PDF de programación - Redes de banda ancha - ATM: Traffic Management

REDES DE BANDA ANCHA

Área de Ingeniería Telemática

ATM: Traffic Management

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es

Redes de Banda Ancha

5º Ingeniería de Telecomunicación




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Traffic Management

•  Proteger a la red y a los sistemas finales ante congestión
•  Para alcanzar los objetivos de calidad y rendimiento
•  Herramientas:

–  Connection Admission Control (CAC)
–  Feedback Controls (ABR flow control)
–  Usage Parameter Control (UPC)
–  Network Parameter Control (NPC)
–  Cell Loss Priority control
–  Traffic Shaping
–  Network Resource Management
–  Frame Discard
•  AF-TM-0121.000
• 

I.371, I.356, I.150 (hay diferencias entre las recomendaciones
ITU-T y del ATM Forum)

ATM Service Architecture

“Service Categories” según el ATM Forum
“ATM Transfer Capabilities (ATC)” según ITU-T (I.371)

• 
• 
•  Puede haber más de una clase de QoS para la misma ATC
•  Una vez establecida la conexión la ATC es la misma en todos

los interfaces de la misma

•  Misma ATC en ambos sentidos
•  Una ATC especifica parámetros de capa ATM y procedimientos

para ofrecer un servicio y un grupo de clases de servicio
–  DBR: Deterministic Bit Rate (CBR en el ATM Forum)
–  SBR: Statistical Bit Rate (VBR en el ATM Forum)



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• 

rt-SBR (rt-VBR)

• 
•  nrt-SBR (nrt-VBR)

–  ABR: Available Bit Rate
–  GFR: Guaranteed Frame Rate
–  UBR: Unspecified Bit Rate (solo en el ATM Forum)
–  ABT: ATM Block Transfer (sin equivalente en el ATM Forum)
ITU-T especifica DBR como la ATC por defecto




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Parámetros y descriptores de tráfico

•  Los parámetros de tráfico describen las características del

tráfico generado por una fuente
–  PCR (Peak Cell Rate): inverso del mínimo inter-arrival time
–  SCR (Sustainable Cell Rate)
–  MBS (Maximum Burst Size) e IBT (Intrinsic Burst Tolerance)
–  MCR (Minimum Cell Rate)
–  MFS (Maximum Frame Size)

•  Una celda dentro de los parámetros de tráfico se dice que es

conforme a los mismos (“conformant”)

•  El descriptor de tráfico de una fuente es el conjunto de

parámetros de tráfico

•  El descriptor de tráfico de una conexión incluye:

–  El descriptor de tráfico de la fuente
–  El CDVT (Cell Delay Variation Tolerance)
–  La técnica para decir qué celdas cumplen con los requisitos




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Traffic Contract y QoS

•  Traffic Contract = ATC + descriptor de tráfico de la fuente + QoS

•  QoS se mide entre dos puntos, en la conexión entera o en un

class + CDVT

segmento

•  Una celda es conforme referido a un interfaz
•  El operador puede decidir cuándo una conexión con celdas “no
conformes” al contrato se considera que no lo cumple (non-
compliant)

•  No hay obligación de cumplir con la QoS acordada para una

conexión non-compliant
•  CLP (Cell Loss Priority)

prioridad según el CLP

–  Según la ATC el usuario puede solicitar una clase de QoS con 2 niveles de

–  El descriptor de tráfico de la fuente debe incluir las características del flujo

CLP=0 y del flujo CLP=0+1

–  Puede haber un CLR (Cell Loss Ratio) objetivo para CLP=0+1
–  o un CLR solo para CLP=0




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Parámetros de QoS

CTD = Cell Transfer Delay

•  maxCTD (maximum Cell Transfer Delay)

–  Quantil 1-! del CTD

•  peak-to-peak CDV (Cell Delay Variation)
•  CLR (Cell Loss Ratio)

CLR =

Celdas Perdidas

Celdas Transmitidas

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CBR



rt-VBR

ITU-T DBR

• 
•  Conexiones que requieren una
cantidad de BW continuo y
estático

•  Parámetros: PCR
•  Puede enviar en cualquier

momento al PCR

•  También puede estar periodos

de tiempo en silencio

•  VPCs o VCCs
•  Máxima prioridad
•  Calidad síncrona garantizada
•  Usos:

–  Voz de tasa constante
–  Vídeo
–  Datos
–  Emulación de circuitos TDM

•  Parámetros: PCR, SCR, MBS
•  Para fuentes “bursty”
•  VPCs y VCCs
•  Usos:

–  Aplicaciones con requisitos
de retardo y variación del
mismo

–  Vídeo y audio comprimido

•  ATM Forum:

• 

–  rt-VBR.1, rt-VBR.2 y rt-VBR.3
ITU-T:
–  rt-SBR.1




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nrt-VBR
PCR,

UBR
•  No hay garantías
•  Se puede especificar un

PCR para CAC y UPC

•  VPCs y VCCs
•  Usos

–  Datos

•  Parámetros:
SCR, MBS

•  Para fuentes “bursty”
•  No asegura límites en

el retardo

•  VPCs y VCCs




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ABR

•  Soporta que cambien las características de límite de

tráfico ofrecidas por la red

•  Emplea control de flujo mediante realimentación para

ajustar la tasa de la fuente

•  RM-cells (Resource Management)
•  VPCs y VCCs
•  No acota el retardo o la variación del mismo
•  Parámetros:

–  PCR
–  MCR (Minimum Cell Rate)




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GFR

UBR+ (UBR-G)

•  UBR + MCR

•  Para tramas AAL-5
•  Solo para VCCs
•  La red intenta descartar tramas

en vez de celdas

•  Parámetros:

–  PCR, MCR, MBS
–  MFS (Maximum Frame Size)

100%


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ABR y UBR

VBR

CBR

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RM

•  ATM Block Transfer
• 
•  ATM Block = grupo de celdas delimitadas por celdas

ITU-T, no ATM Forum

•  Block Cell Rate (BCR): Cell rate durante el bloque
•  El bloque no tiene porqué estar relacionado con una

PDU de nivel superior

•  VPCs y VCCs
•  Solo para punto-a-punto




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Atributos aplicables

ATM Forum AF-TM-0121.000

CAC
•  Connection Admission Control

–  Durante el establecimiento de la conexión
–  Acciones para determinar si se permite o no
–  Usa para ello el traffic contract



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UPC (Usage Parameter Control)
•  Acciones sobre las celdas que exceden el contrato de tráfico
•  NPC si es en el NNI (se usa en general el término UPC)
•  Policing
•  Puede dejarlas pasar, marcarlas (CLP=1) o descartarlas
•  GCRA (Generic Cell Rate Algorithm) (…)

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GCRA

•  Generic Cell Rate Algorithm
•  Para cada celda determina si es conforme al contrato
•  UPC puede implementar GCRA o un algoritmo equivalente
• 

Impementado mediante un virtual scheduling algorithm
(VSA) (…) (…)

Llegada de celda en ta

Τ

Τ

τ

Τ

1

2

3

4

Celda no
conforme

Sí

ta<TAT-τ ?

No

TAT = max(ta,TAT)+T

Celda conforme

ta1
TAT
inicial

ta2
TAT
tras 1

ITU-T I.371

TAT = Theoretical Arrival Time

ta3 ta4

TAT

tras 2 y 3

t

TAT
tras 4




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GCRA

•  Generic Cell Rate Algorithm
•  Para cada celda determina si es conforme al contrato
•  UPC puede implementar GCRA o un algoritmo equivalente
• 

Impementado mediante un virtual scheduling algorithm
(VSA) (…) o un continuous-state Leaky Bucket (…) (. . .)

Llegada de celda en ta

Τ

τ

Τ

X’ = X - (ta - LCT)

1

2

3

4

Celda no
conforme

Sí

X’ > τ ?

No

ta1
LCT
inicial
X=T

ITU-T I.371

X = max(0,X’) + T

LCT = ta

Celda conforme

t

ta2
LCT

ta3 ta4
LCT
tras 4
X’<τ
X=X’+T

tras 2 y 3
X’>τ
X=T

X’<0
X=T

X = contador del leaky bucket
X’ = variable auxiliar
LCT = Last Conformance Time




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Traffic Shaping
•  Altera las características del tráfico para

–  Lograr mayor eficiencia en la red (manteniendo QoS)
–  Asegurar que el tráfico es conforme con el contrato

•  Debe mantener el orden
•  Es decisión de la red si implementarlo y dónde

Tráfico
de usuario

PCR

Tokens

MBS

SCR




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ATM

Ventajas
•  Celdas pequeñas de tamaño
constante: más
sencillo
hacer conmutadores de alta
velocidad
•  Permite

la multiplexación

estadística del tráfico

•  Soporte multiservicio con

QoS

Desventajas
•  Ha

habido

mejoras
tecnológicas en conmutación
de paquetes de
longitud
variable

•  9.4% de sobrecarga de

cabecera
•  Escasas

aplicaciones

multimedia hoy en día
•  Complejo de gestionar
•  Complejo
caro

y

solución para LAN

como

•  No ha

llegado hasta el

escritorio (falta de API)