ATM Asynchronous Transfer Mode

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1 ATM Asynchronous Transfer Mode Generalità Esigenza: interoperabilità di apparati di rete indipendentemente dal servizio supportato su base mondiale Unica modalità di trasferimento dell informazione a pacchetti in grado di supportare contemporaneamente servizi di ogni genere Unico tipo di interfaccia verso ogni tipo di apperacchiatura d utente Benefici previsti: Compatibilità: ogni tipo di tecnologia trasmissiva Efficienza: ottimizzazione dell utilizzazione delle risorse di rete Scalabilita: innovazione graduale delle reti Facilità di gestione: insieme omogeneo delle procedure di controllo Flessibilità di accesso: contrattazione del tipo di servizio e dei parametri Qualità di servizio: parametri differenziati per tipologia di servizio Sviluppo di nuove applicazioni: servizi multimediali Consolidamento a lungo termine: rete di riferimento in area geografica ATM 2 1

2 Elementi chiave Pacchetti di lunghezza fissa denominati celle: Header: 5 byte Payload: 48 byte Modalità di trasferimento connection oriented Modalità di multiplazione slotted statistical ATM 3 Interfacce ATM User Network Interface (UNI): fra utente e rete Network Node Interface (NNI): fra nodi della rete ATM 4 2

3 Cella ATM Aspetti contrastanti Ritardo di pacchettizzazione Efficienza ATM 5 Connessioni virtuali Virtual Circuit (VC) Rappresenta l unità elementare di connessione virtuale E identificata dall etichetta VCI (Virtual Circuit Identifier) Virtual Path (VP) Costituisce un aggregazione di circuiti virtuali E identificata dall etichetta VPI (Virtual Path Identifier) ATM 6 3

4 Servizi di rete Parametri per definire la Quality of Service (QoS): Maximum Cell Transfer Delay (maxctd) Valore massimo di tempo che intercorre dall inizio della trasmissione di una cella dalla sorgente alla completa ricezione a destinazione Peak-to-peak Cell Delay Variation (CDV) Definito un minctd come il valore minimo di tempo che intercorre dall inizio della trasmissione di una cella dalla sorgente alla completa ricezione a destinazione sarà CDV = maxctd minctd Cell Loss Ratio (CLR) Rapporto tra celle perse e celle trasmesse I parametri sono definiti su una connessione virtuale ATM 7 Servizi di rete Parametri descrittori del traffico: Peak Cell Rate (PCR) Massima frequenza istantanea di trasmissione delle celle 1/PCR sarà il tempo minimo che intercorre fra la trasmissione di due celle consecutive Sustainable Cell Rate (SCR) Massima frequenza media di trasmissione delle celle Minimum Cell Rate (MCR) Minima frequenza istantanea di trasmissione delle celle garantita dalla rete Maximum Burst Size (MBS) Numero massimo di celle che possono essere inviate consecutivamente alla PCR Maximum Frame Size (MFS) Numero massimo di celle in cui è possibile segmentare una trama quando viene trasportata da celle ATM ATM 8 4

5 Servizi di rete Classi supportate: Constant Bit Rate (CBR) Garanzia di trasporto delle celle alla frequenza PCR con in vincoli imposti sulla QoS in termini i maxctd, CDV e CLR Real time Variable Bit Rate (rt-vbr) Requisiti specificati sia in termini di PCR che SCR e MBS con vincoli meno stringenti sulla QoS in termini i maxctd, CDV e CLR Non real time Variable Bit Rate (nrt-vbr) Requisiti specificati sia in termini di PCR che SCR e MBS con vincoli sulla QoS esclusivamente in termini di CLR Unspecified Bit Rate (UBR) Servizio best effort in cui viene specificata eslusivamente la PCR Available Bit Rate (ABR) Servizio best effort in cui viene specificata eslusivamente la PCR ma che permette di garantire alla sorgente una MCR Guaranteed Frame Rate (GFR) La sorgente è specificata mediante PCR, MCR e MBS, rispetto al servizio ABR la rete è in grado di scartare tutte le celle appartenenti alla stessa trama quando una cella viene persa ATM 9 Servizi di rete Classe Attributo CBR rt-vbr nrt-vbr UBR ABR GFR PCR SCR Desctittore di traffico MCR MBS MFS maxctd QoS CDV CLR ATM 10 5

6 Architettura di protocolli Piano d utente Trasferimento delle celle informative d utente attuando le procedure necessarie per garantire la QoS richiesta Piano di controllo Controllo delle connessioni e delle chiamate virtuali Piano di gestione Gestione della rete ATM 11 Architettura di protocolli Trasferimento dati attraverso rete ATM ATM 12 6

7 Strato fisico Physical Medium (PM) Interfacciamento al mezzo trasmissivo Generazione e ricezione di segnali Estrazione ed inserimento di informazioni di temporizzazine Attuazione di tecniche di codifica di linea Interfaccie UNI a , , 2.048, e 25.6 Mbit/s Rate dello standard SDH Transmission Convergence (TC) Funzioni indipendenti dal mezzo trasmissivo Generazione e ricezione del flusso binario Adattamento del flusso di bit al formato trasmissivo adottato (esempio SDH) Allineamento di cella (per permettere al ricevitore di individuare l inizio di ogni cella) Generazione di un campo di controllo d errore Disaccoppiamento della frequenza di cifra tra flusso scambiato con il livello superiore e quello trasmesso in linea mediante l inserimento e la rimozione di celle vuote ATM 13 Strato fisico Trasporto di celle ATM su trama SDH ATM 14 7

8 Strato ATM Definisce il formato di cella e il protocollo di trasferimento delle stesse UNI NNI ATM 15 Strato ATM Campi dell header interfaccia UNI Generic Flow Control (GFC) 4 bit Controllo di flusso interfaccia UNI Virtual Path Identifier (VPI) 8 bit Identifica il percorso virtuale Virtual Channel Identifier (VCI) 16 bit Identifica il circuito virtuale Payload Type Identifier (PTI) 3 bit Tipo di payload della cella e informazioni di controllo Cell Loss Priority (CLP) 1 bit Indica se la cella può essere scartata o meno in caso di congestione della rete Header Error Control (HEC) 8 bit Codice di rivelazione e correzione d errore per gli altri campi dell header ATM 16 8

9 Strato ATM Commutazione di percorso e di circuito ATM 17 Strato AAL Segmentation And Reassembly (SAR) Trasferimento di unità informative di lunghezza arbitraria utilizzando celle di lunghezza fissa Convergence Sublayer (CS) Permette di garantire gli specifici requisiti di trasporto attraverso la rete per ognuno dei servizi supportati Sono stati definiti 4 classi di protocolli AAL AAL1 Applicazioni CBR AAL2 Servizi in tempo reale come voce e video a pacchetto di tipo rt-vbr AAL3/4 Servizi connection-oriented e connectionless di tipo nrt-vbr AAL5 Supporto di una molteplicità di classi diverse come interconnessione LAN, interlavoro fra rete ATM e rete frame-relay o IP ATM 18 9

10 Servizi supportati dai protocolli AAL AAL1 AAL2 AAL3/4 AAL5 CBR Emulazione di circuito Emulazione LAN rt-vbr Video a pacchetto Voce a pacchetto Emulazione LAN nrt-vbr Interlavoro ATM-Frame relay Servizi dati generici Emulazione LAN Interlavoro ATM-Frame relay Servizi dati generici ABR Emulazione LAN UBR Interlavoro ATM-IP GFR Interlavoro ATM-IP ATM 19 10