ATM

1. ATM INTEGRANTES: Gonzalo Miguel Asturizaga Ruben Omar Callisaya

2. ATM es un estándar de la ITU-T para Cell Relay en dondemuchainformación de multiples tipos de servicios, tales comovoz, datos o videos son transportadas a traves de células pequeñas de tamañofijo. Las redes ATM son orientadas a conexion. INTRODUCCION

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. ATM transfiereinformacion en unidades de tamañofijodenominadasceldas. Cadaceldaconsta de 53 octetos o bytes. Los primeros 5 bytes contieneninformacion del encabezado de la celda. Los 48 bytes restantescontienen el payload (cargautil) (informacion del usuario). FORMATO BASICO DE LA CELDA.

7. 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.

8. 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 ServiceUnit). • Switches LAN. • CODECs (Coder-Decoder).

9. EJEMPLO DE SWITCHES ATM Y ENDPOINT EN UNA RED ATM. Routes ATM Switch LAN switch Workstation DSU/CSU ATM Endpoints

10. Una red ATM consta de un conjunto de switches interconectados entre sipor 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:

11. 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:

12. Un UNI privadoconecta un Endpoint ATM y un switch ATM privado. Su contrapartepublicaconecta un endpoint o switch privado a un switch publico. Un NNI privadoconecta dos switches dentro de la mismaseccionprivada. Un NNI publicoconecta dos switches dentro de la mismaseccionpublica. INTERFACES DE RED:

13. EJEMPLO DE INTERFACES: PUBLIC ATM NETWORK AC PUBLIC ATM NETWORK B PRIVATE ATM NETWORK PUBLIC UNI PUBLIC NNI PRIVATE NNI B-ICI PRIVATE UNI PUBLIC UNI

14. 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.

15. ARQUITECTURA DE UN SWITCH ATM: • Memoria Compartida (SharedMemory): 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.

16. Un encabezado de celda ATM puedeseruno de dos formatos: UNI. NNI. El encabezado UNI esusadoparacomunicacion entre Endpoints ATM y switches ATM en redes ATM privadas. FORMATO DEL ENCABEZADO DE LA CELDA ATM

17. El encabezado NNI esusadoparacomunicaciones entre switches ATM VPI VPI VPI VCI VCI Header (5 bytes) PT CLP PT CLP HEC HEC Payload (48 bytes) Payload (48 bytes) Payload (48 bytes) FORMATO DEL ENCABEZADO DE LA CELDA ATM GFC 53 BYTES 8 BITS ATM NNI CELL ATM UNI CELL ATM CELL

18. GFC (Control de flujogenerico): Este campo solo aparece en lasceldas UNI. Proveefunciones locales, tales comoidentificarestaciones multiples quecompartenuna interface ATM. El proposito general de este campo esllevar el control de toda la informacionqueva a ingresar a la red, a fin de quetodaslasestacionestengan la mismaoportunidad de transmitirsuinformacion.

19. VPI (Identificador de Ruta Virtual): En conjunto con el VCI identifica el siguientedestino de unacelda. Es el queidentifica a la ruta virtual empleada. VCI (Identificador de Canal Virtual): Es el numeroqueidentifica el canal virtual empleado.

20. PT (Tipo de Informacion): Indica en el primer bit sicontiene datos de usuario o de control. Si la celdacontiene datos de usuario, el segundo bit indica congestion y el terceroindicasies la ultima de unaserie de celdasquerepresentan un frame AAL5.

21. CLP (Prioridad en celdasperdidas): La funcion de este bit esasegurarunavelocidad de transmisiongarantizada(CIR) en caso de una congestion de la red. En ATM, la funcionesgarantizarunavelocidad de transmisionconstante (CIR), en caso de unacongestionn en la red. Esavelocidades la que se compromete a cumplir la compañiaquebrinda el servicio en lashoras de mayor trafico.

22. HEC (Control de Error del Encabezado): Este campo proporciona la verificacion de error para los otroscuatro bytes del encabezado. Los 8 bits de este campo proporcionansuficienteredundanciaparadetectar con unaaltaprobabilidad los erroresquepudiesenpresentarse en los otros bytes.

23. Existen 3 tipos de servicios ATM: CircuitosVirtualesPermanentes (PVC) CircuitosVirtualesConmutados (SVC) Servicios sin conexion. (SMDS) SERVICIOS ATM:

24. Un PVC permite la conectividaddirecta entre sitios. Es similar a unalineadedicada. Ventaja: No requiere call setup entre los switches. Desventaja: Conectividadestatica y configuracion manual.

25. 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.

26. Las redes ATM son fundamentalmenteorientadas a conexion. Existen dos tipos de conexiones ATM: Virtual Paths (VP-Rutasvirtuales) Los cuales son identificadospor un identificador de ruta virtual(VPI) Virtual Channel (VC) Los cuales son identificadorporunacombinacion de un VPI y un identificador de canal virtual (VCI). CONEXIONES VIRTUALES

27. Un VP es un conjunto de VC, los cuales son conmutadostransparentemente a traves de la red ATM como base de un VPI. Todos los VCI y VPI tienensignificado local a traves de un enlace particular y son mapeadospor los diferentes switches.

28. Unaruta de transmisiones un conjunto de VP. VP VP Ruta de transmision VP VP VCs VCs VCs VCs

29. La arquitectura ATM utiliza un modelologicoparadescribir la funcionalidadquesoporta. La funcionalidad de ATM corresponden a la capafisica y parte de la capa de enlace del modelo OSI MODELO DE REFERENCIA ATM:

30. MODELO DE REFERNCIA DE ATM: El modelo de referencia de ATM estaformadopor los siguientesplanos: MANAGEMENT PLANE El modelo de referencia ATM estaformado de lassiguientescapas: LAYER MANAGEMENT PLANO DE CONTROL PLANO DE USUARIO PLANE MANAGEMENT APLICACION HIGHER LAYERS HIGHER LAYERS PRESENTACION SESION CAPA DE ADAPTACION ATM TRANSPORTE RED CAPA ATM ENLACE DE DATOS CAPA FISICA FISICA

31. Capa de adaptación de atm: La agrupación se realizó en base a tres criterios principales.

32. 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

33. 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 AAL1

34. CAPA AAL3/4 Soportaserviciosorientados a la conexion y sin conexion. Es utilizadapara la transmision de paquetes SMDS sobreuna red ATM. CAPA AAL5 Soportaserviciosorientados a la conexion y sin conexion. Es utilizadoparatransmitir datos que no son del tipo SMDS. Tales como IP clasica o LANE (Emulacion de LAN) CAPA AAL3/4 y 5

35. La capafisica ATM tienecuatrofunciones: Los bits son convertidos a celdas. La transmision y recepcion de bits sobre el mediofisico son controlados. Los limites de lasceldas son establecidos. Las celdas son empaquetadas en los frames adecuadospara el mediofisico. CAPA FISICA ATM:

36. La capafisicaesdividida 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 tiempoapropiada. Especifica los medios de acuerdo al mediofisicoutilizado.

37. 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 insertaceldas idle paramantener el rate de transmision del payload. Transmision frame adaptation:->empaquetalasceldas en frames aceptables.

38. Soporta dos tipos de conexiones: Punto a punto: Conecta dos puntos finales ATM y puedenserunidireccional y bidireccional. Punto a multipunto. Conecta un punto final simple(conocidocomo root) a un conjunto de puntos finales. (conocidoscomo leaves). Estasconexionessolamente son unidireccionales. CONEXIONES ATM:

39. 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. PROCESO DE ESTABLECIMIENTO DE CONEXION

40. ATM: Conexión de Canal Virtual (VCC) Switch Switch Switch VPI = 0 VCI = 38 VPI = 12 VCI = 38 VPI = 26 VCI = 38 VPI = 6 VCI = 38

41. ATM Switch 1 Router A Conecta a B? Conecta a B? ATM Switch 2 SI SI Conecta a B? SI Router B Conecta a B? SI ATM Switch 3

42. ATM 1. 2. 3. 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

43. 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 ATM 1. 2. 3.

44. 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. MENSAJES DE CONEXION:

45. CALL PROCEEDING MESSAGE SETUP MESSAGE SETUP MESSAGEC Egress Switch Ingress Switch CONNECT O RELEASE MESSAGE

46. 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.

48. VELOCIDAD DE ACCESO: • La diferencia cuantitativa más importante entre framerelay y ATM está en las velocidades de acceso y de transmisión de datos que cada uno es capaz de proveer. La interfaz framerelay (FRI o framerelay 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)

50. CONTROL: • Es responsable de generar y manejarseñales de peticion.