Integra

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Integração e Qualidade de Serviço QoSIP,
Frame-Relay e ATM

• Edgard Jamhour

2
Sinalização nas Interfaces

• Os protocolos de sinalização do ATM são definidos
  para cada uma dos quatro tipos de interfaces
• UNI Privada, NNI Privada, UNI Pública, NNI Pública

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Versões de Protocolo

• Os protocolos também divergem se a interface é
  pública ou privada.
• Versão atual
• UNI 3.1, UNI 4.0, definida pelo ATM Forum
• P-NNI (Private NNI), Phase 1, definida pelo ATM
  Forum
• Protocolo de sinalização
• Protocolo de roteamento

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Canal de Sinalização

• Toda a sinalização no ATM é transportada no canal
  PVC (Permanet Virtual Circuit) VPI0, VCI5.

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ILMI Interim Local Management Interface

• ILMI é um protocolo de gerenciamente para o ATM
• Implementado na UNI e na NNI
• Existe em todos os dispositivos de uma rede ATM
  (switches e dispositivos terminais)
• É baseado no protocolo de gerenciamento SNMP (foi
  definida uma MIB para ILMI)
• ILMI utiliza um circuito virtual definido
• VPI0, VCI16.
• O protocolo ILMI permite a nós adjacentes
• determinarem várias características do outro nó
• tipo de protocolo de sinalização
• opções de autoconfiguração
• como endereçamento.

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Endereços ATM

• Endereços ATM podem ser configurados
  automaticamente a partir dos endereços MAC dos
  computadores.
• Esse mecanismo é implementado através do ILMI. Ao
  ser inicializado o nó

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Endereços ATM

• Baseado em 3 componentes
• Authority and Format Identifier (AFI)
• Identifica o tipo de endereço e a autoridade
• Initial Domain Identifier (IDI)
• Identifica a autoridade que gerencia o endereço
• Domain Specific Part (DSP)
• Contém informaçãoes de roteamento
• End System Identifier (ESI)
• Identifica o Host

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QoS no ATM

• P-NNI topology state packets (PTSP),
• Permite monitorar o estado de um enlace ATM
• Um switch ATM pode conhecer o estado de todos os
  demais nós da rede e assim decidir se vale a pena
  encaminhar ou não uma requisição para ele.
• As métricas usadas para medir o estado do link
  são relativas
• Máxima taxa de transferência de célula
• Variação de atraso máxima
• Taxa de perda de células
• Taxa sustentável de célula
• Taxa de células disponíveis (ACR Avaiable Cell
  Rate)

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Topologia Hierárquica

• Para minimizar a troca de informações de QoS, as
  redes ATM são organizadas em grupos

O grupo é identificado pelos 12 bytes mais
significativos do endereço.
Os swiches se reconhecem através de um discover
protocol (Hello). Eles sabem a que grupo
pertencem pelo ID do seu endereço.
O lider é escolhido por eleição. Envia PTSP para
os outros grupos. A informação é passada de
maneira sumarizada (Aggregated PTSP).
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Estabelecimento da Conexão
DTL Designated Transit List (DTL) Mensagem com a
descrição da rota
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SubNetwork ou Overlay Model

• O modelo de integração de ATM com outros
  protocolos é denominado Overlay Model.
• Neste modelo, o ATM funciona como um modelo
  independente dos protocolos das camadas
  superiores.
• Por esta razão, os dispositivos de rede
  executando ATM possuem dois endereços
• Endereço de rede do protocolo de rede (IP)
• Endereço ATM

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Integração de ATM com outras Redes

• Existem duas técnicas para integrar redes ATM com
  outros protocolos, como IP ou IPx
• Método NATIVO
• Utiliza métodos de resolução de endereços para
  mapear os endereços do protocolo (IP), em
  endereços ATM.
• LANE
• LAN Emulation

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LANE LAN Emulation

• Princípio
• LANE faz com que a rede ATM pareça uma rede LAN
  convencional (Ethernet ou Token-Ring) para os
  protocolos das camadas superiores (IP).
• VANTAGEM
• As redes ATM tiram proveito dos mecanismos
  existentes de integração de protocolos com redes
  do tipo Ethernet.

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Equipamentos para LANE

• A função básica do LAN é resolver endereços MAC
  em endereços ATM.
• Para isso, são utilizados dois tipos de
  equipamento.
• 1. Placas de Rede ATM
• Transferem informações na forma de células, isto
  é, conectam-se diretamente a um switch ATM.
• Se apresentam para o sistema operacional como se
  fossem uma placa de rede Ethernet (com endereço
  MAC).
• 2. Equipamentos Switch de Interconexão
• Possuem portas ATM e Ethernet.
• Permitem interconectar dispositivos Ethernet
  (como Switches Ethernet) e Switches ATM.

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LANE

• Com LANE é possível interconectar, de maneira
  transparente, equipamentos Ethernet e ATM.

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ELAN Emulated LANs

• Redes LANs ATM são denominadas ELANs
• Emulated LANs

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Elementos da ELAN
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Elementos da LANE

• LAN Emulation Client (LEC)
• Interface ATM de um host ou outro dispositivo
  (roteador, switch)
• LAN Emulation Server (LES)
• Responsável por simular o funcionamento da LAN
• Broadcast and Unknown Server (BUS)
• Simula broadcast e multicast para rede ATM
• LAN Emulation Configuration Server (LECS)
• Responsável por controlar quais LECs pertencem a
  cada ELAN.

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Protocolos de Modo NATIVO

• LANE transporta todos os tráfegos num único
  circuito virtual, por isso não suporta QoS.
• Apenas os modos ABR e UBR são suportados.
• Os Protocolos de Modo Nativo são uma alternativa
  para permitir a utilização de redes ATM com
  tráfego do tipo VBR, com QoS garantida.
• Os principais protocolos que se integram ao ATM
  de modo nativo são
• IP over ATM
• MHS
• MPOA

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IP over ATM

• IP over ATM utiliza realiza várias comunicações
  no mesmo circuito virtual, com ABR e UBR, mas
  utiliza um circuitos virtual para cada
  comunicação quando QoS é exigido (VBR).
• A adaptação do IP sobre o ATM é feita através da
  AAL5.

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Resolução de Endereços
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Roteamento em IP sobre ATM

• Circuitos virtuais são criados entre as
  interfaces ATM dos roteadores.
• Uma interface do roteador pode ter várias
  conexões ATM.
• Cada conexão ATM é facilmente identificada pelo
  endereço IP do gateway de destino.
• O roteamento é feito utilizando tabelas de
  roteamento IP em modo convencional.
• O mapeamento entre os endereços IPs e os
  identificadores de circuito virtual pode ser
  feito de duas formas
• Manualmente
• Automaticamente IP Clássico sobre ATM

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Exemplo de Configuração Manual

• CONFIGURAÇÃO DE UMA PVC
• Criar a PVC (Obrigatório)
• Mapear o IP na PVC (Obrigatório)
• Definir o tipo de encapsulamento AAL (Opcional)
• Configurar os parâmetros de tráfego PVC (Opcional)

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PASSOS

• 1. Criar um PVC
• Para criar a PVC deve atribuir-se um VPI/VCI a
  interface do roteador
• pvc VPI/VCI
• Exemplo pvc 10/31
• 2. Mapear um endereço de protocolo ao PVC
• Vários protocolos podem ser mapeados a uma única
  interface ATM.
• protocol protocol protocol-address
• Exemplo Protocol IP 10.1.2.3.
• 3. Configurar o Tipo de Encapsulamento AAL
• O tipo de encapsulamento default num roteador
  CISCO é o AAL5.
• Encapsulation aal5-encap

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PASSOS

• 4. Configurar os parâmetros de tráfego PVC
• abr output-pcr output-mcr
• Available Bit Rate (ABR).
• PCR taxa de pico e MCR taxa mínima.
• ubr output-pcr
• Unspecified Bit Rate (UBR).
• ubr output-pcr output-mcr
• UBR com taxa máxima e mínima.
• vbr-nrt output-pcr output-scr output-mbs
• Variable Bit Rate-Non Real Time (VBR-NRT) QOS.
• vbr-rt peak-rate average-rate burst
• Configure the real-time Variable Bit Rate (VBR).
• atm abr rate-factor rate-increase-factorrate-d
  ecrease-factor
• Indica como a interface responde aos comandos de
  controle de congestionamento (valor default 1/16).

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IP Clássico Sobre ATM

• IP Clássico Sobre ATM
• Permite a resolução automática de endereços IP em
  circuitos virutais.
• Definido pela RFC 1577
• É Baseado no Conceito de LIS
• Logical IP Subnet
• Uma LIS é uma rede IP ligada a um circuito
  virtual ATM, isto é, uma rede LOCAL IP ligada a
  um roteador com interface ATM.
• LIS define um dispositivo denominado ATMARP
  server
• Todos os elementos de uma LIS são configurados
  com o endereço ATM do ARPServer.
• Ao ser inicializado o elemento da LIS (cliente)
  faz uma conexão com o ARPServer.
• ARPServer responde, enviando ao cliente uma
  requisição Inverse ARP para o novo cliente e
  armazena seu IP e endereço ATM numa tabela
  interna.
• Para descobrir o endereço ATM de outro computador
  da rede, todos os computadores enviam uma
  requisição ARPRequest para o LIS.

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IP Clássico Sobre ATM
Limitação Dois dispositivos pertences a LIS
diferentes sempre se comunicam através de
roteadores, mesmo que estejam ligados a mesma
rede ATM.
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IP Clássico sobre ATM
LIS 1
LIS 2
Servidor ARP
Servidor ARP
SWITCHATM
TE
TE
TE
TE
TE
Roteador
TE
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NHRP

• IP clássico sobre ATM é destinado a redes
  pequenas, pois sua capacidade de resolver
  endereços é limitada.
• O IETF definiu um outro protocolo denominado NHRP
• Next Hop Resolution Protocol
• No lugar dos ARP Servers, NHRP usa a noção de
  NHRP server (NHS).
• Cada NHS mantém informações de roteamento
  ("next-hop resolution), com o mapeamento de IP
  para ATM de todos os nós alcançáveis.

Os NHS se comunicam Para permitir a resolução de
endereços Em redes muito maiores.
Protocolo de roteamento interdomínio
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MPOA Multiprotocol Over ATM

• Definido pelo ATM Forum em conjunto com o IETF
• MPOA funciona como um roteador virtual.
• Permite integrar os conceitos de
• LANE (IP Clássico) (comunicação na Subnet)
• NHRP (Comunicação entre Subnets)

Switch Camada 3
IP e ATM