PDF de programación - ATM

REDES DE BANDA ANCHA
Área de Ingeniería Telemática

ATM

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es

Redes de Banda Ancha

5º Ingeniería de Telecomunicación

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ATM

• ATM = Asynchronous Transfer Mode
• Estándar de la ITU-T (I.150) y el ATM Forum
• Años 80
• Seleccionada por la ITU como tecnología para la RDSI de banda

ancha (BISDN)

• Orientado a conexión (circuitos virtuales): permite ofrecer capacidad

garantizada y retardo acotado

• Conmutación de paquetes: eficiencia ante tráfico intermitente
• Una red para todo tipo de tráfico

– Voz
– Vídeo
– Datos

• Conmutación de “celdas”: paquetes pequeños de tamaño constante
• No asegura que lleguen
• Mantiene el orden de las celdas

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Introducción

• Mínima funcionalidad en la cabecera de las celdas
• No le preocupa la información dentro de los datos
• Aprovecha la multiplexación estadística

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Elementos de una red ATM

• Conmutadores ATM
• ATM endpoints
• Enlaces punto-a-punto
• Posible punto-a-multipunto

• UNI: User

Interface

• NNI: Network

Interface

to Network

to Network

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UNI

UNI

UNI

UNI

NNI

NNI

NNI

NNI

UNI

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Elementos de una red ATM

• Conmutadores ATM
• ATM endpoints
• Enlaces punto-a-punto
• Posible punto-a-multipunto

• UNI: User

Interface

• NNI: Network

Interface

to Network

to Network

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UNI

UNI

UNI

UNI

NNI

NNI

NNI

NNI

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Estructura básica de las celdas

•

5 bytes cabecera
+ 48 bytes datos
= 53 bytes

• Simplifica el conmutador
• VPI = Virtual Path Identifier
• VCI = Virtual Circuit Identifier

Nivel ATM
Nivel físico

Celda UNI

0 3 4 7

GFC
VPI

VPI
VCI

VCI

VCI

PT CLP

HEC

Datos

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5

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8
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Cómo funciona ATM

• Orientado a conexión
• Circuitos virtuales
• VPI/VCI identifica al circuito
sentido
• Solo

tiene

localmente al nodo

• Circuitos full-duplex
• Se establecen mediante

gestión o señalización

Input port

0

VPI
VPI(1)

VCI
VCI(1)

Output port

1

VPI
VPI(2)

VCI
VCI(2)

0
UNI

1

0

NNI

UNI
2

VPI(1)
VCI(1)

VPI(2)
VCI(2)

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Cómo funciona ATM

• Orientado a conexión
• Circuitos virtuales
• VPI/VCI identifica al circuito
sentido
• Solo

tiene

localmente al nodo

• Circuitos full-duplex
• Se establecen mediante

gestión o señalización

Input port

0

VPI
VPI(2)

VCI
VCI(2)

Output port

2

VPI
VPI(3)

VCI
VCI(3)

0
UNI

1

0

NNI

UNI
2

VPI(2)
VCI(2)

VPI(3)
VCI(3)

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Celdas UNI y NNI

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Celda NNI

0 3 4 7

VPI

VPI

VCI

VCI

VCI

PT CLP

HEC

Datos

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5



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8
4

Celda UNI

0 3 4 7

GFC
VPI

VPI
VCI

VCI

VCI

PT CLP

HEC

Datos

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Celdas UNI y NNI

• GFC: Generic Flow Control
– Control de flujo con usuario

• PT: Payload Type

– 3 bits: ABC
– A: 0=data, 1=OAM
– B: (con A=0) B=1=congestión
– C: (usado por AAL5)
• CLP: Cell Loss Priority

– 0: alta prioridad
– 1: baja prioridad

Celda UNI

0 3 4 7

GFC
VPI

VPI
VCI

VCI

VCI

PT CLP

HEC

Datos

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Conexiones en los conmutadores

• VCC:

Virtual

Connection

Channel

• VPC:

Connection

Virtual

Path

• La conmutación depende

tanto del VPI como del VCI

• La conmutación depende

solo del VPI

• Usadas en el backbone

VCI 32

VCI 35
VCI 43

VCI 350

VPI 2

VPI 3

VPI 5

VPI
1

1

4

VCI
32

35

X

Output port

1

1

1

VPI 1

VPI 4

Input port

0

0

0

VCI 32

VCI 65
VCI 43

VCI 350

VPI
2

3

5

VCI
32

65

X

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Ejemplo

VCI 32

VCI 65

VPI 7

VPI 5

VCI 80

VCI 81

VPI 4

VPI 6

VCI 80

VCI 81

VPI 9

VPI 11

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Conexiones en los conmutadores

• PVC: Permanent Virtual Circuit

– Configuración manual
– Depuración más simple
– No escala

• SVC: Switched Virtual Circuit

– Establecido mediante señalización
– Optimiza el camino. Se recupera de fallos de enlaces
– Mayor complejidad

• Soft-PVC:

– Configuración manual en los extremos
– SVC en el interior de la red

• PVP: Permanent VP

Conf.Maual

SVC

Conf.Maual

Soft PVC

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Señalización

PNNI
•
•
• Ofrece Topology discovery y Call

Protocolo de enrutamiento
Link-state

establishment
Ante
una
de
establecimiento, el ingress switch
localiza un camino que cumpla los
requisitos de QoS

solicitud

•

ILMI
•

•

Local Management

Integrated
Interface
Permite determinar el estado del
elemento al otro lado de un enlace
físico

SETUP

CONNECT

CONNECT ACK

SETUP

CALL PROCEEDING

ACK

CONNECT

CONNECT ACK

CALL ESTABLISHED

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Valores

• VCI 0-31 reservados
• 0/5: UNI Call signaling
• 0/16: ILMI (Integrated Link Management Interface)
• 0/18: PNNI (Private Network-to-Network Interface)

• Direccionamiento:

– Estándar ITU E.164 para interfaces públicos
– Extendido por el ATM Forum para interfaces privados

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Modelo general: 3 planos

• Usuario: responsable de gestionar la transferencia de datos
• Control: generación y gestión de señalización
• Gestión:

– Layer Management: Específico de cada capa
– Plane Management: gestiona funciones que afectan al sistema completo

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Management Plane

Control Plane

User Plane

Higher Layer

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ATM

Physical Layer

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Capa de adaptación

• Para el soporte de protocolos no

basados en ATM
Incluye dos sub-capas:

•
• CS (Convergence Sublayer)

– Para el soporte de aplicaciones

específicas

• SAR

(Segmentation

And

Reassembly)
– Adapta las tramas del nivel superior

a celdas y viceversa

AAL

ATM

CS
SAR

ATM

Physical Layer

Physical Layer

Datos de usuario
PDU CS

PDUs SAR
Celdas ATM

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Capa de adaptación

en

los

• AAL Type 2

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• End-to-end. Solo
extremos del circuito

• AAL Type 0 (raw cells)
• AAL Type 1

– Fuentes VBR (Voz y vídeo

comprimido)
• AAL Type 3/4

– Fuentes VBR, datos

• AAL Type 5

– Similar a 3/4
– Menor sobrecarga de protocolo

– Para fuentes CBR (T1, E1, voz,

videoconferencia)

– SAR simplemente empaqueta

los bits en celdas

– Requiere
capa física

sincronización en

AAL
ATM

ATM

ATM

AAL
ATM

Physical Layer

Physical Layer

Physical Layer

Physical Layer

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AAL 5

•

•
•
•

SEAL (Simple and Easy Adaptation
Layer)
El más utilizado
Empleado para el transporte de IP
¿Cómo reconoce el fin de trama?
– El 3º bit del campo PT
– La última celda vale 1
– Funcionalidad de la capa CS

• Recordar que ATM mantiene el

orden

•

¿Tipo de la trama?
– No hay campo que lo indique
– Debe indicarlo nivel superior o
– Ponerse de acuerdo en usar un solo

protocolo sobre AAL5

• No se pueden mezclar las celdas de
tramas pues no se

diferentes
distinguirían

• GFR está diseñado para AAL 5

Transparente user-to-user

0x00

of the payload

Datos
0-65535 bytes

s
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C

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Padding UU CPI Length CRC
4
0-47

2

1

1

53 bytes

53 bytes

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Transporte sobre ATM (RFC 2684)
“VC Multiplexing”
• Cada VC lleva tráfico de un solo protocolo
• Reduce la sobrecarga de cabeceras
• Reduce la sobrecarga de procesado por paquete
• AAL5
•

“Routed protocols”: Protocolos “Enrutados” (IP, IPX…). Directamente
en la trama
“Bridged protocols”: Protocolos “Puenteados” (Ethernet, FDDI…).
Padding para alineamiento seguido por la trama

•

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B

Paquete IP

D
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Trama Ethernet

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Transporte sobre ATM (RFC 2684)
“LLC Encapsulation”
• Permite multiplexar varios protocolos sobre un VC
• Soporta protocolos “routed” (IP, IPX…) y “bridged” (Ethernet,

FDDI…)

• Emplea 802.1a SNAP
• AAL5

LLC

SNAP

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)
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