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Redes ATM Estrutura do Trabalho  Conceito  Histórico  Características Básicas  Modo de Operação  Integração com outras Tecnologias  Tendências.

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Apresentação em tema: "Redes ATM Estrutura do Trabalho  Conceito  Histórico  Características Básicas  Modo de Operação  Integração com outras Tecnologias  Tendências."— Transcrição da apresentação:

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2 Redes ATM

3 Estrutura do Trabalho  Conceito  Histórico  Características Básicas  Modo de Operação  Integração com outras Tecnologias  Tendências para o Futuro

4 Conceito “O Modo de Transferência Assíncrono(ATM) é uma tecnologia desenvolvida para transportar diversos tipos de dados, como voz e vídeo, em ambientes locais ou remotos, provendo uma plataforma única de comunicação tanto para usuários finais quanto para provedores de serviços, com garantia de qualidade e pequenos atrasos”

5 Histórico  Transporte específico de informações  Tecnologia analógica  Redes de Comunicação  Comutação de Pacotes  Interligação de Redes  Tecnologia Digital  Redes Digitais de Serviços Integrados de Faixa Estreita (RDSI-FE)  Redes Digitais de Serviços Integrados de Faixa Larga

6 Aplicações Banda Larga  Serviços Conversacionais  Serviços de Recuperação  Serviços de Mensagens  Serviços de Distribuição

7 Tipos de Tráfegos  Tráfego Contínuo com Taxa de Transmissão  Tráfego em Rajadas  Tráfego Contínuo com Taxa Variável

8 Características das Mídias

9 Categoria de Serviços  Inúmeras tentativas até determinar com alguma precisão quais serviços oferecer  Necessidade de otimizar os comutadores e as placas adaptadoras para algumas ou todas as categorias

10 Classes de Serviços

11 Classe CBR  Emula um fio de cobre ou uma fibra ótica  Não há qualquer verificação, controle de fluxo ou outro processamento  Essencial para os sistemas que utilizam transmissão de bits síncronos com taxa constante  Pode ser usada em outros fluxos de áudio e vídeo interativos

12 Classe RT-VBR  Usada em serviços taxa de bit variáveis e extrema necessidade de tempo real  Fundamental que não se introduza nenhuma alteração no padrão de chegada da célula  Tolera célula ou bit perdido ocasionalmente, ignorando-os

13 Classe NRT-VBR  Basicamente possui as mesmas características da RT-VBR, com a diferença de que não trabalha com aplicações em tempo real

14 Classe ABR  Projetada para tráfego em rajada  Variação da largura de banda é praticamente desconhecida  Única categoria de serviço em que a rede oferece um feedback em termos de taxa ao transmissor

15 Classe UBR  Não apresenta garantias e não oferece feedback sobre o congestionamento  Adequada na transmissão de pacotes IP  As aplicações devem fazer seu próprio controle de fluxo e erros

16 Quadro Resumo

17 Qualidade de Serviço Acordo entre o cliente e a concessionária de telecomunicações Partes do contrato: ▫Tráfego a ser oferecido ▫O serviço acordado ▫As exigências legais

18 Qualidade de Serviço

19 Interface São as conexões entre dois elementos quaisquer da rede Pode ser: ▫ UNI (User-Network Interface) ▫ NNI (Network-Network Interface)

20 A Célula Info. Controle (Cabeçalho ou Header) CARGA (payload) Informação útil + Info. Controle das camadas superiores 53 Bytes 5 Bytes 48 Bytes

21 A Célula UNI bits Bytes VCI PTI GFC VPI HEC CLP CARGA Generic Flow Control (Não usado) Virtual Path Indentifier Virtual Channel Identifier (Endereçamento) Payload Type Indicator (Tipo da célula) Cell Loss Priority (Prioridade) Header Error Check (Correção de erro do cabeçalho)

22 A Célula NNI bits Bytes VCI PTI VPI HEC CLP CARGA Virtual Path Indentifier Virtual Channel Identifier (Endereçamento) Payload Type Indicator (Tipo da célula) Cell Loss Priority (Prioridade) Header Error Check (Correção de erro do cabeçalho)

23 A Célula UNI bits Bytes VCI PTI GFC VPI HEC CLP CARGA Generic Flow Control (Não usado)

24 GFC O objetivo desse campo, só presente nas células da UNI, seria de controlar a quantidade de dados que entra na rede para evitar congestionamentos. Porém, essa funcionalidade está no campo PT. Na verdade, esse campo não está em uso O NNI ignora o GFC e utiliza o espaço com outras informações

25 A Célula UNI bits Bytes VCI PTI GFC VPI HEC CLP CARGA Cell Loss Priority (Prioridade)

26 CLP Possibilita atribuir prioridade à célula Pode ser atribuído pela aplicação ou pelos comutadores CLP = 1 : candidata ao descarte CLP = 0 : não descartar

27 A Célula UNI bits Bytes VCI PTI GFC VPI HEC CLP CARGA Header Error Check (Correção de erro do cabeçalho)

28 HEC Verifica erros somente no cabeçalho Pode corrigir 1 bit errado Aplica um algoritmo polinomial nos 4 1 os bytes e confere com o 5 o

29 A Célula UNI bits Bytes VCI PTI GFC VPI HEC CLP CARGA Virtual Path Indentifier Virtual Channel Identifier (Endereçamento)

30 VPI/VCI Utilizado para fazer a comutação Células NNI possuem maior disponibilidade de VPI’s O par VPI/VCI ▫Tem validade somente em um enlace ▫É suficiente para identificar uma conexão, depois de estabelecida

31 A Célula NNI bits Bytes VCI PTI VPI HEC CLP CARGA Payload Type Indicator (Tipo da célula)

32 PTI

33 Como estabelecer uma conexão ? Sinalização Roteamento ? ? ? Solicitação de estabelecimento de conexão com B A B

34 Estabelecimento de conexão 1. Circuitos Virtuais Permanentes 2. Circuitos Virtuais Comutados Para se estabelecer uma conexão são necessárias duas funções básicas: ▫Sinalização ▫Roteamento

35 Sinalização Necessária devido a natureza orientada à conexão do ATM Objetivo: –Alocar / desalocar recursos (VPI/VCI, banda, etc.) no estabelecimento / liberação das conexões ATM

36 Roteamento Objetivo –Localizar a estação destino e selecionar o melhor caminho possível para atingi-lo

37 Estabelecimento de conexão

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39 Endereçamento 20 Bytes divididos entre os níveis de roteamento Países - Domínios - Áreas - Sist. Terminais Formatos : 1. ITU-T : E IEEE 802 : DCC 3. OSI : ICD

40 Endereçamento

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43 O Modelo ATM Camada Física SDH, SONET Camada ATM Camada de Adaptação (AAL) Plano de Controle Plano do Usuário Gerencia- mento de Camadas Camadas Superiores MPEG-2 ->TCP/IP Camadas Superiores Q.2931 Plano de Gerenciamento Gerencia- mento dos Planos

44 As Camadas do Modelo ATM Física ATM Adaptação Provê a transmissão das células ATM entre dois equipamentos em um determinado meio físico Provê o transporte dos dados, efetuando a multiplexação e comutação de células através das conexões virtuais Faz o mapeamento dos dados do usuário para as células ATM, introduzindo os dados de controle necessários, para o suporte de diferentes tipos de tráfegos Cam. Super.

45 A Camada Física ATM Adaptação Aplic.Protoc. Física PM TC Physical Medium (PM) Conectores, mídia, codificação, temporização Transmission Convergence (TC) Gera e confere o HEC Insere células para continuidade do fluxo (desacoplamento de taxa) Detecta a borda da célula e efetua sincronismo Mapeamento de célula (SONET/SDH, PDH, ADSL, HFC, sem fio, etc.)

46 A Camada ATM ATM Adaptação Aplic.Protoc. Física Transferir células pelas conexões pré- estabelecidas, de acordo com o contrato Gera, extrai e interpreta o cabeçalho da célula (menos o HEC) Traduz o par VCI / VPI nos comutadores Identifica o tipo de célula Usuário Controle Identifica a prioridade da célula

47 A Camada AAL ATM Adaptação Aplic.Protoc. SAR CS Física Convergence Sublayer (CS) Identifica perda e a inserção indevida de células nos pacotes Controla a temporização e sequência dos pacotes Oferece conversões que variam de acordo com o serviço escolhido Faz o mapeamento dos dados do usuário para as células ATM, introduzindo os dados de controle necessários para o suporte de diferentes tipos de tráfegos Segmentation and Reassembly (SAR) Divide o conteúdo dos dados (pacotes) para o transporte em células Monta os pacotes concatenando a carga das células

48 A Camada AAL

49 Dados da aplicação: pacote IP, quadro MPEG etc. Dados da aplicação: pacote IP, quadro MPEG etc. Pacote AAL HEADERTRAILER Subcamada de Convergência Célula - Payload 48 Bytes Célula - Payload 48 Bytes Célula - Payload 48 Bytes HHH Subcamada de Segmentação e Remontagem

50 A Camada AAL É importante notar que as funções da camada de adaptação não são processadas no centro da rede, mas sim nos equipamentos de ponta.

51 As Camadas do Modelo ATM Aplicação MPEG-2 Transporte TCP Rede IP Adaptação AAL ATM Física SDH/SONET ATM Física SDH/SONET ATM Física SDH/SONET Aplicação MPEG-2 Transporte TCP Rede IP Adaptação AAL ATM Física SDH/SONET ATM Física SDH/SONET ATM Física SDH/SONET centro da rede Equipamento de ponta Equipamento de ponta UNI Privado UNI Público PNNI ou B-ICI UNI Público UNI Privado fim-a-fim Rede IRede II Centro da Rede Privada \ Rede Pública Comutador centro da rede Comutador de Comutador

52 Características das redes atuais Não orientadas a conexão Unidade de transmissão de tamanho variável (quadros) Endereços de 48 bits (MAC) Utilização de meio compartilhado Facilidade para transmissão de mensagens broadcast

53 Características da rede ATM Redes orientadas a conexão Unidade de transmissão de tamanho fixo (células de 53 bytes) Endereços NSAP OSI de 20 bytes Dificuldades Broadcast/Multicast –Ausência de endereços específico para broadcast/multicast –orientado à conexão Suporte a qualidade de serviço

54 Como utilizar ATM em redes locais? Backbone ▫Introdução de equipamentos ATM na borda ▫Transparência para aplicações existentes ▫Aumento nas taxas de transmissão somente no backbone ▫Sem garantia de qualidade de serviço Desktop ▫Aplicações que utilizem ATM diretamente ▫Integração com tecnologias existentes

55 ATM no backbone Switch ATM Switch Ethernet c/ UpLink ATM ATM Ethernet ATM

56 Aplicações que utilizem ATM diretamente Única maneira de explorar todas as funcionalidades ATM fim a fim Suporta qualidade de serviço “Não existem” aplicações para ATM nativo Comunicação somente entre hosts que possuam interface ATM Winsock 2.0 permite a utilização do ATM nativo

57 Integração com tecnologias existentes Manutenção das aplicações existentes Tira proveito da banda fornecida pelo ATM Não suporta qualidade de serviço Permite a comunicação entre hosts ATM e não-ATM Duas soluções padronizadas: Classical IP LAN Emulation

58 Classical IP ARP Server (endereço IP x ATM) Máquinas pertencentes a uma mesma sub- rede é denominado Logical IP Subnet (LIS) Uma LIS sempre possui um servidor ARP Vantagem: Melhor desempenho que LANE (encapsulamento) Desvantagens: Não suporta broadcast Suporta somente o protocolo IP Comunicação entre subredes necessita roteamento externo

59 Classical IP Estrutura Física ATM AAL5 CLIP IP Aplicações Física IP Aplicações MAC Física ATM Física ATM AAL5 CLIP IP Física MAC ATM Ethernet Switch Ethernet c/ UpLink ATM Switch ATM

60 Classical IP

61 Classical IP Funcionamento Estação deseja transmitir End. ATM está em cache Transmite Requisita end. ATM ao ARP Server com SVC S N Recebe endereço ATM destino S N Estabele VCC com destino Existe VCC estabelecido

62 LAN Emulation Conversão de endereço MAC para endereços ATM Suporte a broadcast Funciona para outros protocolos de rede (IPX, Apple Talk, DECNet etc.) Suporte a broadcast/multicast Mapeamento direto para VLANs

63 LAN Emulation Estrutura Física ATM AAL5 LANE LLC TCP/IP Aplicações Física LLC TCP/IP Aplicações MAC Física ATM Física ATM AAL5 LANE Física MAC Bridging ATM Ethernet Switch Ethernet c/ uplink ATM Switch ATM

64 Quadro LAN Emulation Quadro Ethernet - Tamanho máximo 1518 bytes 60 a 1514 bytes4 bytes CRC 2 bytes LANE ID Quadro LAN Emulation 4 bytes Quadro LAN Emulation - Tamanho máximo 1516 bytes 60 a 1514 bytes

65 Arquitetura LAN Emulation O LAN Emulation possui uma arquitetura cliente servidor ▫Cliente LAN Emulation  Intercepta operações de acesso e converte em operações LAN Emulation  Toda máq. na ELAN devem possuir uma instância LEC  Cada LEC possui um endereço MAC ▫Servidor LAN Emulation  LECS (LAN Emulation Configuration Server)  LES (LAN Emulation Server)  BUS (Broadcast and Unknown Server)

66 Tipos de LECs Backbone ATM LEC LEC-proxy servidor LEC servidor Switch ethernet Ethernet ATM

67 LAN Emulation Service Responsável pela tradução de endereços MAC para endereços ATM Possui tabela de mapeamento entre endereços MAC e ATM Toda ELAN tem que ter um único LES O LAN Emulation Service pode ser implementado em estações, comutadores ATM, dispositivos de borda, etc

68 Cadastro na LANE LECS LESBUS LEC ’ 4 5 5’ 1)Obtenção do endereço ATM do LES 2)Cadastro na ELAN desejada 3)Resolução do endereço MAC destino em endereço ATM 4)Estabelecimento de conexão fim a fim com o LEC destino 4’) Envio de mensagem broadcast ao bus 5)Transmissão dos dados 5’) Transmissão broadcast do BUS para os demais LECs na rede

69 Transmissão LANE É mensagem de broadcast ou multicast Estação A quer transmitir para B S N S N Estabelece conexão Envia pacote para o BUS Endereço ATM de B está na tabela de A S Envia LE-ARP para LES Obtém endereço ATM de B Transmite quadro N Verifica se existe concexão estabelecida com B

70 Considerações Finais Vantagens ▫ Rápida ▫ Transparente ▫ Eficiente Desvantagens ▫ Custo de Implantação ▫ Incompatibilidade com produtos


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