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Folhas-ATM - Técnico Lisboa

1. B n 43 43 Flip Flop D Fig 5 8 Diagrama de implementa o do Descrambler Como se pode verificar pelas figuras anteriores o scrambler e o descrambler executam opera es complementares como se pode facilmente demonstrar Pode escrever se que Descrambler C n B n B n 43 soma m dulo 2 Scrambler B n A n B n 43 N o havendo erros de transmiss o a sa da do Scrambler igual entrada do Descrambler pelo que igualando B n B n e substituindo B n pela express o do scrambler obtem se C n A n B n 43 B n 43 A n B n 43 B n 43 A n Podemos ent o concluir que para n gt 43 a sa da do Descrambler igual entrada do Scrambler M Serafim Nunes 14 RIS IST Outubro 2004 Pode se demonstrar que em caso de erro de um bit sa da do Descrambler aparecem 2 bits de erro separados de 43 bits Exemplifiquemos o funcionamento do Scrambler descrambler com o seguinte sequ ncia de entrada A n 0000111000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 B n 43 0000000000000000000000000000000000000000000000011100000000000000000000 B n 0000111000000000000000000000000000000000000000011100000000000000000000 B n 43 0000000000000000000000000000000000000000000000011100000000000000000000 C n 0000111000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000 5 1 4 Adapta o da trama de transmiss o
2. rrenan 54 11 5 3 Real Time Variable Bit Rate rt VBR 54 11 5 4 Non Real Time nrt VBR ccccecscceceeeeeeeeeeeeeeeseeeeeceaeeeeaaeseeeeeseaeeesaaeeeeneeee 54 11 5 5 Unspecified Bit Rate UBR raras 54 11 5 6 Available Bit Rate ABR rrenan 55 11 5 7 Guaranteed Frame Rate GFR raras 58 11 5 8 Atributos das categorias de servi o raras 58 11 5 9 Aplica es das categorias de servi o area 59 12 Sinaliza o cs eietee leis ins ees ans she he ceeded ate teal eet ona ele teeta ndt Sa 61 12 1 Endere amento ATM ccccescceeeeeeeceeeeeneeceeeeneeceeeeneeceeesnaeeeeesnaeeeeeeneeseeesnneaeenennnaes 61 12 2 AAL de Sinaliza o SAAL cece eeeeeeceeeeeeaeeesaaeseeaeeeseaeeesaeeseneeeeaes 62 12 2 1 Sub camada SSCOP airan ieisitaerieiir tagien aeo ena adean a ai aedi ie ai 63 12 2 2 Sub camada SSCP prre girene aga nee ena adnan aaia a asiaani adai aeia a Ti 65 12 3 Sinaliza o Ponto a Ponto ssssesesesinesirsesrnssrnssrnssrnssrnnsrnssrnssrnssrnssrnnsnnnnsrnssrnnsrnnt 67 12 3 1 Estados da chamada conex o rear 68 12 3 2 Mensagens de controlo de chamada e conex o 68 12 3 3 Elementos de Informa o area aereas 69 12 3 4 Diagramas de mensagens rear earerna aereas 72 12 4 Sinaliza o Ponto a Multiponto serra
3. null SSCS SSCOP AALS commom part ATM PHY Fig 13 18 Pilha de protocolos numa esta o LANE Na figura 13 19 exemplifica se a utiliza o da LANE com o protocolo IP no n vel superior Como se pode verificar na figura utilizada uma interface MAC standard podendo reutilizar se a pilha de protocolos acima do n vel MAC sem necessidade de qualquer altera o Gestor de Chamadas DSS2 SAAL NDIS Driver AALS Placa Fig 13 19 Pilha de protocolos numa esta o LEC com cliente IP Nos segmentos das LANs da fam lia IEEE 802 qualquer que seja o tipo de comunica o unicast multicast ou broadcast faz se sempre a difus o para o meio partilhado sendo da responsabilidade de cada esta o a filtragem dos pacotes que lhe s o destinados Um segmento f sico de uma LAN pode ser emulado ligando um grupo de esta es da rede ATM a uma liga o virtual do tipo multicast Assim esta liga o torna se o canal de difus o broadcast do segmento da ATM LAN Uma esta o pode M Serafim Nunes 87 RIS IST Outubro 2004 comunicar com todas as outras transmitindo por esse canal de multicast O registo de um membro numa LAN feito fisicamente quando se faz a liga o do mesmo ao meio O registo numa ATM LAN corresponde a definir a liga o l gica liga o virtual de multicast da o nome virtual LAN para as ATM LANs Embora se pudesse emular a LAN transmitindo todo o tr fego atrav
4. Fig 5 15 Fun es da camada f sica a 155 52 Mbit s para fibra multimodo no plano do utilizador As caracter sticas f sicas PM desta UNI est o definidas pelo ITU T As caracter sticas da subcamada TC est o definidas na ITU T 1 432 M Serafim Nunes 19 RIS IST Outubro 2004 5 3 3 Interface f sica E3 a 34 368 Mbit s Esta interface baseada nos standards E3 da hierarquia PDH Plesiochronous Digital Hierarchy com o ritmo de 34 368 Mbit s para a Europa aplic vel em ambas as UNI p blica e privada Para transporte de c lulas ATM sobre PDH foi desenvolvida a Recomenda o do ITU T G 804 ATM cell mapping into plesiochronous digital hierarchy PDH 59 colunas __________ Informa o 530 octetos 9 linhas Fig 5 16 Estrutura da trama de 34 368 Mbit s 5 3 4 Interface f sica a 25 6 Mbit s sobre par entran ado Esta interface baseada no standard de transmiss o do Token Ring com o ritmo de 25 6 Mbit s E aplic vel na UNI privada HEC Generation Verification Cell Scrambling Descrambling Line Coding Decoding Cell Delineation Bit Timing Physical Media Connectors Fig 5 17 Fun es da camada f sica da UNI a 25 6 Mbit s no plano do utilizador As caracter sticas f sicas PM e da subcamada TC desta UNI est o definidas na especifica o AF PHY 0040 000 Physical Interface Specification for 25 6 Mbps over Twisted Pair Cable do ATM Forum e na ETS 300 811 do ETS
5. importante estabelecer uma associa o entre as diferentes Categorias de Servi o ATM e as classes de QoS Na tabela 11 3 apresenta se a associa o proposta na recomenda o 1 356 Table 11 3 Associa o de Categorias de Servi o ATM e classes de QoS Categorias de Servi o Classes de QoS ATM Aplic veis CBR rt VBR Class 1 stringent class CBR rt VBR Class 2 tolerant class nrt VBR ABR Class 3 bi level class M Serafim Nunes 51 RIS IST Outubro 2004 11 5 Categorias de servi o ATM A introdu o de um conjunto de categorias de servi o ATM tem por objectivo aumentar os benef cios da rede ATM atrav s da negocia o para cada conex o do comportamento esperado do n vel ATM em termos de tr fego e desempenho permitindo aos utilizadores a optimiza o dos requisitos da aplica o e a correspondente optimiza o das capacidades e recursos da rede para satisfazer esses requisitos As categorias de servi o ATM permitem ao utilizador seleccionar combina es espec ficas de par metros de tr fego e de desempenho adequadas ao servi o pretendido Embora a maioria dos requisitos espec ficos de uma dada aplica o possam ser resolvidos no acesso rede ATM no n vel AAL o comportamento da rede ATM n o dever ficar dependente dos protocolos AAL ou superiores devido ao facto de a rede operar ao n vel ATM sendo a implementa o dos protocolos AAL e superiores em geral efectuada em equipamentos d
6. Fig 13 26 Exemplo de funcionamento do sistema MPOA Comutador ATM Comutador ATM Comutador ELAN 1 ELAN 2 ELAN3 Fig 13 26 Exemplo de funcionamento do sistema MPOA Podemos concluir que as principais vantagens do MPOA s o as seguintes e Os clientes podem estabelecer conex es directas com os servidores remotos sem terem de transitar sempre atrav s de Routers Lat ncia inferior a LANE e CIP na conex o entre subredes Flexibilidade na selec o do tamanho m ximo dos pacotes para aumento da efici ncia e Redu o do tr fego de broadcast As principais desvantagens do MPOA s o e Complexidade e N o tem suporte de QoS mas pode t lo se o MPC for modificado M Serafim Nunes 93 RIS IST Outubro 2004 Abreviaturas AAL ABR ACR API AFI ANSI ATM B BC B HLI B ISDN B LLI BC BCD BCOB BRM CDVT CBR CLP CLR CN CPCS CPI CONS CP CPS CTD CID DCE DSP DTE ED EDAK ET ER FRM GFR HEC HLC HLI IDI TEC IETF ISDN ISO LLC LLI LI LM LSB MBS MCR MES MID MPOA MSB M Serafim Nunes ATM Adaptation Layer Available Bit Rate Allowed Cell Rate Application Programming Interface Authority and Format Identifier American National Standards Institute Asynchronous Transfer Mode Broadband Bearer Capability Broadband High Layer Information Broadband ISDN Broadband Low Layer Information Bearer Capability Binary Coded Decimal Broadband Connection Oriented Bearer class Ba
7. Rede para AALS 1 234 5 5 3 4 2 1 AAL AAL ATM Desempenho de ATM PL _ Rede ATM PL ATM PL PL Figura 11 3 Modelo de camadas de desempenho em RDIS BL Na recomenda o 1 356 do ITU T e na I ETS 300 464 do ETSI s o definidos v rios conceitos relacionados com a transfer ncia de c lulas ATM que a seguir se indicam C lula transferida com sucesso Uma c lula transferida com sucesso definida como uma c lula que recebida com i um conte do do campo de informa o que corresponde exactamente ao que foi transmitido e ii um cabe alho v lido antes ou depois de serem efectuados os procedimentos de correc o do cabe alho C lula errada Uma c lula errada definida como uma c lula que devido a erros de transmiss o na camada fisica recebida com i um conte do que difere do que foi transmitido isto em que existem um ou mais bits recebidos com erro no campo de informa o da c lula ou ii um cabe alho inv lido ap s serem efectuados os procedimentos de correc o do cabe alho HEC C lula perdida Uma c lula perdida definida como uma c lula que n o recebida durante um intervalo de tempo predefinido Tmax ap s a sua transmiss o C lula mal inserida Uma c lula mal inserida definida como uma c lula que recebida sem que tenha ocorrido a correspondente transmiss o numa determinada conex o Erros de transmiss o na camada f sica ao n vel do cabe alho
8. usado para pedir rede um servi o de suporte orientado conex o Este E I analisado pela rede e pelo equipamento terminal N o dever duplicar a informa o do B LLI desnecessariamente Par metros deste E I Bearer Class Traffic Type Timing Requirements Type User plane conn conf M Serafim Nunes 70 RIS IST Outubro 2004 12 3 3 4 Broadband High Layer Information B HL O EI Broadband High Layer Information B HLI usado para possibilitar teste de compatibilidade com o equipamento destinat rio Este E I transferido transparentemente pela rede entre equipamentos terminais Par metros deste E I High Layer Information Type High Layer Information 12 3 3 5 Broadband Low Layer Information B LLI O EI Broadband Low Layer Information BLLI usado para possibilitar teste de compatibilidade com o equipamento destinat rio Este E I transferido transparentemente pela rede entre equipamentos terminais Par metros deste E I User information layer 1 protocol User information layer 2 protocol Mode Q 933 use Window size User information layer 3 protocol Mode default packet size Packet window size User specified layer 3 protocol information 12 3 3 6 Connection identifier O E I Connection Identifier identifica os recursos da conex o ATM local na interface inserido opcionalmente na mensagem SETUP e na primeira resposta a esta mensagem Par metros deste E I VP a
9. Cliente j estabelece conex o SETUP CONNECT Configu 7 ra o In ATM ARP Req ATMj Cliente j In ATM ARP Reply ATMi IPj Datagrama ATM ARP Req IP IPi IPj ATM ARP Reply ATMj IPj Cliente i estabelec conex o i j SETUP CONNECT gt Datagrama IPi IPj Tabela Tabela ATM ARP do Server ATM IP Address Address ATM ARP do Cliente i Address Address ae am E DAM e ES ATM VG Figura 13 14 Diagrama de mensagens ATM ARP RFC 1577 O diagrama de protocolos de uma esta o com Classical IP apresentado na figura 13 15 NDIS Classical IP Gestor de Chamadas DSS2 SAAL NDIS Driver AALS Placa ATM Fig 13 15 Diagrama de protocolos de uma esta o com Classical IP M Serafim Nunes 84 RIS IST Outubro 2004 Como se v na figura anterior uma esta o com Classical IP apresenta v rios m dulos de software espec ficos nomeadamente o m dulo de Encapsulamento o ATM ARP e o de Gest o de Conex es Em resumo as principais vantagens do Classical IP s o os seguintes uma solu o simples e est vel Permite uma resolu o eficiente de endere os IP atrav s do mapeamento directo de endere os IP para ATM e Permite pacotes grandes 9180 bytes e baixo overhead Os principais inconvenientes apontados ao Classical IP s o os seguintes e a exist ncia de um nico ARP Server torna este elemento cr tico em caso de falha deste e traz pr
10. De entre as desvantagens da LANE podemos apontar e Requer uma resolu o de endere os em dois n veis Endere o IP gt Endere o MAC Endere o MAC gt Endere o ATM Pacotes pequenos 1508 bytes na emula o de Ethernet Tem maior overhead que o classical IP Implementa o complexa M Serafim Nunes 90 RIS IST Outubro 2004 13 6 Multiprotocol Over ATM MPOA Os protocolos de n vel 3 de redes locais tais como IP IPX ou AppleTalk utilizam Routers para permitir a comunica o entre subredes as quais s o em geral implementadas com LANs nomeadamente Ethernet ou Token Ring O Classical IP e as LANE t m igualmente o problema de requererem a utiliza o de Routers para transporte de dados entre subredes como se mostra na figura 13 23 Al H A Fig 13 23 Liga o de ELAN e LIS atrav s de Routers O ATM Forum definiu a especifica o Multiprotocol over ATM MPOA com o objectivo de facilitar o encaminhamento de v rios protocolos de n vel 3 sobre ATM permitindo a implementa o de LANs de dimens o empresarial sobre ATM de modo escal vel O MPOA combina as solu es oferecidas pela LAN Emulation e pelo protocolo Next Hop Routing Protocol NHRP o qual permite a opera o de protocolos de n vel 3 de LAN sobre ATM O NHRP agrupa a rede ATM em subredes ou grupos de endere o locais As subredes s o interligadas por Routers mas o NHRP permite que os Routers interm dios sejam eliminados n
11. IST Outubro 2004 A fun o principal do Cliente MPOA MPC gerar e receber circuitos directos de n vel 3 No n de entrada quando o MPC detecta um fluxo de pacotes que s o enviados sobre a ELAN para um Router que cont m um MPS emite um pedido NHRP para obter informa o para estabelecer um circuito directo ATM para o destinat rio sem passar pelos Routers Quando lhe for transmitida a informa o pedida o MPC armazena a informa o recebida na sua Cache estabelece uma conex o ATM e envia as tramas do utilizador para o destinat rio atrav s dessa conex o sem passar pelos Routers No n de sa da o MPC recebe as tramas vindas de outros MPCs e envia as para as interfaces de utilizador Um MPC pode servir um ou mais LEC e comunicar com um ou mais MPSs O Servidor MPOA MPS o componente l gico do Router que proporciona a informa o de n vel 3 para os MPCs de acordo com o protocolo NHRP O MPS reside em geral nos Routers O MPOA envolve um conjunto de fluxos de informa o que podem ser classificados em fluxos de controlo e fluxos de dados tal como se mostra na figura 13 25 Edge Device or MPOA Host Router MPC to MPS MPOA 3 Fwd Flow MPOA Client Function Server Routing Function MPC to MPC Configuration Configuration MPS to MPS Flow Flows Flows Flow MPC to MPS MPOA L3 Fwd Flow Client Function Routing Function Edge Device or MPOA Host Router Fig 13 25 Fluxos de informa o num si
12. es por onde circula de um modo transparente a informa o do utilizador usando se multiplexagem do tipo divis o em frequ ncia FDM ou do tipo divis o s ncrona no dom nio temporal STDM o caso da rede telef nica Em comuta o de pacotes a informa o do utilizador encapsulada em pacotes que cont m informa o adicional para encaminhamento na rede e para outras fun es de controlo utilizado um mecanismo do tipo store and forward sendo a multiplexagem do tipo divis o ass ncrona no dom nio temporal ATDM o caso da rede X 25 A RDIS de banda estreita usa ambos os modos de transfer ncia providenciando uma integra o de servi os s ao n vel do acesso do utilizador H um nico acesso rede incluindo a linha de acesso e os procedimentos de controlo A RDIS de banda larga pretende assegurar uma integra o total de servi os n o s no acesso rede mas ao n vel de toda a rede O modo ATM assegura essa integra o garantindo al m disso uma rede flex vel capaz de se adaptar a diferentes ritmos de comunica o mantendo uma elevada efici ncia dos recursos da rede para uma larga gama de servi os M Serafim Nunes 3 RIS IST Outubro 2004 2 Princ pios b sicos de ATM O modo ATM junta num mesmo mecanismo de transfer ncia de informa o a flexibilidade do modo de comuta o de pacotes e a simplicidade das t cnicas temporais s ncronas em modo de comuta o de circuitos Em ATM mant
13. o da c lula tem o diagrama de estados indicado na figura 5 6 bit a bit HEC Correcto ou c lula a c lula HEC Incorrecto octeto a octeto qM 6 HEC 7 HEC correctos incorrectos consecutivos consecutivos L 4 c lula a c lula Fig 5 6 Diagrama de estados para delimita o de c lula M Serafim Nunes 13 RIS IST Outubro 2004 Z Este diagrama de estados implementado no receptor iniciando se no estado HUNT e considerando se o sistema sincronizado quando se atinge o estado SYNCH No estado inicial HUNT verificado bit a bit se a codifica o do HEC em rela o ao valor do resto do cabe alho est correcto Assim que se encontrar um valor correcto presume se que se est em presen a de um cabe alho correctamente delimitado e passa se ao estado PRESYNC Este mecanismo repete se at que se encontrem HEC correctos durante 6 vezes consecutivas passando se nessa altura ao estado SYNCH em que se considera o processo de delimita o da c lula conclu do Perder se esta delimita o se ocorrerem HEC incorrectos durante 7 vezes consecutivas voltando se ao estado inicial Nos sistemas de transmiss o que fornecem camada TC informa o de in cio e fim de octeto a verifica o de HEC correcto no estado HUNT faz se octeto a octeto em vez de bit a bit o que permite uma sincroniza o em m dia 8 vezes mais r pida De modo a aumentar a seguran a do processo de delimita o de c lulas em
14. processada para verifica o de disponiblidade de recursos na rede e encaminhada at ao comutador do terminal chamado A mensagem de SETUP que chega ao terminal chamado conter os seguintes elementos de informa o Call Reference Called Party Number Calling Party Number ATM User Traffic Descriptor Quality of Service Parameter Connection Identifier VPI VCI M Serafim Nunes 72 RIS IST Outubro 2004 O terminal chamado responde com a mensagem Call Proceeding a qual conter apenas o Call Reference Quando o terminal chamado atende emitida a mensagem Connect a qual conter tamb m apenas o Call Reference O comutador responde com a mensagem Connect Acknowledge contendo o mesmo Call Reference Ao terminal chamador chega tamb m uma mensagem Connect ao qual ele responde com Connect Acknowledge ambas tamb m com o mesmo Call Reference O procedimento de desligamento baseado no envio da mensagem RELEASE e na recep o da mensagem RELEASE COMPLETE em ambos os lados 12 4 Sinaliza o Ponto a Multiponto A sinaliza o ponto a multiponto especificada na recomenda o Q 2931 do ITU T e na UNI 3 1 e UNI 4 0 do ATM Forum as quais definem os protocolos para estabelecer manter e terminar chamadas conex es ponto a multiponto na UNI Uma conex o ponto a multiponto P MP permite a um terminal enviar tr fego para duas ou mais esta es A esta o que gera o tr fego definida como Raiz da conex
15. utilizado para defini o de conformidade para as fontes de tr fego de ritmo vari vel Este m todo vulgarmente conhecido por algoritmo de balde furado em ingl s Leaky Bucket podendo ser graficamente representado pela seguinte figura em que se arbitraram os par metros I 5 e L 15 O par metro I fun o do ritmo PCR contratado e o par metro L fun o do IBT da rede M Serafim Nunes 46 RIS IST Outubro 2004 C lula C lula C lula C lula x C lula para cada c lula aceite aceite aceite aceite aceite l Uma unidade de fuga por unidade de tempo Fig 11 1 Exemplo de funcionamento do Leaky Bucket com LB 5 15 De cada vez que recebida uma c lula o contador incrementado de I unidades o que no exemplo apresentado corresponde a 5 unidades Por cada unidade de tempo o contador decrementado de uma unidade Enquanto o contador n o atingir o valor do par metro L correspondente ao balde cheio a c lula aceite Caso o contador ultrapasse o valor de L a c lula marcada com CLP 1 Numa escala temporal mais alargada exemplifica se na figura 11 2 o n vel de enchimento do balde para um ritmo de chegada de c lulas de O a 30 c lulas s considerando um ritmo de fuga de 10 c lulas s e uma dimens o do balde de 30 c lulas Note se que entre os 5 e 6 segundos houve c lulas marcadas com CLP 1 devido ao balde estar cheio 0 1 2 3 4 5 6 7 8 seg DO te ae RT e a dee A RU ae po Ui age N vel
16. utilizado como contador de c lulas m dulo 8 0 a 7 sendo incrementado por cada c lula de dados transmitida o que permite detectar c lulas perdidas ou mal inseridas O campo SNP tamb m constitu do por dois sub campos o CRC Cyclic Redundancy Check e o bit de Paridade par O campo CRC de tr s bits cont m o resto da divis o m dulo 2 pelo polin mio gerador x3 x 1 do produto x3 multiplicado pelo conte do do campo SN Conjuntamente os dois sub campos SN e SNP permitem corrigir um bit de erro do cabe alho do SAR ou detectar v rios bits de erro como se mostra na figura 7 3 Modo Erro a detectado Detec o Erro n o detectado SN v lido Erro n o detectado SN v lido SN inv lido Modo Correc o Erro de um bit detectado SN v lido ap s correc o V rios erros de bit detectados SN inv lido Fig 7 3 Modos de opera o do receptor baseados no SNP O receptor examina o campo SNP para detec o de erros do cabe alho do SAR Se estiver no Modo Correc o s corrige erros de um bit e passa para o Modo Detec o Se estiver no Modo Detec o todos os cabe alhos com erros detectados s o declarados com SN inv lido e continua no mesmo modo Se estiver no Modo Detec o e n o houver erros o receptor muda para o Modo Correc o As opera es a executar no Modo Correc o s o sintetizadas na Tabela 7 1 Tabela 7 1 Opera es no Modo Correc o CRC SN v lido Modo Correc
17. A subcamada TC tem tamb m como fun o adaptar o fluxo de c lulas estrutura da trama utilizada pelo sistema de transmiss o Exemplificando com a interface f sica de 2 048 Mbit s designada habitualmente por interface El a adapta o das c lulas trama f sica de transmiss o definida na recomenda o G 804 do ITU T tal como se mostra na figura 5 9 012345 67 8 910111213141516171819202122232425262728293031 Octeto TM Header Campo de Informa o Campo de Informa o Trama El Campo de Informa o Campo de Informa o ATMHeader Trama El Fig 5 9 Mapeamento de c lulas ATM na intreface f sica El A interface El com o ritmo de 2 048 Mbit s tem uma trama estruturada em 32 slots de um octeto cada sendo o slot 0 reservado para sincronismo de trama e o slot 16 em geral utilizado para sinaliza o Como se mostra na figura as c lulas ATM ocupam os slots 1 a 15 e 17 a 31 n o havendo contudo alinhamento entre as c lulas ATM e as tramas f sicas 5 1 5 Gera o recupera o de trama de transmiss o A gera o e recupera o da trama de transmiss o espec fica de cada interface f sica sendo utilizadas v rias tramas f sicas j normalizadas tendo outras sido definidas especificamente para utiliza o em ATM De entre as interfaces f sicas j existentes salientam se as interfaces definidas na hierarquia de transmiss o digital plesi crona PDH nomeadamente a E1 2 048 Mbit s e
18. Unspecified Bit Rate UBR A categoria de servi o UBR um servi o de melhor esfor o usada para aplica es n o cr ticas que n o requerem valores estritos de atraso e varia o de atraso nem especificam uma determinada qualidade de servi o Espera se que as fontes UBR transmitam bursts n o cont nuos de c lulas suportando o servi o UBR um alto grau de multiplexagem estat stica entre as fontes O servi o UBR n o especifica garantias de servi o relacionadas com tr fego nomeadamente n o inclui a negocia o de ritmo negociado por conex o Tamb m n o s o indicados valores de CLR CTD e CDV para a conex o UBR M Serafim Nunes 54 RIS IST Outubro 2004 11 5 6 Available Bit Rate ABR A categoria de servi o ABR utilizada para fontes que tenham a capacidade para reduzir ou aumentar o seu ritmo de informa o consoante a rede o requerir Isto permite lhes explorar as mudan as nas caracter sticas de transfer ncias da camada ATM nomeadamente a disponibilidade de banda ao longo do tempo possibilitando uma transmiss o fi vel para aplica es de ritmo n o constante H muitas aplica es que n o t m um valor m dio de ritmo bem definido tal como no VBR sendo apenas poss vel definir um valor m nimo e um valor m ximo do ritmo expect vel Assim no estabelecimento da conex o ABR o terminal dever especificar os valores do ritmo m nimo e m ximo a usar designados respectivamente por Peak Cell Rate PC
19. camada F sica Este desacoplamento entre a camada ATM e a transmiss o permite que comutadores e multiplexers ATM possam ser introduzidos na rede e evoluir independentemente dos aspectos de transmiss o da rede As fun es da camada ATM aparecem reflectidas na estrutura do cabe alho da c lula Os 5 octetos do cabe alho s o repartidos por diversos campos de acordo com a recomenda o 1 361 do ITU T tal como mostrado na figura 4 1 2 2 3 3 4 4 5 5 Octeto Octeto Interface Utilizador rede Interface entre N s da rede Fig 4 1 Estrutura do cabegalho da c lula ATM A estrutura do cabe alho diferente na interface utilizador rede User Network Interface UND e nas interfaces internas da rede designadas interfaces entre n s da rede Network Node Interface NND A diferen a consiste somente na exist ncia na UNI do campo GFC O campo de controlo de fluxo GFC Generic Flow Control utilizado na interface utilizador rede no caso de existirem configura es com m ltiplos utilizadores para controlar o acesso destes utilizadores rede Se o campo GFC n o for utilizado deve ser colocado a 0000 A identifica o de um canal l gico ATM est dividida em duas entidades hier rquicas caminho virtual Virtual Path VP e canal virtual Virtual Channel VC Estas entidades s o identificadas no cabe alho da c lula pelo identificador de caminho virtual VPI e pelo identificador de canal virtual VCD Numa dada i
20. como servi os oferecidos pelos operadores p blicos O ZP over ATM Classical IP a Emula o de LAN LAN Emulation e o MPOA Multiprotocol over ATM evidenciam os esfor os empreendidos pelos diferentes organismos de normaliza o e pelos fabricantes de equipamentos para redes locais para a introdu o do ATM neste dom nio M Serafim Nunes 78 RIS IST Outubro 2004 13 2 Dados sem conex o baseados em Connectionless Server O ITU T prop e na recomenda o 1 364 Support of Broadband Connectionless Data Service on B ISDN a utiliza o de Connectionless Server CLS para transporte de dados sem conex o nomeadamente para interliga o de LANs tal como se exemplifica na figura 13 4 em que se representam tr s LAN ou MAN interligadas atrav s de ATM LAN MAN Figura 13 4 Interliga o de LANs utilizando CLS As mensagens provenientes da Gateway das LAN s o enviadas para o CLS mais pr ximo usando o AAL4 contendo o endere o ATM de destino na primeira c lula BOM com um MID Message Identifier espec fico As c lulas subsequentes cont m o mesmo MID Os comutadores ATM suportam o transporte das unidades de dados sem conex o datagramas entre CLSs os quais est o aptos a processar o protocolo sem conex o e a realizar a adapta o dos datagramas em c lulas ATM para serem transferidas para um ambiente orientado conex o Os CLS podem estar localizados fora da RDIS BL em redes privadas sem conex o ou dentro
21. integrar numa nica rede todas as aplica es de dados voz imagens e multim dia O ATM apareceu inicialmente vocacionado para interliga o de redes metropolitanas MAN e para backbone de geograficamente amplas WAN Contudo a elevada capacidade de largura de banda escalibilidade e flexibilidade para suporte de servi os com diferentes requisitos de qualidade de servi o tornaram o ATM tamb m adequado para utiliza o em redes locais O ATM nas LANs permite cumprir os requisitos e exig ncias necess rios s aplica es emergentes Com efeito nas redes Ethernet ou Token Ring a largura de banda 10 Mbit s partilhada por todos os utilizadores no mesmo segmento enquanto que nas ATM LANs o utilizador pode reservar largura de banda s para si e eventualmente fazer o seu pedido em termos de qualidade de servi o desejada no caso das aplica es a utilizar assim o necessitarem Em rela o s outras tecnologias o ATM para al m de oferecer largura de banda din mica permite adicionalmente uma f cil integra o dos dom nios p blico e privado A evolu o para ATM poder ser faseada de modo a reduzir os investimentos necess rios Assim numa primeira fase poder se utilizar um comutador central ATM ao qual estar o ligados os segmentos Ethernet ou Token Ring da empresa atrav s de Routers Bridges como se mostra na figura 13 2 Somente os computadores de maior porte normalmente os servidores servers estar o ligad
22. mesmas fontes ABR o valor do ritmo de transmiss o que estas n o dever o ultrapassar campo ER Explicit Rate nas c lulas BRM Este m todo apesar de mais complexo mais justo e eficaz na atribui o de largura de banda aos v rios VCs que transitam nos comutadores que o utilizam pois apenas os VCs cujo ritmo corrente for superior ao ritmo dado pelo comutador ritmo justo dever o reduzir o seu ritmo de transmiss o O ATM Forum definiu o comportamento da fonte e destino assim como v rias variantes para o comportamento do comutador bem como os detalhes do mecanismo de controlo de fluxo baseado em ritmos O pseudo c digo de uma fonte ABR ser o seguinte recebe c lula BRM CI ER da rede if Cl 1 ACR ACR ACR RDF multiplicative decrement else CI 0 ACR ACR RIF PCR additive increment ACR min ACR PCR ACR min ACR ER ACR max ACR MCR RDF Rate Decrease Factor RIF Rate Increase Factor M Serafim Nunes 56 RIS IST Outubro 2004 Fonte Comutador ER Destino c lula 1 c lula Nrm 1 gt Calcula R Justo gt FRM CCR Se ACR lt ER Se ER lt R Justo c lula BRM Inc ACR N o altera ER kook ok c lula Nrm 1 gt c lula FRM Calcula R Justo FRM CCR Se ER gt R Justo ER R Justo TE BRM ER Se ACR gt ER ACR ER c lula BRM Fig 11 5 Controlo de fluxo ABR com ritmo expl cito Na f
23. o sendo as esta es que recebem este tr fego definidas como Folhas Como o tr fego s pode fluir da raiz para as folhas uma conex o P MP sempre unidireccional Assim uma folha n o pode usar uma conex o ponto multiponto para enviar tr fego para a raiz ou para outra folha As conex es P MP permitem uma utiliza o mais eficiente dos recursos da rede nomeadamente por efectuar a c pia de c lulas o mais pr ximo poss vel do terminal como se pode observar na figura 12 12 utilizando assim menos recursos da rede Folha B Comutador Fig 12 12 Exemplo de conex o ponto a multiponto Exemplos de aplica es que podem utilizar com vantagem as conex es P MP s o a videoconfer ncia audioconfer ncia video a pedido Emula o de LAN etc Para o estabelecimento de conex es P MP s o adicionadas s mensagens j existentes as seguintes novas mensagens ADD PARTY utilizada para adicionar uma nova folha a uma conex o P MP j estabelecida ADD PARTY ACKNOWLEDGE enviada da rede para o terminal chamador raiz ou do terminal chamado folha para a rede para confirmar que a mensagem ADD PARTY enviada foi aceite ADD PARTY REJECT enviada da rede para o terminal chamador raiz ou do terminal chamado folha para a rede para indicar que a conex o n o foi estabelecida DROP PARTY enviada pelo terminal ou pela rede para pedir o desligamento de uma determinada folha M Serafim Nunes 73 RIS IST Outubr
24. o de LAN LECID LAN Emulation Client Identifier Quando um LEC se regista no LES este atribui lhe um LECID que nico entre todos os LEC presentemente ligados ao LES sendo este valor incluido em todas as tramas de dados enviadas pelo LEC Descreve se a seguir o funcionamento da LANE atrav s das v rias fases de opera o dos LEC 1 Inicializa o e configura o O LEC deve em primeiro lugar obter o seu endere o ATM ap s o que estabelece um VCC configuration direct com o LECS estabelecendo uma conex o para um endere o ATM predefinido ou usando a conex o permanente VPI 0 VCI 17 Uma vez conectado o LECS fornece ao LEC a informa o necess ria para este se conectar ELAN a que ele pertence o que inclui o endere o ATM do LES o tipo de LAN a emular o tamanho m ximo do pacote na ELAN e o nome da ELAN 2 Ader ncia e Registo Ap s o LEC obter o endere o do LES estabelece um VCC control direct para o LES atribuindo este um identificador LECID nico ao LEC O LEC ent o regista os seus pr prios endere os MAC e ATM no LES O LEC pode adicionalmente registar outros endere os MAC de que ele procurador proxy tal como endere os aprendidos no caso das Bridges O LES ent o estabelece um VCC control distribute com o LEC a qual conjuntamente com o VCC control direct pode ser usado pelo LEC para efectuar o procedimento de LAN Emulation ARP LE ARP para pedir um endere o ATM que corresponda a um determinado endere o
25. seguintes divididas em tr s tipos Mensagens de estabelecimento de chamada SETUP CALL PROCEEDING CONNECT CONNECT ACKNOWLEDGE Mensagens de desligamento de chamadas RELEASE RELEASE COMPLETE Mensagens diversas STATUS STATUS ENQUIRY M Serafim Nunes 68 RIS IST Outubro 2004 A estrutura das mensagens de sinaliza o de DSS2 indicada na figura 12 9 8 7 6 5 4 3 2 1 bit Octeto Protocol discriminator Q 2931 1 O 0 0 0 1 0 0 1 0 0 O 0 10 0 1 1 flag Call reference value 3 Call reference value cont 4 5 Message Type 6 7 9 10 Variable length information elements Fig 12 9 Estrutura das mensagens de sinaliza o de banda larga 12 3 3 Elementos de Informa o A estrutura dos elementos de informa o indicada na figura 12 10 7 6 5 4 3 2 1 bit Octeto 8 1 Ext Coding Std IE Instruction Field 2 1 x x Flag lRes IE Action Ind field Length of IE parameter contents AU IE specific information 5 Fig 12 10 Estrutura dos elementos de informa o de sinaliza o de banda larga Est o definidos os seguintes elementos de informa o no DSS2 espec ficos de Banda Larga ATM Adaptation Layer Parameters ATM User traffic Descriptor Connection Identifier OAM Traffic Descriptor Quality of Service Parameter Broadband Bearer Capability Broadband Low Layer Information B LLI Broadband High Layer Information B HLI Analisaremos em seguida os di
26. 1 610 C lula OAM F5 entre yyyyyyyy ZZZZZZZZ ZZZZZZZZ terminais 1 610 C lula de gest o de YYYYYYYY ZZZZZZZZ ZZZZZZZZ recursos 1 371 C lula n o atribu da 00000000 0000000000000000 BBB 0 A bit disponivel para uso pela camada ATM B bit n o relevante pode ser O ou 1 C bit posto a O pela entidade de sinaliza o podendo ser mudado pela rede XXXXXXXXX qualquer valor de VPI yyyyyyyy qualquer valor de VPI ZZZZZZZZ_ qualquer valor de VCI diferente de zero M Serafim Nunes 10 RIS IST Outubro 2004 5 Camada F sica A camada F sica est dividida em duas subcamadas a subcamada superior chamada subcamada de converg ncia de transmiss o TC Transmission Convergence e a subcamada inferior chamada subcamada dependente do meio f sico PM Physical Media Subcamada do Meio F sico PM Subcamada Converg ncia de Transmiss o TC Fig 5 1 Subcamadas da Camada F sica 5 1 Subcamada de converg ncia de transmiss o S o as seguintes as fun es efectuadas pela subcamada de converg ncia de transmiss o TC e Adapta o do ritmo de c lulas Gera o verifica o da sequ ncia de HEC do cabe alho Delimita o de c lulas e scrambling Adapta o da trama de transmiss o Gera o recupera o de trama de transmiss o 5 1 1 Adapta o do ritmo de c lulas Uma fun o da subcamada TC assegurar a adapta o do ritmo de c lulas v lidas capacidade dispon vel d
27. 2 pacotes consecutivos numa PDU AALS Sinc Sinc Header Header ee y ted FA Octetos Informa o Audio Video Informa o Audio Video MPEG TS Cauda de AALS CPCS PDU payload CPCS PDU 376 8 Octetos L E E L Fig 10 8 Formato de PDU AALS contendo 2 Pacotes de Transporte MPEG2 C lulas ATM Como se conclui da figura anterior 2 pacotes de transporte MPEG com um total de 376 octetos 2 x 188 s o transportados numa PDU AALS com o campo PAD nulo A PDU AALS ser transportada em 8 c lulas ATM de modo eficiente M Serafim Nunes 44 RIS IST Outubro 2004 11 Gest o de Tr fego 11 1 Gest o de tr fego em redes ATM Em redes ATM a congest o de tr fego definida como uma condi o que existe ao n vel ATM nos elementos de rede tais como comutadores ou linhas de transmiss o onde a rede n o tem capacidade de cumprir um determinado objectivo de desempenho negociado O controlo de tr fego define um conjunto de ac es tomadas pela rede para evitar congest o nomeadamente tomando medidas para se adaptar s flutua es imprevis veis no fluxo de tr fego ou a outros problemas existentes na rede Os objectivos do controlo de tr fego e controlo de congest o s o assim o de proteger a rede e ao mesmo tempo providenciar ao utilizador determinados objectivos de servi o contratados de notar que a rede ATM projectada de modo a n o confiar na camada AAL para pr
28. 4B 5B octetos de k comando Descodificador Z Fig 5 21 Diagrama de blocos do receptor da UNI a 25 6 Mbit s 5 3 5 Interface f sica E1 a 2 048 Mbit s Esta interface baseada nos standards E1 da hierarquia PDH Plesiochronous Digital Hierarchy com o ritmo de 2 048 Mbit s para a Europa aplic vel em ambas as UNI p blica e privada A adapta o das c lulas trama f sica de transmiss o definida na recomenda o G 804 do ITU T ATM cell mapping into plesiochronous digital hierarchy PDH Mar o 1993 As c lulas ATM ocupam os slots 1 a 15 e 17 a 31 n o havendo alinhamento entre as c lulas ATM e as tramas f sicas Na figura 5 24 apresenta se como exemplo os protocolos utilizados na interface f sica ATM a 2 048 Mbit s tal como especificado pelo ITU T e ATM Forum Adapta o do ritmo de c lula Gera o Verifica o de HEC Delineamento de c lula G 804 Adapta o das c lulas ATM trama f sica El G 704 Gera o Recupera o da trama f sica E1 Temporiza o de bit Meio F sico Fig 5 22 Fun es da camada f sica da UNI E1 a 2 Mbit s no plano do utilizador A adapta o do fluxo de c lulas estrutura da trama f sica de transmiss o definida na recomenda o G 804 do ITU T tal como se mostra na figura 5 23 012345 67 8 9101112131415 1617 18 19 2021 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Octeto Se E CS E E Campo de Informa o Campo de Informa o Trama 0 Campo de Informa
29. Ct um contador do bit P que continuamente sincronizado pelo rel gio derivado da rede O rel gio de sa da Ct amostrado todos os N ciclos do rel gio de servi o O bit P amostrado o Residual Time stamp RTS Com o conhecimento do RTS e da parte nominal de Mq no receptor obtem se a especifica o completa do Mq que utilizado para produzir o sinal de tempo de refer ncia para a Malha de Captura de Fase PLL Phase Locked Loop que por sua vez fornece o rel gio de servi o no receptor A dimens o do RTS de 4 bits e a frequ ncia do rel gio da rede de fn 155 52 MHz Como se mostra na figura 7 14 o diagrama de blocos no transmissor engloba um divisor da frequ ncia de 2 048 Mbit s da fonte por N 3008 8x47x8 que corresponde a 8 SAR PDU s gerando um intervalo de 1 47 ms 3008 2 048 MHz A sa da deste divisor usada para amostrar o valor de RTS obtido da frequ ncia derivada da rede de 2 43 MHz e do contador de 4 bits M Serafim Nunes 34 RIS IST Outubro 2004 Tsn 1 47 ms fs 2 048 e MHz Divisor por N fsn N 3008 fn 155 52 MHz fnx 2 43 MHz Divisor por X Contador Latch RTS _Jo gt 1 X 64 de 4 bits i de 4 bits Fig 7 14 Exemplo de um diagrama de blocos no transmissor Exemplifica se o funcionamento do m todo SRTS considerando que o servi o tem a frequ ncia nominal de 2 048 MHz e que varia entre 2 045 MHz
30. Mant m vivo assegura que duas entidades SSCOP participando numa conex o se mant m num estado de conex o ligada mesmo na aus ncia de transfer ncia de dados por longos per odos de tempo e Recupera o de dados locais permite ao utilizador de SSCOP local recuperar em sequ ncia as SDUs que ainda n o foram transmitidas pelo SSCOP ou as que ainda n o foram confirmadas pelo SSCOP remoto e Controlo da conex o permite o estabelecimento desligamento e sincroniza o de uma conex o SSCOP e Transfer ncia de dados do utilizador usado para o transporte de dados entre utilizadores de SSCOP e Detec o de erros de PCI detecta erros de PCI Protocol Control Information e Relat rio de estado permite ao emissor e ao receptor trocar informa o de estado Apresentam se em seguida os diferentes tipos de PDUs trocados entre as entidades SSCOP para implementa o das fun es acima enumeradas i Estabelecimento BGN Begin usada para estabelecer uma conex o SSCOP entre duas entidades par feita a limpeza dos buffers do emissor e do receptor assim como a inicializa o de todas as suas vari veis de estado BGAK Begin Acknowledge usado para confirmar a aceita o do pedido de conex o pela entidade SSCOP par BGREJ Begin Reject usado para rejeitar o pedido de conex o pela entidade SSCOP par ii Desligamento END End usado para terminar uma conex o SSCOP entre duas entidades par ENDAK End Ackno
31. O AAL tipo 5 definido na recomenda o 1 363 5 Este AAL foi definido tendo como objectivo fundamental uma maior simplicidade e efici ncia de transporte de dados De modo semelhante ao AAL3 4 o AALS dividido em duas sub camadas SAR e CS A subcamada CS por sua vez sub dividida em duas CPCS Common Part CS e SSCS Service Specific CS 10 1 Sub camada SAR de AAL5 A PDU ao nivel da SAR para AALS indicada na figura 10 1 Cabe alho Informa o da CPCS SSCS da c lula AUU 0 48 octetos PT 0x0 Gebssaho Informa o da SSCS uu cPI L CRC da c lula AUU 1 40 octetos 1 1 2 4 octetos PT 0x1 Informa o da CPCS Fig 10 1 PDU da SAR para AAL 5 Como se observa na figura s o definidos dois formatos de PDU em AALS os quais s o distinguidos atrav s do campo AUU o qual definido atrav s de uma combina o de valores do PTI do cabe alho da c lula AUU 0 corresponde a PTI 0x0 AUU 1 corresponde a PTI 0x1 Na c lula superior correspondente a AUU 0 a informa o da camada superior CS ocupa integralmente os 48 octetos da c lula Este formato de c lula usado para envio de um segmento de in cio ou continua o de PDU CPCS Na c lula inferior em que AUU 1 a informa o da camada superior CS ocupa os primeiros 40 octetos da c lula sendo os ltimos 8 octetos da c lula constitu dos pelos campos User User Information UU Common Part Indicator CPI Le
32. PS 1 indicando que a pr xima PDU a enviar a 4 logo j enviou at 3 inclusiv A PDU STAT tem N R 4 e N PS 1 o que indica que est espera da PDU 4 logo confirma a recep o at 3 inclusiv pelo que o emissor pode libertar estas tramas do buffer M Serafim Nunes 64 RIS IST Outubro 2004 Na figura 12 5 mostra se a recupera o de erros usando a PDU USTAT Ap s receber a PDU SD 3 e concluindo que a PDU SD 2 est em falta o receptor envia a PDU USTAT pedindo a retransmiss o da SD 2 Ap s receber esta PDU USTAT o transmissor retransmite a SD 2 Ap s receber a SD 2 o receptor entrega a ao nivel superior bem como as PDUs seguintes j recebidas 3 e 4 Ac o Tx Rx Entrega SD PONI SSss USTAT 2 N MR 2 3 Rox POLL 5 1 Free 1 2 1 End STAT 2 1 N MR 2 3 5 2 2 Fig 12 5 Recupera o de erros via USTAT Os items da lista de elementos de PDUs STAT e USTAT s o elementos mpares ou pares da lista usada para pedidos de retransmiss o selectiva Cada elemento mpar representa a primeira PDU de intervalo em falta e cada elemento par representa a primeira PDU de uma sequ ncia recebida excepto possivelmente a ltima No exemplo anterior o primeiro elemento da lista de USTAT 2 indicando que uma sequ ncia em falta come a em 2 O segundo elemento da lista 3 indicando que o 3 foi recebido No STAT os dois primeiros elementos da lista s o iguais sendo acrescentado um ter
33. RDIS de banda larga M Serafim Nunes 5 RIS IST Outubro 2004 3 Modelo de refer ncia de protocolos O modelo de refer ncia de protocolos para a RDIS de banda larga um modelo hier rquico conforme mostrado na figura 3 1 que consiste de tr s planos distintos plano de utilizador plano de controlo e plano de gest o Esta divis o do modelo em tr s planos tinha j sido seguida para o modelo de refer ncia de protocolos na RDIS de banda estreita Plano de PlanodeGestio a de A de Utilizador ASA Camadas Camadas Superiores Superiores Camada ATM Fig 3 1 Modelo de refer ncia de protocolos O plano de utilizador est associado transfer ncia de informa o do utilizador o plano de controlo est associado sinaliza o e o plano de gest o a todos os mecanismos de opera o e manuten o das entidades em cada camada e da rede de um modo geral Os planos est o divididos em camadas Actualmente est o definidas as tr s camadas inferiores F sica ATM e Adapta o A defini o das camadas acima da de Adapta o est em estudo podendo transitoriamente nalguns casos utilizar se os protocolos existentes para as camadas superiores do modelo OSI A camada Fisica consiste de duas subcamadas subcamada dependente do meio fisico e subcamada de converg ncia de transmiss o A subcamada do meio f sico a subcamada inferior e tem como fun o realizar a interface para o meio de transmiss o ao n vel de
34. a E3 34 368 Mbit s De import ncia crescente a hierarquia de transmiss o digital s ncrona de que se destaca a interface STM 1 a 155 52 Mbit s e a STM 3 a 622 08 Mbit s Outras interfaces utilizadas em ATM e especificadas pelo ATM Forum t m os ritmos de 25 6 Mbit s e 100 Mbit s Est o em fase de especifica o interfaces ATM que n o utilizam qualquer trama f sica de transmiss o sendo transmitidas directamente para a linha as c lulas ATM 5 2 Subcamada dependente do meio f sico No que respeita subcamada dependente do meio f sico a realiza o das suas fun es est inteiramente dependente do meio de transmiss o utilizado S o as seguintes as principais fun es efectuadas pela subcamada dependente do meio f sico e Codifica o descodifica o de linha de transmiss o e Gera o Recupera o do rel gio e dados da linha e Adapta o de imped ncia de linha e Convers o electro ptica Analisam se em seguida as fun es das subcamadas PM e TC para as v rias interfaces ATM actualmente definidas M Serafim Nunes 15 RIS IST Outubro 2004 5 3 Interfaces ATM A configura o de refer ncia do ITU T correspondente rede nas instala es do utilizador derivada da utilizada na RDIS de banda estreita conforme ilustrado na figura 5 10 SB TB Rede B TE1 B NT2 B NT1 Publica TE2 ou SB B TE2 B TA Fig 5 10 Configura o de ref
35. cada ciclo onde um ciclo corresponde a uma segu ncia de 8 SAR PDUs consecutivos com valores de contador entre zero e sete O formato P usado na primeira oportunidade num ciclo para apontar o in cio da fronteira do bloco estruturado Caso num ciclo n o exista o in cio ou fim de um bloco estruturado ent o o formato P com o valor de 127 no apontador utilizado na ltima oportunidade num ciclo ou seja no contador sequencial com o valor de 6 Se o in cio de uma estrutura de um bloco n o est presente num ciclo mas coincide com o in cio do pr ximo ciclo ent o o formato P com um valor de offset de 93 usado no SAR PDU com o valor sequencial de 6 Neste caso o formato P com o offset de 0 usado no SAR PDU com o valor sequencial de 0 no pr ximo ciclo D se em seguida um exemplo da utiliza o do m todo de transfer ncia de informa o estruturada para o transporte de blocos de 40 octetos M Serafim Nunes 30 RIS IST Outubro 2004 40 octetos 40 octetos 40 octetos 40 octetos 40 octetos 40 octetos 40 octetos 40 octetos 40 octetos 40 octetos 40 octetos 40 octetos pp T T T T T T T T T T T T 40 6 34 13 27 20 20 27 13 34 6 40 1 39 8 32 15 25 21 19 28 47 octetos ofset 0 SAR SDU CSI 0 SC 1 47 octetos SAR SDU SC 2 47 octetos SN SAR SDU CSI 0 SC 3 47 octetos SAR SDU CSI 0 SC 4 47 octetos SAR SDU CSI 0 SC 5 47 octetos SAR SDU CSI 0 SC 6 47 octetos SAR SDU CSI 0 SC 7 46 octet
36. campos de informa o das c lulas em unidades de informa o para a camada superior A subcamada CS pode executar fun es do tipo recupera o do rel gio do servi o compensa o da varia o do atraso das c lulas na rede recupera o de c lulas perdidas etc Estas fun es dependem directamente do servi o em causa Na figura 3 2 apresenta se o modelo de refer ncia de protocolos de RDIS BL com indica o das fun es mais importantes de cada camada e sub camada Camadas Superiores CS Converg ncia Camada AAL SAR Segmenta o e reagrupamento Controlo de fluxo gen rico Camada Gera o extrac o do cabe alho Fun es das camadas superiores ATM Tradu o do VPI VCI Multiplexagem demultiplexagem de c lulas Temporiza o de bit Fun es de meio f sico Adapta o do ritmo de c lula Gera o verifica o da sequ ncia de HEC TC Delineamento de c lulas Camada Aa F sica Adapta o de trama de transmiss o Gera o recupera o de trama de transmiss o PM Fig 3 2 Fun es do RDIS BL e a sua rela o com o modelo de refer ncia de protocolos Analisamos em seguida mais detalhadamente cada uma das camadas e sub camadas do modelo M Serafim Nunes T RIS IST Outubro 2004 4 Camada ATM As caracter sticas da camada ATM s o independentes do sistema de transmiss o e do meio de transmiss o utilizados A adapta o da camada ATM ao sistema de transmiss o feita ao n vel da
37. constitu do por 4 campos Channel Identifier CID O campo CID identifica o utilizador AAL 2 do canal permitindo a multiplexagem de v rios utilizadores sobre o mesmo VC O mesmo valor deve ser usado em ambas as direc es Os valores 8 255 s o usados para identificar os utilizadores do CPS de AAL2 O valor O usado para enchimento padding Os outros valores est o reservados Length Indicator LI O campo LI codificado com o n mero de octetos de informa o do pacote CPS subtra do de uma unidade O valor por omiss o do pacote de 45 octetos O valor de 64 octetos tamb m permitido Os valores 46 63 est o reservados para uso futuro User to User Indication UUD O valor do UUI transportado transparentemente pelo CPS para utiliza o pelas camadas superiores Header Error Control HEC O emissor calcula o resto da divis o m dulo 2 pelo polin mio gerador X5 X 1 do produto de X5 e o conte do dos primeiros 19 bits do CPS PH O receptor utiliza o conte do do campo HEC para detectar erros do CPS PH O formato dos Pacotes CPS e o seu empacotamento em CPS PDU de AAL2 mostrado na figura 8 4 Faz se notar que o campo PAD s existe se n o houver pacotes CPS para preencher completamente a c lula podendo portanto um pacote CPS estar repartido por duas c lulas consecutivas 8 6 5 5 3octetos 1a45 1a64 bt 6 11 Ea f osr xP opsparet _cPspaoot ops paskej pan OPSPOU CPS PDU CPS PDU payload 47 o
38. convers o electro ptica codifica o de linha e sincroniza o de bit A subcamada de converg ncia de transmiss o tem a fun o principal de converter o fluxo de c lulas ATM em bits para serem transportados no meio de transmiss o A camada ATM efectua a multiplexagem das c lulas provenientes de diferentes fontes num nico fluxo de c lulas para emiss o e faz a correspondente desmultiplexagem para os diferentes destinos na recep o Esta camada tem tamb m as fun es de gerar os cabe alhos das c lulas na emiss o e extra los na recep o bem como efectuar a tradu o dos identificadores dos canais virtuais nos cabe alhos das c lulas nos comutadores da rede A camada de Adapta o AAL ATM Adaptation Layer tem como fun o adaptar os diferentes servi os de telecomunica es ao modo ATM a fim de manter a qualidade de servi o desejada Contrariamente s camadas F sica e ATM a camada de Adapta o depende do servi o A camada de Adapta o consiste de duas subcamadas subcamada de segmenta o e reassemblagem SAR Segmentation and Reassembly e subcamada de converg ncia CS Convergence Sublayer A subcamada SAR a subcamada inferior e basicamente executa na emiss o a segmenta o das unidades de informa o da camada superior para as inserir no campo de informa o das c lulas e na M Serafim Nunes 6 RIS IST Outubro 2004 recep o faz a opera o inversa que consiste na reassemblagem dos
39. da RDIS BL como se mostra na figura 13 5 o Servidor Rede Privada Connectionless LAN Fig 13 5 Configura o de refer ncia para servi os sem conex o em RDIS BL Os CLS terminam o protocolo conectionless e inclui fun es de adapta o deste protocolo ao protocolo orientado conex o intr nseco ao ATM As fun es associadas ao protocolo orientado conex o s o desempenhadas pelo protocolo AAL3 4 enquanto as fun es associadas ao protocolo connectionless s o efectuadas pelo protocolo CLNAP Connectionless Network Access Protocol A estrutura de protocolos implementada pelos v rios equipamentos envolvidos no servi o connectionless s o mostrados na figura 13 6 M Serafim Nunes 19 RIS IST Outubro 2004 Camada de Camada de utilizador de utilizador de CLNAP CLNAP CLNAP CLNAP CLNAP AAL3 4 AAL3 4 AAL3 4 Equipamento Comutador ATM CLSF Comutador ATM Equipamento Terminal Terminal Fig 13 6 Estrutura de protocolos para servi o connectionless em RDIS BL A camada CLNAP proporciona a transfer ncia transparente de unidades de dados de tamanho vari vel da fonte para um ou mais destinat rios garantindo que as unidades de dados perdidas ou corompidas n o sejam retransmitidas A transfer ncia de dados efectuada usando o modo connectionless a qual inclui os endere os da origem e do destinat rio em cada unidade de dados A estrutura da PDU CLNAP indicada na figura 13 7 32 16 1 bit End
40. da observa o de uma sequ ncia de chegadas consecutivas de c lulas num ponto de medida O 1 pontoCDV descreve a variabilidade do padr o de chegada de c lulas entrada ou sa da no ponto de medida incluindo todas os tro os da conex o desde a fonte 2 pontos CDV definido na base da observa o de uma sequ ncia de chegadas consecutivas de c lulas em dois pontos de medida que delimitam um tro o de uma conex o virtual incluindo apenas a variabilidade do padr o de chegada de c lulas no ponto de medida no tro o da conex o entre os dois pontos de medida considerados Verificam se em geral as seguintes rela es de grandeza CMR lt lt CLR lt lt CER 11 4 2 Fontes de degrada o da qualidade de servi o S o identific veis v rias fontes de degrada o de qualidade de servi o ATM a seguir analisadas Atraso de propaga o o atraso causado pelo tempo de propaga o no meio f sico que transporta os bits que constituem as c lulas ATM entre UNIs e entre comutadores ATM M Serafim Nunes 49 RIS IST Outubro 2004 Estat stica de erros f sicos S o os erros aleat rios de bits e de bursts introduzidos no meio f sico Arquitectura de comuta o A arquitectura dos comutadores pode ter um impacto elevado no desempenho da rede Alguns aspectos a considerar s o o projecto da matriz de comuta o a estrat gia de buffers internos e as caracter sticas do comutador em carga Capacidade dos buffers A capacidade do
41. de c lulas No emissor s o atribu dos valores consecutivos do SC de O a 7 a cada c lula pertencente a um determinado circuito virtual No receptor o n mero de sequ ncia testado com vista a testar a segu ncia das c lulas recebidas Se houver uma viola o da ordem de envio h um processamento da segu ncia de valores de SN recebidos com vista a determinar o tipo de erro que ocorreu Analisam se em seguida as principais ocorr ncias na recep o de c lulas e as ac es a tomar em cada caso tal como indicado na figura 7 4 4 a N 3 N 2 N 1 N 1 N 2 N 3 C lula perdida b N 3 N 2 nx nene Erros no SN c N 3 N 2 n iLy N N 14 C lula mal inserida d N 3 N 2 N 1 N 1 C lula dupla mal inserida e N 3 N 2 N 1 N Perda de m ltiplas c lulas Fig 7 4 Poss veis erros na recep o de c lulas AAL1 a C lula perdida se faltar uma c lula com n mero de sequ ncia SC igual a N a c lula perdida substitu da por outra com um conte do predefinido dummy b C lula com erro no n mero de sequ ncia se entre as c lulas N 1 e a N 1 uma c lula com SC igual a Y for recebida prov vel que o SC tenha sido corrompido de N para Y e portanto a c lula considerada correcta e aceite M Serafim Nunes 21 RIS IST Outubro 2004 c C lula mal inserida se entre as c lulas N 1 e N uma c lula com SC igual a X for recebida a c lula conside
42. do 20 E Balde 10 BEAT ee 0 Fig 11 2 Segundo exemplo de funcionamento do Leaky Bucket 11 4 Qualidade de servi o em ATM S o identificados dois tipos de par metros com influ ncia na qualidade de servi o relativa transfer ncia de c lulas ATM par metros de tr fego e par metros de desempenho ATM Os par metros de tr fego com influ ncia na qualidade de servi o ATM s o identificados na recomenda o 1 371 do ITU T e na especifica o af tm 0056 Traffic Management Specification do ATM Forum tal como vimos Peak Cell Rate PCR Sustainable Cell Rate SCR Intrinsic Burst Tolerance IBT e Minimum Cell Rate MCR Analisamos em seguida os par metros de desempenho ATM 11 4 1 Par metros de desempenho ATM A recomenda o 1 353 do ITU T define os pontos de medida MP e os acontecimentos de refer ncia associados que proporcionam a base da descri o de desempenho em RDIS O desempenho da transfer ncia de c lulas ATM medido atrav s da observa o dos acontecimentos de refer ncia originados pela passagem das c lulas pelos pontos de medida O desempenho de rede proporcionado aos utilizadores RDIS BL depende do desempenho de tr s camadas tal como se mostra na figura 11 3 M Serafim Nunes 47 RIS IST Outubro 2004 4 Desempenho de Rede para AALI Desempenho de Rede para AAL2 Desempenho de Rede para AAL3 4 Desempenho de
43. emissor e do receptor serem bastante mais dispendiosos que outros m todos devido sua alta precis o raz es pelas quais esta solu o pouco utilizada O funcionamento do segundo e terceiro m todos s o apresentados em seguida M Serafim Nunes 31 RIS IST Outubro 2004 7 2 4 1 M todos adaptativos Os m todos adaptativos utilizam estimativas da frequ ncia do rel gio emissor com base no ritmo de chegada de informa o sendo por isso os que em princ pio s o mais sujeitos a desvios entre os rel gios do emissor e do receptor n o apresentando contudo as desvantagens dos outros m todos j apresentados como sejam circuitos de rel gio dispendiosos perda de dados desperd cio da largura de banda ou necessidade de um rel gio comum no emissor e no receptor Os m todos adaptativos podem basear se em v rios tipos de mecanismos e M dia deslizante baseada nos ltimos N per odos de chegada de c lula e M dia deslizante interactiva com o ltimo per odo de chegada de c lulas e Fun o do n vel de enchimento da FIFO varia o linear e Fun o do n vel de enchimento da FIFO varia o n o linear M dia Deslizante Os algoritmos de M dia Deslizante s o extremamente simples em termos de concep o e apenas necessitam de componentes b sicos na sua implementa o A ideia por detr s destes algoritmos recorrer informa o directa que se obt m atrav s da determina o dos diferentes per odos de tempo
44. o sindroma SN v lido Modo Detec o Zero Viola o Corrige o bit de paridade Muda para o SN v lido Modo Detec o N o zero N o h viola o N o h ac o correctiva erros Muda para o m ltiplos n o s o corrig veis Modo Detec o SN inv lido As opera es a executar no Modo Detec o s o sintetizadas na Tabela 7 2 M Serafim Nunes 26 RIS IST Outubro 2004 Tabela 7 2 Opera es no Modo Detec o Sindroma CRC Ac o no SN SNP currente Zero N o h viola o N o h ac o correctiva Muda para o SN v lido Modo Correc o SN inv lido Modo Detec o SN inv lido Modo Detec o SN inv lido Modo Detec o 7 2 Sub camada CS de AAL1 As principais fun es da sub camada CS s o as seguintes e Agrupamento da informa o em blocos de 47 octetos no emissor para envio para o SAR e respectiva opera o inversa no receptor e Processamento da varia o do atraso das c lulas de modo a entregar ao n vel superior um ritmo constante e Recupera o da frequ ncia de rel gio correspondente ao servi o suportado quando requerido pelas caracter sticas do servi o e Detec o da ocorr ncia de c lulas perdidas e implementa o das medidas necess rias para diminuir o impacto desta situa o na qualidade de servi o e Detec o da ocorr ncia de c lulas mal inseridas e correspondente elimina o dessas c lulas 7 2 1 Processamento da sequ ncia
45. o processamento do HEC em s rie bit a bit obt m se as seguintes equa es de gera o do HEC Q0 DIN Q7 Q1 DIN Q7 Q0 Q2 DIN Q7 Q1 Q3 Q2 Q4 Q3 Q5 Q4 Q6 Q5 Q7 Q6 Para o processamento em paralelo octeto a oceto foram deduzidas as equa es de gera o do HEC que s o as seguintes Q0 D0 Q0 D6 Q6 D7 Q7 Q1 D0 Q0 D1 Q14 D6 Q6 Q2 D0 Q0 D1 Q14 D2 Q2 D6 Q6 Q3 D14 Q14 D2 Q2 D3 Q34 D7 Q7 Q4 D2 Q2 D3 Q3 D4 Q4 Q5 D3 Q3 D4 Q4 D5 05 Q6 D4 Q4 D5 Q5 D6 Q6 Q7 D5 Q5 D6 Q6 D7 Q7 Na figura 5 4 mostra se o diagrama de blocos do gerador de HEC em que se verifica a exist ncia de um conjunto de inversores de sa da 55H tal como definido na Rec 1 432 para impedir que para a c lula nula corresponda um HEC nulo DIN 7 0 Enable Q 7 0 Inv 01010101 Fig 5 4 Gerador de HEC no emissor D o se em seguida alguns exemplos de HEC gerados para valores conhecidos do cabe alho da c lula M Serafim Nunes 12 RIS IST Outubro 2004 Tabela 5 1 Exemplos de codifica o do HEC HO HI H2 H3 HECs Inv HEC c Inv 55H 5 O procedimento para controlo de erros na recep o com base no campo HEC est descrito na figura 5 5 em que se verifica a exist ncia de dois modos de opera o no receptor correc o e detec o Detectado 1 bit em erro correc o e c lula aceite N o h erros Detectados Modo Mais de 1 bit em erro
46. o total de c lulas transmitidas num determinado intervalo Devem ser excluidas do c lculo do CLR as c lulas perdidas e transmitidas pertencentes a um bloco de c lulas consideradas severamente erradas A perda de c lulas no cabe alho ATM devida a erros de transmiss o na camada f sica Outra situa o respons vel pela perda de c lulas est associada congest o nos comutadores ATM Cell Misinsertion Rate CMR O CMR o total de c lulas mal inseridas observadas na unidade de tempo Devem ser excluidas do c lculo do CMR as c lulas mal inseridas pertencentes a um bloco de c lulas consideradas severamente erradas Mean Cell Transfer Delay MCTD O MCTD definido como a m dia aritm tica de um n mero especificado de atraso de transfer ncia de c lulas Estes atrasos s o devidos ao tempo de propaga o nas linhas de transmiss o e comuta o Na camada ATM a multiplexagem de c lulas e as filas de espera podem causar atrasos adicionais Cell Delay Variation CDV CDV a varia o do atraso de transfer ncia de c lulas CTD causada por varia es no comprimento das filas de espera e por varia es nos atrasos associados multiplexagem das c lulas Esta varia o torna se mais acentuada quando um VC multiplexado com tr fego altamente vari vel ou quando existem situa es de congest o ao n vel dos comutadores ATM S o definidos dois par metros associados com o CDV 1 ponto CDV definido na base
47. rela o a eventuais simula es do HEC correcto no campo de informa o os bits do campo de informa o s o misturados por um processo pseudo aleat rio antes da informa o ser enviada para a rede denominado scrambler baseado num conjunto de registos de deslocamento com realimenta o Na recep o ap s o procedimento de delimita o de c lula existe um mecanismo inverso que permite reconstituir o campo de informa o original Para a transmiss o em interfaces SDH e PDH utilizado o scrambler auto sincroniz vel x43 1 Este polin mio foi escolhido por minimizar a multiplica o de erros dois introduzido por este tipo de scrambler A opera o deste scrambler em rela o ao diagrama de estados de delimita o de c lula o seguinte e O scrambler opera somente sobre os bits do campo de informa o e Durante os cinco octetos do cabe alho a opera o do scrambler suspensa e No receptor no estado HUNT o descrambler desactivado e No receptor nos estados PRESYNCH e SYNCH o descrambler activado durante 384 bits igual ao comprimento do campo de informa o sendo novamente desactivado durante os pr ximos 40 bits correspondentes ao presumido cabe alho seguinte A n B n B n 43 43 Flip Flop D Fig 5 7 Diagrama de implementa o do Scrambler Na figura 5 8 apresentado o diagrama de implementa o do Descrambler B n C n gt
48. s da liga o virtual de multicast isto n o faz sentido porque a maior parte do tr fego unicast e se no caso das LANs n o existia a possibilidade de enviar apenas para um utilizador na ATM LAN isso poss vel estabelecendo uma conex o directa VCC Virtual Channel Connection entre as duas esta es em quest o Isto reduz significativamente o tr fego na rede resultando numa maior seguran a uma vez que se tem a certeza que apenas o destino tem acesso informa o Adicionalmente obt m se um maior controle da qualidade de servi o O servi o ser um servi o do tipo best effort que se assemelha muito ao que oferecido pelas LANs Esta distin o no modo de tratar o tr fego unicast e multicast implica a exist ncia de v rios tipos de liga es que ser o referidas em seguida Uma rede LAN Emulation inclui Clientes esta es ou bridges ATM existindo em cada um deles uma entidade Client e os componentes do LE Service um LE Server Broadcast and Unknown Server e LE Configuration Server Estas entidades podem estar associadas a uma ou mais entidade f sica A figura 13 20 mostra as liga es entre as v rias entidades numa configura o com dois LECs Configuration Direct Vcc LAN Emulation Configuration Server Emulation LECS Emulation Client Client LAN Emulation Server LES ie Broadcast and Unknown Server BUS LUNI LUNI Fig 13 20 Configura o e conex es L gicas da LANE O LE Client
49. transmitido A segmenta o da PDU de SSCS CPCS de AALS em c lulas exemplificada na figura 10 3 SSCS PDU CPCS PDU UU 0 48 bytes SAR ATM H 48 bytes H 48 bytes RE H 48 bytes A Eua H 48 bytes dd H 48 bytes PEGO H xbyte Pad AUU 1 Pad UC Len CRC32 x 40 41 42 43 44 47 Fig 10 3 Segmenta o de dados em AALS Como se observa na figura os dados provenientes das camadas superiores s o segmentados em blocos de 48 octetos e inseridos em c lulas Todas as c lulas t m o indicador AUU 0 excepto a ltima M Serafim Nunes 42 RIS IST Outubro 2004 em que AUU 1 para indicar o fim da PDU de CS Os v rios campos inseridos na ltima c lula ser o analisados mais frente D o se em seguida alguns exemplos de CPCS PDUs incluindo os octetos de dados e os v rios campos da cauda nomeadamente o valor calculado do CRC32 A PDU com 40 octetos com 00000000 UU 0 CPI 0 Length 40 octetos CRC32 864D 7F99 00 00 00 0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 00 0 00 00 00 00 00 28 86 4D 7F 99 B PDU com 40 octetos a 11111111 UU 0 CPI 0 Length 40 octetos CRC32 C55E 457A FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF F FF FF FF FF FF FF FF FF FF FR FF FFE FE FF FF FF FF FF FF FFE FE FF FF FF FF FF 00 00 00 28 C5 SE 45 7A C PD
50. utilizador e que permite um determinado esquema de multiplexagem na rede ponto de vista do operador A categoria de servi o implicitamente ou explicitamente declarada no estabelecimento da conex o Analisamos em seguida os v rios par metros e fun es dispon veis na rede ATM e que s o estruturadas de modo espec fico para cada classe de servi o ATM As fun es de rede tais como Connection Admission Control CAC Usage Parameter Control UPC Feedback Controls Resource Allocation etc s o implementadas nos n s de comuta o ATM sendo configuradas em geral de modo diferente para cada classe de servi o ATM O contrato de tr fego especifica as caracter sticas da conex o negociadas com a rede definida na interface UNI O contrato de tr fego na UNI p blica consiste num descritor de tr fego da conex o num conjunto de pr metros de QoS para cada direc o da conex o ATM e numa defini o de conex o em conformidade Os par metros de tr fego da fonte descrevem uma caracter stica inerente fonte S o considerados os seguintes par metros de tr fego na defini o das categorias de servi o e Peak Cell Rate PCR e Sustainable Cell Rate SCR e Maximum Burst Size MBS e Minimum Cell Rate MCR M Serafim Nunes 53 RIS IST Outubro 2004 Os par metros de qualidade de servi o QoS seleccionados para corresponder a um determinado objectivo de desempenho de rede podem ser negociados entre os sistemas ter
51. 4 m nimo Mq o maior inteiro menor ou igual a M O esquema de funcionamento do conceito SRTS encontra se exemplificado na fig 7 12 Toler ncia N ciclos T segundos gt fs t Mq Mmin Mnom Mmax ra y y 2P t Fig 7 12 Ilustra o do conceito do m todo SRTS Durante um espa o de tempo fixo T medido atrav s de N ciclos do rel gio de servi o o n mero de ciclos Mq do rel gio derivado da rede obtido no transmissor Se Mq for transmitido para o receptor o rel gio de servi o da fonte pode ser reconstruido pelo receptor visto possuir a informa o necess ria para o fazer fnx Mq e N Contudo Mq composto por uma parte nominal e outra residual a primeira Mnom corresponde ao n mero nominal de ciclos fnx em T segundos e fixo para cada servi o a parte residual cont m a informa o sobre a diferen a de frequ ncia e sobre o efeito da sua quantifica o o que implica ser um valor vari vel Sendo a parte nominal de Mq constante pode se considerar que ela est dispon vel no receptor havendo s necessidade de transportar para o receptor a parte residual de Mq Um processo simples de representar a parte residual de Mq atrav s do RTS cujo m todo de gera o est descrito na fig 7 13 aee fs Contador A dividido por N fn 1 fnx Contador Ct f x do bit p Fig 7 13 Processo de gera o do RTS Residual Time stamp O Contador
52. 5 reas de aplica o para categorias de servi o ATM REAS DE APLICA O DADOS CR TICOS INTERLIGA O DE LAN EMULA O DE LAN TRANSPORTE DE DADOS INTERWORKING IP FR SMDS VIDEOCONFER NCIA ptimo Bom Razo vel em branco n o adequado fo Hl EMULA O DE CIRCUITOS PABX Para al m dos crit rios t cnicos acima apresentados a selec o de uma determinada categoria de servi o para uma determinada aplica o ser fortemente influenciada pela pol tica de tarifa o que cada operador vier a introduzir A explora o integral das vantagens da utiliza o das diferentes categorias de servi o apresentadas s ser poss vel com o desenvolvimento de aplica es nativas para ATM isto aplica es que acedam rede atrav s de uma API ATM Esta interface tem como objectivo eliminar o estrangulamento provocado pelos antigos protocolos e correspondentes APIs permitindo aceder e negociar directamente os recursos da rede ATM M Serafim Nunes 60 RIS IST Outubro 2004 12 Sinaliza o ATM um modo de transfer ncia orientado conex o requerendo portanto o estabelecimento de uma conex o antes de o tr fego do utilizador come ar a ser transmitido entre entidades comunicantes O identificador da conex o ATM como se sabe constitu do pelos campos VPI e VCI do cabe alho As conex es a pedido s o estabelecidas usando sinaliza o sendo para isso necess rio definir um c
53. 5 Interface f sica E1 a 2 048 Mbit S reter ereaeacaranananananara 22 6 Camada de Adapta o ATM are aaaaareranaera near nana 23 7 PRADO Feds see cade ote cots ce dates DER ORDER ETR E OR O RE RR RN REP RS 25 File Sub cam da SAR earar a er aee KE An AA ARE AARE ET AA dede nan da GU Aa A PAARA K NETE 25 7 2 Sub camada CS de AAL1 errar aaraaaaaer aaa aaaaaananaa 27 7 2 1 Processamento da sequ ncia de c lulas 27 7 2 2 M todo de correc o de c lulas perdidas 28 7 2 3 M todo de transfer ncia de informa o estruturada 29 7 2 4 Recupera o de rel gio da fonte raramente 31 8 PAU o E sacha ERR PERENE tune det ea ER E E ATENA URSO ERR vee RE RE 36 8 1 Subcamada CPS de AAL2 rear araraa aeee naaeacaaeaaaaaraaanaaa 36 9 FAV ANDA 1 o jo 66 a EIEEE T E APNR ORE PORRA DRE SR RO RR NTE RR PER IETT 39 9 1 Sub camada SAR de AAL3 4 rr raraa near arena aananaanneaa 39 9 2 Sub camada CPCS de AAL3 4 tees eeeeae scenes seaeeesaaeeeeeeeseeeeesaeeeeeneeee 39 10 AALO S aeaea aeee FADA ce teen sch ede Teste PRETAS RAE a SD PR ANDA aaa 41 10 1 Sub camada SAR de AALS err aeeaaeeaaaeaaanananenaananad 41 10 2 Sub camada CPCS de AALS5 rara aaraa nara aearaa near nana 42 10 4 Sub camada SSCS para HDLC rear ear 43 10 5 Sub camada SSCS para MPEGL2 rrenan 43 dids Gest o
54. ATM podem originar que o VPI VCI se altere para outro valor igualmente v lido Esta situa o provoca que uma c lula seja incorrectamente inserida numa outra conex o Bloco de c lulas severamente erradas Um bloco de c lulas definido como um conjunto de N c lulas transmitidas consecutivamente numa dada conex o Um bloco de c lulas severamente erradas ocorre quando mais de M c lulas erradas c lulas perdidas ou c lulas mal inseridas s o observadas num bloco de c lulas recebidas Em geral um bloco de c lulas corresponde ao n mero de c lulas de utilizador inseridas entre duas c lulas OAM consecutivas Os par metros de desempenho ATM definidos na Recomenda o 1 356 s o os seguintes e Cell Error Ratio CER M Serafim Nunes 48 RIS IST Outubro 2004 Severely Errored Cell Block Ratio SECBR Cell Loss Ratio CLR Cell Misinsertion Rate CMR Mean Cell Transfer Delay MCTD Cell Delay Variation CDV Cell Error Ratio CER O CER o r cio entre o total de c lulas erradas e o total de c lulas transferidas com sucesso ou com erro Devem ser exclu dos do c lculo do CER os blocos de c lulas consideradas para o c lculo do par metro SECBR Severely Errored Cell Block Ratio SECBR O SECBR o r cio entre o total de blocos de c lulas severamente erradas e o total de blocos de c lulas transferidas num determinado intervalo de tempo Cell Loss Ratio CLR O CLR o ratio entre o total de c lulas perdidas e
55. BR VC VCC VCI VP VPCI VPI M Serafim Nunes Narrowband Bearer Capability Narrowband High Layer Compatibility Narrowband ISDN Narrowband Low Layer Compatibility Network Node Interface Network Parameter Control Network Service Access Point OSI Network Service OST Network Service Access Point Network Service Data Unit Operations Administration and Maintenance Offset Field Padding Protocol Control Information Peak Cell Rate Ritmo M ximo Protocol Data Unit Packet Payload Type Quality of Service Resource Management cell Service Access Point Signalling AAL Segmentation And Reassembly Synchronization and Coordination Function Specification and Description Language Service Data Unit Sequence Number Service Specific Coordination Function Service Specific Connection Oriented Protocol of AAL Service Specific Convergence Sub layer of AAL SCOP User to User parameter Ritmo M dio Sustainable Cell Rate Structured Data Transfer Service Data Unit Semi Permanent Connection Start Field Signalling Virtual Channel Terminal Equipment User Network Interface Usage Parameter Control User to User Indication Variable Bit Rate Virtual Channel Virtual Channel Connection Virtual Channel Identifier Virtual Path Virtual Path Connection Identifier Virtual Path Identifier 95 RIS IST Outubro 2004 Bibliografia Martin De Prycker Asynchronous Transfer Mode Solution for Broadband ISDN Third E
56. I O c digo de linha utilizado o 4B5B de que resulta um ritmo de s mbolos na linha de 32 Mbaud 25 6 M x 5 4 A dist ncia m xima alcan ada com par entran ado UTP 5 de 100 metros O c digo 4B5B utilizado o indicado na tabela seguinte Tabela 5 1 Tabela de s mbolos do c digo 4B 5B da camada f sica da UNI a 25 6 Mbit s 0000 10101 1000 10010 0001 01001 1001 11001 0010 01010 1010 11010 0011 01011 1011 11011 M Serafim Nunes 20 RIS IST Outubro 2004 0100 00111 1100 10111 0101 01101 1101 11101 0110 01110 1110 11110 0111 01111 1111 11111 ESC X 00010 Este c digo tem v rias propriedades de transmiss o interessantes de que se destacam M dia de 3 transi es de n vel em cada elemento de 5 s mbolos A codifica o descodifica o n o afectada pela incorpora o de scrambler A sequ ncia do mesmo s mbolo run length limitada a lt 5 A diferen a 1 0 nunca excede 1 A sa da do codificador 4B 5B codificada utilizando o c digo NRZI De acordo com este c digo a ocorr ncia de um 1 l gico provoca a transi o de n vel da linha enquanto o O mant m o mesmo n vel tal como se mostra na figura seguinte 4B 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 5B 1 00100111 1 1 1 1 1 0O O 1 11 wa Le Fig 5 18 Exemplo de diagrama temporal da camada f sica da UNI a 25 6 Mbit s Cada c lula de 53 octetos precedida de um octeto de comando formando c lulas com o comprimento de 54 octeto
57. INSTITUTO SUPERIOR T CNICO Redes com Integra o de Servi os RIS 2 Parte Redes de Banda Larga ATM 1 INtLOCU O at EOE AE Rea rer reese ere terete rere eerrerr ere eee ssa alado 3 2 Princ pios b sicos de ATM erre rartaaaaaaaare ra aaaraaaaaaaaaneaa 4 3 Modelo de refer ncia de protocolos rara 6 4 Camada ATM assa times iter airar nada eE ERNAAST e Ha Ta dano DR Lao Duda TESES RA O E EAER 8 5 Camada FISCA neoa erna EEE SAR EEE EAEEREN tt idade nanda EA S ARA E Ei 11 5 1 Subcamada de converg ncia de transmiss o eee 11 5 1 1 Adapta o do ritmo de c lulas errar 11 5 1 2 Gera o verifica o da sequ ncia de HEC do cabe alho 12 5 1 3 Delimita o de c lulas e scrambling ra 13 5 1 4 Adapta o da trama de transmiss o errar 15 5 1 5 Gera o recupera o de trama de transmiss o reer nn renee 15 5 2 Subcamada dependente do meio f SICO eras 15 Bio menaces ATM eee ae ce fash ha desgastada rE AT E N EE AEEA NUA dass Tua al 16 5 3 1 Interface f sica SDH STM 1 SONET STC 36 18 5 3 2 Interface f sica a 155 52 Mbits para fibra multimodo sseesseesseeeeee eeen 19 5 3 3 Interface f sica E3 a 34 368 Mbit S s snensnnnnnnnnnnnnnrrrrrrrnrrrrrnrnrnrnrrnrnrrrrrrrerrrns 20 5 3 4 Interface f sica a 25 6 Mbit s sobre par entran ado 20 5 3
58. LEC a entidade que nos terminais realiza a transmiss o da informa o a resolu o dos endere os e outras fun es de controle Fornece um interface com os n veis superiores que simula a LAN que se pretende emular e implementa a interface LE UNI LUNI para comunica o com as outras entidades da LAN Emulada Cada LEC identificado por um endere o ATM nico e est associado a um ou mais endere os MAC que podem ser atingidos atrav s desse endere o ATM No caso de um cliente implementado num equipamento com uma placa ATM o LEC est associado apenas com um endere o MAC No caso de uma bridge o LEC est associado a todos os endere os MAC que podem ser atingidos atrav s da mesma Esse grupo de endere os pode variar ao longo do tempo por exemplo medida que os n s de uma legacy LAN s o ligados ou desligados ou devido a mudan as topol gicas na LAN O LE Server LES fornece facilidades para o registo e resolu o de endere os MAC em endere os ATM Os LECs registam os destinos que representam no LES Eles interrogar o tamb m o LES quando pretenderem resolver um endere o O servidor poder responder directamente ao cliente no caso de conseguir resolver o endere o ou enviar o pedido para os outros clientes capazes de os resolver Todos os Clientes de uma mesma LAN Emulada t m que estar registados no mesmo LES O Broadcast and Unknown Server BUS a entidade respons vel pelo broadcast na rede Ocorre quando ex
59. MAC Em seguida o LEC usa o mecanismo LE ARP para determinar o endere o ATM do BUS atrav s do envio dum pedido LE ARP com o endere o MAC de broadcast do BUS para o LES o qual responde com endere o ATM do BUS O LEC estabelece ent o um VCC multicast send unidireccional com o BUS e este por sua vez estabelece o VCC multicast forward unidireccional para o LEC adicionando uma folha ao VCC ponto a multiponto que j tinha com os outros LECs Neste momento o LEC est pronto para transfer ncia de dados 3 Transfer ncia de Dados Na transfer ncia de dados o LEC ou recebe um pacote de n vel 3 para transmitir para a rede ATM caso de uma placa de rede ou recebe uma trama MAC para reenviar para atrav s de uma porta LAN caso de um LAN switch ou Bridge No primeiro caso como o LEC emissor n o conhece o endere o ATM do LEC destinat rio tem de enviar um um LE ARP para o LES para obter esse endere o ATM Enquanto espera pela resposta o LEC envia o pacote de dados para o BUS o qual o difunde para todos os LEC Isto necess rio porque no caso de o LEC destinat rio ser uma LAN Switch ou Bridge esta pode n o conhecer onde est localizada a esta o que tem o endere o MAC pretendido Se for recebida resposta a um LE ARP o LEC estabelece um VCC data direct para o n destinat rio e usa esta conex o para transfer ncia de M Serafim Nunes 89 RIS IST Outubro 2004 dados tendo previamente enviado para o BUS uma mensagem de contro
60. Modo Detectados c lula aceite Correc o c lula rejeitada Detec o um ou mais erros c lula rejeitada N o h erros detectados c lula aceite Fig 5 5 Diagrama de estados para controlo de erros na recep o O modo inicial o de correc o em que existe a capacidade no receptor de corrigir um bit errado Cada cabe alho recebido examinado e se f r detectado um erro a ac o a executar depende do modo de opera o do receptor No modo correc o se f r s um bit errado este corrigido se ocorreram erros em mais de um bit a c lula rejeitada Em ambos os casos o receptor comuta para o modo de detec o em seguida No modo detec o todas as c lulas com erros no cabe alho s o rejeitadas mantendo se o receptor no modo detec o Quando ocorrer um cabe alho sem erros o receptor volta ao modo correc o Devido a este procedimento o receptor tem possibilidades de reagir s situa es de erros isolados e tamb m s de bursts de erros Ambas as situa es de erro podem ocorrer em sistemas de transmiss o baseados em fibra ptica 5 1 3 Delimita o de c lulas e scrambling A delimita o de c lulas o mecanismo que permite determinar o princ pio e fim de cada c lula isto delimitar a c lula O mecanismo de delimita o da c lula baseado na correla o que existe entre o valor do cabe alho da c lula e o campo HEC para controlo de erros no cabe alho O mecanismo de delimita
61. R como igualmente uma quantidade mais justa da largura de banda dispon vel de acordo com a estrat gia de atribui o de largura da banda espec fica da pr pria rede O par metro CDV n o controlado neste servi o pelo que o ABR em geral n o adequado para suportar aplica es de tempo real Aquando do estabelecimento de uma liga o o sistema terminal fonte ter que especificar rede os valores de largura de banda m xima PCR e m nima MCR requeridos Deste modo a rede dever assegurar a garantia de uma quantidade de largura de banda que no m nimo dever ser igual a MCR cujo valor no entanto poder ser igual a zero Para cada conex o ABR o ritmo dispon vel definido por ACR Allowed Cell Rate dado pela express o MCR lt ACR lt PCR O ritmo da fonte Rs definido pela express o Rs lt ACR Foram definidos dois tipos de controlo de fluxo ABR realimenta o bin ria e com ritmo expl cito Analisaremos em seguida ambos os tipos de controlo de fluxo ABR 11 5 6 1 Controlo de Fluxo com realimenta o bin ria A realimenta o bin ria caracterizada pelo facto de um elemento da rede quando num estado de congestionamento de recursos utilizar informa o bin ria bits CI Congestion Indicator e NI No Increase nas c lulas RM FRM c lula RM no sentido Forward BRM c lula RM no sentido Backward ou bit EFCI Explicit Forward Congestion Indicator nas c lulas de dados para report
62. R e Minimum Cell Rate MCR O valor de MCR pode ser zero A banda dispon vel na rede para as conex es ABR pode variar sendo a soma de todos os MCR adicionada de um valor vari vel que resulta da partilha da capacidade dispon vel entre todas as conex es ABR activas de acordo com crit rios de justi a especificado um mecanismo de controlo de fluxo que suporta v rios tipos de realimenta o para controlar o ritmo da fonte tendo sido especificado nomeadamente um protocolo de realimenta o em malha fechada baseado em ritmos utilizando c lulas de gest o de recursos RM Resource Management Esse mecanismo consiste no estabelecimento de um circuito fechado na rede entre a fonte e o destino da transmiss o atrav s do qual transmitida informa o de realimenta o para a fonte sobre o estado corrente da mesma rede Deste modo a fonte dever adaptar o seu ritmo de transmiss o em fun o do conte do dessa informa o Esta realimenta o transmitida s fontes por meio de c lulas espec ficas de controlo denominadas de c lulas de gest o de recursos ou c lulas RM Resource Management transmitidas entre cada conjunto de c lulas de dados Este conjunto de c lulas denominado Nrm e tem em geral o valor de 32 Deste modo esperado que um sistema terminal que adapte o seu ritmo de transmiss o de acordo com a informa o de realimenta o recebida consiga alcan ar n o s uma menor Taxa de C lulas Perdidas CL
63. SSCOP AA RECOVER usado durante a recupera o de erros de protocolo AA UNITDATA usado para transfer ncia n o assegurada ponto a ponto e difus o de SDUs entre entidades par de utilizador AA RETRIEVE usado para recuperar SDUs submetidas pelo utilizador para transmiss o mas ainda n o enviadas pelo emissor AA RETRIEVE COMPLETE usado para indicar que n o h SDUs adicionais para devolver ao utilizador SSCOP M Serafim Nunes 65 RIS IST Outubro 2004 MAA ERROR usado para reportar erros de protocolo SSCOP e certos acontecimentos para a camada de gest o MAA UNITDATA usado para transfer ncia n o assegurada ponto a ponto e difus o de SDUs entre SSCOP e entidades par de gest o As fun es do SAAL s o acedidas pela camada de sinaliza o atrav s do SAAL SAP utilizando se para tal os seguintes 4 tipos de primitivas AAL ESTABLISH Request Indication Response Confirm utilizada para estabelecer transfer ncia de informa o assegurada entre entidades AAL na UNI AAL RELEASE Request Indication utilizada para terminar transfer ncia de informa o assegurada entre entidades AAL na UNI AAL DATA Request Indication utilizado para a transfer ncia de informa o assegurada na UNI AAL UNIT DATA Request Indication utilizado para a transfer ncia de informa o n o assegurada na UNI Na figura 12 6 exemplifica se o estabelecimento de uma conex o SSCOP em que A e B designam a interfac
64. U SD Cont m informa o relativa ao estado de recep o PDUs SD informa o de cr dito do transmissor par vi Transfer ncia de Dados N o Confirmada UD Unnumbered Data usado para transfer ncia de dados n o assegurada entre dois utilizadores SSCOP par Quando um utilizador SSCOP pede transfer ncia de dados n o assegurada a PDU UD utilizada para enviar informa o para a entidade par sem afectar os estados ou vari veis SSCOP As PDUs UD n o cont m n mero de sequ ncia e portanto podem ser perdidas sem notifica o vii Transfer ncia de Dados de Gest o MD Management Data usado para transfer ncia de dados de gest o entre duas entidades de gest o Quando uma entidade de gest o pede transfer ncia de dados de gest o n o confirmada a PDU MD usada para enviar informa o para a entidade de gest o par sem afectar os estados ou vari veis SSCOP As PDUs MD n o cont m n mero de sequ ncia e portanto podem ser perdidas sem notifica o Na figura 12 4 mostra se a uma transmiss o sem erros em que as PDU SD s o recebidas em segu ncia e entregues ao n vel superior As PDUs SD n o s o confirmadas individualmente mas sim em grupo Na figura o grupo de PDUs SD 1 a 3 confirmado com uma PDU STAT em resposta a uma PDU POLL Action Tx Rx Delivered 1 0 2 0 1 xX 3 0 POLL 4 1 2 X E ei a X 4 1 5 1 Free STAT 4 1 N MR 1 2 3 Fig 12 4 Confirma o sem erros A PDU POLL tem N S 4 e N
65. U com 40 octetos com valores de 1 a 40 decimal UU 0 CPI 0 Length 40 octetos CRC32 BF 67 1E DO 01 02 03 04 05 06 07 08 09 OA OB OC OD OE OF 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 1A 1B 1C 1D IE IF 20 21 22 23 24 25 26 27 28 00 00 OO 28 BF 67 IE DO 10 4 Sub camada SSCS para HDLC A recomenda o 1 365 4 Service Specific Convergence Sublayer for HDLC Applications especifica a sub camada SSCS para aplica es que utilizem o protocolo HDLC O modelo de protocolos associado com esta recomenda o indicado na figura 10 6 B ISDN X 25 Frame Relay etc Higher layers Higher layers identical Protocol stacks HDLC control procedure LAPB ou LAPD HDLC control procedure LAPB ou LAPD 2b Servi o DL FRAME Servi o DL FRAME Servi o AAL type 5 CPCS AAL type 5 CPCS Common siste 2a HDLC framing 1 Physical layer Fig 10 6 Estrutura protocolos de FR SSCS ATM Physical layer 10 5 Sub camada SSCS para MPEG2 M Serafim Nunes 43 RIS IST Outubro 2004 Nas recomenda es H 222 0 e ISO IEC 13818 1 foi especificado para o tamanho do pacote de transporte TS Transport Stream de MPEG2 o valor de 188 octetos Sync eo Informa o Audio Video 1 3 184 Octetos Fig 10 7 Estrutura do Pacote de Transporte MPEG2 Para transporte eficiente dos pacotes de transporte MPEG2 sobre ALLS foi definido pelo ATM Forum o encapsulamento de
66. a video e audio de ritmo constante Classe B video e audio de ritmo vari vel Classe C sinaliza o transfer ncia de ficheiros Classe D mensagens sem conex o Para cada uma destas classes definido pelo menos um tipo de AAL O modelo geral da AAL mostrado no diagrama da figura 6 2 CS Common Part Sublayer CPS SAR SAP SSCS Service Specific Convergence Sublayer CS Convergence Sublayer CPCS Common Part Convergence Sublayer CPS Common Part Sublayer SAR Segmentation and Reassembly Sublayer SAP Service Access Point Fig 6 2 Estrutura do AAL Conforme se indica na figura a camada AAL dividida em duas sub camadas SAR e CS A subcamada CS pode ser por sua vez sub dividida em duas CPCS Common Part CS e SSCS Service Specific CS Para cada tipo de AAL estas fun es b sicas s o realizadas na subcamada Segmenta o e Reassemblagem SAR Segmenting and reassembly sublayer A subcamada acima da SAR chamada subcamada de converg ncia CS Convergence Sublayer e implementa as fun es AAL complementares s b sicas requeridas para cada servi o espec fico dessa classe Haver portanto para cada tipo de AAL um CS distinto para cada servi o Est o definidos actualmente 4 tipos de AAL tipo 1 2 3 4 e 5 designados abreviadamente por AALI AAL2 AAL3 4 e AALS que analisaremos em seguida M Serafim Nunes 24 RIS IST Outubro 2004 7 AAL tipo 1 O AAL tipo 1 AAL1 espe
67. a em discuss o a adapta o feita com base na varia o em torno do ponto m dio do n vel de enchimento da FIFO ou buffer de dados Neste tipo de m todos o receptor escreve a informa o num buffer FIFO que depois lido por um rel gio local O n vel de enchimento do buffer usado para controlar a frequ ncia do rel gio local O controlo realizado atrav s da leitura continuada do n vel de enchimento do buffer que utilizada para alimentar o VCO Voltage Controled Oscillator que gera o rel gio local O n vel de enchimento do buffer deve ser mantido entre dois limites de maneira a impedir o seu esvaziamento underflow ou enchimento overflow O m todo adaptativo n o requer informa o temporal expl cita nem frequ ncia de rede comum sendo baseado no facto de que a quantidade de c lulas transmitidas uma indica o directa da frequ ncia de transmiss o da fonte podendo ser usado no receptor para recuperar a frequ ncia do rel gio da fonte Tomando a m dia das c lulas recebidas sobre um per odo suficientemente longo a M Serafim Nunes 32 RIS IST Outubro 2004 varia o de atraso de c lulas CDV minimizada O receptor escreve a informa o das c lulas recebidas num buffer e l as com o rel gio local No m todo adaptativo baseado no n vel da FIFO de recep o o n vel da FIFO usado para controlar a frequ ncia do rel gio local atrav s de uma monitoriza o cont nua do n vel da FIFO em redo
68. a solu o de curto prazo para servi os residenciais prev VoD baseado em MPEG Transport Stream CBR mode sobre AALS utilizando CBR Exemplos de aplica es para VBR O servi o VBR adequado para aplica es em que o sistema terminal pode beneficiar de multiplexagem estat stica atrav s do envio de informa o a ritmo vari vel e pode tolerar ou recuperar de uma pequena taxa de erro aleat riamente distribu da O servi o rt VBR em particular pode ser usado por Voz nativa ATM com compress o de banda e supress o de sil ncio Para alguns tipos de comunica es multim dia o servi o rt VBR pode tamb m ser adequado O servi o nrt VBR pode ser usado para transfer ncia de dados por exemplo em aplica es transaccionais com tempo de resposta cr ticos p ex reservas em companhias de avia o transac es banc rias monitoriza o de processos ou para interfuncionamento com Frame Relay Exemplos de aplica es para UBR O servi o UBR pode proporcionar uma solu o adequada para aplica es com menores requisitos A maioria das aplica es de dados como por exemplo a transfer ncia de ficheiros submetida em background num PC ou Workstation s o muito tolerantes a atrasos e a perda de c lulas Entre os exemplos de aplica es adequadas para UBR incluem se e Consulta Distribui o ou transfer ncia de texto dados imagens M Serafim Nunes 59 RIS IST Outubro 2004 e Interliga o de LAN e Terminal remoto p e
69. aior largura de banda devido ao maior volume de dados requerido pelas novas aplica es incluindo som imagens animadas e multim dia e Necessidade de incrementar o n mero de segmentos de LAN para isolar o tr fego local e As aplica es cliente servidor est o a aumentar progressivamente os requisitos de largura de banda para al m das capacidades das LAN e H a necessidade de isolar os servidores de alta capacidade em segmentos dedicados para evitar conten o com utilizadores usuais e H uma complexidade crescente de interfuncionamento entre os v rios segmentos com topologias diversas e complexidade crescente e As LANs est o a tornar se o sistema nervoso das comunica es empresariais o que requer uma maior fiabilidade e disponibilidade destas redes Assim a migra o para uma nova tecnologia de redes locais faz se sentir devido ao aumento de tr fego provocado por novas aplica es e pelo maior n mero de utilizadores PCs e Workstations que est a levar as LANs ao seu limite A Ethernet 10 Mbit s e o Token Ring 16 Mbit s n o s o suficientes para m ltiplos servidores ligados numa LAN com meio partilhado A evolu o das LANs para novas tecnologias deve ter em conta os seguintes requisitos e proteger tanto quanto poss vel os investimentos nas aplica es j existentes e ter um baixo custo por megabit de largura de banda e ter uma largura de banda elevada com possibilidade de ter diferentes valores para dife
70. anal de sinaliza o na UNI o qual identificado pelos valores VPI 0 e VCI 5 para a sinaliza o n o associada Se se utilizar sinaliza o associada cada VPI ter um canal de sinaliza o tamb m identificado por um VCI S Est o actualmente definidas pelo ITU T e pelo ATM Forum chamadas conex es ponto a ponto e ponto a multiponto Para transporte fi vel da sinaliza o de RDIS BL o ITU T definiu um AAL espec fico designado AAL de Sinaliza o SAAL o qual utiliza como parte comum o AALS 12 1 Endere amento ATM Cada equipamento terminal ATM requer um endere o ATM nico que o identifique na rede As redes privadas e p blicas utilizam diferentes formatos de endere os As redes p blicas utilizam endere os baseados na E 164 com estrutura an loga da rede telef nica ou da RDIS BE num total n o superior a 15 d gitos C digo do pa s C digo de destino nacional Maximo 15 digitos Fig 12 1 Estrutura de n mero de acordo com E 164 As redes privadas utilizam endere os baseados no formato OSI NSAP Network Service Access Point RFC1237 Os endere os NSAP s o baseados no conceito de dom nios de endere o hier rquicos num total de 15 d gitos Os prefixos dos endere os identificam individualmente os comutadores e grupos de comutadores definidos em hierarquias Os prefixos s o fornecidos aos terminais atrav s do protocolo de gest o ILMI af ilmi 0065 Integrated Local Management Interface Os end
71. ansporte transparente de unidades de dados de servi o produzidos pelo n vel superior O SAR faz a segmenta o e reagrupamento das unidades de dados de CPCS em c lulas ATM M Serafim Nunes 62 RIS IST Outubro 2004 12 2 1 Sub camada SSCOP O protocolo SSCOP Service Specific Connection Oriented Protocol especificado na recomenda o Q 2110 Q 2110 B ISDN ATM Adaptation Layer Service Specific Connection Oriented Protocol SSCOP O objectivo do SSCOP proporcionar uma entrega de dados assegurada entre conex es terminais AAL O SSCOP recebe unidades de dados de servi o SDU de comprimento vari vel da camada de sinaliza o forma as unidades de dados do protocolo PDU e transfere as para o SSCOP par no equipamento receptor Na recep o o SSCOP entrega as SDUs recebidas ao n vel de sinaliza o O SSCOP utiliza os servi os do CPCS de AALS o qual proporciona um servi o de transfer ncia de informa o n o assegurado com possibilidade de detec o mas n o correc o de PDUs corrompidas As fun es do SSCOP s o basicamente as seguintes e Integridade de Sequ ncia Preserva a ordem das PDUs SSCOP submetidas pelo n vel de sinaliza o e Correc o de erros por retransmiss o o SSCOP receptor detecta as PDU em falta e o SSCOP emissor corrige erros de sequ ncia atrav s de retransmiss o e Controlo de fluxo permite ao SSCOP receptor controlar o ritmo ao qual o SSCOP emissor pode enviar informa o e
72. ar a outros elementos da rede nomeadamente s fontes de transmiss o de dados ABR que dever o reduzir os seus ritmos de transmiss o M Serafim Nunes 55 RIS IST Outubro 2004 Fonte Comutador EFCI Destino ok Ok k c lula 1 Com Congest o c lula Nrm 1 gt EFCI 1 gt c lula FRM RR ae Com Congest o 3 entao Se Cl 1 re A c lula BRM BRM CL 1 Dec ACR ae c lula 1 gt ok x k Sem Congest o c lula Nrm 1 gt EFCI 0 gt c lula FRM Se EFCI 0 BEE ent o Se CI 0 4 Sem Congest o c lula BRM BRM CI 0 Inc ACR CI 0 kk k ACR Allowed Cell Rate Fig 11 4 Controlo de fluxo ABR com realimenta o bin ria Este m todo apesar de simples pouco justo e eficaz na atribui o de largura de banda entre os v rios utilizadores uma vez que n o selecciona os canais VC Virtual Channel que dever o reduzir o seu ritmo de transmiss o em caso de congestionamento na rede Para eliminar este problema foi desenvolvido o controlo de fluxo com indica o de ritmo expl cito que analisamos em seguida 11 5 6 2 Controlo de Fluxo com ritmo expl cito A realimenta o com ritmo expl cito caracterizada pelo facto de um elemento da rede receber e utilizar o ritmo corrente de transmiss o das fontes campo CCR Current Cell Rate nas c lulas FRM para calcular e posteriormente quando num estado de congestionamento de recursos indicar s
73. ara corrigir a grande maioria dos erros de transmiss o no campo de informa o contudo n o tem capacidade para corrigir erros resultantes de perda de c lulas apenas podendo detectar a perda de c lulas Para conseguir protec o em caso de perda de c lulas utiliza se simultaneamente com o FEC um outro mecanismo chamado entrela amento de bit ou octeto o qual baseado no envio para a rede ATM de informa o entrela ada de diferentes tramas FEC de modo a que no caso de se perder uma c lula s se perca um reduzido n mero de bits ou octetos de cada bloco de informa o permitindo assim a sua recupera o total Na figura 7 7 exemplifica se a utiliza o de uma matriz de entrela amento de octetos aplic vel s tramas FEC que analisamos anteriormente Ordem de Escrita na Matriz Ordem de leitura da matriz 124 octetos 4 octetos Fig 7 7 Estrutura e formato da matriz de entrela amento As tramas FEC s o escritas em linhas sucessivas da matriz de entrela amento sendo a leitura dos dados e a sua inser o em c lulas ATM feita coluna a coluna em que cada coluna de 47 octetos corresponde exactamente ao campo de informa o do SAR de AALI Assim se se perder uma c lula ATM correspondente a perder uma coluna da matriz s se perde um octeto de cada trama FEC pelo que a informa o completamente recuperada De facto utilizando o c digo Reed Solomon que vimos acima podem se perder at duas c lulas em cada
74. banda na porta e espa o de buffer s o reservados para a conex o em cada elemento de comuta o atravessado se tal for requerido pela classe de servi o utilizada 11 3 2 Controlo de par metros de utiliza o UPC O controlo de par metros de utiliza o UPC Usage Parameter Control definido como um conjunto de ac es tomadas pela rede para monitorar e controlar o tr fego oferecido e a validade da conex o ATM na interface utilizador rede UND A fun o principal do UPC proteger os recursos da rede largura de banda e buffers de utilizadores com comportamento malicioso ou involunt rio que possam afectar a qualidade de servi o das conex es estabelecidas Os procedimentos baseados no Generic Cell Rate Algorithm GCRA podem ser aplicados a cada chegada de c lula para determinar conformidade com o contrato de tr fego definido para a conex o As viola es dos par metros negociados s o detectadas e as medidas apropriadas s o tomadas nomeadamente marca o ou elimina o de c lulas 11 3 3 Controlo de par metros de rede NPC Analogamente o controlo de par metros de rede NPC Network Parameter Control definido como um conjunto de ac es tomadas pela rede para monitorar e controlar o tr fego oferecido e a validade da conex o ATM na interface entre n s da rede NND 11 3 4 Algoritmo de Ritmo de C lula Gen rico GCRA O Algoritmo de Ritmo de C lula Gen rico GCRA Generic Cell Rate Algorithm
75. bloco de 47 c lulas tornando virtualmente imune a erros a informa o do utilizador O m todo combinado de FEC e entrela amento muito eficaz tendo contudo o inconveniente de provocar um atraso de transmiss o suplementar devido ao tempo de preenchimento da matriz o que particularmente grave para servi os de baixo ritmo em que os tempos de preenchimento da matriz s o mais elevados 7 2 3 M todo de transfer ncia de informa o estruturada De acordo com ITU T 1 363 1 a sub camada CS suporta qualquer estrutura fixa baseada em octetos para a transfer ncia de dados estruturados Quando a dimens o da estrutura superior a um octeto a CS utiliza um apontador para marca o do bloco estruturado Deste modo o payload do SAR PDU tem dois formatos distintos denominados formato P e N o P os quais s o ilustrados na fig 7 8 CSI 0 J SAR PDU header lt SAR PDU payload 47 octetos CSI 1 1 aa ROA CT fd SAR PDU header SAR PDU payload 47 octetos Fig 7 8 Formatos do campo Pointer M Serafim Nunes 29 RIS IST Outubro 2004 Com o m todo SDT Structured Data Transfer o empacotamento da informa o da AAL do utilizador no payload do SAR PDU na emiss o do AAL CS e a opera o inversa de desempacotamento no lado da recep o s o necess rios para manter a integridade e sequencialidade de cada octeto da AAL do utilizador transferido entre a AAL CS e a AAL do utilizador Quando a dimens o do bloco 1 octeto
76. cado e submet las em sequ ncia ao multiplexer O multiplexer inserir cada c lula recebida no pr ximo slot do meio de transmiss o O fluxo de c lulas multiplexadas transmitido para a rede a um ritmo que depende da linha de transmiss o com valores de 2 048 Mbit s a 155 520 Mbit s numa primeira fase da RDIS de banda larga ou a 622 080 Mbit s numa fase posterior Deste modo a rede n o imp e um ritmo fixo a cada uma das fontes como sucede nas redes temporais s ncronas adaptando se sem qualquer dificuldade a fontes de informa o com ritmos diferentes Na recep o ocorre um mecanismo inverso em que cada c lula enviada para o desempacotador correspondente de acordo com o endere o existente no cabe alho e a partir da o campo de informa o da c lula enviado para o receptor respectivo O modo ATM foi adoptado pelo ITU T como sendo o modo de transfer ncia de informa o para a RDIS de banda larga tendo o ITU T publicado as primeiras 13 Recomenda es sobre ATM em 1990 Estas recomenda es para al m de referirem os aspectos gerais de ATM definem as caracter sticas funcionais da rede ATM o modelo de refer ncia de protocolos as caracter sticas funcionais das diferentes camadas j identificadas as especifica es da interface utilizador rede e pr nc pios de opera o e manuten o Embora ainda incompletas em muitas partes estas recomenda es s o um bom ponto de partida para a futura implementa o de uma
77. camadas a TC e a PM sendo indicadas na figura 5 13 A camada TC independente das caracter sticas do meio f sico de transmiss o TC HEC generation verification Cell scrambling descrambling Cell delineation H4 HEC B ISDN specific functions Path signal identification C2 gt Frequency justification Pointer processing Multiplexing Scrambling descrambling Transmission frame generation recovery SDH SONET PM Bit timing Line coding Physical medium AA Fig 5 13 Fun es da camada f sica da UNI STC 3c STM 1 no plano do utilizador As caracter sticas f sicas PM desta UNI est o definidas na ITU T G 708 G 709 As caracter sticas da subcamada TC est o definidas na ITU T 1 432 2 M Serafim Nunes RIS IST Outubro 2004 Transmission direction 9 octets 261 octets X VC 4 POH ATM cell STM 1 SOH structure X E Li ph 2 octets ma E rte H3 H3 1 All 1s byt HHH Y 10018811 S bits are unspecified Fig 5 14 Estrutura da trama STM 1 5 3 2 Interface f sica a 155 52 Mbits para fibra multimodo Esta interface especifica no n vel f sico um ritmo de 155 52 Mbit s para fibra multimodo sendo especificada num documento do ITU T especifica o do Fibre Channel Physical Layer E aplic vel na UNI privada HEC Generation Verification 125 us clock recovery Cell delineation Bit Timing Line coding Physical Medium
78. ceiro elemento que indica que a sequ ncia recebida termina em 4 e que 5 inicia uma nova sequ ncia em falta 12 2 2 Sub camada SSCF O SSCF Service Specific Coordination Function efectua uma fun o de coordena o entre o servi o requerido pelo n vel de sinaliza o e os servi os proporcionados pelo SSCOP Proporciona o mapeamento entre as primitivas SAAL e os sinais entre o SSCF e o SSCOP simplificando o acesso do utilizador ao servi o SSCOP Nesta interface usa se o termo sinal em vez de primitiva para real ar o facto de a interface SSCF SSCOP ser interna entre duas subcamadas isto n o um SAP O SSCF definido na Q 2130 para a interface UNI Q 2130 B ISDN ATM Adaptation Layer Service Specific Coordination Function SSCF for signalling at the User Network Interface e na Q 2140 para a interface NNI Q 2140 B ISDN ATM Adaptation Layer Service Specific Coordination Function SSCF for signalling at the Network Node Interface Enumeram se em seguida os sinais usados entre o SSCF e o SSCOP AA ESTABLISH usado para estabelecer conex es ponto a ponto para transfer ncia de informa o assegurada entre entidades par de utilizador AA RELEASE usado para terminar conex es ponto a ponto para transfer ncia de informa o assegurada entre entidades par de utilizador AA DATA usado para transfer ncia ponto a ponto assegurada de SDUs entre entidades par de utilizador AA RESYNC usado para resincronizar a conex o
79. cificado na recomenda o 1 363 1 B ISDN ATM Adaptation Layer Type 1 Specification do ITU T S o especificadas nesta recomenda o as subcamadas SAR e CS definidas atr s na figura 6 2 O AALI utilizado para servi os de ritmo constante com rela o temporal entre a fonte e o destino As principais fun es do servi o proporcionado pelo AALI ao utilizador s o as seguintes e Transfer ncia de unidades de dados com ritmo constante e a sua entrega no destinat rio com o mesmo ritmo e Transfer ncia de informa o temporal entre fonte e destinat rio e Transfer ncia de estrutura de informa o entre fonte e destinat rio e Indica o de informa o perdida ou errada n o recuperada pelo AAL1 se necess rio 7 1 Sub camada SAR As principais fun es da sub camada SAR do AALI s o as seguintes e No emissor o SAR aceita blocos de 47 octetos da sub camada superior CS junta lhe um octeto de cabe alho de SAR e envia os 48 octetos para o n vel ATM e No receptor o SAR recebe blocos de 48 octetos da camada ATM separa o octeto de cabe alho de SAR e envia os 47 octetos restantes para a sub camada superior CS e O SAR recebe do CS um campo de sequ ncia de contagem SC e um bit de fun o CSI os quais s o inseridos no cabe alho do SAR para envio ao CS do destinat rio O campo SC pode ser utilizado pelo CS para detectar c luals perdidas ou mal inseridas e O SAR proteje os campos SC e CSI contra erros de transmi
80. ckward RM cell Toler ncia a diferen as de atrasos Cell Delay Variation Tolerance Constant Bit Rate Cell Loss Priority Taxa de c lulas Perdidas Cell Loss Ratio Customer Network Common Part Convergence Sub layer of AAL Common Part Indicator Connection Oriented Network Service Common Part Common Part Sublayer Atraso de Transmiss o Cell Transfer Delay Channel Identifier Data Circuit terminating Equipment Domain Specific Part Data Terminal Equipment Expedited Data PDU Expedited Data Acknowledgement PDU Exchange Termination Explicit Rate Forward RM cell Guaranteed Frame Rate Header Error Control High Layer Compatibility High Layer Information Initial Domain Identifier Information Element International Electrotechnical Commission Internet Engineering Task Force Integrated Services Digital Network International Organisation for Standardization Interworking Function Low Layer Compatibility Low Layer Information Length Indication Layer Management Least Significant Bit Dimens o M xima de trem de dados Maximum Burst Size Ritmo M nimo Minimum Cell Rate Maximum Frame Size Multiplexing Identifier ver 1 363 Multiprotocol over ATM Most Significant Bit 94 RIS IST Outubro 2004 N BC N HLC N ISDN N LLC NNI NPC NSAP NSAP N SDU OAM OSF PAD PCI PCR PDU PPT QOS RM SAP SAAL SAR SCF SDL SDU SN SSCF SSCOP SSCS SSCOP UU SCR SDT SDU SPC STF SVC TE UNI UPC UUI V
81. corr ncia de c lulas perdidas e providenciar as medidas necess rias para diminuir o impacto desta situa o na qualidade de servi o v detec o da ocorr ncia de c lulas mal inseridas e correspondente elimina o dessas c lulas Embora a maneira precisa em que a AAL executa as fun es referidas dependa do servi o um objectivo claro reduzir o n mero de diferentes protocolos AAL tanto quanto poss vel Como h algumas fun es comuns entre os diferentes servi os eles podem ser agrupados num pequeno n mero de classes correspondendo cada classe a um conjunto bem definido de fun es b sicas Com o objectivo de se poder definir um n mero limitado de protocolos AAL os servi os de telecomunica es podem se dividir em quatro classes conforme indicado na figura 6 1 men cumes cmo mm Rela o Temporal Existente N o existente Com conex o Sem conex o connection oriented connectionless Modo de conexao Fig 6 1 Classifica o dos servi os para AAL A classifica o dos servi os relativamente ao AAL feita baseada em tr s par metros rela o temporal entre fonte e destino ritmo e modo de conex o Consideram se que s existem quatro M Serafim Nunes 23 RIS IST Outubro 2004 combina es v lidas dos par metros para este efeito o que d origem s defini es de quatro classes de servi os designadas de A a D Como exemplos destas classes temos os seguintes Classe A telefoni
82. ctetos header 1 octeto 5 octetos 48 octetos Fig 8 4 Exemplo de empacotamento de Pacotes CPS de AAL tipo 2 em CPS PDU M Serafim Nunes 38 RIS IST Outubro 2004 9 AAL tipo 3 4 O AAL tipo3 4 definido na recomenda o 1 363 3 De modo semelhante aos outros AAL o AAL3 4 dividido em duas sub camadas SAR e CS A subcamada CS por sua vez sub dividida em duas CPCS Common Part CS e SSCS Service Specific CS conforme indicado atr s na figura 6 2 9 1 Sub camada SAR de AAL3 4 As principais fun es da subcamada SAR s o as seguintes i Preserva o de SAR SDU ii Detec o de erros iii Integridade da sequ ncia de SAR SDUs iv Multiplexagem de conex es SAR numa conex o ATM O formato da SAR correspondente ao AAL tipo 3 4 indicada na figura 9 1 2 bits 4bits 10 bits 44 octetos 6 bits 10 bits Cabe alho st sn MID Informa o da CS LI CRC da c lula Cabe alho SAR Cauda SAR Fig 9 1 PDU da SAR para AAL 3 4 Os dois primeiros octetos do cabe alho SAR cont m os campos Tipo de Segmento Segment Type ST N mero de Sequ ncia Sequence Number SN e Identificador de Mensagem Message Identifier MID O campo ST indica se esta PDU que resulta da segmenta o de uma mensagem da subcamada superior CS o primeiro segmento um segmento de continua o ou o ltimo segmento dessa mensagem Pode tamb m indicar que a mensagem consiste de
83. d ntico ao rel gio usado pelo transmissor o que significa um rel gio com a mesma frequ ncia inst ntanea isto a mesma evolu o temporal respeitando as m ximas varia es que se encontram definidas internacionalmente Os m todos de recupera o do sinal de rel gio podem ser realizados de diferentes maneiras e com recurso a v rios algoritmos dos quais se salientam os seguintes e utiliza o de um rel gio muito preciso no receptor com uma frequ ncia muito pr xima da utilizada pelo emissor contudo este m todo implica a perda de dados periodicamente devido aos desvios entre os dois rel gios e utiliza o de estimativas da frequ ncia do rel gio emissor com base no ritmo de chegada de informa o ao receptor Estes m todos designam se adaptativos e s o caracterizados por n o necessitarem de rel gio comum entre a fonte e o destinat rio e utiliza o de um rel gio preciso sofrendo correc es peri dicas com base em informa o temporal transportada nas c lulas ATM Estes m todos s o designados Time Stamp e necessitam de um rel gio comum de refer ncia na fonte e no destino O primeiro m todo apresenta a vantagem de n o requerer a transfer ncia de qualquer informa o adicional nos campos das c lulas relativa a informa o temporal mas tem o s rio inconveniente de poder originar erros devido ao facto das frequ ncias dos rel gios n o serem id nticas Outro inconveniente o de os circuitos de rel gio do
84. da Trama MAC LAN FCS se P ID 00 01 P ID Protocol Identifier M Serafim Nunes 82 RIS IST Outubro 2004 13 4 Classical IP O IP sobre ATM especificado na IETF RFC 1577 sendo o objectivo desta especifica o permitir implementa es compat veis para transmiss o de datagramas IP e do protocolo de resolu o de endere os ATM ATMARP sobre AALS Esta especifica o usualmente designada como o modelo cl ssico CIP Classical IP significando que o Adaptador ATM do terminal tratado como uma interface de rede para a pilha de protocolos IP segundo o paradigma das LANs As principais caracter sticas do modelo cl ssico de IP sobre ATM s o as seguintes e A mesma unidade m xima de transmiss o MTU usada para todas as VC Virtual Connections numa subrede IP e Encapsulamento LLC dos pacotes IP por omiss o e Os algoritmos de encaminhamento de IP terminal a terminal permanecem inalterados e Os endere os IP s o convertidos em endere os ATM atrav s de um servi o de resolu o de endere os na subrede entre IP e ATM ATMARP e Cada VC liga directamente dois membros IP na mesma subrede A resolu o de endere os numa subrede IP baseada em ATM tal como definido no RFC 1577 dever usar o protocolo ATMARP o qual baseado no ARP RFC 826 An Ethernet Address Resolution Protocol e no nATMARP Inverse ATMARP baseado no InARP RFC 1293 Inverse Address Resolution Protocol Para o servi
85. de Tr fego rrenaren rosa sab ea eaa aczatcedch cussing iaa paa A bas athens ca saulo AS ETEA 45 11 1 Gest o de tr fego em redes ATM serranas nana 45 11 2 Par metros de tr fego ir raraearaaeeaeeaaaraaaaaraananaaaa 45 11 2 1 Peak Cell Rate PCR ereta arenas 45 11 2 2 Sustainable Cell Rate SCR arremate 45 11 2 3 Intrinsic Burst Tolerance IBT eeecceeeeeeneeeeeenneeeeeeaeeeeeeaaeeeeeeaaaeeeeeeaeeeeneaaes 46 11 2 4 Minimum Cell Rate MCR rrenan 46 11 3 Fun es de Controlo de tr fego e de congest o 46 11 3 1 Controlo de admiss o de conex o CAC 46 11 3 2 Controlo de par metros de utiliza o UPC eeeeeeeete teste eeeeeeeee 46 11 3 3 Controlo de par metros de rede NPC 46 11 3 4 Algoritmo de Ritmo de C lula Gen rico GCRA 46 11 4 Qualidade de servi o em ATM errar care aearra near nanana 47 11 4 1 Par metros de desempenho ATM reais 47 11 4 2 Fontes de degrada o da qualidade de servi o 49 11 4 3 Classes de qualidade de servi o errantes 50 11 5 Categorias de servi o ATM ccccccceeceeeeeceeeeeeeaeeeeaeeseeeeesaeeesaaeeseeeeeseaeeesaeeseaeeeeaes 52 11 5 1 Classifica o das categorias de servi o ATM 52 M Serafim Nunes 1 RIS IST Outubro 2004 11 5 2 Constant Bit Rate CBR
86. dition Ellis Horwood 1995 Uyless Black ATM Foundation For Broadband Networks Prentice Hall 1995 Thomas M Chen Stephen S Liu ATM Switching Systems Artech House 1995 Hiroshi Saito Teletraffic Technologies in ATM Networks Artech House 1994 John Atkins Mark Norris Total Area Networking ATM Frame Relay and SMDS Explained British Telecom 1994 Raif O Onvural Asynchronous Transfer Mode Networks Performance Issues Artech House 1993 Daniel Minoli Anthony Alles LAN ATM and LAN Emulation Technologies Artech House 1996 Mischa Schwartz Broadband Integrated Networks Prentice Hall 1996 Berry Kercheval TCP IP Over ATM A No Nosense Interworking Guide Prentice Hall 1997 J M Pitts J A Schormans Introduction to ATM Design and Performance John Wiley amp Sons 1997 Raif O Onvural Rao Cherukuri Signallng in ATM Networks Artech House 1997 William Stallings High Speed Networks TCP IP and ATM Design Principles Prentice Hall 1998 M Serafim Nunes 96 RIS IST Outubro 2004
87. e 2 051 MHz e que Tsn 3008 fs e Tnx 64 fn Verifica se que os bits de maior peso do quociente T s Tnx s o constantes variando apenas os 4 bits de menor peso os nicos que portanto precisam de ser transmitidos Os 4 bits do RTS s o transmitidos num fluxo sequencial de bits fornecido pelo bit CSI em sucessivos cabe alhos da SAR PDU s O m dulo de contagem base 8 do SC fornece a estrutura da trama sobre este fluxo sequencial de bits a partir do qual apenas os 4 bits CSI dos SC mpares 1 3 5 e 7 s o usados para o RTS O bit de maior peso do RTS colocado no campo CSI correspondente ao valor 1 do contador SC Os 4 bits CSI que correspondem contagem dos valores pares de SN s o utilizados para outros fins nomeadamente no m todo de transfer ncia de informa o estruturada como vimos atr s Na recep o os bits RTS s o extra dos do campo CSI e guardados num registo para posterior compara o com o RTS gerado localmente atrav s da frequ ncia da rede fn e da frequ ncia derivada fnx id nticas s usadas no lado do transmissor A sa da do Comparador usada para controlar um PLL e um VCXO Voltage Controled Crystal Oscillator que permitem recuperar a frequ ncia do rel gio de servi o local como se mostra na fig 7 15 T 1 48ms fs 2 048 e MHz E 4 PLL Divisor por N VCXO N 3008 fn 155 52 MHz Diviso
88. e N o Assegurada A estrutura do SAAL especificada na figura 12 3 O SAAL utiliza o servi o proporcionado pelo CPCS e SAR que formam a parte comum do AALS SAAL SAP UNI Q 2130 NNI Q 2140 Q 2110 es pe ATM SAP Fig 12 3 Estrutura do SAAL O SSCS do AALS constitu do por uma combina o do Service Specific Connection Oriented Protocol SSCOP e do Service Specific Coordination Function SSCF do qual se encontram actualmente definidos dois tipos um para a interface UNI e outro para a NNI O SAAL SAP o ponto de acesso ao servi o atrav s do qual as fun es do SAAL s o acedidas pelo n vel superior Proporciona um fluxo de informa o bi direccional Q 2130 e Q 2140 O SSCF UNI mapeia os requisitos espec ficos do protocolo de sinaliza o de n vel 3 nos servi os SSCOP Q 2130 B ISDN ATM Adaptation Layer Service Specific Coordination Function SSCF for signalling at the User Network Interface UND O SSCF NNI mapeia os requisitos espec ficos do protocolo de sinaliza o NNI de n vel 3 nos servi os SSCOP Q 2140 B ISDN ATM Adaptation Layer Service Specific Coordination Function SSCF for signalling at the Network Node Interface NNI O Service Specific Connection Oriented Protocol SSCOP proporciona mecanismos para o estabelecimento e desligamento de conex es e a transfer ncia fi vel de informa o entre entidades pares Q 2110 Como vimos atr s o CPCS de AALS proporciona o tr
89. e SSCF SSCOP SAAP AAL A B SAAP AAL AAL ESTABLISH request AA ESTABLISH request AA ESTABLISH indication AAL ESTABLISH indication AA ESTABLISH response AA ESTABLISH confi AAL ESTABLISH confirm STABEISH confirm Fig 12 6 Diagrama de SSCOP para Estabelecimento de Conex o Na figura seguinte exemplifica se a transfer ncia de dados numa conex o SSCOP SAAP AAL A B SAAP AAL AAL DATA request AA DATA request SEQUENCED DAT AA DATA indication AAL DATA indication POLL Le STATUS REQ Fig 12 7 Diagrama de SSCOP para transfer ncia de dados Na figura seguinte exemplifica se o desligamento de uma conex o SSCOP SAAP AAL A B SAAP AAL AA RELEASE request AAL RELEASE request END odes AA RELEASE indication f AaL RELEASE indication AA RELEASE confirm AAL RELEASE confirm Fig 12 8 Diagrama de SSCOP para desligamento de conex o M Serafim Nunes 66 RIS IST Outubro 2004 12 3 Sinaliza o Ponto a Ponto A sinaliza o de acesso do utilizador RDIS de Banda Larga interface UNI definida pelo ITU T na recomenda o Q 2931 e pelo ATM Forum na especifica o UNI 3 1 e UNI 4 0 com v rias extens es para utiliza o em redes ATM privadas reservado na UNI o VCI 5 em qualquer VPI para o transporte da sinaliza o A recomenda o Q 2931 do ITU T B ISDN Digital Subscriber Signaling N 2 DSS 2 User Network Inter
90. e acesso ou nos pr prios terminais Quer os utilizadores quer os operadores da rede podem beneficiar da disponibilidade de um conjunto seleccion vel de servi os de n vel ATM A perspectiva dos utilizadores orientada para a minimiza o de custos de utiliza o da rede satisfazendo simultaneamente os requisitos de qualidade e efici ncia dos diferentes servi os e aplica es nomeadamente em termos da largura de banda utilizada atraso m ximo taxa de erro procurando atingir um compromisso satisfat rio entre desempenho e custo dos servi os Os operadores por seu lado procuram atingir a m xima utiliza o dos recursos da rede evitando a congest o enquanto partilham os recursos da rede por um n mero elevado de utilizadores procurando satisfazer as necessidades destes o mais economicamente poss vel A capacidade de oferecer uma gama de servi os de rede com n veis seleccion veis de custo desempenho uma quest o chave para os operadores de rede em particular em ambientes competitivos 11 5 1 Classifica o das categorias de servi o ATM As categorias de servi o ATM foram definidas pelo ITU T na Recomenda o 1 371 Traffic Control and Congestion Control in B ISDN e especificadas em detalhe pelo ATM Forum na especifica o Traffic Management Specification Version 4 0 Foi utilizada uma terminologia diferente pelos dois organismos para definir conceitos an logos Adopta se a terminologia do ATM Forum neste cap tulo dev
91. entre a chegada consecutiva de duas c lulas que varia devido aos atrasos aleat rios que as c lulas sofrem na rede ATM como j se analisou para alterar o intervalo de tempo entre cada leitura de informa o da FIFO ou seja produzir o rel gio de leitura do buffer de dados Os sistemas de M dia Deslizante obtiveram o seu nome derivado do processo de c lculo do per odo de leitura de informa o da FIFO que se baseia na m dia aritm tica onde o nome deslizante se deve varia o do seu valor em fun o do ltimo per odo de chegada de c lula As t cnicas adaptativas de m dia deslizante podem dividir se em dois tipos b sicos a as baseadas nos N ltimos per odos de chegada de c lula guardando os em N registos apenas se descartando do valor do per odo de chegada mais antigo a cada ciclo do rel gio de amostragem armazenando o ltimo valor obtido no Registo 1 enquanto todos os restantes s o transferidos para o Registo i 1 b as que possuem apenas dois registos um que guarda o ltimo valor do per odo de chegada determinado e outro para registar o ltimo valor do per odo de leitura calculado tendo o primeiro um peso unit rio no c lculo da m dia deslizante e o segundo um peso N muito superior Fun o do n vel de enchimento da FIFO Nos m todos adaptativos at aqui descritos a adapta o era realizada em fun o do per odo de chegada de duas c lulas consecutivas da rede ATM no conjunto de t cnicas agor
92. er ncia para a interface utilizador rede A interface utilizador rede definida no ponto de refer ncia TB Nesta configura o de refer ncia existem cinco grupos funcionais B NT1 B NT2 B TE1 B TE2 e B TA O grupo funcional Termina o de Rede 1 B NT1 est localizado nas instala es do utilizador mas na Europa pertence ao operador de telecomunica es E o elemento final na linha de transmiss o para a rede englobando os elementos necess rios para garantir o funcionamento correcto da liga o da instala o do utilizador ao ponto TB O B NT1 s inclui fun es da camada f sica nomeadamente a termina o da linha de transmiss o interface de transmiss o e fun es de opera o e manuten o O grupo funcional Termina o de Rede 2 B NT2 o n cleo da rede na instala o do utilizador O B NT2 pode desempenhar as fun es de concentrador multiplexer demultiplexer ou de comutador privado podendo neste ltimo caso ter uma implementa o concentrada ou distribu da O B NT2 engloba n o s fun es da camada f sica mas tamb m das camadas superiores O equipamento terminal de tipo 1 B TE1 ser um terminal compat vel com as caracter sticas ATM da interface SB enquanto que o equipamento terminal de tipo 2 TE2 n o possui essa compatibilidade necessitando de um Adaptador de Terminal B TA para se poder ligar a SB Tr s pontos de refer ncia existem na configura o R SB e TB As caracter sticas de
93. ere o do destino E 164 Endere o da fonte E 164 HLPI PAD T HEL Res Length QOS B Reservado Extens o do Header 0 20 octetos Informa o do utilizador PAD 0 1 2 ou 3 octetos CRC opcional Fig 13 7 Estrutura de PDU CLNAP Os campos de endere o do destino e da fonte t m um comprimento de 8 octetos com uma estrutura de acordo com a recomenda o E 164 do ITU T an loga da RDIS O campo HLPI Higher Layer Protocol Identifier tem 6 bits sendo usado para identificar a entidade utilizadora da CLNAP sendo transferido transparentemente pela rede O campo PAD Length com 2 bits indica o comprimento do campo PAD 0 3 octetos para alinhamento da PDU CLNAP a palavras de 32 bits O campo QOS Quality of Service de 4 bits utilizado para indicar a qualidade de servi o requerida para a PDU CLNAP O bit CIB CRC indication bit indica a presen a ou aus ncia do campo CRC O campo HEL Header Extension Length de 3 bits indica o comprimento do campo Extens o do Header em palavras de 32 bits O campo Extens o do Header tem o comprimento de O a 20 octetos O campo de Informa o do utilizador tem o comprimento m ximo de 9188 octetos De entre as vantagens da utiliza o desta t cnica salienta se o interfuncionamento com redes metropolitanas MAN e o facto de ser o suporte do servi o CBDS SMDS o primeiro servi o comercial de banda larga Como inconvenientes salienta se o facto de a utiliza o dos c
94. ere os NSAP devem suportar tr s tipos de formatos identificados pelo primeiro octeto chamado Authority and Format Identifier AFI tal como ilustrado na figura 12 1 Data Country Code DCC International Code Designator ICD Endere o E 164 privado DCC AFI DCC ESI SEL AFI 39 lt DSP AFI 47 lt lt Dl DI E 164 AFI E 164 ESI SEL AFI 45 DSP i gt DSP Domain Specific Part ESI End System Identifier IEEE 6 octet SEL NSAP Selector 1 octet Fig 12 2 Estrutura de endere os OSI NSAP Os c digos DCC s o fornecidos pela ISO Os c digos ICD e E 164 s o fornecidos pelo organismo de normaliza o nacional de telecomunica es ICP M Serafim Nunes 61 RIS IST Outubro 2004 12 2 AAL de Sinaliza o SAAL O AAL utilizado para sinaliza o de RDIS BL designado AAL de Sinaliza o SAAL Signalling ATM Adaptation Layer Na recomenda o Q 2100 feita uma descri o gen rica do SAAL e dos seus componentes que proporcionam as fun es necess rias para suporte sinaliza o Tal como para os outros tipos de AAL o SAAL definido para melhorar o servi o proporcionado pela camada ATM de modo a suportar as fun es requeridas pelas camadas superiores neste caso a camada de sinaliza o A transfer ncia de informa o entre o utilizador do SAAL e o SAAL efectuada em Modo Mensagem sendo oferecidos dois procedimentos de opera o Assegurada
95. face Layer 3 Specification for Basic Call Connection Control define o protocolo de sinaliza o de acesso da RDIS BL designado DSS2 Nesta recomenda o s o definidos os procedimentos para o estabelecimento manuten o e desligamento de conex es de rede na interface utilizador rede Sg e Tg da RDIS BL Esta recomenda o especifica as mensagens requeridas para controlo de chamada conex o os elementos de informa o temporizadores estados da chamada conex o e procedimentos para o controlo de chamadas ponto a ponto em RDIS BL Os procedimentos de n vel da sinaliza o utilizam os servi os fornecidos pelo n vel 2 usando as primitivas definidas na recomenda o Q 2130 SSCF As capacidades b sicas da Vers o 1 da sinaliza o definidas na Q 2931 s o as seguintes Conex es de canais virtuais a pedido Conex es de canais comutados ponto a ponto Conex es com largura de banda sim trica ou asim trica Chamadas ponto a ponto com conex o simples Fun es b sicas de sinaliza o atrav s de mensagens elementos de informa o e procedimentos Servi os de transporte ATM de Class X Class A e Class C Negocia o de alguns par metros de sinaliza o Negocia o de VCI Sinaliza o fora de banda para todas as mensagens de sinaliza o Recupera o de erros Formatos de endere amento de UNI p blica para identifica o un voca de pontos terminais ATM Suporte de identifica o de
96. ferentes elementos de informa o acima referidos M Serafim Nunes 69 RIS IST Outubro 2004 12 3 3 1 ATM Adaptation Layer Parameters O E I ATM Adaptation layer AAL Parameters indica os valores dos par metros do AAL a ser usados na chamada O conte do deste E I transparente para a rede Os par metros presentes neste E I dependem do tipo de AAL1 indicado Par metros de AALI Subtype voice audio video etc CBR Rate Source Clock Frequency Recovery Method Error Correction Method Structured Data Transfer Block Size Partially Filled Cells Method Par metros de AAL2 Definidos em Q 2630 1 Sinaliza o AAL2 Par metros de AAL3 4 Forward max CPCS SDU size Backward maximum CPCS SDU size MID range lowest MID value MID range highest MID value SSCS Type Par metros de AALS Forward maximum CPCS SDU size Backward maximum CPCS SDU size SSCS Type 12 3 3 2 ATM User Traffic Descriptor O EI ATM User traffic Descriptor usado para especificar o conjunto de par metros de tr fego que permitem efectuar o controlo de tr fego na rede Na release 1 s o indicados os valores de pico do ritmo de c lula Par metros do EI ATM User traffic Descriptor Forward Peak Cell Rate for CLP 0 Backward Peak Cell Rate for CLP 0 Forward Peak Cell Rate for CLP 0 1 Backward Peak Cell Rate for CLP 0 1 12 3 3 3 Broadband Bearer Capability O EI Broadband Bearer Capability
97. gest o sendo o ltimo valor 111 reservado para uso futuro Tabela 4 1 Codifica o do PTI 000 Dados do Utilizador sem congest o com AUU 0 011 Dados do Utilizador com congest o com AUU 1 C lula de Gest o de recursos RM Reservada para uso futuro AUU ATM user to ATM user indication RM Resource Management As c lulas do utilizador que atravessem um comutador ou multiplexer congestionado podem sofrer uma altera o do valor do segundo bit do PTI de 0 para 1 isto se o PTI 000 passa para 010 se 001 passa para 011 Esta altera o indica ao receptor que a c lula cujo PTI foi modificado atravessou pelo menos um elemento de rede sujeito a congest o de tr fego O bit de menor peso do PTI das c lulas do utilizador indica o valor do par metro AUU ATM user to ATM user indication o qual como veremos pode ser utilizado pelas camadas superiores nomeadamente pela camada AAL O bit CLP cell loss priority indica a prioridade de perda de c lula Quando este bit est a 1 designa uma c lula de prioridade mais baixa As c lulas de prioridade mais baixa ser o as primeiras a ser eliminadas no caso de congest o da rede O campo HEC header error control um campo para controlo de erros no cabe alho Devido ao mecanismo de controlo de erros ser tamb m usado para determinar a delimita o de c lulas considera se que este mecanismo pertence camada F sica subcamada TC O campo HEC cobre t
98. gmento de LAN ou eventualmente a uma esta o nica Esta solu o atraente devido simplicidade de implementa o e baixo custo uma vez que permite manter o investimento nas placas de LAN j existentes nos PCs e Workstation bem como a cablagem do edif cio no caso de j se utilizar cablagem estruturada com cabos UTP3 5 contudo uma solu o limitada em termos de largura de banda dispon vel e n o permite facilmente a integra o de aplica es de tempo real udio v deo e aplica es multim dia uma vez que a LAN baseada em tecnologia de comuta o de pacotes Ethernet com os consequentes problemas de tempo de atraso vari vel A Fast Ethernet uma LAN de alta velocidade com ritmo de 100 Mbit s e na sua vers o 100BaseT compat vel com a cablagem existente UTP5 dist ncia m xima de 100 metros A Fast Ethernet utiliza o mesmo protocolo de acesso ao meio que a Ethernet o protocolo CSMA CD Para interliga o entre n s de comuta o com muito alto d bito foi desenvolvido pelo IEEE a tecnologia Gigabit Ethernet IEEE 802 37 com ritmo de 1000 Mbit s sobre fibra ptica ou sobre par entran ado UTPS5 para curtas dist ncias A tecnologia ATM combina a comuta o e multiplexagem de modo escal vel e flex vel em fun o do n mero de utilizadores e do tr fego A rede baseada em ATM a mais flex vel permitindo um crescimento virtualmente ilimitado em n mero de utilizadores e em capacidade de tr fego Permite
99. i 1 x x r J i n c 0 o a o oo co ee a o om pmm o o r o Cc a a i i 4400 Fig 11 8 Diagrama temporal de fontes ABR com ritmo expl cito dist ncia de 100 Km Como se observa na figura o comportamento basicamente o mesmo contudo verificam se maiores oscila es dos ritmos ACR A conclus o a tirar a de que as maiores dist ncias das fontes aos comutadores provocam maiores oscila es de ritmo devido aos maiores atrasos de transmiss o das c lulas RM 11 5 7 Guaranteed Frame Rate GFR A categoria de servi o GFR usada por utilizadores que n o t m capacidade de especificar os par metros de tr fego necess rios para requerer a maioria dos servi os ATM nem tenham a capacidade para reduzir ou aumentar o seu ritmo de informa o consoante a rede o requerir O servi o GFR adequado para aplica es de n o tempo real em que as as c lulas do utilizador estejam organizadas em tramas Este servi o proporciona ao utilizador uma garantia de MCR para um determinado Maximum Frame Size MFS e um Maximum Burst Size MBS ambos expressos em unidades de c lulas Est impl cito nesta garantia de servi o que se o utilizador enviar c lulas que n o excedam o MFS num burst que n o exceda o MBS todas as tramas ser o transmitidas pela rede com perdas muito baixas O servi o GFR permite que o utilizador envie tr fego que exceda os par metros referidos contudo a trans
100. ida a estrutura de transmiss o das redes temporais s ncronas caracterizadas pela transmiss o blocos de informa o de dimens o fixa denominados c lulas transportados em cada intervalo de tempo slot Ao contr rio do que acontece na comuta o de circuitos as c lulas n o s o enviadas em slots fixos pr definidos sendo a identifica o de cada canal efectuada atrav s de uma identifica o expl cita do canal a que se destina permitindo assim que a informa o possa ser enviada de modo ass ncrono relativamente aos slots de transmiss o dispon veis A dimens o de cada c lula ATM de 53 octetos como se indica na figura 2 1 decompondo se em dois campos cabe alho e campo de informa o O cabe alho tem a dimens o de 5 octetos tendo como principal fun o a identifica o do canal e o encaminhamento da c lula ao longo da rede O campo de informa o tem a dimens o de 48 octetos sendo utilizado para transporte de informa o do utilizador A ordem de transmiss o a do envio do bit de maior peso de cada octeto em primeiro lugar seguindo se os outros bits do mesmo octeto por ordem decrescente A ordem de envio dos octetos por ordem crescente do 1 ao 53 Bt 8 7 6 5 4 3 2 1 Cabegalho 5 octetos Campo de Informa o 53 48 octetos Octetos Fig 2 1 Formato da c lula ATM Com vista a garantir a sua universalidade e simplicidade o ATM fornece um servi o que independente da aplica o sendo t
101. idade de servi o negociada assegurada para todas as c lulas que respeitem os testes de conformidade pressuposto que as c lulas que s o atrasadas mais do que o valor especificado no CTD j n o s o utiliz veis pela aplica o 11 5 3 Real Time Variable Bit Rate rt VBR A categoria de servi o rt VBR usada para aplica es sens veis ao tempo isto com requisitos estritos de atraso e varia o de atraso como o caso das aplica es de voz e video As fontes em princ pio transmitem a ritmo vari vel ao longo do tempo Os par metros de tr fego utilizados s o o Peak Cell Rate PCR Sustainable Cell Rate SCR e Maximum Burst Size MBS assumido que as c lulas que s o atrasadas para al m do valor especificado por CTD t m um valor significativamente inferior para a aplica o Os servi os rt VBR podem suportar multiplexagem estat stica de fontes de tempo real 11 5 4 Non Real Time nrt VBR A categoria de servi o nrt VBR usada para aplica es que tenham caracter sticas de tr fego bursty e n o tenham caracter sticas estritas de atraso e varia o de atraso De modo an logo ao rt VBR os par metros de tr fego utilizados s o o PCR SCR e MBS Para as c lulas que s o transferidas dentro do contrato a aplica o espera um baixo Cell Loss Ratio CLR Para todas as c lulas esperado um limite superior no CTD Os servi os nrt VBR podem suportar multiplexagem estat stica de conex es 11 5 5
102. ido a ser mais divulgada na literatura A Categoria de Servi o ATM do ATM Forum designada pelo ITU T de Capacidade de Transfer ncia da camada ATM representando em ambos uma classe de conex es ATM com caracter sticas homog neas em termos de padr es de tr fego requisitos de qualidade de servi o e poss vel uso de mecanismos de controlo fazendo a adequada para um determinado tipo de controlo de recursos da rede Podemos identificar as seguintes categorias de servi os do ponto de vista de atribui o de recursos de rede e categoria baseada em atribui o constante m xima de banda a categoria CBR do ATM Forum e a DTR do ITU T e categoria baseada em atribui o estat stica m dia de banda a categoria VBR do ATM Forum e a STR do ITU T O ATM Forum subdivide a categoria VBR em rt VBR e nrt VBR dependendo dos par metros de qualidade de servi o e categoria baseada em atribui o el stica de banda em que os recursos reservados variam com o tempo dependendo da disponibilidade da rede E a categoria ABR do ATM Forum e do ITU T e categoria sem atribui o expl cita de recursos N o especificada banda nem objectivos de qualidade de servi o E a categoria UBR definida apenas pelo ATM Forum e categoria baseada na atribui o em bloco ou burst a categoria ABT do ITU T Nesta categoria os recursos da rede s o negociados e atribu dos numa base por bloco em vez de serem negociados com base na conex
103. igura 11 6 mostra se um cen rio de teste de ABR em que tr s fontes est o ligadas a um comutador situado dist ncia de 1 Km partilhando uma linha ATM a 34 Mbit s Comutador Comutador Fig 11 6 Diagrama temporal de fontes ABR com ritmo expl cito dist ncia de 1 Km Na figura 11 7 mostra se a evolu o do ACR para uma situa o em que as tr s fontes distam 1 Km dos comutadores A primeira fonte inicia a transmiss o no instante 0 a segunda no instante 50 ms e a terceira no instante 100 ms Rate Mbit s chew BR E o o Ta O lS SS lc o Fa SS gt SF SSP SS a SS ma 55 A e mM F O O Aa E Oe e es e es es Ine Dx 1 Fig 11 7 Diagrama temporal de fontes ABR com ritmo expl cito dist ncia de 1 Km M Serafim Nunes 5 q RIS IST Outubro 2004 Como se observa na figura a primeira fonte cresce a partir do valor inicial de 5 Mbps at atingir o valor m ximo do ritmo da linha aproximadamente 30 Mbps come ando a descer a partir do instante 50 ms quando entra em actividade a segunda fonte para 15 Mbps descendo novamente a partir do instante 100 ms quando entra em actividade a terceira fonte para os 10 Mbps Na figura 11 8 mostra se a evolu o do ACR para tr s fontes ligadas a um comutador situado dist ncia de 100 Km partilhando igualmente uma linha ATM a 34 Mbit s Rate Mbit s ov ohh FSG aS SS SS oa iro ea fi
104. interface em R dependem do tipo de TE2 que estiver a ser adaptado para ATM No que respeita a SB e a TB ambos poder o ter um ritmo de 155 520 ou 622 080 Mbit s embora actualmente nas Recomenda es esteja muito mais avan ada a defini o das caracter sticas b sicas para 155 520 Mbit s do que para 622 080 Mbit s Em TB para 155 520 Mbit s quer interfaces pticas quer el ctricas s o recomendadas A solu o escolhida depende da distancia a ser coberta e de requisitos do utilizador Em qualquer dos casos sera feita uma liga o ponto a ponto As caracter sticas de SB para o ritmo de 155 520 Mbit s ainda n o est o completamente definidas e embora seja desej vel uma compatibilidade das caracter sticas em SB e TB de modo a que se possa ligar directamente equipamento terminal em TB essa compatibilidade ainda n o foi acordada ao n vel do ITU T O ATM Forum define na especifica o da ATM UNI 3 1 duas interface utilizador rede UNI ATM distintas tal como se mostra na figura 5 11 e UNI P blica usada para interligar um utilizador ATM com um comutador ATM instalado numa rede p blica e UNI Privada usada para interligar um utilizador ATM com um comutador ATM privado isto pertencente rede privada de uma organiza o M Serafim Nunes 16 RIS IST Outubro 2004 Customer Premises Equipment ATM User Ro PN ATM Private User P ATM Switch ATM User private UNI Public Network Pub
105. lic ATM Switch Public UNI Fig 5 11 Configura o de refer ncia da interface utilizador rede de acordo com o ATM Forum A principal distin o entre os dois tipos de UNI no n vel f sico atrav s da utiliza o de diferentes meios f sicos e dist ncias Ambos os tipos de interfaces utilizam a mesma especifica o no n vel ATM Na figura 5 12 apresentam se outras interfaces ATM definidas pelo ITU T e pelo ATM Forum TE Non ad Rede ATM P blica IN Public Public TE ATM ATM UNI Switch NNI Switch Lu TE o UNG Fa Rede ATM Privada N E JO RR oN Private Private TE arm TI ATM pUNI lt Switch PNNI Switch j P S Ed TE PAIN TE _ Operador A Xe Rede ATM P blica N fos q Operador B SN Public Public ATM ATM B ICI Switch NNI Switch NE CATE UNI TE Fig 5 12 Interfaces ATM de acordo com o ATM Forum e ITU T Para al m das interfaces UNI Privada P UNI e UNI P blica UND s o vis veis na figura as seguintes interfaces ATM e NNI Network Node Interface utilizada para interliga o entre N s de comuta o ATM p blicos e PNNI Private Network Node Interface utilizada para interliga o entre N s de comuta o ATM privados e B ICI Broadband Intercarrier Interface utilizada para interliga o entre redes p blicas de operadores difere
106. lo de limpeza do canal para garantir que n o h duplica o de pacotes via BUS e directos Se j existir uma conex o data direct para o n destinat rio o LEC reutiliza esta conex o para os sucessivos pacotes para o mesmo destinat rio MAC ou outros que partilhem a mesma conex o eliminando o tempo de atraso de estabelecimento da conex o Na figura 13 22 exemplifica se um diagrama simplificado de mensagens da Emula o de LAN LECi Configu LEC j LES BUS LECS LEC i estabelece cpnex o com LECS SETUP CONNECT ra o Cliente i Inicializa o e configura o LEC i LEC i estabelece cpnex o com LES SETUP CONNECT Registo Cliente i Identificador LECID de LEC i Registo de endere os MAC e ATM LEC i estabelece cpnex o com BUS SETUP CONNECT BUS estabelece canexao multicast com LEC i SETUP CONNECT Datagrama MAC Datagrama MACj e prtegramajmaci LE ARP Reply ATMj MAC LECi est conex o tom LECj SETUP CONNECT Datagrama MAC Figura 13 22 Diagrama simplificado de mensagens da Emula o de LAN Em s ntese podemos apresentar como principais vantagens da LANE as seguintes e uma solu o geral para a camada MAC suporta qualquer protocolo de n vel 3 IP IPX AppleTalk etc e A interliga o LAN ATM feita de modo simples atrav s de equipamento com funcionalidade de Bridge Suporta Broadcast Suporta v rias ELAN sobre uma rede ATM
107. ma o garante o n o enchimento overflow do mesmo Saliente se a grande dificuldade que este m todo levanta pois torna muito d ficil o respeito dos limites impostos ao jitter e ao wander de sa da do sistema 7 2 4 2 M todos Time Stamp No m todo Time Stamp efectuado um ajuste peri dico da frequ ncia do rel gio receptor com base em informa o temporal enviada pelo emissor O m todo Time Stamp mais conhecido e escolhido pelo ITU T foi o SRTS Synchronous Residual Time Stamp que se encontra descrito na Rec 1 363 O m todo SRTS usa o Residual Time Stamp RTS para obter a informa o conveniente sobre a diferen a de frequ ncia entre o rel gio comum de refer ncia que se obtem da rede e o rel gio de servi o Considera se que o mesmo rel gio derivado da rede encontra se dispon vel tanto no transmissor como no receptor O m todo SRTS consegue corresponder s especifica es do jitter da hierarquia 2 048 Mbit s contidas na Rec G 823 O m todo SRTS ser descrito com o recurso seguinte nomenclatura fs frequ ncia do rel gio de servi o fn frequ ncia do rel gio da rede por exemplo 155 52 MHz fnx frequ ncia do rel gio derivado da rede fnx fn x onde x um inteiro a definir N per odo do RTS em ciclos do rel gio de servi o de frequ ncia fs T per odo do RTS em segundos M Mnom Mmax Mmin n mero de ciclos fnx com um per odo RTS nominal m ximo M Serafim Nunes 33 RIS IST Outubro 200
108. mento de uma chamada ponto a multiponto M Serafim Nunes 15 RIS IST Outubro 2004 13 Redes Locais ATM As Redes Locais de Computadores LANs surgiram na d cada de 70 em resultado do aparecimento e profus o dos sistemas baseados em microprocessadores O uso generalizado destes sistemas levou a considerar arquitecturas computacionais distribu das em que a infra estrutura fundamental de comunica o a LAN Actualmente com o incremento significativo da pot ncia de processamento das plataformas computacionais e com o advento de novas e mais exigentes aplica es as LANSs tradicionais apresentam se como factor limitativo evolu o dos servi os avan ados na rea local O Grupo de Trabalho 802 do IEEE definiu um conjunto de protocolos referentes a redes locais nomeadamente o IEEE 802 3 baseado na Ethernet IEEE 802 4 Token bus IEEE 802 5 Token ring e IEEE 802 6 DQDB O ANSI definiu tamb m um protocolo para redes locais de alto d bito o FDDI O diagrama destes protocolos apresenta se na figura 13 1 Ei ar Logical Link Control LLC IEEE 802 2 Ethernet Token bus Token ring DQDB Subcamada MAC IEEE 802 3 IEEE 802 4 IEEE 802 5 IEEE 802 6 FDDI Figura 13 1 Protocolos IEEE 802 para redes locais 13 1 Evolu o das redes locais Nas redes empresariais podem ser identificados um conjunto de factores que influenciam decisivamente a evolu o da redes locais e que a seguir se enunciam e Necessidade de m
109. minais e a rede nomeadamente atrav s de procedimentos de sinaliza o ou assumidos implicitamente por omiss o Podem ser oferecidos um ou mais valores de QoS para cada conex o S o considerados os seguintes par metros de qualidade de servi o na defini o das categorias de servi o e Cell Delay Variation CDV e Maximum Cell Transfer Delay Max CTD e Cell Loss Ratio CLR Outros par metros de QoS est o identificados mas a sua negocia o n o est prevista nomeadamente o Cell Error Ratio CER Severely Errored Cell Block Ratio SECBR e Cell Misinsertion Rate CMR Analisam se em seguida as principais caracter sticas das diferentes categorias de servi o 11 5 2 Constant Bit Rate CBR A categoria de servi o CBR usada em conex es que requerem um ritmo fixo est tico Este servi o caracterizado pelo valor do PCR Peak Cell Rate o qual est continuamente dispon vel na rede A fonte pode emitir c lulas com ritmo constante ou vari vel at ao ritmo m ximo de PCR podendo inclusivamente parar a transmiss o em qualquer momento e por per odos vari veis de tempo Esta categoria tem como objectivo as aplica es de tempo real isto as aplica es que t m requisitos apertados de Cell Transfer Delay CTD e Cell Delay Variation CDV nomeadamente para voz e video ou para servi os de emula o de circuitos O requisito b sico imposto rede o de que uma vez que a conex o esteja estabelecida a qual
110. miss o desse tr fego n o garantida estando sujeita eventual disponibilidade dos recursos da rede 11 5 8 Atributos das categorias de servi o Na tabela 11 4 apresentam se os atributos das diferentes categorias de servi o ATM M Serafim Nunes 58 RIS IST Outubro 2004 Table 11 4 Atributos das Categorias de Servi o ATM Atributo CBR rt VBR nrt UBR ABR GFR VBR pep fa Outros Realimenta o ne ne ne ne E ne atributos E Especificado ne N o Especificado na N o Aplic vel 11 5 9 Aplica es das categorias de servi o S o dados alguns exemplos de aplica es e analisadas as categorias de servi os ATM mais adequadas Exemplos de aplica es para CBR O servi o CBR adequado para aplica es com ritmo constante ou pouco vari vel ou que t m requisitos de tempo de resposta muito estritos que justificam a reserva de um canal CBR como por exemplo e Video interactivo por exemplo videoconfer ncia Audio interactivo p ex telefonia Distribui o de audio video p ex televis o sala de aula distribu da Consulta de audio video p ex video a pedido biblioteca de audio Emula o de circuitos alugados ou comutados Para servi os de telefonia e de banda de audio sobre ATM por exemplo servi os RDIS a 64 Kbit s a op o baseada em AAL1 requer suporte em CBR de modo a tirar vantagem dos limites de atraso e de varia o de atraso que o CBR oferece Na rea de servi os multim dia um
111. na nana 73 13 Redes Locais ATM sas atas aeaa eS a Eoaea E cedend dak teed oaee E E T S E asd manada ees 76 13 1 Evolu o das redes locais reatar nearennanaarenana 76 13 2 Dados sem conex o baseados em Connectionless Server 79 13 3 Encapsulamento de m ltiplos protocolos sobre ATM cccsssceesssseeeeesteeeeeeaes 81 13 4 Classical IP n adaa a eens atest i a a ui pee lett ween ees 83 13 5 Emula o de LAN ede eine ea S e E A a Sea rena aE 86 13 6 Multiprotocol Over ATM MPOA eee eaarr aan 91 ADreVIALULAS sit Soviet ace saiito E A a AS AE T E T E A A EEA 94 Bibliografia neono a E ad a ae aa a aa aaa a ad eared ee ie mead na 96 M Serafim Nunes 2 RIS IST Outubro 2004 1 Introdu o A RDIS de Banda Larga foi projectada como uma rede de telecomunica es que integrar todos os servi os utilizando um novo modo de transfer ncia de informa o conhecido como Modo de Transfer ncia Ass ncrono Asynchronous Transfer Mode e designado abreviadamente por ATM Modo de transfer ncia de informa o a t cnica usada numa rede de telecomunica es cobrindo os aspectos relacionados com transmiss o comuta o e multiplexagem Antes do aparecimneto do ATM os modos de transfer ncia mais utilizados em redes p blicas e privadas eram a comuta o de circuitos e a comuta o de pacotes Em comuta o de circuitos estabelecido um circuito de comunica o entre duas esta
112. nght L e CRC Este formato de c lula usado para envio de um segmento de fim de PDU CPCS M Serafim Nunes 41 RIS IST Outubro 2004 10 2 Sub camada CPCS de AAL5 As principais fun es da subcamada CPCS s o as seguintes i preserva o da CPCS SDU ii preserva o da CPCS UU iii detec o de erros iv enchimento do CPCS PDU payload A estrutura da CPCS PDU de AALS indicada na figura 10 2 1 65535 0 47 1 1 2 4 Octetos CPCS PDU payload Pad CPCS UU CPI Length CRC lt gt Cauda de CPCS PDU Fig 10 2 PDU da CPCS para AAL 5 PAD alinha o CPCS PDU com um m ltiplo de 48 octetos Fica entre o Payload e a cauda podendo ter um comprimento entre 0 e 47 octetos CPCS UU CPCS user to user indication transportado transparentemente entre utilizadores CPI common part indicator alinha a cauda com 64 bits outras fun es em estudo Length indica comprimento n octetos de informa o no payload CRC protege a CPCS PDU contra erros com CRC 32 O campo CRC usado para detectar erros de bits no pacote AALS CPCS PDU O polin mio gerador do CRC32 x32 x26 4 x23 x22 4 x16 4 x12 4x1 4x104x8 4x7 4x5 4x8 4x2 4x1 41 O CRC calculado sobre todos os dados do CPCS PDU o PAD e os quatro primeiros octetos do Trailer O CRC inicializado com todos os bits a 1 isto Q 1 0 11111111111111111111111111111111 No final o resultado do c lculo do CRC invertido complemento para 1 antes de ser
113. nterface um canal de comunica o identificado pelo campo VPI VCI completo A rela o hier rquica entre caminhos e canais virtuais est expressa na figura 4 2 VPI1 NC ee Capacidade VClm E de transmiss o VPIk vc VCln Fig 4 2 Rela o entre caminhos virtuais e canais virtuais A exist ncia de caminhos virtuais permite que a rede suporte liga es semi permanentes entre utilizadores comutando caminhos virtuais atrav s de sistemas cross connect tratando de um modo global todos os canais virtuais pertencentes a um caminho virtual As liga es comutadas na rede s o estabelecidas atrav s de comutadores ATM que comutar o caminhos e canais virtuais individualmente O n mero de bits do VPI e do VCI utilizados para encaminhamento na rede s o negociados entre o utilizador e a rede de acordo com as seguintes regras 1 os bits de VPI atribu dos dever o ser cont guos e a come ar pelos bits menos significativos do campo VPI ii analogamente os bits de VCI atribu dos dever o ser cont guos e a come ar pelos bits menos significativos do campo VCI Os tr s bits do campo PT payload type cont m o identificador do tipo de informa o da c lula PTI Tal como se indica na tabela 3 os quatro primeiros valores do PTI 000 a 011 indicam que a M Serafim Nunes 8 RIS IST Outubro 2004 c lula cont m dados do utilizador os tr s seguintes 100 a 110 indicam que a c lula cont m informa o de
114. ntes O ATM Forum especificou na ATM UNI 3 1 os seguintes tipos de interfaces UNI e Interface f sica SDH STM 1 SONET STC 3c a 155 52 Mbit s UNI p blica privada e Interface f sica DS3 a 44 736 Mbit s UNI p blica privada e Interface f sica a 100 Mbits para fibra multimodo baseada em FDDI UNI privada e Interface f sica a 155 52 Mbits para fibra multimodo UNI privada e Interface f sica E4 a 139 264 Mbit s UNI p blica M Serafim Nunes 17 RIS IST Outubro 2004 e Interface f sica E3 a 34 368 Mbit s UNI p blica e Interface f sica a 155 52 Mbit s sobre par entran ado UTP 5 UNI privada e Interface f sica a 51 8 Mbit s sobre par entran ado UTP 3 com sub ritmos 25 92 Mbit s e 12 96 Mbit s UNI privada e Interface f sica a 25 6 Mbit s sobre par entran ado e Interface f sica DS1 a 1 544 Mbit s UNI p blica e Interface f sica El a 2 048 Mbit s UNI p blica Analisaremos em seguida as principais caracter sticas das diversas interfaces UNI nomeadamente as principais fun es do n vel f sico sub camadas PM e TC 5 3 1 Interface f sica SDH STM 1 SONET STC 3c Esta interface baseada nos standards SONET SDH Synchronous Digital Hierarchy hierarquia STC 3c STM 1 respectivamente para os EUA e para a Europa com o ritmo de 155 52 Mbit s uma interface ptica aplic vel em ambas as UNI p blica e privada As fun es da camada f sica da UNI no plano do utilizador est o agrupadas em duas sub
115. o como nos outros casos M Serafim Nunes 52 RIS IST Outubro 2004 e categoria com garantia de transmiss o de tramas a categoria GFR do ATM Forum e do ITU T Na tabela 11 3 apresentam se as diferentes Categorias de Servi o ATM do ATM Forum e as correspondentes Capacidade de Transfer ncia da camada ATM do ITU T Table 11 3 Compara o das categorias de servi o ATM do ATM Forum com o ITU T ATM Forum TM4 0 ITU T 1 371 Uso tipico ATM Service Category ATM Transfer Capability Constant Bit Rate Deterministic Bit Rate Tempo real CBR DBR Garantias de QoS Real Time Variable Bit Rate em estudo Tempo real rt VBR multiplexagem estat stica Non Real Time Variable Bit Rate Statistical Bit Rate Multiplexagem estat stica nrt VBR SBR Available Bit Rate Available Bit Rate Explora o de recursos ABR ABR Controlo de realimenta o Unspecified Bit Rate sem equivalente Melhor esfor o UBR sem garantias sem equivalente ATM Block Transfer Controlo de realimenta o ABT ao n vel de Burst Guaranteed Frame Rate Guaranteed Frame Rate Garantia de transporte de GFR GFR tramas Uma categoria de servi o ATM relaciona os requisitos de qualidade e as caracter sticas de tr fego com o comportamento da rede procedimentos e par metros especificando uma combina o de par metros de qualidade de servi o e par metros de tr fego adequada para um grupo de aplica es ponto de vista do
116. o 2004 DROP PARTY ACKNOWLEDGE enviada pelo terminal ou pela rede para indicar que o desligamento de uma determinada folha foi efectuado Na figura 12 13 apresenta se um exemplo de estabelecimento de uma chamada P MP entre a Raiz e tr s folhas A Be C a primeira localizada num comutador e as outras duas num segundo comutador Raiz Comutador Comutador Folha B Folha C Folha A Con A SETUP A PIS sema GALE PROG ei epnoe 4 Atende CONNECT ae CONNECT CON ACK a Add B SETUP B Cee Atende Pi CONNECT pa ADD PARTY ACK SEON ACK Add C gt ADDPARTYO ADD PARTY C SETUP C Atende 4 CONNECT Ps ADD PARTY ADD PARTY ACK ACK Fig 12 13 Diagrama de mensagens de estabelecimento de uma chamada ponto a multiponto Uma conex o P MP iniciada atrav s do estabelecimento de uma conex o unidireccional da raiz terminal chamador para uma folha um terminal chamado de modo an logo ao do estabelecimento de uma chamada ponto a ponto iniciando se com a mensagem SETUP primeira parte da figura Ap s o estabelecimento da conex o com a primeira folha a raiz pode pedir o estabelecimento de uma nova conex o folha B atrav s do envio da mensagem ADD PARTY Do lado da folha o procedimento igual ao da conex o ponto a ponto como se pode ver na figura segunda parte Podem ser adicionados conex o P MP mais terminais apresentando se na figura parte inferior a adi o de um terceiro terminal folha C conex
117. o P MP de modo inteiramente an logo Para simplificar partiu se do pressuposto de que o protocolo de sinaliza o entre centrais era temb m baseado no DSS2 o que s verdadeiro no caso de redes privadas Na figura 12 14 apresenta se um exemplo de desligamento de uma chamada P MP entre a Raiz e tr s folhas A B e C com uma configura o id ntica da figura anterior A folha C come a por pedir o desligamento utilizando procedimentos de liga o ponto a ponto A informa o de desligamento da folha C chega raiz atrav s da mensagem DROP PARTY M Serafim Nunes 74 RIS IST Outubro 2004 A Raiz pode tomar tamb m a iniciativa de desligar outro terminal folha A atrav s do envio da mensagem DROP PARTY chegando essa informa o folha atrav s da mensagem RELEASE continuando o desligamento como no caso da conex o ponto a ponto O ltimo terminal desligado atrav s da mensagem RELEASE a qual termina a conex o P MP No caso de a raiz querer desligar todas folhas simultaneamente envia igualmente a mensagem RELEASE a qual termina totalmente a conex o P MP incluindo todas as conex es estabelecidas Raiz Comutador Comutador Folha B Folha A Folha C RELEASE PO DROP PARTY DROP PARTY REL COMP DROP PARTY ACK DROP PARTY y Drop gt DROP PARTY RELEASE DROP PARTY q REL COMP Desliga gt RELEASE RELEASE REL COMP RELEASE oe REL COMP Fig 12 14 Diagrama de mensagens de desliga
118. o Trama 1 Campo de Informa o Trama 3 Campo de Informa o Campo de Informa o Trama 4 Trama 5 Campo de Informa o Campo de Informa o Fig 5 23 Mapeamento de c lulas ATM na intreface f sica El A interface El com o ritmo de 2 048 Mbit s tem uma trama estruturada em 32 slots de um octeto cada sendo o slot O reservado para sincronismo de trama e o slot 16 em geral utilizado para sinaliza o Como se mostra na figura as c lulas ATM ocupam os slots 1 a 15 e 17 a 31 n o havendo contudo alinhamento entre as c lulas ATM e as tramas f sicas Assim embora a primeira c lula ATM esteja alinhada com o in cio da trama 1 j nas seguintes c lulas tal alinhamento se n o verifica tornando o alinhamento de c lulas completamente independente da trama f sica de transmiss o M Serafim Nunes 22 RIS IST Outubro 2004 6 Camada de Adapta o ATM O objectivo do modo de transfer ncia ATM obter uma RDIS de banda larga simples e flex vel Na realidade as fun es da camada ATM satisfazem os requisitos de simplicidade e flexibilidade atendendo a que a camada ATM fornece um servi o que independente da estrutura da unidade de informa o e do ritmo dos servi os de telecomunica es suportados Por m estas caracter sticas conduzem aos seguintes inconvenientes ao n vel da camada ATM 1 n o h informa o quanto frequ ncia de rel gio corresp
119. o caminho dos dados O objectivo do MPOA portanto o de efectuar a transfer ncia eficiente de dados entre subredes num ambiente LANE integrando a LANE e o NHRP de modo a preservar os benef cios da LANE e permitir adicionalmente a comunica o entre redes sobre conex es virtuais ATM sem a utiliza o de Routers no caminho dos dados MPOA tem capacidade para utilizar informa o de Bridging ou de Routing de modo a localizar a sa da ptima para a rede ATM MPOA permite a separa o f sica do c lculo da rota de n vel 3 e do encaminhamento dos pacotes uma t cnica denominada encaminhamento virtual Esta separa o tem as seguintes vantagens e Permite uma comunica o eficiente entre subredes e Simplifica a gest o devido diminui o do n mero de dispositivos que devem ser configurados para executar o c lculo da rota ao n vel 3 e Aumenta a escalibilidade devido diminui o do n mero de dispositivos que participam no c lculo da rota ao n vel 3 Os servi os utilizados pelo MPOA s o a Sinaliza o ATM UNI 3 0 UNI 3 1 or UNI 4 0 a LANE 2 0 e o Next Hop Resolution Protocol NHRP O MPOA desenhado com uma arquitectura cliente servidor possuindo dois tipos de componentes l gicos Clientes MPOA MPCs e Servidores MPOA MPSs interligados via LANE Edge Device or MPOA Host Router MPOA L3 Fwd MPOA Client Function Server Routing Function Fig 13 24 Componentes do sistema MPOA M Serafim Nunes 91 RIS
120. o canal f sico de transmiss o Assim no emissor quando n o houver c lulas geradas pelas fontes ser o inseridas nesta sub camada as c lulas vazias idle cells necess rias de modo que em conjunto com as c lulas geradas pelas fontes e as c lulas de gest o assegurem o ritmo de transmiss o de linha tal como se mostra na figura 5 2 C lulas ATM atribu das Camada ATM C lulas de gest o OAM do plano de gest o C lulas vazias d Camada F sica Sub camada TC Scrambling Camada F sica Sub camada PM LLL NNN gt Fig 5 2 Adapta o do ritmo de c lulas ATM M Serafim Nunes 11 RIS IST Outubro 2004 Na recep o efectua se o processo inverso de elimina o das c lulas vazias na interface com a camada superior O padr o normalizado para o campo de informa o das c lulas vazias foi 6A hex Assim o formato da c lula vazia incluindo o cabe alho 00 00 00 01 52 6A 6A 6A 5 1 2 Gera o verifica o da sequ ncia de HEC do cabe alho O campo HEC do cabe alho um octeto que de acordo com a recomenda o 1 432 do ITU T corresponde ao resto da divis o m dulo 2 do cabe alho da c lula excluindo o HEC multiplicado por X8 pelo polin mio gerador X8 X2 X 1 Este polin mio permite corrigir um bit em erro e detectar m ltiplos bits em erro podendo o HEC ser implementado em s rie pelo circuito da figura 5 3 Fig 5 3 Gerador de HEC no emissor X8 X2 X 1 Para
121. o de Conex es Virtuais Permanentes PVC as esta es IP dever o ter informa o dos PVCs dispon veis p ex num ficheiro de configura o Todas as esta es IP dever o usar o InATMARP nos VCs dispon veis para obter o IP das esta es de destino A informa o obtida deve ser periodicamente revalidada valores t picos inferiores a 15 minutos Para o servi o de Conex es Virtuais Comutadas SVC as esta es com SVCs requerem a utiliza o de ATMARP no ambiente ATM o qual non broadcast e non multicast Para tal dever existir um e s um servidor ATMARP na subrede IP com capacidade para resolver os pedidos de ATMARP de todas as esta es IP tal como indicado na figura 13 13 ATMARP Server Clientes Clientes Terminais ATM Terminais ATM Figura 13 13 Configura o de Classical IP sobre ATM Cada cliente liga se ao Servidor ATMARP usando um VC ponto a ponto O servidor ap s o estabelecimento de um conex o chamada transmite um per odo In ATMARP para determinar o endere o IP do cliente a partir do qual constr i a sua tabela de ATMARP Esta tabela cache usada para gerar respostas aos pedidos de ATMARP que recebe Na figura 13 14 exemplifica se um diagrama de mensagens ATM ARP M Serafim Nunes 83 RIS IST Outubro 2004 Cliente i Cliente j ATM ARP Server Cliente i estabelece conex o SETUP CONNECT gt Configu In ATMARP Reg ATMi ra o em Cliente i In ATM ARP Reply ATMi IPi
122. o protocolo SDT gera apenas SAR PDU no formato n o P Para dimens es superiores a 1 o protocolo SDT recorre utiliza o de apontadores de modo a fornecer informa o sobre a dimens o do bloco SDT uma vez em cada 8 SAR PDU correspondendo a um ciclo do contador sequencial a Opera es utilizando o formato n o P Neste formato o CS PDU preenchido com informa o do utilizador Este formato utilizado se o valor do contador sequencial no cabe alho do SAR PDU tem os seguintes valores 1 3 5 ou 7 b Opera es utilizando o formato P No formato P o primeiro octeto do payload do SAR PDU preenchido com o campo do apontador Os restantes octetos s o preenchidos com informa o do utilizador Este formato poder ser usado se o valor do contador sequencial no cabe alho do SAR PDU 0 2 4 ou 6 A figura 7 9 ilustra o formato do campo do apontador Bit Campo Offset 7 bits lt Pointer 8 bits gt Fig 7 9 Formato do apontador O campo Offset do apontador cont m o valor em bin rio do n mero de octetos entre o fim do apontador e o in cio do pr ximo bloco estruturado O offset est compreendido entre O e 93 inclusive O valor 93 correspondente aos 46 octetos do payload do SAR PDU corrente somado aos 47 octetos do payload do SAR PDU seguinte O valor de 127 usado para indicar que o limite do bloco estruturado n o se encontra no SAR PDU corrente nem no seguinte O formato P utilizado uma vez em
123. oblemas de escalabilidade e O agrupamento das esta es em subredes LIS Logical IP subnets n o adequada ao modelo ATM o tr fego entre LIS tem de ser feito atrav s de Routers IP A gest o de conex es n o normalizada N o h suporte de QoS toda a informa o de QoS perdida no IPv4 S est definido para o protocolo IP N o suporta multicast broadcast Esta limita o resolvida com o MARS Multicast Address Resolution Server M Serafim Nunes 85 RIS IST Outubro 2004 13 5 Emula o de LAN O servi o de LAN Emulation especificado pelo ATM Forum actualmente o servi o mais utilizado no contexto das redes privadas pois permite a liga o de um utilizador rede ATM sem que seja necess rio alterar as aplica es existentes Este servi o possibilita a comunica o entre dois utilizadores ligados rede ATM privada entre um utilizador ligado rede ATM e outro de uma LAN tradicional e entre dois utilizadores pertencentes a LANs tradicionais tal como se mostra na figura 13 16 Terminais ATM LUNI LEC Figura 13 16 Configura o de LAN Emulation O servi o fornecido ao n vel da sub camada MAC Atrav s de uma camada de software um sistema terminal passa a poder ligar se a uma rede ATM enquanto as aplica es se comportam como se estivessem a operar sobre uma LAN tradicional Esta facilidade permitir a interliga o ATM LAN usando os m todos actuais bridges o que tornar p
124. odas as fun es que dependem da aplica o removidas para a extremidade da rede A independ ncia do ATM em rela o aplica o efectua se a dois n veis 1 independ ncia temporal no sentido em que n o h rela o entre o rel gio da aplica o e o rel gio da rede ii independ ncia sem ntica por n o haver rela o entre a estrutura da c lula e a estrutura de dados da aplica o Para garantir a transpar ncia da informa o a rede ATM n o efectua qualquer ac o no campo de informa o da c lula tendo qualquer problema que ocorra na transfer ncia da c lula nomeadamente erros de transmiss o ou jitter de ser resolvidos pelo equipamento terminal A multiplexagem do modo ATM do tipo ATDM indicando se na figura 2 2 a maneira como feita a multiplexagem de informa o proveniente de v rias fontes distintas para o meio de transmiss o e a correspondente desmultiplexagem na recep o M Serafim Nunes 4 RIS IST Outubro 2004 Emissor Empacotador Empacotador Empacotador 1 2 n Multiplexer ATM 3 a Rede Fluxo de c lulas multiplexadas Demultiplexer ATM Desempacotador Desempacotador Desempacotador 1 2 n 1 2 n Fig 2 2 Multiplexagem Desmultiplexagem de c lulas ATM Receptor Cada fonte gera informa o ao seu pr prio ritmo e envia essa informa o para um dispositivo empacotador O empacotador tem a principal fun o de formar c lulas com o formato j indi
125. odo o cabe alho da c lula tendo a capacidade de corrigir um nico bit de erro no cabe alho ou de detectar m ltiplos erros no cabe alho A capacidade de correc o de um bit justificada pela elevada probabilidade de ocorr ncia de um erro isolado de um bit e pelas consequ ncias que esse erro acarreta no cabe alho da c lula ATM nomeadamente quando ocorre sobre os campos VPI ou VCI casos em que a c lula poderia ser perdida ou mal inserida noutra conex o virtual Na tabela 4 2 indicam se alguns valores do cabe alho pr atribu dos pelo ITU T na UNI para utiliza o da camada f sica n o se incluindo na tabela o campo HEC Tabela 4 2 Valores do cabe alho pr atribu dos na UNI para utiliza o da camada f sica Octeto 1 Octeto 2 Octeto 3 Octeto 4 idle cell n vel f sico F3 Reservado para uso 0000 0000 0000 PPP1 do n vel f sico P bit dispon veis para uso pelo n vel f sico Foram tamb m pr atribu dos pelo ITU T na UNI outros valores de VPI VCI PT e CLP para utiliza es espec ficas nomeadamente para sinaliza o e gest o tal como indicado na tabela 4 3 M Serafim Nunes 9 RIS IST Outubro 2004 Tabela 4 3 Valores de VPI VCI PT e CLP pre atribu dos na UNI Utiliza o _ VCI o a E ll PE sl _ geral z ee e ponto a ponto RR a pa segmentos 1 610 C lula OAM F4 entre yyyyyyyy 00000000 00000100 terminais 1 610 C lula OAM F5 entre yyyyyyyy ZZZZZZZZ ZZZZZZZZ segmentos
126. omutadores de pacotes CLS puderem criar estrangulamentos de tr fego e pontos singulares de falha na rede e de se basear no AAL3 4 mais complexo e menos eficiente que o AALS M Serafim Nunes 80 RIS IST Outubro 2004 13 3 Encapsulamento de m ltiplos protocolos sobre ATM O IETF Internet Engineering Task Force definiu na RFC 1483 Multiple Protocol Encapsulation over ATM Adaptation Layer 5 dois m todos de encapsulamento de protocolos sem conex o sobre ATMe AALS multiplexagem baseada em VCs e encapsulamento da LLC No primeiro m todo multiplexagem baseada em VCs o protocolo de interliga o da rede identificado implicitamente pelo VC que utiliza os dois terminais ATM isto cada protocolo deve ser transportado usando um VC separado N o h necessidade de incluir informa o de multiplexagem no Payload de AALS minimizando a largura de banda e o overhead A vantagem da multiplexagem baseada em VCs assim a sua maior efici ncia As desvantagens que apresenta s o a utiliza o de um maior n mero de VCs e a gest o mais complexa dos mesmos PDU Routed Bridged Ethernet 802 3 Bridged 802 4 8025 PAD 00 00 PAD 00 00 00 PDU AC Dest Address rame Control 1 octeto MAC Dest Address Jo i Resto da Trama MAC Resto da Trama MAC LAN FCS opcional LAN FCS opcional Figura 13 8 Formatos de Payload de AALS com multiplexagem baseada em VCs octetos O segundo m todo encapsulamento de LLC necess rio quando
127. ondente ao servi o suportado ii existe uma varia o no atraso de propaga o das diferentes c lulas devido aos diferentes tempos de propaga o das c lulas na rede iii n o existe informa o sobre a delimita o das unidades de informa o ao nivel do servi o de telecomunica es suportado iv c lulas perdidas na rede como resultado de um enchimento nos buffers ou de erro no identificador da c lula n o s o detectadas v c lulas mal inseridas isto c lulas que s o entregues ao destino errado n o s o detectadas Torna se consequentemente necess rio garantir para cada servi o de telecomunica es que a respectiva qualidade de servi o n o degradada por causa dos referidos inconvenientes A fun o da camada de adapta o ATM ATM Adaptation Layer AAL garantir as solu es apropriadas para cada caso de modo a alcan ar se a qualidade de servi o requerida As caracter sticas da AAL est o dependentes do servi o Por m em geral as fun es que a AAL deve executar para complementar o servi o da camada ATM s o as seguintes 1 recupera o da frequ ncia de rel gio correspondente ao servi o suportado quando requerido pelas caracter sticas do servi o ii compensa o da varia o do atraso das c lulas quando requerido pelas caracter sticas do servi o iii mapeamento das unidades de informa o da camada acima da AAL nos campos de informa o das c lulas iv detec o da o
128. oporcionar qualquer tipo de medidas de controlo de tr fego ou de congest o embora esta as possa proporcionar para melhorar as fun es efectuadas ao n vel ATM Para atingir os objectivos de controlo de tr fego e de controlo de congest o a rede ATM deve e Executar um conjunto de ac es chamadas Controlo de Admiss o de Conex o durante o estabelecimento de chamada para determinar se uma conex o do utilizador aceite ou rejeitada e Estabelecer ac es para monitorar e regular o tr fego na UNI ac es estas chamadas Controlo de Par metros de Utiliza o UPC Usage Parameter Control e Aceitar entradas do utilizador para estabelecer prioridades para diferentes tipos de tr fego atrav s da utiliza o do bit CLP e Estabelecer mecanismos de formata o de tr fego traffic shaping de modo a obter um determinado objectivo de tr fego global com diferentes caracter sticas na UNI 11 2 Par metros de tr fego Na recomenda o 1 371 do ITU T s o definidos os seguintes par metros de tr fego com influ ncia na qualidade de servi o ATM e Peak Cell Rate PCR e Sustainable Cell Rate SCR e Intrinsic Burst Tolerance IBT Adicionalmente definido pelo ATM Forum em af tm 0056 Traffic Management Specification o par metro Minimum Cell Rate MCR com influ ncia na qualidade de servi o ATM 11 2 1 Peak Cell Rate PCR O PCR um par metro do descritor de tr fego da fonte que especifica o limite superio
129. os CSI 1 SC 0 47 octetos Offset 25 SAR SDU CSI 0 SC 1 Fig 7 10 Exemplo de transfer ncia de informa o estruturada 112 CSI 0 I i 7 2 4 Recupera o de rel gio da fonte A recupera o do sinal de rel gio da fonte um mecanismo da camada CS necess rio no transporte de servi os CBR atrav s de uma rede baseada no modo de transfer ncia ATM A necessidade de recupera o do sinal de rel gio deve se fundamentalmente s pequenas diferen as na velocidade de transmiss o que existem entre o rel gio do emissor e o do receptor e natureza estat stica da rede ATM que introduz uma componente de jitter e wander no atraso de transmiss o da c lula atrav s da rede que tem uma influ ncia negativa no desempenho de determinados servi os em particular nos servi os CBR O jitter tremura e o wander vagueio s o definidos como varia es aleat rias de atraso de recep o de dados consequ ncia do atraso vari vel de recep o de c lulas devida aos n veis vari veis de atraso das c lulas nas filas de espera existentes nos diversos comutadores ou outros componentes da rede ATM Para o ritmo de 2 Mbit s o jitter definido para frequ ncias superiores a 20 Hz enquanto o wander definido para frequ ncias abaixo de 20 Hz A principal fun o dum sistema de recupera o de rel gio gerar um rel gio de servi o i
130. os directamente ao comutador ATM M Serafim Nunes 71 RIS IST Outubro 2004 Ethernet mo ho e Switched Ethernet R B Router Bridge Switched Ethernet Figura 13 2 Rede ATM primeira fase de evolu o Nesta figura est o representados dois tipos de liga es Ethernet a tradicional em cabo coaxial em multiponto e as liga es ponto a ponto utilizando cablagem estruturada e HUBs Este segundo tipo de liga o dominante nas novas instala es e ir substituindo progressivamente as liga es em cabo coaxial Numa segunda fase evolui se para a liga o directa de todos os terminais directamente a comutadores ATM numa hierarquia t pica a dois n veis com comutadores de grupo por andar ou departamento interligados atrav s de comutadores de empresa de maior porte como se mostra na figura 13 3 Figura 13 3 Rede ATM segunda fase de evolu o Embora o ATM seja caracterizado por um servi o do tipo CO connection oriented permite tamb m o suporte de servi os CL connectionless Um dos desafios do ATM consiste no suporte transparente dos servi os connectionless que caracterizam as LANs Este objectivo tem originado uma grande actividade por parte dos organismos internacionais de investiga o e normaliza o para especificar servi os de dados via ATM S o exemplo t picos desta actividade o SMDS Switched Multimegabit Data Service e o CBDS Connectionless Broadband Data Service
131. oss vel a interoperabilidade de aplica es residentes em esta es ligadas rede ATM com as existentes nos sistemas terminais das LANs tradicionais tal como se mostra na figura 13 17 eae Aplica es Aplica es existentes existentes IP IPX etc ee NDIS ODI NDIS ODI Driver I F Bridging LANE LANE 802 1D Sinal Sinal MAC MAC AAL5 AALS ATM ATM ATM Nivel Fisico Nivel Fisico Nivel Fisico Nivel Fisico Nivel Fisico Nivel Fisico Terminal Terminal Comutador ATM Bridge ATM LAN com placa ATM ee as com placa LAN Fig 13 17 Pilha de Protocolos de Emula o de LAN no plano do utilizador Uma camada MAC deve ser desenvolvida para suportar ATM LANs que ofere a o mesmo servi o CL aos n veis superiores que outra qualquer camada MAC Deve esconder a natureza CO da rede que suporta a LAN Pretende se tamb m que uma esta o na ATM LAN comunique com uma esta o situada em uma outra LAN IEEE 802 LAN As bridges devem oferecer transparent local M Serafim Nunes 86 RIS IST Outubro 2004 bridging uma vez que a rede ATM n o apenas um meio de comunica o entre LANs mas sim uma LAN virtual O servi o de LAN Emulation pressup e a exist ncia na esta o terminal de uma pilha de protocolos tal como a indicada na figura 13 18 higher layers Layer q LAN Emulation Met Entit 5 tt sided LUNI Connection mngt
132. par metros de compatibilidade extremo a extremo Sinaliza o de interfuncionamento com RDIS BE e provis o de servi os RDIS BE Compatibilidade com vers es futuras Servi os de transporte ATM de Class X Class A e Class C Classe X um servi o de transporte ATM orientado conex o em que o AAL tipo de tr fego VBR or CBR e requisitos temporais s o definidos pelo utilizador i e transparentes rede Classe A um servi o de transporte ATM orientado conex o com ritmo constante O Servi o Classe A tem requisitos temporais extremo a extremo Este servi o pode requerer desempenho estrito de perda de c lulas atraso de c lulas e CDV Classe C um servi o de transporte ATM orientado conex o com ritmo vari vel O Servi o Classe C n o tem requisitos temporais extremo a extremo Este servi o pode requerer desempenho estrito Para estabelecer uma conex o da classe desejada o utilizador escolhe o ritmo desejado e o QoS apropriado nos elementos de informa o da mensagem SETUP A Classe D n o suportada directamente pela sinaliza o fase 1 Pode ser suportada indirectamente via Classe X ou C para um servidor Connectionless M Serafim Nunes 67 RIS IST Outubro 2004 12 3 1 Estados da chamada conex o Os estados poss veis de uma chamada do lado do utilizador s o os seguintes Tab 12 1 Estados da chamada conex o Estado Nome Descri o UO null N o existe chamada U1 call initiated Es
133. plicitamente requerido por um cliente ou quando existe uma trama unicast para transmitir antes de se ter feito a resolu o do endere o O tr fego multicast tratado como o tr fego broadcast sendo da responsabilidade de cada cliente a filtragem da informa o que lhe destinada M Serafim Nunes 88 RIS IST Outubro 2004 Esta fun o de multicast necess ria para que o servi o de LE ofere a a funcionalidade de entrega de informa o caracter stica das redes de meio partilhado Um LEC envia os dados para o BUS identificado por um endere o ATM que os serializa e retransmite para todos os LECs registados A serializa o das tramas necess ria para evitar que tramas AALS de v rios LECs sejam multiplexadas O LAN Emulation Configuration Server LECS a entidade que participa no servi o na fase de pr registo com o LES Permite a um cliente ter acesso a toda a informa o de que necessita para se poder tornar Cliente da LANE Por exemplo o endere o ATM do LES o tipo de LAN que emulada etc O endere o ATM do LECS deve ser conhecido por todos os potenciais clientes da LANE A figura 13 21 mostra o formato das tramas LE adoptado pelo ATM Forum para transferir tramas MAC exemplificando se para tramas Ethernet Header LE End Dest MAC Resto da trama MAC sem FCS 2 6 lt 1530 bytes Fig 13 21 Formato da trama LE de dados de Ethernet O cabe alho de 2 bytes cont m o identificador do cliente de emula
134. quatro classes de qualidade de servi o QoS e Classe 1 stringent Classe de QoS por omiss o CLR baixo A classe 1 requer buffers pequenos 100 c lulas e Classe 2 tolerant Classe de QoS de altos CDV CTD mais elevados que na classe 1 A classe 2 n o p e requisitos na CDV S o requeridos nesta classe buffers maiores gt 1000 c lulas que na classe 1 e Classe 3 bi level Classe de QoS de alto CLR Valores de CLR maiores que na classe 1 e requisitos de CDV menos rigorosos que na classe 1 S o necess rios buffers pequenos e Classe U Classe de QoS sem especifica o de limites de par metros de QoS M Serafim Nunes 50 RIS IST Outubro 2004 O ITU T prop e os valores indicados na tabela 11 2 para os par metros de desempenho de transfer ncia de informa o internacional extremo a extremo Tabela 11 2 Defini o de classes de QoS e objectivos de desempenho Par metro de Classe 1 Classe 2 Classe 3 Classe U QoS stringent tolerant bi level cr som n N cov am n n CLR 0 1 T cm aros 4106 ER qua do a N N o limitado N o especificado Como se verifica cada classe de QoS apresenta uma combina o espec fica de limites de valores de desempenho Qunado se estabelece uma nica conex o o utilizador pode pedir a qualidade de servi o que precisar de entre as apresentadas na tabela anterior conseguindo se deste modo garantir as necessidades dos diferentes servi os e aplica es
135. r da sua posi o m dia O n vel da FIFO depois de filtrado num filtro passa baixo adequado de muito baixa frequ ncia usado para controlar un VCXO que gera a frequ ncia do rel gio local recuperado O diagrama de blocos do modelo baseado no n vel da FIFO indicado na figura 7 11 Fescrita Fleitura Contador Filtro Up Down H Passa Baixo Fig 7 11 Diagrama de blocos do recuperador de rel gio baseado no n vel da FIFO As t cnicas adaptativas de Fun o do n vel de enchimento da FIFO podem dividir se em dois tipos b sicos a Fun o do n vel de enchimento da FIFO varia o linear O funcionamento linear deste m todo garante a implementa o de um algoritmo simples que ir apenas depender directamente da varia o linear do n vel de enchimento da FIFO em torno do seu ponto m dio no cap tulo seguinte entrar se nos detalhes espec ficos desta t cnica adaptativa de recupera o do sinal de rel gio da fonte b Fun o do n vel de enchimento da FIFO varia o n o linear A nica altera o deste algoritmo fase ao anterior reside no seu funcionamento n o linear nas situa es em que a FIFO se encontra quase cheia ou quase vazia O procedimento n o linear consiste na acelera o do tempo de reac o do algoritmo que ao diminuir dr sticamente a velocidade de leitura da FIFO evita o seu esvaziamento underflow ou ao aumentar muito rapidamente o d bito de leitura dos dados do buffer de infor
136. r do ritmo que pode ser submetido numa conex o ATM O PCR de uma conex o ATM pode ser definido como o inverso do m nimo intervalo de tempo entre a chegada de duas c lulas consecutivas Este par metro tem grande influ ncia em v rios par metros de qualidade de servi o nomeadamente na perda de c lulas CLR e na varia o de atraso de c lulas CDV 11 2 2 Sustainable Cell Rate SCR O SCR um par metro do descritor de tr fego da fonte que especifica o ritmo m dio de transmiss o de c lulas durante a dura o da conex o M Serafim Nunes 45 RIS IST Outubro 2004 11 2 3 Intrinsic Burst Tolerance IBT O IBT define o tamanho m ximo do burst a que a fonte pode transmitir ao ritmo de pico PCR Este par metro tem grande influ ncia em v rios par metros de qualidade de servi o nomeadamente no CLR e no CDV 11 2 4 Minimum Cell Rate MCR O MCR define o ritmo a que a fonte sempre autorizada a transmitir pela rede Este par metro utilizado na categoria de servi o ABR 11 3 Fun es de Controlo de tr fego e de congest o 11 3 1 Controlo de admiss o de conex o CAC O controlo de admiss o de conex o CAC Connection Admission Control definido como um conjunto de ac es tomadas pela rede durante a fase de estabelecimento da chamada conex o virtual ou durante a fase de renegocia o para determinar se o pedido de conex o pode ser acite ou se deve ser rejeitado Os recursos de rede largura de
137. r por X fnx 2 43 MHz Contador Latch RTS gt gt i m 64 de 4 bits de 4 bits Comparador Linha ATM Extractor RTS 4 bits do RTS Fig 7 15 Exemplo de diagrama de blocos no receptor M Serafim Nunes 35 RIS IST Outubro 2004 8 AAL tipo 2 O AAL tipo 2 definido na recomenda o 1 363 2 B ISDN ATM Adaptation Layer Type 2 Specification Este AAL proporciona uma transmiss o eficiente para aplica es de baixo ritmo fixo ou vari vel e sens veis a atrasos baseadas em pacotes pequenos poss vel a multiplexagem de v rios fluxos de informa o de utilizador sobre uma nica conex o ATM definida a estrutura da trama dos pacotes de comprimento curto o empacotamento destes em uma ou mais c lulas ATM e os mecanismos para recuperar de erros de transmiss o A estrutura da AAL2 constitu da pela CPS Common Part Sublayer e a SSCS Service Specific Convergence Sublayer conforme indicado atr s na figura 6 2 Podem ser definidos diferentes protocolos SSCS para suportar servi os de utilizador de AAL2 podendo nomeadamente o SSCS ser nulo para alguns servi os Os utilizadores de AAL2 t m a possibilidade de seleccionar um dado AAL SAP associado com um determinado QoS por exemplo sensibilidade a atraso e perdas requerido para transportar a AAL SDU O utilizador de AAL seleciona o QoS proporcionado pelo AAL atrav s da escolha do AAL SAP utilizado para a transfer ncia de dados Podem ser utili
138. rada mal inserida e eliminada d Duas c lulas seguidas com o mesmo n mero de sequ ncia se duas c lulas com o mesmo SC forem recebidas em seguida h uma probabilidade igual de qualquer delas ser a correcta sendo aceite a primeira para simplificar o controlador e M ltiplas c lulas perdidas se houver um salto do SC de X para Y com intervalo maior que tr s h uma perda elevada de c lulas e o receptor reinicializado Se a diferen a for igual ou inferior a 3 s o inseridas c lulas dummy Na recomenda o 1 363 1 do ITU T s o definidas fun es espec ficas para cada um dos quatro tipos de servi o a seguir indicados e Fun es do CS para transporte de circuitos e Fun es do CS para transporte de sinais de video e Fun es do CS para transporte de sinais na banda de voz e Fun es do CS para transporte de sinais de audio de alta qualidade O primeiro tipo de servi o designado habitualmente por Emula o de Circuitos consiste no transporte atrav s de uma rede ATM de circuitos ass ncronos e s ncronos de ritmo constante CBR Constant Bit Rate De entre os circuitos ass ncronos isto circuitos que n o est o controlados por um rel gio de rede salientam se pela sua import ncia os ritmos definidos na recomenda o G 702 para a hierarquia de transmiss o PDH nomeadamente os ritmos s o de 2 048 e 34 368 Mbit s De entre os circuitos s ncronos salientam se os circuitos com ritmos de 64 384 1536 e 1920 Kbi
139. rentes utilizadores e ter uma largura de banda escal vel com possibilidade de crescer para suportar mais utilizadores e novas aplica es e suportar aplica es de dados voz v deo e multim dia M Serafim Nunes 76 RIS IST Outubro 2004 V rias alternativas para novas tecnologias de LAN est o actualmente dispon veis a seguir identificadas e Rede de suporte de alta velocidade FDDI e Comuta o de LAN LAN Switching e LAN de alta velocidade Fast Ethernet e Gigabit Ethernet e ATM A rede FDDI Fiber Distributed Data Interface uma rede de suporte backbone de alta velocidade baseada num anel de fibra ptica com o ritmo de 100 Mbit s A rede FDDI agrega e multiplexa os fluxos de dados de LANs de ritmos mais baixos Ethernet e Token Ring num meio de transmiss o de maior ritmo permitindo aumentar em uma ordem de grandeza o ritmo total dispon vel na rede A rede FDDI II uma evolu o da FDDI tendo como principal vantagem a de integrar a comuta o de circuitos juntamente com a comuta o de pacotes oferecida pela FDDI de modo a facilitar a integra o de servi os de tempo real na rede A rede FDDI FDDIII embora permita aumentar substancialmente a largura de banda dispon vel nas LAN tradicionais uma solu o limitada em capacidade 100 Mbit s e n o facilmente escal vel para al m de ser uma solu o dispendiosa A comuta o de LAN LAN Switching dedica uma porta de um Concentrador HUB a um se
140. s Est o definidos 2 comandos de in cio de c lula X_X escape escape 00010 00010 In cio de c lula com reset de scrambler descrambler X 4 escape 4 00010 00111 In cio de c lula sem reset de scrambler descrambler Est definido um terceiro octeto de comando designado X 8 escape 8 00010 10010 indicador de marca temporal de 8 KHz Este octeto gerado quando um impulso de 8 KHz detectado tendo prioridade sobre toda a actividade da linha octetos de dados ou de comandos Este octeto transmitido imediatamente quando o impulso de sincronismo detectado interrompendo momentaneamente a transmiss o da c lula no fim do octeto em curso de transmiss o 8 KHz xxm jro Ha ws cif ca ca ercas im mo wa wal ws ci cosjos feon Fig 5 19 Exemplo de diagrama temporal da camada fisica da UNI a 25 6 Mbit s O diagrama de blocos do emissor da interface esta representado na figura seguinte lulas vazias Fig 5 20 Diagrama de blocos do emissor da UNI a 25 6 Mbit s Os dados provenientes do nivel SAR s o memorizados numa FIFO de transmiss o no m dulo de Gera o e Inser o de HEC e de inser o de c lulas vazias Os octetos constituintes das c lulas s o divididos em grupos de 4 bits nibbles e transferidos para o scrambler O diagrama de blocos do receptor da interface est representado na figura seguinte M Serafim Nunes 21 RIS IST Outubro 2004 8KHz SOC Descodificador
141. s buffers em c lulas em cada porta UNI numa matriz de comuta o ou em multiplexers concentradores ATM Carga de tr fego Carga oferecida por um conjunto de conex es ATM na mesma rota que a conex o em observa o N mero de n s em cascata N mero de n s de comuta o ATM que uma determinada conex o atravessa Atribui o de recursos Capacidade atribu da a uma conex o ou a um conjunto de conex es tais como o conjunto de conex es numa determinada rota que s o atribu dos a uma determinada classe de qualidade de servi o Falhas Acontecimentos que t m impacto na disponibilidade da rede nomeadamente falhas de portos de comutadores ou de jun es A comuta o de equipamentos ou circuitos pode provocar perda de c lulas Na tabela 11 1 apresenta se sumariamente o impacto das v rias fontes de degrada o identificadas nos diferentes par metros de desempenho ATM Tabela 11 1 Impacto das v rias fontes de degrada o nos par metros de qualidade de servi o Atributo CER SECBR CLR CMR MCTD CDV C PR FOGE ESSO FER E AE FND Estat stica de erros f sicos X x X x Arquitectura de comuta o x x x Capacidade dos buffers x x x x Cargadetr fego XT xX TX TX N mero den semcascata X x X x x Xx Atribui o de recursos dx x x he Co E E ER E ER e ooo 11 4 3 Classes de qualidade de servi o Na 1 356 o ITU T prop e as seguintes
142. ss o com um campo de detec o e correc o de erros No receptor o SAR indica ao CS se os campos SC e CSI t m erros ou n o A unidade de dados de protocolo Protocol Data Unit PDU ao n vel da SAR do AALI a indicada na figura 7 1 Gabr alho SN SNP Informa o da CS da c lula 4 bits 4 bits 47 octetos Fig 7 1 PDU da SAR para AAL tipo 1 O primeiro octeto do campo de informa o da c lula utilizado para a inser o de um n mero de sequ ncia Sequence number SN e do respectivo campo de protec o Sequence Number Protection SNP baseado no polin mio gerador G x x3 x 1 com um bit extra de paridade A exist ncia do campo SN permite determinar na recep o se houve c lulas perdidas ou mal inseridas durante a transmiss o Os restantes 47 octetos transportam a informa o da subcamada superior CS Uma an lise mais detalhada dos campos SN e SNP apresentada na figura 7 2 M Serafim Nunes 25 RIS IST Outubro 2004 5 1 47 octetos lt SN gt SNP gt SN Sequence Number 4 bits SNP Sequence Number Protection 4 bits SC Sequence Count CSI Convergence Sublayer Indicator Fig 7 2 Formato da SAR PDU para AAL type 1 O campo SN constitu do por dois sub campos o CSI Convergence Sublayer Indicator e o SC Sequence Count O bit CSI pode ser utilizado pela camada superior nomeadamente para indicar o in cio de uma estrutura de dados multi c lula O campo SC
143. ssoc Signalling Preferred exclusive VPI VCI 12 3 3 7 Quality of Service QOS Parameter O E I Quality of Service QOS parameter usado para indicar uma determinada classe de qualidade de servi o Par metros deste E I QOS class forward QOS class backward 12 3 3 8 OAM Traffic Descriptor O E I OAM Traffic Descriptor usado para proporcionar informa o sobre o tratamento do fluxo de informa o de OAM extremo a extremo F5 associada com a conex o do utilizador relativa a uma chamada O fluxo OAM sim trico Par metros deste E I End to End OAM Traffic Descriptor M Serafim Nunes 71 RIS IST Outubro 2004 12 3 4 Diagramas de mensagens Na figura 12 11 apresenta se um diagrama de mensagens de estabelecimento e desligamento de uma chamada DSS2 ponto a ponto A primeira mensagem de SETUP conter os seguintes elementos de informa o Call Reference Called Party Number Calling Party Number ATM User Traffic Descriptor Quality of Service Parameter Terminal Comutador Comutador Terminal Chamador hinds gt SETUP T SETUP Ce CALL PROC CALL PROC Atende CONNECT i CONNECT oe SCONE n CON ACK ee eae REL COME sea ELEN gt eel REL COMP Fig 12 11 Diagrama de mensagens de estabelecimento de uma chamada DSS2 A mensagem Call Proceding do comutador conter os seguintes elementos de informa o Call Reference Connection Identifier VPI VCI A chamada
144. stema MPOA O MPOA implementa as seguintes opera es Configura o obten o da informa o de configura o adequada Descoberta aprendizagem da exist ncia m tua de MPCs e MPSs Resolu o de destinat rio determina o do mapeamento do destinat rio para um endere o ATM de sa da e um conjunto de par metros para estabelecimento de uma conex o ATM para envio de pacotes atrav s de subredes Gest o de Conex o cria o manuten o e termina o de conex es ATM para transfer ncia de informa o de controlo e de dados Transfer ncia de dados transfer ncia de dados atrav s da conex o ATM de curto circuito M Serafim Nunes 92 RIS IST Outubro 2004 Exemplifica se em seguida o percurso de um pacote no sistema MPOA com o aux lio da figura 13 23 Um pacote entra no sistema MPOA no n de entrada MPC1 Se ainda n o foi detectado nenhum fluxo entre MPC1 e MPC2 n o existe ainda uma conex o ATM de curto circuito entre eles pelo que o pacote encaminhado entre ELANSs atrav s dos Routers equipados com MPOA MPS1 e MPS2 at ao n de sa da MPC2 Se j tiver sido detectado um fluxo entre MPC1 e MPC2 j est estabelecida uma conex o ATM com o MPC2 pelo que os pacotes seguintes seguiriam directamente para o terminal MPC2 curto circuitando os Routers Default Path Default Path Default Path MPC 1 Fisicamente uma rede ATM com MPOA tem uma configura o que se exemplifica na figura 13 16 Shortcut
145. t Indicator interpreta campos subsequentes CPI 00000000 indica BAsize em octetos e Length em octetos outros valores em estudo O campo Btag Beginning tag permite associar o cabe alho com a cauda da mesma CPCS PDU O campo BAsize Buffer Allocation size indica a capacidade m xima que o buffer de recep o deve possuir O PAD alinha o comprimento do payload com um m ltiplo de 32 bits O campo AL Alignment alinha a cauda excluindo o PAD com o comprimento de 32 bits O campo Etag End tag associa a cauda com o cabe alho da CPCS PDU Btag Etag na mesma CPCS PDU O campo Length indica o comprimento da informa o n de octetos na CPCS PDU payload A segmenta o da PDU de SSCS CPCS de AAL3 4 em c lulas exemplificada na figura 9 3 E sscs PpU CP Btag BAsiz i CPCS PDU payload pap AL Etag Len CPCS PDU 4 octetos 0 3 4 octetos l l I l SH 44 octetos ST i BOM l l i SH 44 octetos ST ICOM I l l i i SH 44 octetos ST SAR l i com i i SH x octetos PAD ST 1 i i I EOM 0 44 1 I l l i i H 48 octetos i T I 1 I H 48 octetos l i l C lulas H 48 octetos ATM H 48 octetos Fig 9 3 Segmenta o de dados em AAL3 4 M Serafim Nunes 40 RIS IST Outubro 2004 10 AAL tipo 5
146. t s utilizados nomeadamente nos servi os de suporte RDIS 7 2 2 M todo de correc o de c lulas perdidas Em servi os que requeiram uma alta qualidade e consequentemente uma muito baixa taxa de erros como o caso de audio de alta fidelidade e video s o utilizadas fun es adicionais de correc o de erros na sub camada CS Estes m todos s o baseados em t cnicas combinadas de entrela amento e de FEC Forward Error Correction Assim exemplificando para o v deo de alta qualidade utilizado um c digo corrector de erros Reed Solomon 128 124 o qual por ter um campo FEC de 4 octetos 128 124 permite corrigir um m ximo de dois octetos com erros O formato da trama FEC mostrada na figura 7 5 lt Trama FEC gt Fig 7 5 Formato do trama FEC Na emiss o a cada bloco de dados de 124 octetos adicionado um campo FEC de correc o de erros de 4 octetos formando tramas de 128 octetos De modo a utilizar os campos do cabe alho do SAR para alinhamento das tramas FEC define se um bloco FEC como um conjunto de 47 tramas FEC em que a primeira trama FEC marca o in cio do bloco com SC 0 e CSI 1 tal como se mostra na figura 7 6 SC 0 SC 0 CSI 1 CSI 1 NV Trama FEC 1 Trama FEC 2 Trama FEC 47 NV Trama FEC 1 lt Bloco FEC CS PDU Fig 7 6 Formato do bloco FEC M Serafim Nunes 28 RIS IST Outubro 2004 O campo FEC das tramas por si s tem capacidade de corrigir at 2 octetos com erro o que suficiente p
147. tado de uma chamada de sa da ap s o utilizador ter pedido o estabelecimento de uma chamada rede U3 outgoing call Estado de uma chamada de sa da ap s o utilizador ter recebido proceeding confirma o de que a rede recebeu toda a informa o necess ria para estabelecer a chamada U4 call delivered Estado de uma chamada de sa da ap s o chamador ter recebido indica o de que foi inicado o alerta do utilizador remoto Estado de uma chamada de entrada ap s o utilizador recebeu um pedido de estabelecimento de chamada mas ainda n o respondeu Estado de uma chamada de entrada ap s o utilizador ter enviado o alerta mas ainda n o atendeu a chamada Estado de uma chamada de entrada ap s o utilizador ter atendido a chamada e est espera que esta seja confirmada U9 incoming call Estado de uma chamada de entrada ap s o utilizador ter enviado proceeding confirma o de que recebeu toda a informa o necess ria para efectuar o estabelecimento da chamada Estado de uma chamada de entrada ou de sa da indicando que a chamada est estabelecida Estado que indica que o utilizador pediu rede o desligamento da chamada e est espera de resposta U12 release indication Estado que indica que o utilizador recebeu da rede uma indica o de desligamento da chamada 12 3 2 Mensagens de controlo de chamada e conex o As mensagens utilizadas em RDIS BL para controlo de chamada ou conex o ATM s o as
148. ualquer in cio no campo de informa o do CPS PDU Valores acima de 47 n o s o v lidos Sequence Number SN Este bit usado para numerar m dulo 2 a sequ ncia de CPS PDUs M Serafim Nunes 36 RIS IST Outubro 2004 Cell Header CPS PDU payload OSF Offset Field 6 bits SN Sequence Number 1 bit P Parity 1 bit PAD Padding 0 47 Octets Fig 8 2 Formato da CPS PDU Parity P Este bit usado pelo receptor para detectar erros no STF O emissor p e este bit com um valor tal que a paridade sobre os 8 bits do STF seja impar O campo de informa o CPS PDU payload pode conter 0 1 ou mais pacotes CPS completos ou incompletos Os octetos n o usados s o postos a 0 formando o campo PAD A informa o dos utilizadores de AAL2 inserida em pacotes CPS cujo formato indicado na figura 8 3 Como se pode ver na figura um pacote CPS consiste num cabe alho de 3 octetos CPS PH seguido de um campo de informa o CPS PP de 1 a 45 ou 1 a 64 octetos 8 7 6 5 4 3 2 1 bits 1 A CID 2 LI UUI CPS Packet Header CPS PH 3 UUI cont HEC v INFO CPS Packet Payload CPS PP CID Channel Identifier 8 bits LI Length Indicator 6 bits UUI User to User Indication 5 bits HEC Header Error Control 5 bits INFO Information 1 45 1 64 octets Fig 8 3 Formato do Pacote CPS de AAL tipo 2 M Serafim Nunes 37 RIS IST Outubro 2004 O cabe alho CPS PH
149. um nico segmento BOM beginning of message 10 e COM continuation of message 00 e EOM end of message 01 e SSM single segment 11 O campo SN tem funcionalidade id ntica descrita para a PDU da AALI variando neste caso de 0a 5 O campo MID permite multiplexar ao nivel da SAR PDUs pertencentes a diferentes mensagens da subcamada CS Todas as SAR PDU de uma mesma SAR SDU ter o o mesmo valor de MID A informa o do n vel superior CS ocupa 44 octetos da c lula Os dois ltimos octetos da cauda da SAR cont m os campos Indicador de Comprimento Length Indicator LI e Controlo de erros Check Redundancy Control CRC O campo LI indica no caso do ltimo segmento ou de segmento nico quantos octetos no campo de informa o de CS correspondem mensagem que foi segmentada O campo CRC baseado num polin mio gerador G x x10 x94x5 x4 x 1 e protege contra erros todo o campo de informa o da c lula 9 2 Sub camada CPCS de AAL3 4 As principais fun es da subcamada CPCS de AAL3 4 s o as seguintes i Preserva o da CPCS SDU ii Detec o de erros iii Reserva da capacidade para o buffer de recep o M Serafim Nunes 39 RIS IST Outubro 2004 A estrutura da CPCS PDU indicada na figura 9 2 octetos Cabe alho Cauda p 1 2 3 4 octetos Cabe alho 4 octetos Carga n octetos Cauda 4 7 octetos Fig 9 2 PDU da CPCS para AAL 3 4 O campo CPI Common Par
150. v rios protocolos s o transportados sobre o mesmo VC A informa o do protocolo usado codificada no cabe alho da LLC tipo 1 tal como indicado na figura 13 9 Figura 13 9 Formato de cabe alho LLC tipo 1 3 octetos Na figura 13 10 apresentam se os formatos de payload AALS para protocolos Routed com encapsulamento de LLC LLC FE FE 03 LLC AA AA 03 OUI 00 00 00 IS0 PDU EtherType 08 00 26 4 octetos Routed ISO PDU Routed IP PDU Figura 13 10 Formatos de PDU AALS para protocolos Routed com encapsulamento de LLC Assim um datagrama IP ser encapsulado em AA5 do modo indicado na figura 13 11 M Serafim Nunes 81 RIS IST Outubro 2004 IP PDU LLC OUI Ether AAAAO3 000000 08 00 IP PDU AALS CPCS PDU Figura 13 11 Encapsulamento LLC de datagrama IP Na figura 13 12 apresentam se os formatos de payload AALS para protocolos Bridged com encapsulamento de LLC Bridged Ethernet 802 3 PDU Bridged 802 4 PDU Bridged 802 5 PDU LLC AA AA 03 LLC AA AA 03 OUI 00 80 C2 OUI 00 80 C2 LLC AA AA 03 OUI 00 80 C2 P ID 00 01 00 07 PAD 00 00 MAC Dest Address P ID 00 02 00 08 P ID 00 03 00 09 PAD 00 00 00 PAD 00 00 00 Frame Control 1 octeto Frame Control 1 octeto MAC Dest Address MAC Dest Address Resto da Trama MAC Resto da Trama MAC LAN FCS se P ID 00 02 LAN FCS se P ID 00 03 Figura 13 12 Formatos de PDU AALS para protocolos Bridged com encapsulamento de LLC Resto
151. wledge usado para confirmar a termina o de uma conex o SSCOP iii Resincroniza o RS Resynchronization usado para resincronizar os buffers e as vari veis de estado da transfer ncia de dados RSAK Resynchronization Acknowledge usado para confirmar a aceita o da resincroniza o pedida pela entidade SSCOP par iv Recupera o ER Error Recovery usado para recuperar de erros de protocolo M Serafim Nunes 63 RIS IST Outubro 2004 ERAK Error Recovery Acknowledge usado para confirmar a recupera o de erros de protocolo v Transfer ncia de Dados Assegurada SD Sequenced Data usado para transferir atrav s de uma conex o SSCOP PDUs numeradas sequencialmente contendo campos de informa o fornecidos pelo utilizador de SSCOP POLL Status Request usado para pedir atrav s de uma conex o SSCOP informa o de estado acerca da entidade SSCOP par As PDUs SD e POLL s o numeradas sequencialmente e independentemente de 0 a 224 1 STAT Solicited Status Response usado para responder a um pedido de estado POLL PDU recebido de uma entidade SSCOP par Cont m informa o relativa ao estado de recep o PDUs SD informa o de cr dito do transmissor par e o n mero de sequ ncia N PS da PDU POLL qual ele est a responder USTAT Unsolicited Status Response usado para responder detec o de um ou mais PDUs SD em falta baseado na observa o do n mero de sequ ncia da PD
152. x teletrabalho Exemplos de aplica es para ABR Qualquer aplica o n o cr tica em termos temporais capaz de variar o seu ritmo de informa o pode explorar o servi o ABR Esta categoria proporciona um suporte econ mico para aquelas aplica es que apresentem requisitos vagos de transfer ncia de dados e atraso e que requeiram um CLR limitado Entre os exemplos incluem se os servi os de Interliga o de LAN emula o de LAN ou interfuncionamento com LANs Estes servi os correm em geral sobre pilhas de protocolos como o TCP IP baseados em Routers os quais podem facilmente variar o seu ritmo de transmiss o tal como requerido pelo controlo de ritmo de ABR Outros exemplos de aplica es s o a transfer ncia de dados cr ticos p ex informa o de defesa servi os banc rios aplica es de super computadores e comunica o de dados tais como RPC Remote Procedure Call aplica es de super computadores Exemplos de aplica es para GFR Aplica es baseadas em tramas n o cr ticas em termos temporais sem capacidade de variar o seu ritmo de informa o em fun o de informa o de congest o da rede Entre os exemplos incluem se os servi os de Interliga o de LANs transporte de tr fego FR e IP A tabela 11 5 apresenta um resumo das considera es apresentadas anteriormente As classifica es apresentadas s o subjectivas resultantes da opini o de v rias pessoas ATM Forum n o inclui GFR Tabela 11
153. zadas v rias conex es AAL sobre uma nica conex o ATM permitindo multiplexagem ao n vel AAL tal como se mostra na figura 8 1 AAL SAP AAL SAP2 AAL SAP3 Servi os Prestados QoS QoS 5 QoS 3 aos utilizadores do AAL Utiliza os servi os ATM SAB ATM SAR da camada ATM abaixo ATM Layer Fig 8 1 Multiplexagem de conex es AAL tipo 2 8 1 Subcamada CPS de AAL2 A subcamada CPS de AAL2 proporciona a capacidade de transfer ncia de CPS SDUs de um utilizador CPS para outro atrav s da rede ATM O servi o oferece uma opera o n o assegurada entre camadas pares com as seguintes caracter sticas e proporcionada a transfer ncia n o assegurada de CPS SDUs at 45 octetos ou 64 e As CPS SDU perdidas n o s o corrigidas atrav s de retransmiss o e proporcionada a multiplexagem e desmultiplexagem de m ltiplas conex es CPS e mantida a integridade de sequ ncia de CPS SDU em cada conex o CPS A Unidade de Dados do Protocolo CPS de AAL2 CPS PDU consiste num cabe alho de um octeto e num campo de informa o de 47 octetos O CPS PDU de 48 octetos a ATM SDU tal como se mostra na figura 8 2 O cabe alho do CPS PDU designado Start Field STF O STF consiste dos seguintes tr s sub campos Offset Field OSF Este campo cont m o valor bin rio do offset medido em octetos entre o fim do STF e o in cio do primeiro pacote CPS ou na aus ncia deste do in cio do campo PAD O valor 47 indica que n o h q

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