Redes y servicios Frame Relay y ATM'

1
Redes y servicios Frame Relay y ATM.
José Ramón Gállego Profesor ayudante de
Ingeniería Telemática
2
Índice
-Introducción -Frame Relay -ATM
3
Índice

• -Introducción
• -Frame Relay
• Topología
• Encaminamiento
• Arquitectura de protocolos
• Trama FR
• Evolución
• Transferencia de datos FR
• Gestión de tráfico y control de congestión
• Ventajas de FR
• Aplicaciones y ejemplos
• Enlaces interesantes
• -ATM

4
Índice

• -Introducción
• -Frame Relay
• -ATM
• Conceptos generales
• Topología
• Encaminamiento
• Celda ATM
• Evolución
• Transferencia de datos ATM
• Gestión de tráfico y control de congestión
• Ventajas de ATM
• Ejemplos
• Enlaces interesantes

5
Índice
-Introducción -Frame Relay -ATM
6
Introducción
Red Móvil
Pasarela de Acceso a Red Fija
Internet
Acceso a Internet
PYME
Red de Acceso
Proveedor de Acceso a Red
Residencia Particular
Red Corporativa
7
Introducción
Red Móvil
Pasarela de Acceso a Red Fija
Internet
Acceso a Internet
PYME
Red de Acceso
Proveedor de Acceso a Red
Residencia Particular
Red Corporativa
8
Introducción
Red de Transporte
Red ATM
9
Introducción

• Si tenemos un número N de nodos
• Necesitamos N-1 conexiones por nodo.
• Necesitamos N(N-1)/2 conexiones totales
  (conexiones bidireccionales)
• La velocidad de cada línea es difícil de modificar

10
Introducción
Switch o conmutador
11
Índice

• -Introducción
• -Frame Relay
• Topología
• Encaminamiento
• Trama FR
• Evolución
• Transferencia de datos FR
• Gestión de tráfico y control de congestión
• Ventajas de FR
• Ejemplos
• Enlaces interesantes
• -ATM

12
Topología de una red Frame Relay
Circuito Virtual
Líneas punto a punto

• Se pueden añadir circuitos sin establecer nuevas
  líneas ni modificar el número de interfaces en
  los router
• Los caudales se pueden modificar por
  configuración de los conmutadores

13
Topología de una red Frame Relay
Circuito Virtual
14
Topología de una red Frame Relay

• - Dos tipos de circuitos virtuales
• Permanentes (PVC)
• Conmutados (SVC)

Circuito Virtual
Líneas punto a punto
- Se pueden añadir circuitos sin establecer
nuevas líneas ni modificar el número de
interfaces en los router - Los caudales se pueden
modificar por configuración de los conmutadores
15
Topología de una red Frame Relay
Circuito Virtual
16
Encaminamiento en una red Frame Relay
Y
B
Z
DLCI 0
?
El DLCI 0 se utiliza para señalización
(establecimiento, mantenimiento y liberación de
SVC)
?
?
A
X
C
Tabla de encaminamiento de VCs en A
DLCI Data Link Connection Identifier
W
17
Encaminamiento en una red Frame Relay
Circuito Virtual
18
Encaminamiento en una red Frame Relay
Tabla de direccionamiento IP
Y
B
Z
?
?
?
A
X
C
Tabla de correspondencia IP/DLCI
W
19
Arquitectura de protocolos

• El modelo de referencia de protocolos Frame Relay
  se compone de tres planos
• Plano de Control (Plano C) Se encarga de la
  señalización y del establecimiento y liberación
  de las conexiones.
• Plano de Usuario (Plano U) Se encarga de la
  transferencia de información entre usuarios.
• Plano de Gestión (Plano G) Se encarga del
  control y gestión de las operaciones de red. Se
  divide en gestión de planos y gestión de capas.

20
Arquitectura de protocolos

• Plano de control
• La señalización de control se da sobre el canal
  D para controlar el establecimiento y terminación
  de conexiones virtuales en modo conmutación de
  tramas, sobre los canales D,B,o H.
• A nivel de enlace el protocolo LAPD (Q.921) se
  utiliza para proporcionar un servicio de control
  de enlace de datos fiable, con control de errores
  y de flujo, entre el usuario y la red sobre el
  canal D.
• Dicho servicio se utiliza para intercambiar
  mensajes de señalización de control Q931/Q933.

21
Arquitectura de protocolos

• Plano de usuario
• La transmisión de información entre usuarios
  finales se efectúa con el protocolo LAPF definido
  en Q.922 (versión adaptada de LAPD) y sólo las
  funciones esenciales de este protocolo son
  utilizadas por Frame Relay (LAPF core)
• Delimitación, alineación y transparencia de
  tramas.
• Multiplexación y demultiplexación de tramas
  utilizando el campo de dirección.
• Inspección de la trama para comprobar que no es
  demasiado corta o demasiado larga y que está
  formada por un número entero de octetos.
• Detección de la transmisión de errores.
• Funciones de control de congestión.

22
Arquitectura de protocolos

• Las funciones anteriores proporcionan los
  servicios mínimos para la transmisión de las
  tramas de enlace desde una usuario a otro, sin
  tener en cuenta el control de flujo o control de
  errores. Constituyen un subnivel del nivel de
  enlace.
• Por encima, el usuario puede elegir funciones
  adicionales extremo a extremo a nivel de enlace o
  de red, que no forman parte del servicio RDSI
  frame relay ofrecido.
• Basado en las funciones centrales (core), RDSI
  ofrece retransmisión de tramas como un servicio
  de nivel dos, orientado a conexión , con las
  siguientes propiedades
• Preservación del orden de las tramas
  transmitidos desde un extremo de la red al otro.
• Tramas no duplicadas

23
Estructura de la trama Frame Relay (LAPF core)
octetos ?
1
2-4
0-8188
2
1

• Protocolo orientado a conexión. PVC o SVC
• Las tramas pasan de nodo a nodo comprobándose el
  CRC en cada salto (storeforward acumulativo). Si
  la trama es errónea se descarta. La red no
  recupera errores
• El campo dirección sólo contiene información del
  VC (DLCI) y control de congestión del tráfico
  Frame Relay. Normalmente ocupa 2 octetos, aunque
  puede tener hasta 4.
• No se ejecuta control de flujo ya que no hay
  número de secuencia.

24
Estructura de la trama Frame Relay (LAPF core)

• DLCI sup/inf especifica el DLCI. Su tamaño
  limita el número de DLCI posibles. Existe otro
  límite impuesto por el router.
  
• C/R Comando/Respuesta, no indicado en FR.
• FECN Forward Explicit Congestion Notification.
• BECN Backward Explicit Congestion Notification.
• DE Discard Elegibility.

25
Evolución X.25/Frame Relay

• Características básicas de X.25
• Señalización dentro de banda.
• Multiplexación de circuitos virtuales a nivel de
  red.
• Control de flujo y control de errores tanto a
  nivel 2 como a nivel 3.
• Estas características suponen una gran carga para
  el sistema. Toda esta carga puede estar
  justificada cuando tenemos un medio de
  transmisión con muchos errores. Sin embargo esto
  no es apropiado para muchas redes actuales, como
  RDSI, donde la tecnología de transmisión es muy
  eficiente.
• Frame relay se diseña para eliminar en lo posible
  el overhead de X.25.
• Características de Frame Relay
• Control de llamadas fuera de banda. La
  señalización del control de llamada se realiza en
  una conexión lógica separada de la conexión para
  la transmisión de los datos de usuario.
• La multiplexación y conmutación de conexiones
  lógicas tiene lugar a nivel 2 en vez de a nivel
  3, eliminando de esta manera un nivel entero de
  procesamiento.
• La red deja de preocuparse del control de errores
  y del control flujo, que se hacen a nivel
  superior y extremo a extremo.

26
Evolución X.25/Frame Relay

• Inconvenientes de Frame Relay con respecto a X.25
• Se pierde la capacidad de realizar el control de
  flujo y control de errores en cada uno de los
  enlaces de la red, pero esta funcionalidad puede
  ser proporcionada, extremo a extremo, por el
  nivel superior.
• Es necesaria la disponibilidad de líneas de alta
  calidad.
• No existe un estándar para la interconexión de
  servicios Frame Relay, como el X.75 para redes
  X.25.
• Características de Frame Relay
• Se hace más eficiente el proceso de comunicación.
  La funcionalidad del protocolo requerida en la
  interfaz usuario-red se reduce, así como el
  procesamiento interno de la red. Esto conlleva un
  menor retardo y un mayor rendimiento. (Tiempo de
  proceso del orden de la décima parte que en X.25)
• La velocidad de acceso puede alcanzar típicamente
  los 2Mbps frente a los 64Kbps de X.25 (se pueden
  superar los 2Mbps).
• Interfaz de usuario sencilla.

27
Evolución X.25/Frame Relay

• Tipos de servicios portadores de Frame Relay
• Frame Relaying (Servicio no fiable, pero asegura
  secuencia de los paquetes)
• Servicio básico de red para transferir tramas de
  nivel de enlace sobre D,B o H. El servicio
  incluye
• -Establecimiento de múltiples llamadas virtuales
  a múltiples destinos.
• -La señalización de las llamadas se hace por
  canal común vía un protocolo de señalización
  sobre el canal D.
• -Se transmiten las tramas utilizando el protocolo
  de nivel de enlace LAPF.
• -La red preserva el orden de las tramas
  transmitidas en el punto de referencia S/T
• -La red detecta errores y descarta tramas.
• Frame switching (Servicio fiable análogo a X.25
  en funcionalidad)
• Servicio avanzado de red para la transmisión de
  tramas de nivel de enlace sobre D,B o H.
• -Las tramas se transmiten con reconocimientos.
• -Se soporta control de flujo en los interfaces
  usuario-red en ambas direcciones.
• -La red detecta y recupera errores.
• -La red detecta y corrige duplicidad de paquetes

28
Evolución X.25/Frame Relay
29
Transferencia de datos Frame Relay
Transferencia de datos Frame Relay
Señalización sobre el canal D
Q.933
30
Gestión de tráfico Frame Relay
Tasa (kbps)
Tiempo (s)
t
2t
3t
31
Gestión de tráfico Frame Relay
32
Gestión de tráfico Frame Relay
Y
B
Z
DLCI 1
A
X
DLCI 4
DLCI 7
C
DLCI 5
W
33
Gestión de tráfico Frame Relay

• - Se utilizan dos Leaky Bucket (cubos
  agujereados). Parámetros
• CIR y Bc
• EIR y Be
• - Se cumple que
• Bc CIR t
• Be EIR t
• - Cuando se supera la capacidad del primer cubo,
  las tramas se marcan con DE 1. Cuando se supera
  la del segundo, se descartan.

34
Gestión de tráfico Frame Relay
Tramas enviadas por el router con DE0
Tramas que desbordan la capacidad del cubo Bc
Tramas enviadas por el router con DE1
Bc CIR t
Tramas que desbordan la capacidad del cubo Be
Be EIR t
CIR
DE0
Descartar
EIR
DE1
35
Gestión de tráfico Frame Relay. Ejemplos
Capacidad de la línea 128 kbps. CIR 64 kbps.
EIR 0 kbps Tamaño tramas 1500 octetos, 12000
bit.
T1 s. Bc64000 bit. Número de tramas64000/12000
5 tramas Tasa obtenida51200060kbps
T0.5 s. Bc64000 bit. Número de
tramas32000/120002 tramas Tasa
obtenida212000/0.548kbps
36
Gestión de tráfico Frame Relay. Ejemplos
Capacidad de la línea 64 kbps. Tamaño tramas
1500 octetos, 12000 bit. Tiempo de transmisión de
1 trama 12000/64000187.5ms
Capacidad de la línea 128 kbps. Tamaño tramas
1500 octetos, 12000 bit. Tiempo de transmisión de
1 trama 12000/12800093.75ms
Capacidad de la línea 2048 kbps. Tamaño tramas
1500 octetos, 12000 bit. Tiempo de transmisión de
1 trama 12000/20480005.86ms
37
Control de congestión en Frame Relay
1 Monitorizar colas
3 Descarto tramas con DE1
4 Identificar VCs afectados (DLCI) y sentido
6 Poner a 1 bit BECN en tramas de vuelta
2 Situación de congestión
5 Poner a 1 bit FECN en tramas de ida
38
Ventajas de Frame Relay

• - Ventajas de FR respecto a soluciones Punto a
  Punto
• Contratación de recursos en función de valores de
  tráfico promedio vs. Tráfico de pico (esporádico)
• Flexibilidad vs. Rigidez
• Tolerancia a fallos en la red (encaminamiento por
  vías alternativas)
• - Ventajas de FR respecto a X.25
• Reduce complejidad (no existen cabeceras de
  control de nivel 3)
• Menor procesado en la red
• Adecuado para altas velocidades de transmisión
• Elevado rendimiento (alto porcentaje de
  información útil transmitida con relación a las
  cabeceras

39
Aplicaciones
40
Aplicaciones

• Interconexión de redes LAN.
• Acceso remoto a bases de datos.
• Aplicaciones cliente-servidor.
• Aplicaciones host-terminal.
• Creación de grupos cerrados de usuarios para voz.
• Transmisión de voz sobre Frame-Relay

41
Aplicaciones Transmisión de voz sobre Frame
Relay

• Se puede integrar tráfico de voz y tráfico de
  datos mediante FRAD (Frame Relay Access Device).
  La información de voz posee unas necesidades
  específicas
• Retardo máximo extremo a extremo. Fijado por la
  ITU G.114.
• 0-150ms BUENA
• 150-400ms ACEPTABLE (si los usuarios son
  conscientes)
• 400 ms INACEPTABLE.
• Retardo diferencial entre paquetes (jitter)
• Para transmitir voz sobre redes de datos se
  emplean estrategias adicionales de
• Compresión de voz
• Supresión de silencios
• De cara a la red de transporte, es posible
  adoptar dos estrategias para transmitir voz
• Utilizar CVP diferentes para voz y datos,
  configurando los primeros como prioritarios en la
  red.
• Utilizar un mismo CVP para voz y datos pero hacer
  que los dispositivos de acceso tengan en cuenta
  el tráfico de voz priorizándolo sobre el de datos

42
Operadores y Ejemplos

• En España ofrecen servicios de transporte F.R.
• BT Telecomunicaciones.
• Cable Wireless
• Equant
• Global One
• Telefónica Transmisión de Datos
• Telemedia internacional

43
Operadores y Ejemplos
44
Operadores y Ejemplos
45
Operadores y Ejemplos
46
Enlaces interesantes

• - Frame Relay white papers
• www.alliancedatacom.com/frame-relay-white-papers.
  asp
• Tutorial Frame Relay
• www.consulintel.es/Html/Tutoriales/Articulos/tuto
  rial_fr.html
• Documentación CISCO
• www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc
  /frame.htm
• Estándares
• Frame Relay Forum www.frforum.com
• ITU-T www.itu.int/home

47
Índice

• -Introducción
• -Frame Relay
• -ATM
• Conceptos generales
• Topología
• Encaminamiento
• Celda ATM
• Evolución
• Transferencia de datos ATM
• Gestión de tráfico y control de congestión
• Ventajas de ATM
• Aplicaciones y ejemplos
• Enlaces interesantes

48
Conceptos de ATM (Asynchronous Transfer Mode)

• Operación por conmutación de paquetes de longitud
  fija. El tamaño fijo y pequeño de las celdas
  permite el uso de nodos de conmutación a
  velocidades muy altas.
• Las celdas se componen de cabecera (5 octetos) y
  campo de información (48 octetos).
• La asignación del ancho de banda (celdas) se
  realiza bajo demanda en función de la actividad
  de la fuente y de los recursos disponibles en la
  red.

Cab Información
49
Conceptos de ATM (Asynchronous Transfer Mode)

• Posee dos niveles jerárquicos para las
  conexiones
• VP, trayectos virtuales (Virtual Paths)
• VC, canales virtuales (Virtual Channels)

Enlace físico
Virtual Path (VP)
E1 (2 Mb/s) E3 (34 Mb/s) STM-1 u OC-3c (155
Mb/s) STM-4 u OC-12c (622 Mb/s)
Virtual Path (VP)
Por un enlace físico pueden pasar múltiples VPs
El VC es el camino lógico entre hosts en la red
ATM
Cada VP Contiene Múltiples VCs
50
Conceptos de ATM (Asynchronous Transfer Mode)

• Las cabeceras tienen una funcionalidad reducida
  Identificar el par VP/VC garantizando su
  correcto enrutamiento y detectar y corregir
  errores en las mismas (un error de un solo bit en
  la cabecera puede provocar la pérdida de la
  celda)
• Las celdas se transmiten a intervalos regulares.
  Si no hay información, se transmiten celdas
  vacías (celdas idle).
• Orientado a conexión. Las conexiones pueden
  establecerse mediante procedimientos de
  señalización en el plano de control o pueden ser
  permanentes o semipermanentes.
• La señalización y la información de usuario
  viajan por canales virtuales distintos.

51
Conceptos de ATM (Asynchronous Transfer Mode)

• El término asíncrono se refiere al hecho de que
  las celdas asociadas a una misma conexión se
  presentan temporalmente sin ninguna periodicidad,
  dependiendo del tráfico generado por la fuente.

52
Conceptos de ATM (Asynchronous Transfer Mode)

• No se realiza control de errores en el campo de
  datos y el control de flujo lo realiza
  fundamentalmente el DTE. Se maximiza la
  eficiencia.
• Proporciona transparencia temporal. Por ello
  permite la transferencia de señales isócronas.
• Se garantiza que las celdas llegan a su destino
  en el mismo orden en que fueron transmitidas.

53
Topología de una red ATM
Canal Virtual (par VPI/VCI)
Líneas punto a punto (SDH a 155 o 622 Mbps)
54
Encaminamiento en una red ATM
55
Estructura de la celda ATM
GFC
VPI
UNI Interfaz que conecta los dispositivos de
usuario con la red ATM. NNI Define el interfaz
entre nodos ATM
VPI
VCI
VCI
VCI
PT
CLP
HEC
Campo datos (48 octetos)
UNI
GFC (4 bits). Control de flujo genérico. VPI (8
o12 bits). Identificador de camino virtual. VCI
(16 bits). Identificador de canal virtual. PT.
(Payload Type). Indica el contenido de la carga
útil(datos de usuario, información de gestión,
información de operación y mantenimiento). CLP
(Cell Loss Priority) (1 bit). Campo de prioridad.
Las celdas con este bit a 1 son las primeras en
ser descartadas en caso de congestión. HEC (8
bits). Campo de control de errores en la cabecera.
56
Evolución Frame Relay/ATM
ATM Mejora de la planificación Mejora de la
gestión de tráfico y control de congestión
57
Transferencia de datos ATM
Plano de Usuario. Está estructurado en capas que
suministran la transferencia de información de
usuario. La componente esencial es la capa ATM.
Común a todos los servicios y medios físicos
empleados, su misión es ofrecer la funcionalidad
básica para el transporte de celdas. Esta capa se
complementa con la capa de adaptación ATM, cuyo
objetivo es proporcionar las funcionalidades
necesarias para los diversos tipos de servicios
soportados, y con la capa física para la
adecuación a los distintos medios físicos y
estructuras de transporte. Plano de Control.
También está estructurado en capas. Controla la
llamada y gestiona las conexiones. Activa
circuitos virtuales conmutados estableciendo,
controlando y liberando la comunicación. No es
necesario en las conexiones virtuales
permanentes. Plano de Gestión. Realiza funciones
de gestión relacionadas con todo el sistema y
suministra coordinación entre todos los planos.
Se ocupa de la gestión global tanto a nivel de
plano como de capa. No está estructurado en capas.
58
Gestión de tráfico y control de congestión en ATM
Calidad de servicio QoS

• Conjunto de parámetros objetivos que caracterizan
  la calidad de servicio ofrecida por la red al
  usuario
• Transparencia semántica
• Tasa de error en la celda (Cell Error Rate, CER).
  Celdas erróneas/Celdas transmitidas.
• Tasa de celdas perdidas (Cell Loss Rate, CLR).
  Celdas perdidas/Celdas transmitidas.
• Tasa de celdas mal insertadas ( Cell Misinsertion
  Rate, CMR). Celdas mal insertadas/intervalo
  temporal.
• Tasa de bloques de celdas severamente erróneas
  (Severely Errored Cell Block Ratio, SECBR).
• Bloque de celdas severamente erróneas/Número de
  bloques de celdas transmitidos.
• Transparencia temporal
• Retardo máximo de transferencia de la celda (
  Maximum Cell Transfer Delay, maxCTD).
• Variación pico-pico del retardo de la celda (CDV
  Peak-to-Peak, CDVpp). El CDV es la varianza del
  retardo de celda. El CDVT es la tolerancia CDV

59
Gestión de tráfico y control de congestión en ATM
Parámetros de tráfico

• Definen de que modo una fuente puede introducir
  tráfico a la red a través de una conexión
  virtual.
• Los parámetros de tráfico junto con la calidad de
  servicio se utilizan para capturar las
  características de una conexión ATM. Los
  parámetros son
• Tamaño máximo de la ráfaga ( Maximum Burst Size,
  MBS). Especifica el tamaño máximo de la ráfaga de
  celdas que puede ser introducida a la red. El
  parámetro BT (Burst Tolerance) está relacionado
  con el anterior.
• Tasa de pico de celda ( Peak Cell Rate, PCR).
  Especifica la tasa máxima de introducción de
  celdas en la red.
• PCR 1/T siendo T la distancia mínima entre
  celdas.
• Tasa sostenida de celda (Sustainable Cell Rate,
  SCR). Especifica la tasa promedio de introducción
  de celdas en la red.
• Tasa mínima de celda (Minimun Cell Rate, MCR).
  Especifica la tasa mínima de introducción de
  celdas en la red.

60
Gestión de tráfico y control de congestión en ATM

• Clases de servicios
• Los organismos de estandarización han definido un
  conjunto de clases de servicios que pueden ser
  utilizadas en los contratos de conexión.
• Servicios en tiempo real
• CBR (Constant Bit Rate).
• Se utiliza para conexiones que requieren un ancho
  de banda constante, relación temporal origen
  destino (CTD, CDV) y transparencia semántica
  (CLR)
• La fuente emite celdas a tasa de pico PCR (que
  coincide con la tasa media) durante toda la
  conexión.
• Es adecuado para fuentes de audio y vídeo a tasa
  constante.
• VBR-rt (Variable Bit Rate-real time).
• Utilizado por aplicaciones que requieren unos
  retardos acotados en la red (CTD, CDV) con un
  ancho de banda que varía a lo largo de la
  conexión.
• Los descriptores de tráfico son el PCR, SCR y el
  MBS.

61
Gestión de tráfico y control de congestión en ATM

• Servicios en tiempo no real
• VBR-nrt.(Variable Bit Rate-non real time).
• Utilizado por aplicaciones que definen conexiones
  insensibles al retardo, de tasa variable.
• Los descriptores son PCR,SCR y MBS.
• (FR maneja VBR-nrt)
• UBR (Unspecified Bit Rate).
• Velocidad binaria no especificada.
• Se utiliza en aplicaciones que no requieren
  garantía de servicio, son tolerantes a pérdidas e
  insensibles a retardos. Conceptualmente, se puede
  asemejar a la idea de datagrama.
• No exige QoS. La tasa de servicio depende en todo
  momento de la disponibilidad de la red.
• El correo electrónico y la transferencia de
  ficheros utilizan servicios UBR.
• ABR(Available Bit Rate).
• Se garantiza un bajo valor para las pérdidas de
  celdas a costa de no proporcionar ninguna
  garantía respecto a la variación de retardo.
• Los descriptores son MCR y PCR.

62
Gestión de tráfico y control de congestión en ATM
Capacidad del enlace
100
Porcentaje de Capacidad
Tiempo
63
Gestión de tráfico y control de congestión en ATM
Comparativa VBR con Frame Relay
Tramas que desbordan la capacidad del cubo Bc /BT
Tramas enviadas por el host con DE0/CLP0
Tramas enviadas por el host con DE1/CLP1
Bc CIR t BT
Tramas que desbordan la capacidad del cubo
Be/CDVT
Be EIR t CDVT
CIR/ SCR
Descartar
EIR/PCR-SCR
64
Gestión de tráfico y control de congestión en ATM

• Servicios en tiempo no real
• VBR-nrt.(Variable Bit Rate-non real time).
• Utilizado por aplicaciones que definen conexiones
  insensibles al retardo, de tasa variable.
• Los descriptores son PCR,SCR y MBS.
• (FR maneja VBR-nrt)
• UBR (Unspecified Bit Rate).
• Velocidad binaria no especificada.
• Se utiliza en aplicaciones que no requieren
  garantía de servicio, son tolerantes a pérdidas e
  insensibles a retardos. Conceptualmente, se puede
  asemejar a la idea de datagrama.
• No exige QoS. La tasa de servicio depende en todo
  momento de la disponibilidad de la red.
• El correo electrónico y la transferencia de
  ficheros utilizan servicios UBR.
• ABR(Available Bit Rate).
• Se garantiza un bajo valor para las pérdidas de
  celdas a costa de no proporcionar ninguna
  garantía respecto a la variación de retardo.
• Los descriptores son MCR y PCR.

65
Gestión de tráfico y control de congestión en ATM

• La gestión de tráfico tiene por objeto optimizar
  los recursos de la red, suministrar la calidad de
  servicio para las conexiones ya establecidas y
  limitar o evitar la congestión.
• La calidad de servicio y la integración de
  diversas aplicaciones se obtiene en base al
• Contrato de tráfico suscrito entre el usuario y
  la red al inicio de la conexión.
• La disponibilidad de recursos para incorporar una
  nueva conexión.
• Un control de policía que garantiza el
  cumplimiento del contrato.
• Comportamiento justo y equitativo de la red.
• Los organismos de estandarización proponen los
  siguientes mecanismos de gestión de tráfico
• Gestión de recursos (quien y en que instante
  puede transmitir una celda).
• Control de admisión de conexiones (CAC).
• Control de uso de los parámetros (UPC) (control
  de policía)
• Descarte selectivo de celdas
• Suavizado de tráfico.
• Indicación de congestión explícita hacia delante.
• Control de flujo ABR.

66
Gestión de tráfico y control de congestión en ATM

• Control de admisión (CAC)
• Se define como el conjunto de acciones tomadas
  por la red en la fase de establecimiento de la
  conexión (o de renegociación) para determinar si
  una conexión (VPI/VCI) puede ser admitida.
• La conexión será admitida si existen recursos
  suficiente en la red para establecer la conexión
  con la calidad requerida por el servicio.
• Al admitir una nueva conexión debe mantenerse la
  calidad del servicio de las conexiones que ya
  estaban activas.
• Una vez realizada la conexión, la red realiza una
  monitorización mediante la función de policía
  (UPC).
• Control de uso de los parámetros (UPC)
• Permite controlar que el tráfico real del usuario
  se corresponde con el negociado en el contrato de
  tráfico. El propósito principal es proteger los
  recursos de la red de los comportamientos
  maliciosos así como no intencionados, que pueden
  afectar la calidad de los servicios de otras
  conexiones, mediante la detección de violaciones
  de los parámetros negociados.
• Los parámetros de control son los mismos que los
  empleados en el CAC.
• La función de policía no debe interferir con el
  tráfico cursado por la red. No debe provocar
  retardos apreciables y debe ser simple.

67
Gestión de tráfico y control de congestión en ATM

Se pueden definir distintos mecanismos de control
de policía. Uno de los más conocidos es el
denominado Generic Cell Rate Algorithm (GCRA)
basado en el leaky bucket. Las funciones de
policía no realizan ningún tipo de acción si no
se viola el contrato de tráfico. En caso de
incumplimiento de pueden realizar diversas
acciones descartar o marcar con menor prioridad
celdas que violan el contrato, liberar la
comunicación, etc. El control de policía se puede
dar tanto a nivel de circuito virtual como a
nivel de camino virtual. El más importarte es el
control a nivel de camino virtual, ya que la red
en general asigna los recursos en base a caminos
virtuales, y dentro de cada camino virtual
reparte los recursos entre los circuitos
virtuales.
Localización del control de policía
68
Gestión de tráfico y control de congestión en ATM
Descarte selectivo de celdas El objetivo es
descartar, en caso de que el sistema no disponga
de recursos suficientes, las celdas con menor
prioridad para proteger el servicio proporcionado
a las celdas de mayor prioridad. Alisamiento de
tráfico Se utiliza como complemento a los
mecanismos de control de policía (GCRA) para
alisar el flujo de tráfico y reducir la aparición
de ráfagas. En contraste con el GCRA leaky
bucket, que simplemente monitoriza el tráfico,
rechaza o descarta las celdas no conformes, el
alisamiento de tráfico controla en flujo de las
celdas conformes.
69
Gestión de tráfico y control de congestión en ATM
Indicación de congestión explícita hacia
delante. Trabaja esencialmente de la misma forma
que en las redes FR. Control de flujo ABR Las
conexiones ABR se reparten la capacidad
instantánea no utilizada por las conexiones
CBR/VBR. Por tanto ABR incrementa la utilización
de los recursos de la red sin afectar la QoS de
CBR/VBR. Los recursos disponibles para ser
utilizados por una conexión ABR varían
dinámicamente. La red habilita un mecanismo de
realimentación hacia las fuentes ABR para que
estas limiten su flujo a la capacidad disponible
y evitar así la pérdida de celdas por congestión.
70
Gestión de tráfico y control de congestión en ATM
71
Gestión de tráfico y control de congestión en ATM

• Capa de adaptación AAL. Funcionalidades
• Proporciona la conversión de la información a un
  formato adecuado para ser transportado por la red
  de transporte ATM. Los PDUs de los niveles
  superiores se mapean sobre las celdas ATM
• Generalmente la capa de adaptación se aplica en
  los extremos de la red de transporte.
• Realiza la segmentación y reensamblado de los
  mensajes.
• Realiza tareas de recuperación de errores y de
  relojes.
• Se divide en dos subcapas
• A) Segmentación y reensamblado (SAR) En emisión
  la subcapa SAR segmenta los mensajes en
  celdas y en recepción reensambla las celdas en
  mensajes.
• B) Convergencia (CS) Es dependiente del servicio.
  Realiza tareas de multiplexación de servicios,
  recuperación de relojes, identificación de los
  mensajes y gestión de errores. Se divide en dos
  subcapas
• - Subcapa de convergencia de la parte común
  (CPCS)
• - Subcapa de convergencia específica del
  servicio (SSCS)
• Se distinguen cuatro tipos distintos de AAL
  (AAL1, AAL2, AAL3/4, AAL5) formadas por las
  respectivas SAR y CPCS

72
Gestión de tráfico y control de congestión en ATM
AAL1 Suministra un conexión virtual a tasa
constante y relación temporal entre origen y
destino. Subcapa SAR añade cabecera de 1
byte número de secuencia (SN) y campo de
protección del número de secuencia (SNP), que
suministra facilidades de detección y corrección
de errores. La numeración de las celdas permite
la detección de pérdidas o celdas mal
insertadas. Subcapa de convergencia CPCS recibe
información a tasa constante y la segmenta en
bloques de 47octetos. Controla las celdas
perdidas o mal insertadas. Monitoriza errores en
el campo de información de usuario aplicando
medidas correctoras. Recupera la estructura de
datos y el reloj en recepción y controla las
variaciones de retardo.
73
Gestión de tráfico y control de congestión en ATM
AAL2 Suministra servicios de tasa variable que
requieren sincronización entre la fuente y el
receptor Subcapa SAR El campo de datos del
SAR-PDU es de longitud variable, motivado por el
tamaño variable del CS-PDU (SAR-SDU). La SAR-PDU
tiene una cabecera donde se indica el número de
secuencia del segmento y su posición en el
mensaje y una cola donde se indica la longitud
útil del campo de datos y se incluye un campo
detector y corrector de errores Subcapa de
convergencia CS recupera el reloj para los
servicios VBR y corrige errores.
74
Gestión de tráfico y control de congestión en ATM

• AAL3/4 Suministra servicios de datos fiables, de
  tasa variable, orientados o no a conexión, que no
  requieren sincronización entre la fuente y el
  receptor (no sensibles a retardos).
• Puede manejar paquetes o tramas de longitud
  variable y distribuirlos en una conexión
  bidireccional punto-punto , punto-multipunto.
• Permite multiplexar varias conexiones AAL sobre
  ATM a través de un identificador de multiplexado
  (MID) Todas las SAR-PDU con el mismo
  identificador corresponden a la misma CS-PDU.
• Subcapa SAR La SAR-PDU segmenta CPCS-PDU
  añadiendo una cabecera donde se indica el número
  de segmento, la posición de éste dentro del
  mensaje (inicio, continuación o final) y el
  identificador de multiplexado. Así mismo incluye
  una cola que contiene el tamaño real de la
  información de usuario (octetos) y un código
  detector de errores que se aplica sobre la
  SAR-PDU.
• Subcapa de convergencia CS convierte los flujos
  de tasa y longitud variable en formatos aptos
  para ser segmentados y reensamblados por la SAR
  AAL3/4. Añade una cabecera y cola que incluyen
  información adicional acerca de la CPCS-PDU,
  campos que permiten el reensamblado correcto,
  campos de relleno y un campo que indica la
  longitud del campo de información.

75
Gestión de tráfico y control de congestión en ATM
76
Gestión de tráfico y control de congestión en ATM
AAL5 (SEAL) Las funcionalidades de AAL5 son
similares a AAL3/4 pero con unas facilidades de
multiplexado inferiores y menor información
lateral. Se elimina la cabecera y la cola de la
SAR-PDU siendo la SAR-PDU SAR-SDU. El control
de errores es gestionado íntegramente en la
subcapa de convergencia mediante un campo
detector y corrector de errores.
77
Ventajas de ATM

• Ventajas de ATM respecto a FR
• Alta velocidad de conmutación
• Maximiza la eficiencia
• Gran ancho de banda
• Mayor control sobre la QoS
• Gran flexibilidad

78
Ejemplo
Eficiencia de la encapsulación de datagramas IP
sobre AAL3/4
79
Ejemplo
Cociente de los datos útiles (datagrama IP) con
respecto a los datos totales
Se calcula el número de celdas ATM necesarias C
?(L8)/44 ? La ecuación es L/(C53)
80
Ejemplo
Valores numéricos de este cociente cuando pasamos
de una a dos celdas ATM, de dos a tres celdas y
de tres a cuatro celdas
1 celda 36/530.68 2 celdas 37/1060.35 2
celdas 80/1060.75 3 celdas 81/1590.51 3
celdas 124/1590.78 4 celdas 125/2120.59 Límite
48/530.91
81
Ejemplo
Gráfica aproximada de la eficiencia
82
Aplicaciones

• ATM ha sido diseñada para transportar tráfico de
  datos a alta velocidad.
• También realiza tareas de
• Interconexión de redes de área local en
  entonos locales.
• Transporte de área extensa para las redes
  existentes.
• Emulación de sistemas o elementos de
  interconexión.
• El transporte de datos sobre la red ATM se puede
  realizar a través de dos mecanismos
• Extremo a extremo, utilizando la red ATM
  como un subred de los protocolos de alto nivel.
• De igual a igual, interactuando el nivel
  de red del servicio a transportar con la
  arquitectura ATM

SERVICIO CINCO (TELEFÓNICA) Servicio integrado
de transmisión de voz, datos e imágenes.
83
Operadores y ejemplos
84
Operadores y ejemplos
85
Operadores y ejemplos
86
Operadores y ejemplos
87
Operadores y ejemplos
88
Enlaces interesantes

• - Documentación CISCO
• www.cisco.com/univercd/cc/td/doc/cisintwk/ito_doc
  /atm.htm
• Estándares
• ATM Forum www.atmforum.com/
• ITU-T www.itu.int/home
• Varios
• www.dit.upm.es/infowin/atmeurope/atmrefs.html
• www.uv.es/montanan/redes
• www.ptg.es/liru
• www.rediris.es/rediris/boletin/46-47/ponencia10.ht
  ml