INTEGRANTES:

Gonzalo Miguel Asturizaga

Ruben Omar Callisaya

ATM

INTRODUCCION

• ATM es un estándar de la ITU-T para Cell Relay en donde mucha información de multiples tipos de servicios, tales como voz, datos o videos son transportadas a traves de células pequeñas de tamaño fijo.

• Las redes ATM son orientadas a conexion.

NODOS DE CONMUTACION ATM:• El nodo de conmutación básico comprende un grupo e

interfaces para conexiones de entrada y salida, una estructura de conmutación y un grupo de funciones de software.

JERARQUIA DE TRANSMISION:• Canal Virtual (VC)

• Así llamada a la conexión unidireccional entre usuarios. Trayecto Virtual (VP)

• Se entiende al conjunto de canales virtuales que atraviesan multiplexadamente un tramo de la red ATM.

• Sección Física (PS)

• Conecta y proporciona continuidad digital entre los diferentes elementos que componen la red controlando el flujo de bits.

FORMATO BASICO DE LA CELDA.• Header, sus 5 bytes tienen tres funciones principales:

identificación del canal, información para la detección de errores y si la célula es o no utilizada.

Payload, tiene 48 bytes fundamentalmente con datos del usuario y protocolos AAL que también son considerados como datos del usuario.

FORMATO BASICO DE LA CELDA.

• ATM transfiere informacion en unidades de tamaño fijo denominadas celdas.

• Cada celda consta de 53 octetos o bytes.

• Los primeros 5 bytes contienen informacion del encabezado de la celda.

• Los 48 bytes restantes contienen el payload (carga util) (informacion del usuario).

DISPOCITIVO DE ATM:

• Las redes ATM estan formadas por un switch ATM y puntos finales ATM (endpoints).

• Los switches ATM son los responsables de las transferencias de las celdas a través de una red ATM.

DISPOCITIVO DE ATM:• Switch: El trabajo de un switch este bien definido, acepta las células que

provienen de un endpoint o algún otro switch ATM. Después lee y actualiza la información de la cabecera de la celda. Rápidamente dirige la celda a una interfaz de salida hacia su destino.

• Endpoint: Un endpoint ATM contiene un adaptador de interface de red ATM. Ejemplos de endpoints son:

• Workstation.• Routers.• DSU (Digital Service Unit).• Switches LAN.• CODECs (Coder-Decoder).

EJEMPLO DE SWITCHES ATM Y ENDPOINT EN UNA RED ATM.

DSU/CSU

Routes

LAN switch

Workstation

ATM Endpoints

ATM Switch

INTERFACES DE RED:

• Una red ATM consta de un conjunto de switches interconectados entre si por interfaces o enlaces punto a punto.

• Los switches ATM soportan dos tipos de interfaces primarias:

• UNI (User Network Interface)

• NNI (Network Network Interface)

INTERFACES DE RED:

• Las interfaces UNI conectan endpoints (tales como routers y hosts) a un switch ATM.

• Las interfaces NNI conectan dos switches ATM.

• Dependiendo de la localizacion de los switches, tanto las UNIs como las NNIs pueden ser subdivididas en publicas o privadas.

INTERFACES DE RED:

• Un UNI privado conecta un Endpoint ATM y un switch ATM privado.

• Su contraparte publica conecta un endpoint o switch privado a un switch publico.

• Un NNI privado conecta dos switches dentro de la misma seccion privada.

• Un NNI publico conecta dos switches dentro de la misma seccion publica.

EJEMPLO DE INTERFACES:

PRIVATE ATMNETWORK

PUBLIC ATMNETWORK AC

PUBLIC ATMNETWORK B

PRIVATE UNI

PRIVATE NNI

PUBLIC UNI

PUBLIC UNI

PUBLIC NNIB-ICI

ARQUITECTURA DE UN SWITCH ATM:• Bus Compartido (Shared Bus): La Arquitectura de un Switch Compartido brinda un bus de alta velocidad con un mecanismo arbitrario donde todo el tráfico comparte un bus sencillo, tal que hace que el bus se comporte como un cuello de botella. • Punto Cruzado (Crosspoint): Este es ampliamente usado por el diseñador donde otra vez la Teoría de puntos cruzados fue bien definida antes de la llegada de ATM.

ARQUITECTURA DE UN SWITCH ATM:• Memoria Compartida (Shared Memory): Esta fue bien definida y ampliamente implementada en el diseño de su estructura; donde el diseño permite una fácil segregación de diferentes clases de tráfico.

• Delta: Diseño de Gran Escala que se mueve dentro de rutas paralelas y rutas internas que no son compartidas, el nombre genérico para esta estructura es Delta.

FORMATO DEL ENCABEZADO DE LA CELDA ATM

• Un encabezado de celda ATM puede ser uno de dos formatos:

• UNI.

• NNI.

• El encabezado UNI es usado para comunicacion entre Endpoints ATM y switches ATM en redes ATM privadas.

FORMATO DEL ENCABEZADO DE LA CELDA ATM

• El encabezado NNI es usado para comunicaciones entre switches ATM

Header(5 bytes)

Payload(48 bytes)

VPI

VPI VCI

PT CLPHEC

VPI

VCI

PT CLPHEC

Payload(48 bytes)

Payload(48 bytes)

53BYTES

8 BITS

ATM CELL ATM UNI CELL ATM NNI CELL

GFC

• GFC (Control de flujo generico):• Este campo solo aparece en las celdas UNI. Provee funciones

locales, tales como identificar estaciones multiples que comparten una interface ATM. El proposito general de este campo es llevar el control de toda la informacion que va a ingresar a la red, a fin de que todas las estaciones tengan la misma oportunidad de transmitir su informacion.

• VPI (Identificador de Ruta Virtual):

• En conjunto con el VCI identifica el siguiente destino de una celda. Es el que identifica a la ruta virtual empleada.

• VCI (Identificador de Canal Virtual):

• Es el numero que identifica el canal virtual empleado.

• PT (Tipo de Informacion):

• Indica en el primer bit si contiene datos de usuario o de control.

• Si la celda contiene datos de usuario, el segundo bit indica congestion y el tercero indica si es la ultima de una serie de celdas que representan un frame AAL5.

• CLP (Prioridad en celdas perdidas):

• La funcion de este bit es asegurar una velocidad de transmision garantizada(CIR) en caso de una congestion de la red.

• En ATM, la funcion es garantizar una velocidad de transmision constante (CIR), en caso de una congestionn en la red.

• Esa velocidad es la que se compromete a cumplir la compañia que brinda el servicio en las horas de mayor trafico.

• HEC (Control de Error del Encabezado):

• Este campo proporciona la verificacion de error para los otros cuatro bytes del encabezado.

• Los 8 bits de este campo proporcionan suficiente redundancia para detectar con una alta probabilidad los errores que pudiesen presentarse en los otros bytes.

SERVICIOS ATM:

• Existen 3 tipos de servicios ATM:

• Circuitos Virtuales Permanentes (PVC)

• Circuitos Virtuales Conmutados (SVC)

• Servicios sin conexion. (SMDS)

• Un PVC permite la conectividad directa entre sitios. Es similar a una linea dedicada.

• Ventaja: No requiere call setup entre los switches.

• Desventaja: Conectividad estatica y configuracion manual.

• Un SVC es creado y liberado dinamicamente y se usa solamente mientras exista informacion que transmitir.

• Es similar a una llamada telefonica.• El control de llamadas dinamicas requiere de un protocolo entre

el endpoint y el switch.• Ventaja: Flexibilidad de conexion y el call setup puede ser

colgado automaticamente por los equipos.• Desventaja: Tiempo para llevar a cabo el call setup.

CONEXIONES VIRTUALES• Las redes ATM son fundamentalmente orientadas a conexion.

• Existen dos tipos de conexiones ATM:

• Virtual Paths (VP-Rutas virtuales) Los cuales son identificados por un identificador de ruta virtual(VPI)

• Virtual Channel (VC) Los cuales son identificador por una combinacion de un VPI y un identificador de canal virtual (VCI).

• Un VP es un conjunto de VC, los cuales son conmutados transparentemente a traves de la red ATM como base de un VPI.

• Todos los VCI y VPI tienen significado local a traves de un enlace particular y son mapeados por los diferentes switches.

• Una ruta de transmision es un conjunto de VP.

Ruta de transmisionVP

VP

VP

VP

VCs

VCs

VCs

VCs

MODELO DE REFERENCIA ATM:

• La arquitectura ATM utiliza un modelo logico para describir la funcionalidad que soporta.

• La funcionalidad de ATM corresponden a la capa fisica y parte de la capa de enlace del modelo OSI

MODELO DE REFERNCIA DE ATM:

FISICA

ENLACE DE DATOS

RED

TRANSPORTE

SESION

PRESENTACION

APLICACION

CAPA FISICA

CAPA ATM

CAPA DE ADAPTACION ATM

HIGHERLAYERS

HIGHERLAYERS

PLANO DEUSUARIO

PLANO DECONTROL

MANAGEMENT PLANE

LAY

ER

MA

NA

GEM

EN

T

PLA

NE M

AN

AG

EM

EN

T

El modelo de referencia de ATM esta formado por los siguientes planos:

El modelo de referencia ATM esta formado de las siguientes capas:

CAPA DE ADAPTACIÓN DE ATM:

La agrupación se realizó en base a tres criterios principales.

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

CAPA AAL1

• Es utilizado para aplicaciones de emulacion de circuitos, tales como videoconferencia.

• El proceso de AAL1 prepara celdas en tres pasos:• Ejemplos sincronos son insertados en el payload.• Se inserta SN(Sequence Number) y SNP(Sequence Number

Protection) para proporcionar informacion de recepcion.• El resto de los bytes son rellenados hasta completar los 48.

CAPA AAL3/4 Y 5

• CAPA AAL3/4• Soporta servicios orientados a la conexion y sin conexion.• Es utilizada para la transmision de paquetes SMDS sobre una red ATM.

• CAPA AAL5• Soporta servicios orientados a la conexion y sin conexion.• Es utilizado para transmitir datos que no son del tipo SMDS. Tales

como IP clasica o LANE (Emulacion de LAN)

CAPA FISICA ATM:

• La capa fisica ATM tiene cuatro funciones:

• Los bits son convertidos a celdas.

• La transmision y recepcion de bits sobre el medio fisico son controlados.

• Los limites de las celdas son establecidos.

• Las celdas son empaquetadas en los frames adecuados para el medio fisico.

• La capa fisica es dividida en 2 partes:

• El PDM: Proporciona dos funciones claves:

• Sincroniza la transmision y recepcion a traves del envio de un flujo de bits continuos con informacion de tiempo apropiada.

• Especifica los medios de acuerdo al medio fisico utilizado.

• TC (transmission-convergence):Tiene 4 funciones:• Delineacion de celdas.-> Mantiene los limites de la celda• Generacion y secuencia de HEC.-> Genera la secuencia de

control de error.• Cell-Rate: ->Elimina o inserta celdas idle para mantener el

rate de transmision del payload.• Transmision frame adaptation:-> empaqueta las celdas en

frames aceptables.

CONEXIONES ATM:

• Soporta dos tipos de conexiones:• Punto a punto:

• Conecta dos puntos finales ATM y pueden ser unidireccional y bidireccional.

• Punto a multipunto.

• Conecta un punto final simple(conocido como root) a un conjunto de puntos finales. (conocidos como leaves).

• Estas conexiones solamente son unidireccionales.

PROCESO DE ESTABLECIMIENTO DE CONEXION

• Se utiliza el metodo conocido como one-pass.

• Como funciona?• Primero el sistema final fuente envia una peticion de señalizacion de

conexion.

• Esta peticion es propagada por la red.

• Las conexiones son establecidas por la red.

• La peticion alcanza el sistema final destino el cual responda si acepta o rechaza la peticion.

Switch Switch Switch

VPI = 0VCI = 38

VPI = 12VCI = 38

VPI = 26VCI = 38

VPI = 6VCI = 38

Conexión de Canal Virtual (VCC)

ATM:

ATMSwitch 1

ATMSwitch 2

ATMSwitch 3

Conecta a B?

Conecta a B?

Conecta a B?Conecta a B?

SI SI

SI

SI

Router B

Router A

1. Los mensajes llegan sobre circuitos virtuales diferentes

2. El switch congestionado descarta celdas de manera aleatoria

3. Todos los mensajes que fallan son descartados

4. Retransmisiones múltiples —> Colapso por congestión

1. 2. 3.

ATM

1. Los mensajes llegan sobre circuitos virtuales diferentes

2. El switch congestionado descarta mensajes completos

3. La mayoría de los mensajes están libres de error

4. Menos retransmisiones —> Congestión minimizada

1. 2. 3.

ATM

MENSAJES DE CONEXION:

• Una gran cantidad de tipos de mensajes de manejo de conexion son utilizados en el proceso de establecimiento de conexion.

• SETUP. Enviado por el sistema final fuente.• Call Proceeding. Enviado por el switch hacia la red en respuesta

al mensaje SETUP. (Ingress switch)• Connect message. Enviado por el sistema final destino si la

conexion es aceptada.• Release message. Si la conexion es rechazada.

IngressSwitch

EgressSwitch

SETUPMESSAGEC

CALL PROCEEDINGMESSAGE

SETUPMESSAGE

CONNECTO

RELEASEMESSAGE

MULTIPLEXACION DE ATM:

• 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 siguiente figura describe los procesos de conmutación implícitos los VC switches y los VP switches.

VELOCIDAD DE ACCESO:• La diferencia cuantitativa más importante entre frame relay y ATM

está en las velocidades de acceso y de transmisión de datos que cada uno es capaz de proveer. La interfaz frame relay (FRI o frame relay interface) ofrece las siguientes velocidades de acceso principales:

• 56 kbps

• n x 64 kbps

• 1,544 Mbps (T1 en EE.UU)

• 2,048 Mbps (E1 en Europa)

CONTROL:Es responsable de generar y manejar señales de peticion.

USER: Responsable del manejo de la tranferencia de datos.

MANAGEMENT: Este plano contiene 2 componentes:

Layer management: Maneja funciones especificas de la capa, tales como deteccion de errores y problemas de protocolos.Plane management: Maneja y coordina funciones relacionadas al sistema completo.

Capa fisica:Similar a la capa fisica del OSI, esta maneja la transmision dependiente del medio.

Capa ATM: Combinada con la capa de adaptacion ATM, es similar a la capa de enlace de datos del OSI. Es la responsable para establecer conexiones y pasar celdas a traves de la red ATM.

Capa de adaptacion ATM (AAL): Realiza la funcion de preparar la informacion segun sus requerimientos antes de que esta pase a la capa ATM, en donde se construyen las celdas.

Finalmente las capas mas altas que residen en la parte superior de AAL aceptan datos de usuarios, los arreglan en paquetes, y los entregan al AAL.

• El modelo de referencia de ATM esta formado por los siguientes planos:• CONTROL:Es responsable de generar y manejar señales de peticion.

• USER: Responsable del manejo de la tranferencia de datos.

• MANAGEMENT: Este plano contiene 2 componentes:• Layer management: Maneja funciones especificas de la capa, tales

como deteccion de errores y problemas de protocolos.• Plane management: Maneja y coordina funciones relacionadas al

sistema completo.

• El modelo de referencia ATM esta formado de las siguientes capas:• Capa fisica:Similar a la capa fisica del OSI, esta

maneja la transmision dependiente del medio.• Capa ATM: Combinada con la capa de adaptacion ATM,

es similar a la capa de enlace de datos del OSI. Es la responsable para establecer conexiones y pasar celdas a traves de la red ATM.

• Capa de adaptacion ATM (AAL): Realiza la funcion de preparar la informacion segun sus requerimientos antes de que esta pase a la capa ATM, en donde se construyen las celdas.

• Finalmente las capas mas altas que residen en la parte superior de AAL aceptan datos de usuarios, los arreglan en paquetes, y los entregan al AAL.