuvo que intervenir en el asunto de la normalización, debido a que las organizaciones internacionales (ITU-TSS, antes CCITT), no lo hacían a tiempo. • Como consorcio de empresas privadas, no puede "establecer normas", pero sí que puede acelerar el uso de productos y servicios ATM, logrando la rápida convergencia de especificaciones de inter operatibilidad y promoviendo la cooperación de la industria, entre otras actividades. • Esa aceleración y unificación conlleva la posterior propuesta de normas "de facto", al ITU-TSS, para su aprobación. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 9
  10. 10. ATMIntroducción: • Las redes de Modo de Transferencia Asíncrona (Asynchronous Transfer Mode, ATM), surgen en 1986 como idea de un grupo de ingenieros de compañías telefónicas, como respuesta a una demanda de redes más rápidas y de mayor ancho de banda, para acomodarse a los crecimientos en los tamaños de archivos y aplicaciones experimentados en el sector. • Los primeros resultados se hicieron públicos en 1988, con la publicación, por parte de CCITT, de unos estándares como parte de los "libros azules", relativos a una familia de redes troncales digitales; basadas en fibra y con estrategias de multiplexado y conmutación para conectar dichas troncales. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 10
  11. 11. ATMIntroducción: • Las troncales digitales de gran BW formaban una familia de enlaces de fibra conocidos como SDH (Synchronous Digital Hierarchy), también conocidos como SONET. • ATM es la tecnología empleada en SDH - SONET, para el multiplexado y la conmutación, un método para construir y operar redes, muy diferente a todas las tecnologías anteriores. • Todos los tipos de redes actuales, LAN, MAN, WAN, y probablemente futuras, tienen su cabida dentro de una red ATM, y deben de considerarse complementarias. • Todas las aplicaciones: multimedia, videoconferencia, emulación LAN/MAN/WAN, redes públicas y privadas, y todo tipo de servicios que queramos imaginar tienen soporte en ATM. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 11
  12. 12. ATMTecnología: • ATM pretende resolver dos problemas: mayor ancho de banda y rápida conmutación que permita tomar bits de un enlace y llevarlos velozmente a otro enlace de la misma red. • Hasta la llegada de ATM, la clase de red implementada por una organización, dependía fundamentalmente de las distancias. • Si las distancias son cortas, se emplean redes tipo LAN. Para distancias mayores, se emplean enlaces WAN e incluso MAN. • El problema, evidente, es que los equipos empleados en la LAN no son directamente operativos en la WAN o MAN, y se hace necesario el uso de una tecnología instalada entre ambas, como routers, con el consiguiente cambio de protocolos. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 12
  13. 13. ATMTecnología: • ATM, en cambio, se basa en enlaces SONET, constituyendo una familia de implementaciones de hardware, software y protocolos interoperables y estándares, que pueden proporcionar mayor ancho de banda cuando se requiera. • ATM al basarse en las tecnologías de multiplexado y conmutación, se logran redes con unos retrasos insignificantes extremo a extremo. • La combinación de ATM y SONET proporciona las ventajas del gran ancho de banda de la fibra, y la velocidad de los nodos de la red, que depende solo de la capacidad de los propios sistemas. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 13
  14. 14. ATMTecnología: • La filosofía de ATM es muy simple: una vez establecida la forma mas eficiente de enviar bits de un punto a otro de la red, no puede existir sistema o aplicación que pueda requerir mayor ancho de banda o menores retrasos. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 14
  15. 15. ATMTecnología: • La gran ventaja de ATM, es su potencial habilidad para mezclar diferentes tipos de redes (voz, vídeo, datos, ...) en una gran red físicamente no canalizada. • Este método de multiplexar células ATM define el concepto de “Modo de Transferencia Asíncrona", donde Asíncrona se refiere a la habilidad de la red de enviar datos asociados con una conexión sólo mientras existan dichos datos. • En contraste, las redes canalizadas envían cadenas de bits para mantener la conexión o canal, a pesar de que no existan datos que transmitir en ese momento. Es la esencia de las redes síncronas. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 15
  16. 16. ATMTecnología: • A diferencia de las redes síncronas, especializadas para un determinado tipo de tráfico o servicios, en ATM el tráfico es enviado en función de la demanda: si no hay tráfico, no hay "consumo" de ancho de banda, y por tanto no es dependiente del servicio. • ATM es muy flexible y eficiente: se ajustan fácilmente y los recursos previamente asignados a una conexión de audio, se emplean luego para datos. • ATM se basa en conexiones, no en canales, tal y como se hace en las tradicionales técnicas de multiplexado por división en el tiempo. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 16
  17. 17. ATMLa célula ATM: • La unidad de intercambio de datos es la célula, definida como un bloque de información de longitud fija; 53 bytes: • cabecera de 5 bytes, y • sección de información de 48 bytes (denominada payload o carga útil). • Los bytes son enviados a la red uno a uno, en secuencia, y el propietario de la célula se determina por la información existente en la cabecera de la propia célula. • La estructura de la cabecera de la célula ATM es la misma que la cabecera de la B-ISDN UNI (User-Network Interface), empleada en las comunicaciones RDSI. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 17
  18. 18. ATMRed ATM: En ATM existen dos tipos de interfaces; una conexión entre dos conmutadores (interfaz NNI, Network to Network Interface) y una conexion entre un UNI conmutador y un host (interfaz UNI, User to Network Interface). NNI Token Ring NNI Red ATM Desde el punto de vista de una red ATM: • UNI = User-to-Network Interface • NNI = Network-to-Network Interface Un Host es el que envía o recibe celdas ATM Un Conmutador solo se ocupa de conmutar celdas, es decir de pasarlas de una interfaz a otra y de modificar el valor de VPI/VCI que aparece en su cabecera. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 18
  19. 19. ATMCabecera de celda ATM: 8 bits 8 bits GFC VPI • GFC: Generic Flow VPI VPI Control. No usado VPI VCI VPI VCI • VPI: Virtual Path VCI VCI Identifier. Hasta 256 VCI PTI CLP (UNI) o 4096 (NNI). VCI PTI CLP Header Error Check (HEC) • VCI: Virtual Header Error Check (HEC) Channel Identifier. Carga útil Hasta 65536. Carga útil (48 bytes) (48 bytes) • PTI: Payload Type Identifier. 3 bits. • CLP: Cell Loss Priority. 1 bit. • HEC: Es un CRC de toda la cabecera. 8 Celda UNI bits. Celda NNI IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 19
  20. 20. ATM • El formato de una celda ATM varía Cabecera de celda ATM: ligeramente según se trate de una interfaz UNI o NNI. 8 bits 8 bits • En el caso de la interfaz UNI aparece GFC VPI • GFC: Generic Flow VPI VPI un campo de 4 bits al principio de la Control. No usado VPI VCI VPI VCI VCI • VPI: Virtual Path VCI celda denominado GFC (Generic Flow Identifier. Hasta 256 VCI PTI CLP (UNI) o 4096 (NNI). VCI PTI CLP Control). Aunque este campo seHeader Error Check (HEC) • VCI: Virtual Header Error Check (HEC) pensó inicialmente para ejercer Channel Identifier. Carga útil Hasta 65536. Carga útil control de flujo sobre el host, en la (48 bytes) (48 bytes) • PTI: Payload Type Identifier. 3 bits. práctica no se ha utilizado. • CLP: Cell Loss Priority. 1 bit. • En el caso de la celda NNI el campo • HEC: Es un CRC de GFC no está presente, con lo que el toda la cabecera. 8 Celda UNI bits. Celda NNI campo VPI tiene una longitud de 12 bits en vez de los 8 que tiene en la celda UNI. • El número máximo de VPIs en una interfaz UNI es de 256 mientras que IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. en una NNI es de 4096. 20
  21. 21. ATMCabecera de celda ATM: 8 bits 8 bits GFC VPI • GFC: Generic Flow VPI VPI Control. No usado VPI VCI VPI VCI • VPI: Virtual Path VCI VCI Identifier. Hasta 256 VCI PTI CLP (UNI) o 4096 (NNI). VCI PTI CLP Header Error Check (HEC) • VCI: Virtual Header Error Check (HEC) Channel Identifier. Carga útil Hasta 65536. Carga útil (48 bytes) (48 bytes) • PTI: Payload Type Identifier. 3 bits. • CLP: Cell Loss Priority. 1 bit. • HEC: Es un CRC de toda la cabecera. 8 Celda UNI bits. Celda NNI • En ambas interfaces el campo VCI tiene una longitud de 16 bits y contiene el número del VCI al que pertenece esta celda. • Se dispone por tanto de hasta 65536 VCIs diferentes por cada VPI en cada interfaz. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 21
  22. 22. ATM Campo PTI • El campo PTI tiene tres bits que se (Payload Type Identifier) utilizan para diversas funciones. • El primer bit (el más significativo) Valor Significado indica si se trata de una celda de 000 Celda tipo 0 (norm No hay congestión al). usuario (valor cero) o si es una celda 001 Celda tipo 1 (fin de mensaje AAL5). No hay congestión. de gestión de la red (valor uno).Usuario 010 Celda tipo 0 (norm Hay congestión al). • En las celdas de usuario el segundo 011 Celda tipo 1 (fin de mensaje AAL5). Hay congestión bit sirve para indicar situaciones de 100 Celda OAM(Operation, Administrationand congestión. Management) de segmento (entre vecinos) Gestión 101 Celda OAM(Operation, Administrationand • El tercer bit sirve en las celdas de Management) extremo a extremo usuario para distinguir dos tipos, las 110 Celda RM(ResourceManagement) llamadas de tipo 0 (que son las 111 Reservado normales) y las de tipo 1. o La utilización de dos tipos diferentes sirve por ejemplo en el protocolo de transporte AAL5 para indicar que la IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados celda termina un mensaje - Prof. Ing. José C. Benítez P. 22
  23. 23. ATMLa estructura de la célula ATM: VPI: Identificador de Camino Virtual VCI: Identificador de Canal Virtual PTI: Identificador Tipo de Carga Útil CLP: Célula de Baja Prioridad HEC: Control de Errores de Cabecera IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 23
  24. 24. ATMMultiplexación ATM: • La multiplexación de ATM ofrece una ventaja adicional, y es la posibilidad de que trabaje tanto en modo de CS como en PS. • El modo de CS (por ejemplo voz), se denomina también CBR (Continuous Bit Rate); • El modo de PS, casi siempre datos, es denominado VBR (Variable Bit Rate). • De este modo, se logra compatibilidad: o con el equipamiento de red existentes, o con todos los servicios de red. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 24
  25. 25. ATM • Las conexiones ATM, son denominadasConexiones ATM: Circuitos Virtuales, • Estas pueden ser:VC Switch • CV Permanentes - PVC (Permanent VCI 1 VCI 2 VCI 3 VCI 4 Virtual Circuit), que operan como VPI 1 VPI 3 VPI 2 Port 2 una línea física dedicada, creandoVP Switch VCI 4 una conexión permanente entre dos VPI 2 Port 1 puntos de la red. VCI 3VCI 1VCI 2 VPI 1 VPI 3 • CV Conmutados - SVC (Switched VCI 1 Virtual Circuit), equivalentes a los deVCI 1VCI 2 VPI 4 VPI 5 la red telefónica, donde las VCI 2 Port 3 conexiones entre dos puntos de la red se establecen dinámicamente para cada transmisión. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 25
  26. 26. ATM Encaminamiento ATM: • Las células ATM son encaminadas entre dos puntos de la red a través de Canales Virtuales - VC (Virtual Channel) yVC Switch Caminos Virtuales - VP (Virtual Path). VCI 1 VCI 2 VCI 3 VCI 4 • Un Canal Virtual es la conexión entre dos VPI 1 VPI 3 VPI 2 Port 2VP Switch VCI 4 entidades finales ATM, y ello conlleva el VPI 2 Port 1 establecimiento de todos los enlaces VCI 3VCI 1 VPI 1 VPI 3 necesarios para crear la comunicaciónVCI 2 entre dichas entidades. VCI 1VCI 1VCI 2 VPI 4 VPI 5 • Los Caminos Virtuales son grupos de VCI 2 Port 3 canales virtuales que conectan dos puntos finales, incluyendo todos los enlaces asociados a través de la red ATM. Son un medio muy conveniente para agrupar el tráfico de todos los canales virtuales con IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. idéntico destino u origen. 26
  27. 27. ATMEncaminamiento ATM: T ra y e c to s V irtu a le s y C a n a le s V irtu a le s V ir tu a l P a th (V P ) E 1 (2 M b /s ) E 3 (3 4 M b /s ) S T M -1 u O C -3 c (1 5 5 M b /s ) V ir tu a l P a th (V P ) S T M -4 u O C -1 2 c (6 2 2 M b /s ) E n la c e fís ic o P o r u n e n la c e fís ic o E l V C e s e l c a m in o C a d a V P C o n tie n e ló g ic o e n tr e h o s ts p u ed en p asar M ú ltip le s V C s m ú ltip le s V P s e n la r e d A T M Id e n tific a d o r d e la C o n e x ió n : V P I/V C I IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 27
  28. 28. ATMArquitectura ATM:• Las diferentes funciones de la arquitectura ATM se distribuyen en capas.• Las capas permiten una mejor gestión y convergencia de todas las funciones. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 28
  29. 29. ATMArquitectura ATM: El modelo de referencia B-ISDN ATM consta de tres capas principales. L1: La capa física L2: La capa de ATM L3: La capa de Adaptación ATM (AAL) IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 29
  30. 30. ATMArquitectura ATM: L1 - La capa física : • Define y se encarga de los niveles de voltaje del nivel físico y de determinar el comienzo y fin de una cadena de bits en el tiempo. • No se restringe a un tipo específico de medio de transmisión físico, por lo cual existe la subcapa física dependiente del medio físico, la cual se encarga de dar acceso a la red física. • La subcapa de convergencia de transmisión se encarga de manejar celdas lo cual sería el trabajo de crear frames en el nivel de enlace ISO. L2 - La capa de ATM: • Se encarga de solucionar la congestión de tráfico, de darle significado a los encabezados de las celdas y la creación y liberación de circuitos. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 30
  31. 31. ATMArquitectura ATM: L3 – La capa de Adaptación ATM (AAL) • Es la capa más interesante, ya que esta capa funciona diferente de acuerdo al tipo de información que las celdas contienen. • Esta capa permite que diferentes aplicaciones puedan hacer uso de una red ATM. • Esta capa debe ser capaz de colocar cualquier tipo de información en las celdas de ATM. • La capa de Adaptación está dividida en dos. – La capa inferior (Subcapa de segmentación y re-ensamblado) se encarga de re-ensamblar celdas para crear paquetes de mayor tamaño según lo requiera la aplicación que se encuentra en capa superiores. – La capa superior (Subcapa de convergencia) se encarga de decidir qué tipo de servicio requiere nuestra aplicación (video, voz, datos, etc.) IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 31
  32. 32. ATML1 ATM: • La capa física ATM define las interfaces y los protocolos de las tramas para la red ATM. • Las implementaciones actuales soportan velocidades de: • 34 Mbits/seg. (E3), • 45 Mbits/seg. (T3), • 155 Mbits/seg. (OC-3), • 1.544 Mbits/seg. (T1), • 622 Mbits/seg. (OC-12). • Aunque los límites aún no se han establecido, y por tanto esto son sólo algunas muestras de las posibilidades que se ofrecen. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 32
  33. 33. ATML1 ATM: La capa física se subdivide en dos subcapas: ● SC medio físico (PM - Physical Medium) • Proporciona las funciones de transferencia de bits. • .: Es específica al medio empleado. ● SC convergencia de transmisión (TC - Transmission Convergence) • Controla la transmisión de las tramas a través del medio físico. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 33
  34. 34. ATMSub capa TC: La subcapa TC es el nivel más bajo y realiza cinco funciones específicas: 1. Generación/reconstrucción de la trama de transmisión Empaqueta las células en las tramas de transmisión (lado emisor) y las desempaqueta (lado del receptor). 2. Adaptación de la trama de transmisión Dado que los procesos siguientes requieren conocer el esquema de entramado empleado en el enlace. 3. Delimitación de las células De modo que el receptor reconozca los límites de cada célula en la cadena de bits. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 34
  35. 35. ATMSub capa TC: 4. Secuencia de generación/verificación del HEC • El control de errores en ATM se emplea sólo en la cabecera de la célula, y se denomina Control de Errores de Cabecera (HEC o Header Error Control). • A través de un sólo byte, con posibilidad de corrección de errores de un solo bit. • Con su verificación se logra que células fallidas no sean conmutadas a destinos inadecuados. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 35
  36. 36. ATMSub capa TC: 5.Cell Rate Decoupling. • Un servicio de datos a ráfagas puede perder mucho tiempo sin transmitir datos, y en otros momentos puede intentar enviar gran cantidad de datos al mismo tiempo (ráfagas). • Durante los períodos de inactividad, la capa TC insertará células "vacías", en el lado del emisor, que serán retiradas en el lado receptor. • Sólo las células "no vacías" son pasadas a la capa ATM. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 36
  37. 37. ATML2 ATM: La capa ATM define: • la estructura de la célula ATM y • la señalización a través de las conexiones en una red ATM. Esta capa también: • crea las células ATM y • permite el establecimiento y "destrucción" de las conexiones virtuales (VC y VP) en la red. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 37
  38. 38. ATM L2 ATM. Funcionamiento: 1. La capa ATM multiplexa (mezcla) células a través deVC Switch un mismo enlace físico. VCI 1 VCI 2 VCI 3 VCI 4 2. Las células se distinguen en los nodos de la red VPI 1 VPI 3 VPI 2 Port 2 (conmutadores ATM), y en los equipos destinatarios,VP Switch VCI 4 porque los campos de la cabecera identifican los VPI 2 Port 1 caminos virtuales y los canales virtuales. VCI 3VCI 1VCI 2 VPI 1 VPI 3 3. La capa ATM traslada un identificador de camino virtual (VPI o Virtual Path Identifier) y un identificador de canalVCI 1 VCI 1 virtual (VCI o Virtual Channel Identifier) entrantes, en VPI 4 VPI 5VCI 2 VCI 2 un enlace al par correcto VCI/VPI para el enlace de Port 3 salida. 4. Los valores se obtienen de una tabla en el conmutador, que previamente había sido obtenida en el momento de la conexión por mensajes de señalización. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 38
  39. 39. ATM L2 ATM. Funcionamiento:VC Switch 5. En los extremos de la red, la capa VCI 1 VCI 2 VCI 3 VCI 4 ATM genera e interpreta lasVP Switch VPI 1 VPI 3 VPI 2 Port 2 cabeceras de las células, y sólo el VPI 2 VCI 4 campo de "payload" es pasado a Port 1 VCI 3 las capas superiores.VCI 1 VPI 1 VPI 3VCI 2 6. La capa ATM proporciona un VCI 1 mecanismo control de flujoVCI 1VCI 2 VPI 4 VPI 5 genérico (GFC o Generic Flow VCI 2 Control) para el acceso al medio. Port 3 IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 39
  40. 40. ATML3 AAL: • La capa de adaptación al medio (AAL) esta diseñada para proporcionar la conversión en células de los diferentes tipos de paquetes, necesaria para acomodar la mezcla de tipos de datos en una misma red. • La AAL realiza las funciones de segmentación y reensamblado que componen la información de las capas de niveles superiores, como paquetes de datos de longitud variable en células ATM de longitud fija. • La AAL gestiona el control de tiempos para las transmisiones y maneja células perdidas u ordenadas incorrectamente. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 40
  41. 41. ATM L3 AAL. Versiones :Voz A/D AAL s1 , s2 … cells Muestra DigitalVideo A/D … Compression AAL cells compressed picture frames frames Datos AAL Bursty variable-length cells packets IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 41
  42. 42. ATML3 AAL. Versiones de AAL: IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 42
  43. 43. ATML3 AAL. Versiones de AAL: Hay 5 versiones de la capa de adaptación al medio: 1. AAL1 1. soporta servicios CBR, 2. orientados a conexión y 3. tráfico síncrono, para servicios de voz y vídeo sin comprimir, emulación de circuitos, en los que se requiere una fuerte sincronización entre el emisor y el destinatario, pero a velocidades fijas. 2. AAL2 1. soporta servicios VBR, 2. orientados a conexión y 3. tráfico síncrono, para servicios de voz y vídeo comprimidos, donde la sincronización entre el emisor y el destinatario también es importante, pero la velocidad es variable. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 43
  44. 44. ATML3 AAL. Versiones de AAL: 3.AAL3/4 • Proporciona servicios para comunicación de datos, tanto orientados a conexiones como sin ellas, de tráfico asíncrono. • Permite el empleo de ATM con funciones de LAN (transferencia de archivos, backup, ...), en general transferencias cortas pero con grandes ráfagas de datos. 4.AAL5 • Es una versión más eficiente de la AAL3/4, diseñada para los requerimientos de redes LAN de alta velocidad (paquetes, SMDS, ...), sin conexión y con servicios VBR. En el futuro, se podrán especificar otros niveles, para cumplir con nuevos requisitos. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 44
  45. 45. ATML3 AAL. Organización de AAL: • Las funciones AAL están organizadas en dos subcapas lógicas: • La Subcapa de Convergencia (CS o Convergence Sublayer) y • La Subcapa de Segmentación y Reensamblado (SAR o Segmentation and Reassembly Sublayer). • La subcapa CS opera en el punto de acceso del servicio (SAP) y encapsula cualquier tipo de datos en un formato compatible ATM. • Su configuración es dependiente del servicio de acceso (Frame Relay, SMDS, Cell Relay Service, ...). • La funcionalidad de las Subcapas de Convergencia y SAR debe de ser proporcionada en el equipamiento del cliente, como routers, DSU o gateways. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 45
  46. 46. ATML3 AAL. Organización de AAL: • Para facilitar la implementación, los tipos de información con características comunes fueron agrupados por el ITU-T en 4 clases de servicios: A, B, C y D. • La agrupación se realizó en base a tres criterios principales. A B C D Tiempo real Si No Velocidad de Constante Variable transmisión Modo de Sin Orientado a conexión conexión conexión IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 46
  47. 47. ATM A B C DL3 AAL. Organización de AAL: Tiempo real Si No Velocidad de Constante Variable transmisión Modo de Sin Orientado a conexión conexión conexión • Para soportar las 4 clases de servicio se definieron 4 tipos de protocolos: – clase A protocolo AAL1 – clase B protocolo AAL2 – clase C protocolo AAL3 – clase D protocolo AAL4 • Posteriormente se combinaron los protocolos 3 y 4 para formar AAL3/4. • Finalmente, se definió el protocolo AAL5 específicamente para la comunicación entre computadoras. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 47
  48. 48. ATM Conmutador ATM • En la figura se muestra un Puertos 155 Mb/s en cobre (UTP-5) Puertos 155 Mb/s en fibra conmutador ATM típico. • En este ejemplo en concreto el conmutador dispone de 12 puertos Puerto 622 Mb/s en fibra de 155 Mb/s (OC-3c) de los que: – cuatro utilizan interfaz en cable de cobre UTP Cat. 5 (conector RJ-45) – los 8 restantes utilizan puertos OC-3c en fibra óptica (conector SC/SC). • Además hay un puerto OC-12c de 622 Mb/s. • La capacidad total agregada delUniversidad de Valencia Redes 4-26 Rogelio Montañ conmutador es pues de 2488,32 Mb/s. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 48
  49. 49. ATM Conmutador ATM Además de los puertos de conmutación ATM el conmutador Puertos 155 Mb/s en cobre (UTP-5) Puertos 155 Mb/s en fibra dispone de dos puertos especiales. Uno de ellos es la consola, que en Puerto 622 Mb/s en fibra este caso está identificada como ‘TERMINAL’ . Se trata de una interfaz RS-232 que se utiliza para la configuración inicial del equipo. El otro puerto es un Ethernet 10BASE-T (también con conector RJ- 45) que se utiliza para permitir la configuración remota del conmutador cuando aún no está configurada la parte ATM.Universidad de Valencia Redes 4-26 Rogelio Montañana IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 49
  50. 50. ATMFuncionamiento de un conmutador ATM Entrada Salida 45 Port VPI/VCI Port VPI/VCI 2 1 29 2 45 29 64 2 45 1 29 1 1 64 3 29 3 3 29 1 64 29 • El conmutador dirige las celdas según el VPI/VCI y el puerto de entrada. • Los VPI/VCI se fijan al crear el VC. Si son PVCs los fija el operador al configurarlos. Si son SVCs los elije el conmutador (normalmente usando números en orden creciente) • En general los VPI/VCI de un circuito cambian en cada salto de la celda en la red • Los VPI/VCI han de ser únicos para cada puerto (pueden reutilizarse en puertos diferentes). • Se pueden conmutar grupos de VCI en bloque conmutando por VPI IT526M Redes Digitalesde ValenciaIntegrados Universidad de Servicios Rogelio Montañana - Prof. Ing. José C. Benítez P. 50
  51. 51. ATMViaje de dos celdas por una red ATM• En esta figura se muestra un Entrada Salida ‘viaje imaginario’ de dos celdas Port VPI/VCI Port VPI/VCI Entrada Salida por una red ATM en la que se 1 29 3 45 Port VPI/VCI Port VPI/VCI 2 30 4 15 han constituido a su vez dos 3 45 1 29 2 15 3 14 circuitos, el verde que une el A 29 3 14 2 15 4 15 2 30 host A y el C, y el azul que 1 15 conecta el host B con el D. X 4 2 Y C 45• Cada celda corresponde a un 2 3 3 14 B 30 circuito diferente y viene 1 16 3 2 43 identificada en todo momento por Z 2 1 W Entrada Salida su color correspondiente. Entrada Salida 4 Port VPI/VCI Port VPI/VCI Port VPI/VCI Port VPI/VCI 1 16 2 43 1 45 2 16 10 2 43 1 16 2 16 1 45 3 14 4 10 D 4 10 3 14 Cada entrada en las tablas de los conmutadores es un VC; si la crea el operador es un PVC, si las crea un protocolo de señalización es un SVC IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 51
  52. 52. ATMViaje de dos celdas Entrada Salidapor una red ATM Port VPI/VCI Port VPI/VCI Entrada Salida 1 29 3 45 Port VPI/VCI Port VPI/VCI 2 30 4 15 2 15 3 14• El circuito verde sigue la 3 45 1 29 A 29 3 14 2 15 ruta A-X-Z-W-C y toma los 4 15 2 30 valores de VPI/VCI 29, 45, 1 4 15 2 16 y 43. Por su parte el X Y C circuito azul sigue la ruta 2 3 45 3 14 B-X-Y-W-D y toma los B 30 1 3 43 valores de VPI/VCI 30, 15, 16 2 Z W Entrada Salida 14 y 10. Entrada Salida 2 1 Port VPI/VCI Port VPI/VCI 4 Port VPI/VCI Port VPI/VCI 1 16 2 43Obsérvese que los circuitos 1 45 2 16 10 2 43 1 16se encuentran definidos en 2 16 1 45 D 3 14 4 10ambos sentidos, por lo que 4 10 3 14son full dúplex. Cada entrada en las tablas de los conmutadores es un VC; si la crea el operador es un PVC, si las crea un protocolo de señalización es un SVC IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 52
  53. 53. ATMViaje de dos celdas por una red ATM • Como puede verse en este ejemplo, no Entrada Salida solo el valor de VPI/VCI puede cambiar a Port VPI/VCI Port VPI/VCI Entrada Salida 1 29 3 45 Port VPI/VCI Port VPI/VCI lo largo de una conexión sino que 2 30 4 15 2 15 3 14 además no tiene por que haber ninguna A 3 45 1 29 3 14 2 15 29 4 15 2 30 correspondencia ni conocimiento mutuo 1 15 entre los valores de VPI/VCI utilizados 4 2 X Y C por los dos hosts que establecen el 45 2 3 3 14 circuito. B 30 1 3 43 16 2 • Cuando se establecen PVC el operador Z W Entrada Salida Entrada Salida 2 1 4 Port VPI/VCI Port VPI/VCI que lo configura elige un valor de Port VPI/VCI Port VPI/VCI 1 45 2 16 10 1 2 16 43 2 1 43 16 VPI/VCI libre para cada tramo de 2 16 1 45 D 3 14 4 10 acuerdo con sus preferencias o con los 4 10 3 14 criterios establecidos. Cada entrada en las tablas de los conmutadores es un VC; si la crea el operador es un PVC, si las crea un protocolo de señalización es un SVC • En el caso de SVC normalmente el protocolo de señalización elige para cada tramo el siguiente valor libre en orden creciente. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 53
  54. 54. ATMConmutación de VPs y VCs • El uso de dos campos diferentes en laVC Switch conmutación de celdas (VPI y VCI) permite establecer niveles jerárquicos, simplificando VCI 1 VCI 2 VCI 3 VCI 4 en ocasiones las switching tables.VP Switch VPI 1 VPI 3 VPI 2 Port 2 • Por ejemplo si se han de conmutar un VCI 4 VPI 2 grupo de circuitos que tienen un mismo VPI Port 1 VCI 3 se puede cambiar éste manteniendoVCI 1VCI 2 VPI 1 VPI 3 constante el campo VCI; de este modo todo el grupo vendrá identificado por una sola VCI 1VCI 1 VPI 4 VPI 5 entrada en las switching tables.VCI 2 VCI 2 • Podemos considerar esta conmutación de Port 3 ‘grano grueso’ como un conmutador por Virtual Path. • Cuando el conmutador desciende a modificar no solo el valor del VPI sino también el del VCI decimos que se trata de un conmutador por Virtual Circuit. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 54
  55. 55. ATMArquitectura de una red ADSL • En esta figura se muestra un 192.76.100.7/25 VPI 8, VCI 32, PCR 2000/300 Kb/s ejemplo de cómo se establecen los VPI 8, VCI 32, PCR 512/128 Kb/s circuitos ATM en una red ADSL. 192.76.100.1/25 • En primer lugar los usuarios 192.76.100.12/25 conectarían sus ordenadores al router ADSL, normalmente mediante Red ATM Red una conexión Ethernet 10BASE-T. telefónica 192.76.100.15/25 • El router ADSL se conecta mediante Internet el par telefónico con la central VPI 8, VCI 32, PCR 256/128 Kb/s telefónica, donde se encuentra un Router ADSL conmutador ATM. Ethernet 10BASE-T • El circuito virtual DSLAM se conecta Bucle de abonado (conexión ADSL) Enlace ATM OC-3 (155 Mb/s) mediante la red ATM del operador Circuito permanente ATM con un router, que es el que le dará salida a Internet. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 55
  56. 56. ATMArquitectura de una red ADSL 192.76.100.7/25 VPI 8, VCI 32, PCR 2000/300 Kb/s • Cuando el usuario contrata el servicio VPI 8, VCI 32, PCR 512/128 Kb/s 192.76.100.1/25 ADSL con un operador éste constituye un circuito virtual 192.76.100.12/25 permanente (PVC) entre su router y Red ATM el router de salida a Internet. Red telefónica • Obsérvese que el operador con el 192.76.100.15/25 Internet que se contrata el servicio ADSL que VPI 8, VCI 32, PCR 256/128 Kb/s da la salida a Internet puede no ser el mismo que gestiona el bucle de Router ADSL abonado, puesto que la red ATM Ethernet 10BASE-T permite establecer el PVC a través de Bucle de abonado (conexión ADSL) Enlace ATM OC-3 (155 Mb/s) distancias arbitrariamente grandes. Circuito permanente ATM IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 56
  57. 57. ATMArquitectura de una red ADSL • Una vez constituidos los PVC ya es 192.76.100.7/25 posible asociar direcciones IP a cada VPI 8, VCI 32, PCR 2000/300 Kb/s dispositivo. Normalmente se constituye VPI 8, VCI 32, PCR 512/128 Kb/s 192.76.100.1/25 una subred formada por cada interfaz del router y el conjunto de usuarios que 192.76.100.12/25 dependen de él (en el ejemplo de la figura Red ATM la subred es la 192.76.100.0/25). Esta es Red telefónica una organización habitual en redes NBMA 192.76.100.15/25 (Non-Broadcast Multiple Access) como Internet ATM, Frame Relay o RDSI. VPI 8, VCI 32, PCR 256/128 Kb/s • Normalmente la interfaz ADSL del router Router ADSL del usuario recibe la dirección pública que Ethernet 10BASE-T Bucle de abonado (conexión ADSL) se le asigna a éste, siendo necesario Enlace ATM OC-3 (155 Mb/s) establecer un NAT (Network Address Circuito permanente ATM Translation) en el router si se quiere que varios ordenadores puedan conectar al exterior con esta única dirección. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 57
  58. 58. ATMCategorías de Servicio ATM Contrato oro Contrato plata Red ATM Contrato • Parámetros de tráfico PCR/CDVT SCR/BT MCR • Calidad de Servicio Max. CTD Peak to Peak CDV CLR IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 58
  59. 59. ATMServicio CBR (constant Bit Rate) Capacidad reservada Capacidad no aprovechable del enlace CBR2 • • • CBR2 • CBR1 • CBR1 • • CBR utiliza caudal fijo. Para cada VC se reserva un caudal determinado de forma estática, se use o no se use • La mayoría de las aplicaciones no generan un caudal completamente constante; con CBR hay que reservar el máximo que se quiera utilizar, por lo que se desperdicia mucha capacidad del enlace. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 59
  60. 60. ATMServicio VBR (Variable Bit rate) Capacidad no Capacidad aprovechada del enlace VBR • • • VBR • CBR • CBR • • VBR permite un caudal variable (a ráfagas) con lo que mejora el aprovechamiento del enlace respecto a CBR. • Dos variantes: VBR-rt (real time) y VBR-nrt (no real time) • El usuario recibe garantías de QoS (especialmente en VBR- rt) por lo que la capacidad se reserva. Pero si no la emplea queda libre para que la utilicen otros servicios menos exigentes. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 60
  61. 61. ATMServicio UBR (Unespecified Bit rate) Capacidad excedente Capacidad utilizada por UBR del enlace VBR UBR CBR VBR UBR CBR Celdas descartadas en caso de congestión • UBR intenta ‘aprovechar las migajas’ que deja VBR (CBR no deja migajas pues la reserva es total) • No garantiza caudal mínimo ni tasa máxima de celdas perdidas • No devuelve información sobre la congestión de la red • Algunas aplicaciones soportan mal la pérdida de celdas IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 61
  62. 62. ATMServicio ABR (Available Bit rate) Tráfico ABR elástico Capacidad del enlace con garantías VBR ABR CBR VBR ABR CBR (PCR, MCR, CLR) La realimentación de la red evita la congestión y la pérdida de celdas ABR rellena los huecos de VBR de forma flexible como UBR, pero: • Ofrece un caudal mínimo garantizado MCR (Minimum Cell Rate) • La tasa de pérdidas se mantiene baja gracias a la realimentación sobre el grado de congestión en la red • Las aplicaciones funcionan mejor al reducirse la pérdida de celdas IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 62
  63. 63. ATMCategorías de Servicio ATM Comparación Categoría Características CBR Simula línea punto a punto. Reserva estricta de capacidad. Caudal constante con mínima tolerancia a ráfagas. VBR-rt Asegura un caudal medio y un retardo. Permite ráfagas. Utiliza dos pozales agujereados. VBR-nrt Asegura un caudal medio pero no retardo. Permite ráfagas. Utiliza pozal agujereado. ABR Asegura un caudal mínimo, permite usar capacidad sobrante de la red. Incorpora control de congestión UBR No asegura nada. Usa caudal sobrante. IT526M Redes Digitales de Servicios Integrados - Prof. Ing. José C. Benítez P. 63

×