RCO2. WAN: Frame Relay ATM

(1)

1

RCO2

WAN:

Frame Relay

ATM

(2)

2

WAN

WAN: Wide Area Network

 Cobrem longas distânciasCobrem longas distâncias

 Conectividade provida por operadoras de serviço, cuja Conectividade provida por operadoras de serviço, cuja infraestrutura é compartilhada pelos clientes; cobrança

infraestrutura é compartilhada pelos clientes; cobrança

por largura de banda e distância

 Milhares de pontos de conexão, que correspondem Milhares de pontos de conexão, que correspondem usualmente a LANs

usualmente a LANs

 Diferentes tipos de tráfego, como dados, voz e videoDiferentes tipos de tráfego, como dados, voz e video  Largura de banda contratada com operadora (64 kbps Largura de banda contratada com operadora (64 kbps

até centenas de Mbps)

(3)

3

WAN

WAN: Wide Area Network

 Resiliência é crítica, pois falhas impactam muitos Resiliência é crítica, pois falhas impactam muitos clientes

clientes

 SLA (SLA (Service Level AgreementService Level Agreement) essencial, para garantir ) essencial, para garantir o funcionamento de aplicações críticas dos clientes

o funcionamento de aplicações críticas dos clientes

 Gerência muito complexa: milhares de clientes com Gerência muito complexa: milhares de clientes com diferentes SLAs, e necessidade de manter custo baixo

(4)

4

WAN

(5)

5

WAN

(6)

6

WAN

(7)

7

WAN

(8)

8

WAN

WAN: Wide Area Network

(9)

9

WAN

WAN: tendências das principais tecnologias

Crescimento do

tráfego (EUA)

MPLS e

MetroEthernet

em alta

ATM e Frame

Relay caindo

(10)

10

WAN

Comutação de circuitos virtuais

 Abordagem usada por Frame Relay, ATM e MPLSAbordagem usada por Frame Relay, ATM e MPLS  Circuitos emulados sobre uma rede de transporteCircuitos emulados sobre uma rede de transporte

 Rede de transporte compartilhada por muitos circuitos Rede de transporte compartilhada por muitos circuitos virtuais

virtuais

 Orientada a conexão: circuitos estabelecidos entre as Orientada a conexão: circuitos estabelecidos entre as pontas finais antes de serem usados

(11)

11

WAN

Comutação de circuitos virtuais (VC)

 VC possui um identificador de circuito virtual (VCI)VC possui um identificador de circuito virtual (VCI)  Escopo do VCI: entre dos nós que se comunicamEscopo do VCI: entre dos nós que se comunicam

 Quadro que chega a um nó de comutação possui um Quadro que chega a um nó de comutação possui um VCI definido pelo nó que o enviou

VCI definido pelo nó que o enviou

 Ao ser encaminhado pelo nó de comutação, VCI é Ao ser encaminhado pelo nó de comutação, VCI é outro

(12)

12

WAN

Comutação de circuitos virtuais (VC)

 Comunicação em três fases:Comunicação em três fases:

 Estabelecimento de circuito: Estabelecimento de circuito: ✔ Manual ou automáticaManual ou automática

✔ Usam-se endereços globais para nós de Usam-se endereços globais para nós de

comutação criarem tabelas de comutação (com

VCIs)

 Transferência de dadosTransferência de dados

✔ Comunicação normal, usando os VCIs definidos Comunicação normal, usando os VCIs definidos nos nós de comutação

nos nós de comutação

 Desconexão de circuitoDesconexão de circuito

(13)

13

WAN

Comutação de circuitos virtuais (VC)

(14)

14

WAN

Comutação de circuitos virtuais (VC)

 Fase de transferência de dadosFase de transferência de dados  Comutação baseada nos VCIsComutação baseada nos VCIs

(15)

15

WAN

Comutação de circuitos virtuais (VC)

 Fase de estabelecimento de ConexãoFase de estabelecimento de Conexão  Circuito Virtual Permanente (PVC):Circuito Virtual Permanente (PVC):

✔ Conexão sempre disponívelConexão sempre disponível

✔ Conexão estabelecida manualmente pelo Conexão estabelecida manualmente pelo administrador de rede

administrador de rede

 Circuito Virtual Comutado (SVC):Circuito Virtual Comutado (SVC): ✔ Conexão ativada por demandaConexão ativada por demanda

(16)

16

WAN

Comutação de circuitos virtuais (VC)

(17)

17

WAN

Comutação de circuitos virtuais (VC)

(18)

18

WAN

Frame Relay

 Desenvolvido no final dos anos 80 para substituir o Desenvolvido no final dos anos 80 para substituir o X.25

X.25

 X.25X.25: rede de comutação de circuitos virtuais com : rede de comutação de circuitos virtuais com grande

grande overheadoverhead e consequentes baixas taxas de e consequentes baixas taxas de dados (até 64 kbps)

dados (até 64 kbps)

 X.25X.25 faz controle de erros e de fluxo nas camadas faz controle de erros e de fluxo nas camadas de enlace e de rede !

de enlace e de rede !

 Limitações do X.25 então levaram ao uso de LP (linha Limitações do X.25 então levaram ao uso de LP (linha

privativa, ou SLDD)

 Problema: requer conexão física entre cada par de Problema: requer conexão física entre cada par de nós finais da rede !

nós finais da rede !

 A capacidade das LPs é fixa, então se paga menos A capacidade das LPs é fixa, então se paga menos se não for usada

(19)

19

WAN

Frame Relay: características

 Baseado em circuitos virtuais (permanentes ou Baseado em circuitos virtuais (permanentes ou dedicados)

dedicados)

 Nós finais precisam de somente uma conexão física Nós finais precisam de somente uma conexão física

para a rede Frame Relay

 Trabalha a taxas até 44 MbpsTrabalha a taxas até 44 Mbps

 Opera somente nas camadas física e de enlaceOpera somente nas camadas física e de enlace  Não faz controle de erros nem de fluxoNão faz controle de erros nem de fluxo

 Detecção de erros somente na camada de enlaceDetecção de erros somente na camada de enlace

 Permite rajadas de dados (uso momentâneo acima do Permite rajadas de dados (uso momentâneo acima do normal)

normal)

 Quadros de até 9000 bytesQuadros de até 9000 bytes

(20)

20

WAN

Frame Relay: arquitetura

 Circuitos virtuais identificados por DLCIs (Circuitos virtuais identificados por DLCIs (Data Link Data Link

Connection Identifier

Connection Identifier) – equivalente ao VCI) – equivalente ao VCI

 Nós de comutação possuem Nós de comutação possuem tabelas de comutaçãotabelas de comutação  Mapeamento porta de chegada – DLCI a porta de Mapeamento porta de chegada – DLCI a porta de

saída - DLCI

(21)

21

WAN

Frame Relay: arquitetura

 Camadas Frame Relay:Camadas Frame Relay:

Enlace

Física

Núcleo das funções simplificadas

da camada de enlace

(22)

22

WAN

Frame Relay: arquitetura

 Camada de Enlace:Camada de Enlace:

 LAPFLAPF: versão simplificada do protocolo : versão simplificada do protocolo HDLCHDLC ✔ Sem controle de erros e de fluxoSem controle de erros e de fluxo

(23)

23

WAN

Frame Relay: campos do quadro LAPF

 Endereço (DLCI)Endereço (DLCI)

 C/R (Command/Response)C/R (Command/Response): não usado: não usado

 EA (Extended Address):EA (Extended Address): se byte atual termina DLCI se byte atual termina DLCI

 FECN (Forward Explicit Congestion Notification)FECN (Forward Explicit Congestion Notification): se há : se há congestionamento na direção de viagem do quadro

congestionamento na direção de viagem do quadro

 BECN (Backward Explicit Congestion Notification)BECN (Backward Explicit Congestion Notification): se : se há congestionamento na direção oposta à viagem do

há congestionamento na direção oposta à viagem do

quadro

 DE (Discard Eligibility)DE (Discard Eligibility): prioridade do quadro, para fins : prioridade do quadro, para fins de descarte se houver congestionamento

(24)

24

WAN

Frame Relay: FRAD

(Frame Relay (Frame Relay Assembler/Disassembler)

Assembler/Disassembler)

 Equipamento que interfaceia a rede Frame Relay com Equipamento que interfaceia a rede Frame Relay com

outra rede

 Encapsula quadros de outra rede (ex: IP) em quadros Encapsula quadros de outra rede (ex: IP) em quadros Frame Relay, e vice-versa

(25)

25

WAN

Frame Relay: LMI (Link Management

Interface)

 Protocolo para gerenciamento de VCs Protocolo para gerenciamento de VCs

 Provê mecanismo de Provê mecanismo de keep-alivekeep-alive, para verificar se , para verificar se dados fluem na rede

dados fluem na rede

 Provê Provê multicastmulticast, para comunicações muitos-para-, para comunicações muitos-para-muitos

muitos

 Mecanismos para que nós finais verifiquem o status de Mecanismos para que nós finais verifiquem o status de nós de comutação (ex: se há congestionamento)

(26)

26

WAN

Frame Relay: QoS e congestionamentos

 Cliente contrata VC com determinado Cliente contrata VC com determinado CIRCIR e e Peak Peak

Rate

Rate com a operadora com a operadora

 CIR (Commited Information Rate)CIR (Commited Information Rate): largura de : largura de banda mínima garantida pela operadora

banda mínima garantida pela operadora

 Peak ratePeak rate: largura de banda adicional suportada : largura de banda adicional suportada pela operadora durante um certo intervalo (mas

pela operadora durante um certo intervalo (mas

sem garantia)

 Quadros enviados em rajada (acima do CIR) possuem Quadros enviados em rajada (acima do CIR) possuem bit DE = 1

bit DE = 1

 Caso haja congestionamento, nós de comutação Caso haja congestionamento, nós de comutação descartam primeiro esses quadros

(27)

27

WAN

Frame Relay: QoS e congestionamentos

 Notificações de congestionamento em quadros:Notificações de congestionamento em quadros:

 Bit BECNBit BECN: faz com que o emissor dos quadros pause : faz com que o emissor dos quadros pause momentaneamente (fique dentro do CIR)

momentaneamente (fique dentro do CIR)

 Bit FECNBit FECN: pode ser usado para atrasar o envio de : pode ser usado para atrasar o envio de confirmações de protocolos de camadas superiores

confirmações de protocolos de camadas superiores

✔ Lembre-se que Frame Relay não faz controle de Lembre-se que Frame Relay não faz controle de fluxo nem controle de erros !

fluxo nem controle de erros !

(28)

28

WAN e Frame Relay

Referências:

Michael Gallo, William Hancock. Comunicação

entre Computadores e Tecnologias de Rede. Ed.

Thomson. 2003.

Cisco Frame Relay Tutorial

(http://www.cisco.com/en/US/docs/internetworking/

technology/handbook/Frame-Relay.html)

(29)

29

ATM (

Asynchronous Transfer

_{Asynchronous Transfer}

Mode

)

₎



Visão geral:

 Tecnologia de transmissão baseada em circuitos Tecnologia de transmissão baseada em circuitos virtuais

virtuais

 Ênfase em qualidade de serviço (QoS)Ênfase em qualidade de serviço (QoS)



Origem

 19801980: Originalmente desenvolvido pela AT&T : Originalmente desenvolvido pela AT&T como uma técnica rápida de comutação de

como uma técnica rápida de comutação de

pacotes para fornecer a possibilidade de mixar voz

e transmissão digital sobre uma única rede digital

 19881988: ATM foi adotada pelo ITU-T (: ATM foi adotada pelo ITU-T (International International Telecommunication Union

Telecommunication Union) como o mecanismo de ) como o mecanismo de multiplexação e comutação para B-ISDN

multiplexação e comutação para B-ISDN

(

(30)

30 I₁ I₂ ... I_n ... I₁ I₂ ... I_n ... Quadro i Quadro i+1

Conceitos Importantes

Multiplexação assíncrona e síncrona



Multiplexação

: compartilhamento do meio de

transmissão por várias conexões distintas



Técnica de multiplexação por divisão de tempo

(TDM)

✔

tempo de transmissão do meio é

compartilhado entre várias conexões ativas

 Multiplexação por divisão de tempo síncrona (STDM)Multiplexação por divisão de tempo síncrona (STDM)  Tempo é dividido em quadros de tamanho fixo que Tempo é dividido em quadros de tamanho fixo que

por sua vez são divididos em intervalos de

tamanho fixo

(31)

31

Conceitos Importantes



Multiplexação por divisão de tempo

síncrona (STDM)



Exemplo

✔ Quadro de transmissão dividido em 10 Quadro de transmissão dividido em 10

intervalos que são numerados de 1 a 10

✔ Se o intervalo 1 é atribuído a uma conexão, o Se o intervalo 1 é atribuído a uma conexão, o

emissor pode transmitir dados sob esta conexão

apenas no intervalo 1

✔ Caso ela tiver mais dados a transmitir, ela deve Caso ela tiver mais dados a transmitir, ela deve

aguardar novo quadro

✔ Se ele não usa este intervalo temporal, Se ele não usa este intervalo temporal,

nenhuma outra conexão pode utilizá-lo

nenhuma outra conexão pode utilizá-lo_I 1 I2 ... In

... I₁ I₂ ... I_n ... Quadro

i

(32)

32

... ...

t

ATM (

Asynchronous Transfer

Mode

)



ATM - Divisão do tempo em pequenos

intervalos



Tempo em uma ligação é dividido em

pequenos intervalos fixos



Intervalos temporais não são reservados para

uma determinada conexão



ATM é um esquema de multiplexação por

divisão de tempo em que intervalos temporais

não são atribuídos a uma conexão particular

✔

ATM é também chamada de multiplexação

por divisão de tempo assíncrona (ATDM)

(33)

33

Noção de Célula ATM



Informações são enviadas em pequenos

pacotes



Dados são enviados em pequenos pacotes de

tamanho fixo (

tamanho fixo (células

células

)



Uso da largura de banda



Equipamento terminal controla largura de

banda efetiva por meio da freqüência com que

as células são geradas



Usuários podem acessar a largura de banda

sob demanda a qualquer taxa de dados efetiva

até o máximo da velocidade permitida pela

ligação de acesso

(34)

34

Noção de Célula ATM



Formato de célula ITU-T



Células ATM para a B-ISDN têm o tamanho de

53 bytes:

✔ 5 bytes são o cabeçalho e 48 bytes são dados 5 bytes são o cabeçalho e 48 bytes são dados

do usuário (

do usuário (payloadpayload))



Todos os tipos de tráfego apresentado pelo

usuário final:

✔ são transformados em células são transformados em células

✔ transmitidos para o destino baseado nas transmitidos para o destino baseado nas

informações do cabeçalho informações do cabeçalho Cabeçalho Cabeçalho (5 bytes) (5 bytes) Dados do usuário Dados do usuário (48 bytes) (48 bytes)

(35)

35

Como o tamanho da célula foi

determinado



Considerações sobre o tamanho da célula



Para otimizar atraso total de transmissão da

célula:

✔ tamanho de célula deve ser pequeno tamanho de célula deve ser pequeno



Para otimizar o uso da largura de banda

✔ tamanho da célula deve ser grandetamanho da célula deve ser grande



Tamanho da célula é um compromisso

entre estes fatores

• Comitê definiu o número de 48 bytes de dados

Comitê definiu o número de 48 bytes de dados

para a célula

(36)

36

Modelo de Referência B-ISDN



Plano do usuário e o Plano de Controle

 Compostos por quatro camadas:Compostos por quatro camadas: ✔ Camada mais AltaCamada mais Alta

✔ Camada de Adaptação ATMCamada de Adaptação ATM ✔ Camada ATMCamada ATM

(37)

37

Modelo de Referência B-ISDN



Camada de Adaptação ATM (AAL)

✔ Diferentes AALs podem ser usadas para diferentes Diferentes AALs podem ser usadas para diferentes

tipos de tráfego

✔

AALs existem apenas na fonte e no destino

✗ na rede os 48 bytes de dados do usuário não são na rede os 48 bytes de dados do usuário não são

tocados

✗ comutadores rotearão a célula conforme comutadores rotearão a célula conforme

informações do cabeçalho informações do cabeçalho PHY ATM AAL PHY ATM PHY ATM PHY ATM AAL Terminal

Terminal TerminalTerminal

Comutador

(38)

38

Modelo de Referência B-ISDN



Camada ATM

✔

Adiciona cabeçalho da célula (5 bytes) que

assegura que a célula seja enviada na

conexão correta

✔

É uma camada de comutação e

multiplexação independente da camada

física

(39)

39

Camada Física



Introdução



Define o mapeamento das células ATM no

meio físico e os parâmetros da transmissão

física



Determina a taxa de transmissão de bits

✔

155 Mbps e 622 Mbps foram inicialmente

propostas para transmissão em fibra ótica

✔

Outras taxas de transmissão foram

definidas para outros meios de transmissão



ATM não fixa o tipo específico de transporte

físico

✔

Meio mais comum para longas distâncias é

fibra ótica

(40)

40

Camada Física



SONET (

Synchronous Optical Network

)



Especifica como sinais digitais síncronos

podem ser transportados por redes de fibra

ótica



Principais características

✔

unidade básica de transporte: quadro

composto de 810 bytes que se repete a

cada 125

µ

_µ

s

✗

taxa de bits de 51,84 Mbps

✔

taxa 51,84 Mbps é chamada de STS-1

(

Synchronous Transport Signal level 1

) ou

OC-1 (

Optical Carrier Level 1

)

✗

OC-n é o equivalente ótico de um sinal

elétrico STS-n

(41)

41

Camada Física



SDH (

Synchronous Digital Hierarchy

)

 Recomendado pela ITU-T baseado no SONETRecomendado pela ITU-T baseado no SONET

 Desenvolvido a partir de três sinais STS-1 concatenadosDesenvolvido a partir de três sinais STS-1 concatenados ✔ Denominando o novo sinal de STM-1 (Denominando o novo sinal de STM-1 (Synchronous Synchronous

Transport Module level

Transport Module level 1 - 155,52 Mbps) 1 - 155,52 Mbps)

✔ Adotado como o sinal básico para a interface NNI e UNIAdotado como o sinal básico para a interface NNI e UNI ✗ Padrão SONET foi posteriormente aprovado Padrão SONET foi posteriormente aprovado

 Velocidades de interfaces comuns reconhecidas Velocidades de interfaces comuns reconhecidas

por SONET/SDH

Sonet OC Level

Sonet OC Level SDH STM LevelSDH STM Level Taxa da linhaTaxa da linha (Mbps) (Mbps) OC-1 OC-1 OC-3 OC-3 SDH-1SDH-1 OC-12 OC-12 SDH-4SDH-4 51,84 51,84 155,52 155,52 622,08 622,08 OC-24 OC-24 SDH-8SDH-8 OC-48 OC-48 SDH-16SDH-16 1244,1 1244,1 2488,32 2488,32

(42)

42 Definido por

Definido por Taxa da linhaTaxa da linha ITU ITU ITU/ATM Forum ITU/ATM Forum ATM Forum ATM Forum 622 Mbps 622 Mbps 155 Mbps 155 Mbps 155 Mbps 155 Mbps ATM Forum ATM Forum ATM Forum ATM Forum 100 Mbps 100 Mbps 51 Mbps 51 Mbps ATM Forum/ANSI ATM Forum/ANSI 45 Mpbs45 Mpbs ATM Forum/ANSI ATM Forum/ANSI ATM Forum ATM Forum 34 Mbps 34 Mbps 26,5 Mbps 26,5 Mbps Nome e sincronização Nome e sincronização de quadros de quadros SDH, STM4/SONET STS-12 sob SMF SDH, STM4/SONET STS-12 sob SMF

SDH STM-1/SONET STS-3C sob SMF, MMF, STP, UTP-5

Baseado em célula sob MMF, STP, UTP-5

Baseado em célula sob MMF (TAXI)

UTP-3, MMF, SMF UTP-3, MMF, SMF G.804/T3 G.804/T3 G.804/E3 G.804/E3 STP, UTP-3, UTP-5 STP, UTP-3, UTP-5 E1

E1 ATM Forum/ITSIATM Forum/ITSI 2 Mbps2 Mbps

T1

T1 ATM Forum/ANSIATM Forum/ANSI 15 Mbps15 Mbps

Camada Física para o Forum ATM

 Adota vários meios de transmissãoAdota vários meios de transmissão

 Inicialmente: padrão de transmissão física FDDI a 100 Inicialmente: padrão de transmissão física FDDI a 100

Mbps

 Adicionadas outras opções: par trançado (UTP-3) a 25.6 Adicionadas outras opções: par trançado (UTP-3) a 25.6

ou 155 Mbps, linhas síncronas tal como T3 (45 Mbps) ou

E3 (34 Mbps)

(43)

43 Comutador Comutador Comutador Comutador Comutador Comutador Comutador

Comutador _Terminal_Terminal

Terminal Terminal Terminal Terminal Comutador Comutador Comutador Comutador Comutador Comutador Terminal Terminal Terminal Terminal Terminal Terminal Terminal Terminal

Elementos básicos ATM



Uma rede ATM é hierárquica

 TerminaisTerminais (sistemas finais) são conectados a (sistemas finais) são conectados a comutadores diretamente através de pontos de

comutadores diretamente através de pontos de

acesso

 ComutadorComutador é constituído por várias portas que se é constituído por várias portas que se associam às linhas físicas da rede

(44)

Terminal Terminal Terminal Terminal Comutador Comutador Comutador Comutador Comutador Comutador Terminal Terminal Terminal Terminal Terminal Terminal Terminal Terminal

Elementos básicos ATM



Velocidades e Largura de Banda

 Velocidade de acessoVelocidade de acesso: Velocidade da ligação entre : Velocidade da ligação entre

um ponto de acesso e um comutador (dedicada ao

ponto de acesso)

 Largura de banda agregadaLargura de banda agregada: entre comutadores: entre comutadores ✔ maior que a velocidade de acessomaior que a velocidade de acesso

✔ não precisa ser a soma das taxas de pico de todas as suas não precisa ser a soma das taxas de pico de todas as suas ligações de entrada pois ATM usa multiplexação estatística

(45)

Terminal Terminal Terminal Terminal NNI NNI Comutador Comutador Comutador Comutador Comutador Comutador Terminal Terminal Terminal Terminal Terminal Terminal Terminal Terminal UNI UNI

Elementos básicos ATM



Interface

 Interface usuário-rede (UNI)Interface usuário-rede (UNI): entre o usuário : entre o usuário

(terminal)

 Interface rede-rede (NNI)Interface rede-rede (NNI): entre os comutadores de : entre os comutadores de

rede

(46)

46

Elementos básicos ATM



ATM é orientada a conexão

 Canal VirtualCanal Virtual (VC): conexão lógica entre dois (VC): conexão lógica entre dois

comutadores ATM ou entre um terminal ATM e um

comutador ATM

✔ rota que as células seguem consiste de uma seqüência de rota que as células seguem consiste de uma seqüência de VCs

VCs

 Conexão de canal virtualConexão de canal virtual (VCC): seqüência de VCs (VCC): seqüência de VCs

que forma uma rota associada com uma chamada

 Caminho virtualCaminho virtual (VP): agrupamento de vários VCs em (VP): agrupamento de vários VCs em

uma única entidade lógica

✔ cada canal virtual pertence a um VP entre comutadorescada canal virtual pertence a um VP entre comutadores

Comutador Comutador caminho de caminho de transmissão transmissão Caminho de Caminho de transmissão transmissão VP1 VP1 VP2 VP2 VP3 VP3 VP1 VP1 VP2 VP2 VP3 VP3

}

VCs VCs

(47)

47

Elementos básicos ATM



ATM é orientada a conexão



Caminhos virtuais são persistentes



Canais virtuais são estabelecidos quando a

conexão é iniciada

Comutador Comutador caminho de caminho de transmissão transmissão Caminho de Caminho de transmissão transmissão VP1 VP1 VP2 VP2 VP3 VP3 VP1 VP1 VP2 VP2 VP3 VP3

}

VCs VCs

(48)

48

Estabelecimento de chamada



ATM fornece serviços orientados a conexão

 Antes de uma célula ser transmitida entre Antes de uma célula ser transmitida entre

transmissor e receptor, uma conexão deve ser

estabelecida

 Duas principais funções executadas durante o Duas principais funções executadas durante o estabelecimento da conexão são:

estabelecimento da conexão são:

✔ execução de um teste de admissão e negociação da execução de um teste de admissão e negociação da

Qualidade de Serviço (QoS) entre os terminais e a

rede

✔ atribuição um VPI e um VCI para a conexão se os atribuição um VPI e um VCI para a conexão se os

parâmetros de QoS e o pedido de conexão são

aceitos

(49)

49

Estabelecimento de chamada

(50)

50 Comutador 1 Comutador 1 Comutador Comutador Terminal 2 Terminal 2 Comutador 2 Comutador 2 TerminaL 1 TerminaL 1

Estabelecimento de chamada



Exemplo (Conexão entre os terminais 1 e 2)



Terminal 1

✔ Envia um pedido de chamada ao comutador 1, Envia um pedido de chamada ao comutador 1,

contendo:

✗ nome ou endereço do destino (terminal 2) nome ou endereço do destino (terminal 2) ✗ conjunto de parâmetros de QoS conjunto de parâmetros de QoS

(51)

Estabelecimento de chamada



Comutador 1

 Determina que linha de saída deve ser usada Determina que linha de saída deve ser usada baseada na informação do destinatário

baseada na informação do destinatário

 Desempenha um teste de admissão para ver se ele Desempenha um teste de admissão para ver se ele pode fornecer a QoS requerida pela chamada

pode fornecer a QoS requerida pela chamada

baseado nos recursos disponíveis

✔ velocidade de comutação, tamanho de buffer e largura de velocidade de comutação, tamanho de buffer e largura de banda da linha de saída,...

(52)

Estabelecimento de chamada



Comutador 1

 Se o comutador não pode suportar a QoS requeridaSe o comutador não pode suportar a QoS requerida

✔ envia uma mensagem de rejeição de conexão ao envia uma mensagem de rejeição de conexão ao

terminal 1, ou

✔ pode sugerir um novo conjunto de QoS ao terminalpode sugerir um novo conjunto de QoS ao terminal

✗ Se o terminal 1 aceita a nova QoS, o processo Se o terminal 1 aceita a nova QoS, o processo

continua

(53)

Estabelecimento de chamada



Comutador 1

 Se o comutador suporta a QoSSe o comutador suporta a QoS

✔ Próximo valor VCI disponível é escolhido como o VCI Próximo valor VCI disponível é escolhido como o VCI

para a conexão referente ao segmento entre

terminal 1 e comutador 1

(54)

54 Comutador 1 Comutador 1 Comutador Comutador Terminal 2 Terminal 2 Comutador 2 Comutador 2 TerminaL 1 TerminaL 1 VCI 1 VCI 1 VPI 1 VPI 1

Estabelecimento de chamada



Comutador 1

 Se o comutador suporta a QoSSe o comutador suporta a QoS

✔ Próximo valor VCI disponível é escolhido como o VCI Próximo valor VCI disponível é escolhido como o VCI

para a conexão referente ao segmento entre

terminal 1 e comutador 1

✗ VCI alocado para a conexão deste segmento é VCI 1VCI alocado para a conexão deste segmento é VCI 1

✔ Se não há conexões existentes entre terminal 1 e Se não há conexões existentes entre terminal 1 e

comutador 1, um VPI é alocado para a conexão para

este segmento

✗ Se existem conexões, o VPI das conexões existentes é Se existem conexões, o VPI das conexões existentes é usado

usado

(55)

Estabelecimento de chamada



Comutador 1

 Envia o pedido de conexão ao comutador 2Envia o pedido de conexão ao comutador 2



Comutador 2

 Checa se o terminal 2 é ativo (ligado)Checa se o terminal 2 é ativo (ligado)

✔ Se ele não está, a chamada é rejeitadaSe ele não está, a chamada é rejeitada

✔ Se o terminal 2 estiver ativo, o comutador 2 executa Se o terminal 2 estiver ativo, o comutador 2 executa

um teste de admissão para ver se a QoS requerida

pode ser suportada

✗ Se não, a chamada é rejeitada, ou uma negociação Se não, a chamada é rejeitada, ou uma negociação será feita entre o terminal 1, comutador 1 e 2

(56)

56 Comutador 1 Comutador 1 Comutador Comutador Terminal 2 Terminal 2 Comutador 2 Comutador 2 TerminaL 1 TerminaL 1 VCI 1 VCI 1 VPI 1

VPI 1 VCI 2VCI 2 VPI 2 VPI 2

Estabelecimento de chamada



Comutador 2

 Se a QoS é aceitável, o comutador 2 alocará VPI e Se a QoS é aceitável, o comutador 2 alocará VPI e VCI para a conexão para o segmento entre

VCI para a conexão para o segmento entre

comutador 1 e comutador 2

✔ VPI é alocado se não há conexão existente entre elesVPI é alocado se não há conexão existente entre eles

✔ Se existirem conexões entre eles, o VPI das Se existirem conexões entre eles, o VPI das

conexões existentes é usada para esta conexão

também

(57)

Estabelecimento de chamada



Comutador 2

 Envia o pedido ao terminal 2Envia o pedido ao terminal 2



Terminal 2

 Se o terminal não aceita a chamada, o pedido é Se o terminal não aceita a chamada, o pedido é rejeitado ou os parâmetros de QoS são negociados

rejeitado ou os parâmetros de QoS são negociados

✔ Senão a conexão é estabelecida com sucessoSenão a conexão é estabelecida com sucesso

VCI 2 VCI 2 VPI 2 VPI 2

(58)

58 Comutador 1 Comutador 1 Comutador Comutador Terminal 2 Terminal 2 Comutador 2 Comutador 2 TerminaL 1 TerminaL 1 VCI 1 VCI 1 VPI 1 VPI 1 VCI 3 VCI 3 VPI 3 VPI 3 VCI 2 VCI 2 VPI 2 VPI 2

Estabelecimento de chamada



Comutador 2

 Aloca o VPI e VCI para o segmento entre Aloca o VPI e VCI para o segmento entre comutador 2 e terminal 2

comutador 2 e terminal 2

 Notifica o comutador 1 com uma confirmação da Notifica o comutador 1 com uma confirmação da conexão

conexão

✔ contendo VPI 2 e VCI 2 a serem usados pelo contendo VPI 2 e VCI 2 a serem usados pelo

comutador 1 para enviar células ao comutador 2

(59)

Estabelecimento de chamada



Comutador 1

 Notifica o terminal 1 a confirmação de conexão Notifica o terminal 1 a confirmação de conexão contendo VPI 1 e VCI 1 a serem usados pelo

contendo VPI 1 e VCI 1 a serem usados pelo

terminal 1 para enviar células ao comutador 1 para

esta conexão



Terminal 1

 Pode enviar células sobre a conexão com VPI 1 e Pode enviar células sobre a conexão com VPI 1 e VCI 1 no cabeçalho

(60)

Roteamento de células



Tabela de Roteamento

 Configurada em cada comutador durante o Configurada em cada comutador durante o processo de estabelecimento de conexão

processo de estabelecimento de conexão Tabela de roteamento

Tabela de roteamento

Comutador 1

Entrada

Entrada SaídaSaída Ligação h: VPI1, VCI1

Ligação h: VPI1, VCI1 Ligação i: VPI2, VCI2Ligação i: VPI2, VCI2 ... ... ... Tabela de roteamento Tabela de roteamento Comutador 2 Comutador 2 Entrada

Entrada SaídaSaída Ligação j: VPI2, VCI2

Ligação j: VPI2, VCI2 Ligação k: VPI3, VCI3Ligação k: VPI3, VCI3 ...

(61)

61

Roteamento de células



VPI e VCI identificam cada segmento da

conexão

 Par VPI e VCI é único para cada hop-by-hopPar VPI e VCI é único para cada hop-by-hop  Quando uma célula passa através de um Quando uma célula passa através de um

comutador

✔ Comutador altera o par VPI e VCI do par usado para Comutador altera o par VPI e VCI do par usado para

identificar o canal no último hop para o par usado

para identificar o canal no próximo hop



VPI e VCI são índices da tabela de

roteamento

 VPI e VCI são usados eficientemente como índice VPI e VCI são usados eficientemente como índice para tabelas de roteamento

para tabelas de roteamento

✔ VPI e VCI são pequenos e em localizações fixas em VPI e VCI são pequenos e em localizações fixas em

cada célula

✔ Permitindo o desenvolvimento de comutadores ATM Permitindo o desenvolvimento de comutadores ATM

rápidos

(62)

62

Tipos de Conexões



Conexões Virtuais Permanentes (PVC)

 Conexão estabelecida por algum mecanismo Conexão estabelecida por algum mecanismo externo, tipicamente gerenciadores de rede

externo, tipicamente gerenciadores de rede

✔ um conjunto de comutadores entre uma fonte ATM e um conjunto de comutadores entre uma fonte ATM e

um destino ATM são programados com os rótulos

VPI/VCI apropriados



Conexões Virtuais Comutadas (SVC)

 Conexão estabelecida automaticamente (ou Conexão estabelecida automaticamente (ou dinamicamente) através de um protocolo de

dinamicamente) através de um protocolo de

sinalização

✔ SVCs não requerem uma interação manualSVCs não requerem uma interação manual

 As SVCs são muito mais utilizadasAs SVCs são muito mais utilizadas

 Requisição de comutação é propagada de comutador a Requisição de comutação é propagada de comutador a

comutador, estabelecendo a conexão por onde ela

passa, até que esta requisição alcance o destino final

(63)

63

Bits: 8 7 6 5 4 3 2 1 Byte 1 Virtual path identifier (VPI)

Byte 2

Byte 3 Virtual channel identifier (VCI)

Byte 4 Payload type CLP Byte 5 Cyclic redundancy check (CRC)

Formato das Células ATM



Cabeçalho de célula ATM na NNI

 Virtual Path IdentifierVirtual Path Identifier e e Virtual Channel Virtual Channel

Identifier

✔ VPI ocupa 12 bits e VCI ocupa 16 bitsVPI ocupa 12 bits e VCI ocupa 16 bits ✔ identifica unicamente uma conexão ATMidentifica unicamente uma conexão ATM

 Payload type fieldPayload type field

✔ Indica se os dados contidos na célula são dados do usuário Indica se os dados contidos na célula são dados do usuário ou operação de rede, administração e dado de gerência

ou operação de rede, administração e dado de gerência

(OAM)

✗ quando o primeiro bit do campo é 1, então a célula é quando o primeiro bit do campo é 1, então a célula é uma célula OAM, senão ela contém dados do usuário

(64)

64

Bits: 8 7 6 5 4 3 2 1

Byte 1 Generic flow control (GFC) Virtual path

Byte 2 Identifier (VPI)

Byte 3 Virtual channel identifier (VCI)

Byte 4 Payload type CLP

Byte 5 Cyclic redundancy check (CRC)

Formato das Células ATM



Cabeçalho de célula ATM na UNI

 Redução do campo VPI para 8 bitsRedução do campo VPI para 8 bits  Generic Flow ControlGeneric Flow Control (GFC) (GFC)

✔ Adicionado para reconhecer que o terminal ATM Adicionado para reconhecer que o terminal ATM

pode ser conectado a redes de acesso compartilhado

tal como DQDB, que é conectada a redes ATM

✔ GFC é usado para indicar as prioridades de células GFC é usado para indicar as prioridades de células

destes terminais para acessar a rede ATM

✔ Não é inteiramente definido e este campo é Não é inteiramente definido e este campo é

normalmente setado a 0

(65)

65

Gerenciamento de tráfego



Modelo seguido pelo gerenciamento de

tráfego ATM

 Um contrato negociado pelo usuário e a redeUm contrato negociado pelo usuário e a rede

✔ usuário e a função de controle de admissão da rede usuário e a função de controle de admissão da rede

negociam uma descrição de tráfego e de qualidade

de serviço



Descritor de tráfego ATM

 Baseado nas seguintes características do fluxo:Baseado nas seguintes características do fluxo:

✔ PCRPCR: Taxa de Pico de célula (células/s): Taxa de Pico de célula (células/s)

✔ SCRSCR: Taxa de Célula Sustentável (células/s): Taxa de Célula Sustentável (células/s)

✔ MBSMBS: Máximo tamanho da rajada (células), também : Máximo tamanho da rajada (células), também

especificada como

✔ BTBT: Tolerância de rajada = (MBS-1)/(1/SCR-1/PCR): Tolerância de rajada = (MBS-1)/(1/SCR-1/PCR)

✔ MCRMCR: Taxa Mínima de Célula (apenas para tráfego : Taxa Mínima de Célula (apenas para tráfego

ABR)

(66)

66

Gerenciamento de tráfego



Qualidade de Serviço (QoS)

 Rede e o usuário entram em acordo com uma certa Rede e o usuário entram em acordo com uma certa QoS para as características de tráfego

QoS para as características de tráfego

especificadas

 Parâmetros de QoS usadosParâmetros de QoS usados

✔ CLRCLR: Taxa de Perdas de Célula (número de células : Taxa de Perdas de Célula (número de células

perdidas/ números de células transmitidas)

✔ CTDCTD: Atraso de Trânsito de Célula : Atraso de Trânsito de Célula

(67)

67

Gerenciamento de tráfego



Classes de tráfego ATM

• CBRCBR: tráfego a taxa de bits contínua com atraso fixo e : tráfego a taxa de bits contínua com atraso fixo e

taxa de células para serviços síncronos tal como emulação

de ISDN ou canais de áudio/vídeo síncronos

• Real-time VBRReal-time VBR: tráfego a taxa de bits variável para : tráfego a taxa de bits variável para fluxos de dados de áudio e vídeo compactados com

fluxos de dados de áudio e vídeo compactados com

características tempo-real

• Non-real-time VBRNon-real-time VBR: tráfego a taxa de bits variável para : tráfego a taxa de bits variável para fluxos de dados de áudio e vídeo compactados com

fluxos de dados de áudio e vídeo compactados com

características tempo-real

• ABRABR (Available Bit Rate) (Available Bit Rate): tráfego a taxa de bits disponível : tráfego a taxa de bits disponível para comunicação de dados com perda de células

para comunicação de dados com perda de células

desprezível

• UBR

UBR

(Unspecified Bit Rate)

: taxa de bits não

especificada para tráfego sem características

conhecidas

(68)

68 CBR

CBR RT/NRT-VBRRT/NRT-VBR ABRABR UBRUBR CLR

CLR especificadoespecificado especificadoespecificado não especificadonão especificado CTD CTD CDV CDV PCR PCR SCR/BT SCR/BT MCR MCR especificado especificado especificado

especificado opcionalopcional

não especificado não especificado sem efeito sem efeito especificado especificado sem efeito

sem efeito especificadoespecificado sem efeitosem efeito sem efeito

sem efeito especificadoespecificado sem efeitosem efeito

Gerenciamento de tráfego

(69)

69

Gerenciamento de tráfego

(70)

70

Camadas de Adaptação ATM



Segmentação do fluxo de dados em células

 Transmissor deve segmentar fluxos de dados em célulasTransmissor deve segmentar fluxos de dados em células  Receptor remonta os dados nas células em fluxos de Receptor remonta os dados nas células em fluxos de

dados



AAL é uma interface

 AAL representa uma interface entre os AAL representa uma interface entre os

protocolos de alto nível e a camada ATM

 Realiza a segmentação de dados em Realiza a segmentação de dados em

células ATM que são passadas para a

camada ATM

 Remontar em fluxos de dados que as Remontar em fluxos de dados que as

camadas superiores podem entender

Camada Física

Camada ATM

Camada de Adaptação ATM

(AAL)

Camada mais alta

(71)

71 Camada Física

Camada Física

Camada ATM

Camada de Adaptação ATM

(AAL)

Camada mais alta

Camadas de Adaptação ATM



Objetivos

 Adaptar o dado em uma forma desejável para ATMAdaptar o dado em uma forma desejável para ATM

 AALs são necessárias de maneira a que AALs são necessárias de maneira a que

aplicações do mesmo tipo possam

comunicar

✔ Primeiro passo realizado pelo ITU-T Primeiro passo realizado pelo ITU-T foi a definição das classes de serviço

foi a definição das classes de serviço

oferecidas pela AAL

✔ Logo após, o ITU-T definiu os tipos de Logo após, o ITU-T definiu os tipos de AAL que suportam estas classes

(72)

72

Camadas de Adaptação ATM



Classes de aplicações

 Classe AClasse A

✔ Aplicações sensíveis ao tempo com taxa de bits constantes Aplicações sensíveis ao tempo com taxa de bits constantes

(CBR)

✔ Necessitam que o atraso da fonte ao destino seja limitadoNecessitam que o atraso da fonte ao destino seja limitado

✔ Exemplos: áudio e vídeo codificados a taxa de bits Exemplos: áudio e vídeo codificados a taxa de bits

constantes

 Classe BClasse B

✔ Aplicações sensíveis ao tempo com taxa de bits variáveis Aplicações sensíveis ao tempo com taxa de bits variáveis

(VBR)

✔ Requerem atrasos limitadosRequerem atrasos limitados

✔ Exemplos: áudio e vídeo codificados a taxa de bits Exemplos: áudio e vídeo codificados a taxa de bits

variáveis

 Classe CClasse C

✔ Aplicações de dados orientados a conexãoAplicações de dados orientados a conexão

 Classe DClasse D

(73)

73

Camadas de Adaptação ATM



Classes de aplicações

Tempo na fonte

e no destino

e no destino RelacionadoRelacionado

Taxa de geração

de bits

de bits Constante (CBR)Constante (CBR) Variável (VCR)Variável (VCR)

Classe A

Classe A Classe BClasse B Classe CClasse C Classe DClasse D Sem Relação

Sem Relação

Modo de

conexão