ATM Adaptation Layer

Comunicacions de Banda
Ampla: Xarxes ATM
ATM:
- Característiques generals del mode de transferència asíncron (ATM)
(ATM)
- El nivell físic
- El nivell ATM
- El nivell d’adaptació a ATM (AAL)
- Gestió de tràfic en ATM
BISDN: Broadband ISDN
Architecture
Services Network
Adaptation Layer
Transport Network (ATM)
1
ATM Adaptation Layer
ATM Adaptation Layer
Service Classification for AAL
2
AAL 1
Para servicios de tasa y retardo constante, por ejemplo
transporte de circuitos
vídeo (a tasa constante)
voz (PCM)
audio
Transferencia de información de usuario y de
información temporal, con indicaciones de errores o
pérdida de información: no hace retransmisiones
El subnivel SAR pone una cabecera de 1 octeto
por ej. en una célula caben como máximo 47 octetos
de voz, no 48
AAL 2
Para servicios de tasa variable y que necesitan retardo
constante, por ejemplo
voz con supresión de silencios
vídeo
Permite multiplexar varios flujos de información sobre la
misma conexión ATM
por ejemplo, varias llamadas de voz codificadas a baja
velocidad y con supresión de silencios
Propuesto para redes de acceso UMTS basadas en ATM
3
AAL 3/4
Para servicios de tasa variable y sin requisitos estrictos
de retardo (clases C y D)
Variedad de funciones, pero a costa de la eficiencia
4 octetos de cabecera SAR en cada segmento de 48: cada segmento lleva
un identificador del mensaje al que pertenece, un número de secuencia, la
longitud de los datos que contiene (para segmentos parcialmente llenos), un
código de control de errores y una marca de principio, continuación o final de
mensaje.
Se pueden enviar segmentos de diferentes mensajes
entrelazados por la misma conexión ATM
El subnivel CS introduce una sobrecarga adicional de
entre 8 y 11 octetos por mensaje, que es despreciable
para mensajes largos
AAL 5
Alternativa más simple y, normalmente, más
eficiente que el AAL 3/4:
El subnivel CS introduce una sobrecarga de 8 octetos
por mensaje, similar a la del AAL 3/4
El subnivel SAR no pone cabeceras
– como indicación de fin de mensaje se usa el bit de información usuario
a usuario de la cabecera de célula.
– no permite entrelazar trozos de diferentes mensajes
Menos robusto que el AAL3/4
Solución habitual para el transporte de IP y Frame
Relay sobre ATM
4
ATM Adaptation Layer
Mapping of user information
user information
AAL - SAP
Convergence control information
AAL
Segmentation
Segmentation and reassembly control
information
payload
ATM
ATM - SAP
header
cell payload
note: the header field is completed by the physical layer
cell
ATM Adaptation Layer
AAL Service Access Point
AAL
Convergence Sublayer
CS
AAL - SAP
Segmentation and Reassembly
Sublayer
SAR
primitives
ATM - SAP
5
ATM Adaptation Layer
AAL encapsulation
Segmentation and Reassembly
6
Segmentation and Reassembly
AAL1 SAR-PDU
Segmentation and Reassembly
AAL2 SAR-PDU
7
Segmentation and Reassembly
AAL3/4 SAR-PDU
Segmentation and Reassembly
AAL 3/4 multiplexing capability
8
Segmentation and Reassembly
AAL5 SAR-PDU in comparison with the AAL 3/4
SAR-PDU
AAL 2 - Estructura
AAL
Subcapa de convergencia específica de
servicio (puede ser nula)
SSCS
SAP
Subcapa de parte común
SAP
CPS
SAP
SSCS
CPS
Parte
común
Primitivas
T1310250-97
Subcapa de partes comunes
Punto de acceso al servicio
Subcapa de convergencia específica de servicio
9
AAL 2 - Unidades de datos
Formato del paquete CPS (Common Part Sublayer)
CID
LI
UUI
HEC
CPS-INFO
Cabida útil de paquetes CPS (CPS-PH)
Encabezamiento de paquetes CPS (CPS-PH)
Paquete CPS
T1310280-97
CID
LI
UUI
HEC
CPS-IN FO
Identificador de canal
Indicador de longitud
Indicación usuario a usuario
Control de error del encabezamiento
Información
(8
(6
(5
(5
(1
bits)
bits)
bits)
bits)
.. 45/64 octetos)
Formato de la CPS-PDU
S
Encabezamiento
de célula
OSF
P
PAD
N
Campo de inicio
Cabida útil CPS-PDU
CPS-PDU
T1310290-97
OSF
SN
P
PAD
Campo descentrado
Número secuencial
Paridad
Relleno
(6 bits)
(1 bit)
(1 bit)
(0 a 47 octetos)
AAL 2 – Ejemplo multiplexación
CPSSDU
16
octetos
Paquete
CPS
CPSSDU
CPSSDU
CPSSDU
CPSSDU
CPSSDU
CPSSDU
16
octetos
Paquete
CPS
16
octetos
Paquete
CPS
16
octetos
Paquete
CPS
16
octetos
Paquete
CPS
16
octetos
Paquete
CPS
16
octetos
Paquete
CPS
CPSSDU
16
octetos
Paquete
CPS
CPSSDU
16
octetos
Paquete
CPS
CPSSDU
16
octetos
Paquete
CPS
CPSSDU
CPSSDU
16
octetos
Paquete
CPS
16
octetos
Paquete
CPS
CPSSDU
16
octetos
Paquete
CPS
CPSSDU
16
octetos
Paquete
CPS
CPS-PDU
CPS-PDU
CPS-PDU
Información CPS-SDU
Parte con solapamiento CPS-PDU
CPS-PDU
ATM-SDU
Encabezamiento paquete CPS
CPS-PDU
Campo de inicio
Encabezamiento
de célula
Cabida útil
de célula
Campo PAD
ATM-PDU = Célula
CPS-PDU
T1310460-97
10
Common Part CS
AAL
primitives
CS
Service Specific CS - may be null
CPCS
AAL - SAP
SSCS
SSCS and CPCS used in
AAL 3/4 and AAL5
SAR (common)
SAR
primitives
ATM - SAP
From “ATM: the broadband telecommunications solution” by L.G. Cuthbert and J.C. Sapanel.
Service Specific Convergence Sublayer
AAL 3/4 message mode
11
Service Specific Convergence Sublayer
AAL 3/4 streaming mode
From “ATM: the broadband telecommunications solution” by L.G. Cuthbert and J.C. Sapanel.
Common Part Convergence Sublayer
AAL 3/4 CPCS-PDU
12
Common Part Convergence Sublayer
AAL 3/4 CPCS-PDU
Common Part Convergence Sublayer
AAL5 CPCS-PDU
13
Common Part Convergence Sublayer
AAL5 CPCS-PDU
ATM Adaptation Layer
AAL3/4 transmission
14
ATM Adaptation Layer
AAL5 transmission
AAL5 without last segment
indication
15
AAL5 with last segment indication
at PTI
Contenido
Evolución de la conmutación
Frame Relay
Características básicas de Frame Relay
Formato de trama
Control de tráfico
32
16
Evolución de la conmutación - plano
de usuario
terminal
conmutación
de paquetes
(ej. X.25)
3
2
1
reenvío de
tramas
(Frame Relay)
3
2b
2a
1
conmutación
de células
(ATM)
AAL
ATM
1
control
de error
completo
conmutador
3
2
1
3
2
1
control terminal
de error
3
completo
2
1
3
2b
2a
1
control de error (opcional)
sólo
detección
de errores
2a
1
2a
1
sólo
detección
de errores
control extremo a extremo
ATM
1
AAL
ATM
1
ATM
1
Separación del plano de control
Señalización
3
2
1
Plano de
Control
Plano de
Usuario
Señalización
3
2
1
terminal A
3
2
1
1
3
2
1
3
2
1
1
nodo de red
3
2
1
terminal B
Procedimientos de control más generales
Plano de usuario más simple
Evolución independiente de cada plano
17
Desarrollo de Frame Relay (FR)
Solución para comunicación de datos en redes de
área extensa, ej. interconexión de redes locales, con
mejores prestaciones que la solución que le
precedía (X.25) o los típicos circuitos dedicados
Se aprovecha de los avances de los sistemas de
transmisión (mayor velocidad con menor VER)
Normalización por UIT-T (como un sevicio ISDN) y
ANSI. En 1990, se crea un grupo de fabricantes,
origen del actual Frame Relay Forum
Desde 1993, fuerte crecimiento de proveedores de
servicio FR y usuarios
Frame Relay: características
básicas
Orientado a conexión
Circuitos virtuales (VC) multiplexados a nivel 2
normalmente permanentes
Plano de usuario y de control separados
Tramas de longitud variable
No fiable: conserva el orden, pero descarta tramas
con error y no hay acuse de recibo
Funciones de control de tráfico
control de tasa de envío
Retardo variable
18
Formato de trama
bits
octetos
1
2
3
...
4
8 7 6 5 4 3 2 1
FLAG = 01111110
FLAG
C/R EA
DLCI
F
0
EA
B DE
1
Información
(longitud variable)
N-2
N-1
N
FCS
FLAG
EA: Extended Address
C/R: Command / Response bit
DLCI: Data Link Connection Id
DE: Discard Eligibility
B(ECN): Backward Explicit
Congestion Notification
F(ECN): Forward Explicit
Congestion Notification
FCS: Frame Check Sequence
Multiplexión de Circuitos Virtuales
Las tramas de un VC se identifican por su DLCI
Los DLCIs tienen exclusivamente significado
local (el DLCI asignado a un VC puede ser
distinto en cada interfaz)
DLCI=35
DLCI=30
DLCI=40
DLCI=33
DLCI=40
DLCI=32
• Tamaño mínimo 10 bits. Valores más bajos y más altos
reservados. Puede ampliarse hasta 23 bits.
19
Control de congestión
Control de tasa (CIR)
Cada VC tiene definidos tres valores:
Committed Information Rate (CIR) bps
Committed Burst Size (Bc) bits
Excess Burst Size (Be) bits
Bits enviados
Capacidad
(velocida f’isica)
de acceso x Tc
Bc + Be
Trama 4 (descartada)
Trama 3 (DE=1)
Bc
CIR = Bc / Tc
Trama 2 (OK)
Trama 1 (OK)
0
Intervalo de Medida = Tc
Tiempo
20
Control de tasa (Leaky Bucket)
Control de tasa: ejemplo
Sobre un acceso FR de capacidad C = 64 Kbps se
establece un VC de CIR = 32 Kbps, Bc = 16000 bits
y Be = 12000 bits
se pueden enviar 16000 bits (2000 octetos) cada
Tc = Bc / CIR = 0,5 s, por ej. 4 tramas de 500 octetos
se pueden enviar 1500 octetos adicionales en los 0,5 s en
tramas con el bit de descarte DE =1
límite máximo: 16000+12000 bits / 0,5 s = 56 Kbps
Si CIR = 0 y Be = 28000 bits
Bc = 0 y Tc = Be / C = 28000 / 64000 = 0,4375 s
todas las tramas aceptadas llevarán DE = 1
21