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RESUMO - Unipac

1. T1 e El Esquema de Portadora definido pela AT amp T 24 3 2 2 Estrutura Baseada na SDH A SDH nasceu da defini o do padr o SONET Syncronous Optical Network em resposta necessidade da defini o de uma hierarquia nica com um esquema de combina o de sinais tamb m nico A estrutura b sica do SONET um quadro de 810 bytes que se repete a cada 125mseg Assim essa estrutura permite que cada byte do quadro corresponda a um canal de 64 Kbps Sabendo se que o tamanho do quadro de 810 bytes e que a taxa de amostragem para construirmos uma sa da PCM Pulse Code Modulation de 8000 amostras por segundo para que se mantenha uma taxa assegurada para cada canal necess rio que os frames se repitam 8000 vezes por segundo E cada segmento tem dura o suficiente para transmiss o de 8 bits de uma amostra PCM A taxa do sinal b sico do SONET de 810 bytes x 8000quadros Seg x 8 bits 51 84Mbps Seg O sinal b sico denominado STS 1 Synchronous Transport Signal level 1 e pode ser dividido em camadas A camada de se o do SONET processada por todos os equipamentos da rede incluindo regeneradores O overhead de se o inclui bits de delimita o de quadro e bits de paridade Quando o sinal passa pelo processo de embaralhamento para evitar longas sequ ncias de uns e zeros os bits de overhead de se o s o deixados intactos A camada de linha processada por todos os equipamentos da rede exceto
2. Combinados existem 24 bits para o VPI VCI na UNI e 28 bits na NNI 1 38 Figura 7 Caminhos Virtuais 1 4 3 Comutadores ATM Um comutador ou n de comuta o formado por v rias portas associadas as linha f sicas da rede com fun o de comuta o em n correspondente recep o das c lulas que chegam pelas portas de entrada e a sua restransmiss o porta de sa da sempre mantendo a ordem das c lulas A comuta o em cada n a parte mais b sica do encaminhamento das c lulas ao destino para que ocorra tudo certo nesta comuta o necess rio que cada n seja alimentado de informa es sobre as rotas da c lulas C lulas que chegam a um n de comuta o atrav s de uma VCL devem ser encaminhadas pr xima VCL do caminho estabelecido por uma VCC Em cada comutador a pr xima VCL do caminho est relacionada a uma das portas Ent o quando uma c lula chega no comutador ATM o r tulo indentifica o VCL utilizado pelo comutador anterior do caminho estabelecido pela VCC e com esta informa o da porta de entrada o comutador consulta uma tabela mantida pelos processos de sinaliza o e estabelecimento de conex o que relaciona VCL porta de entrada ao VCL porta de sa da no caminho estabelecido pela VCC o comutador atualiza 39 o r tulo da c lula e retransmite pela nova sa da especificada com forme ilustram as Figuras 8 9 e 10 Switch Porta 1 Porta 2 C lula ATM ME Ponto de vi
3. A Subcamada PM funcionalmente parecida com a camada f sica do OSI e a subcamada TC tem a funcionalidade de enlace de dados A subcamada PM tem como fun o a transmiss o e a recep o da seqii ncia cont nua de bits pelo meio f sico incluindo o alinhamento de bits sinaliza o na linha e convers o eletro tica Ao receber a segii ncia de bits transmitidos essa subcamada simplesmente a repassa subcamada TC A subcamada TC tem como fun o gerar e verificar o HEC Header Error Control delinear as c lulas embaralhar o sinal gerar e recuperar quadros desacoplar a taxa de c lulas Quando as c lulas s o transmitidas a subcamada TC as envia como uma segii ncia de bits para a camada PM Na outra extremidade a subcamada TC recebe um fluxo de bits da subcamada PM e converte o em um fluxo de c lulas para a camada ATM 3 1 1 Gera o e verifica o do HEC Cada c lula cont m um cabe alho de 5 bytes sendo 4 bytes a respeito do circuito virtual e de informa es de controle e um byte de checksum denominado Controle de Erros do Cabe alho 20 HEC que permite a detec o de erros no cabe alho O checksum s abrange os quatro primeiros bytes do cabe alho e n o inclui o campo de carga til A subcamada TC respons vel pelo c lculo e inser o do HEC no cabe alho da c lula bem como pela sua verifica o no lado destino O fato de se calcular apenas o checksum do cabe alho reduz a probabilidade
4. AAL pode ser 46 utilizada por equipamentos que querem fornecer seus pr prios servi os utilizando diretamente a tecnologia de transfer ncia ATM 1 5 2 AAL Tipo 1 AAL 1 A camada AAL 1 efetua os procedimentos necess rios para satisfazer os requisitos dos servi os da classe A Seus servi os oferecidos s o a transfer ncia de unidades de dados com uma taxa constante de gera o e a sua entrega ao destino na mesma taxa transfer ncia de informa es de sincronismo entre origem e destino e indica o de perda de informa es ou do recebimento de informa es n o recuper veis pela AAL 1 e pode executar as seguintes fun es segmenta o e remontagem das informa es tratamento da varia o do atraso das c lulas tratamento de c lulas perdidas ou inseridas erroneamente recupera o do rel gio da fonte na recep o monitoramento do campo de informa es do usu rio para detectar bits com erros poss veis de se corrigir monitoramento e tratamento de bits com erro no PCI Protocol Control Information 1 Este protocolo utiliza uma subcamada de converg ncia que detecta c lulas perdidas e c lulas entregues incorretamente ao destino controla o tr fego de c lulas para ser constante e divide as mensagens em c lulas e uma camada SAR Para este protocolo s o definidos dois tipos de formatos de c lulas A Figura 12 mostra uma sequ ncia para detectar c lulas perdidas C lulas do tipo n o P Cabe alho Iby
5. feito a partir da gera o e inspe o dos campos do cabe alho da c lula ATM Essas c lulas podem ter dois formatos aplic veis a comunica o entre dispositivos pela UNI ou NNI diferenciadas atrav s do cabe alho Comutadores ATM p blicos e privados podem suportar dois tipos de interfaces Usu rio Rede UNI User Network Interface e Rede Rede NNI Network Network Interface 27 Interfaces UNI conectam sistemas locais tais como hosts roteadores a comutadores ATM enquanto as interfaces NNI conectam comutadores ATM entre si Al m disso dois tipos de interfaces UNI e NNI podem ainda ser definidas p blicas NNI p blica ou UNI p blica ou privadas UNI privada ou NNI privada As interfaces p blicas s o definidas entre sistemas locais ATM e comutadores ATM p blicos enquanto as interfaces privadas s o definidas entre sistemas locais ATM e comutadores ATM privados 3 3 1 Primitivas de Servi os As primitivas de servi o descrevem os servi os e informa es trocadas entre duas camadas adjacentes atrav s de um ponto de acesso ao servi o SAP As primitivas que existem entre a camada ATM e sua camada imediatamente superior camada de adapta o s o as seguintes ATM DATA request que tem os seguintes par metros ATM SDU prioridade de perda indica o de congestionamento indica o ATM user to user ATM DATA indication que tem os seguintes par metros ATM SDU indica o de congestionamento indica
6. o pode mandar uma mensagem de volta pedindo para que o terminal da outra ponta reduza a taxa de emiss o de c lulas 32 O terceiro bit do PT de c lulas de usu rio quando for zero indica que a c lula continua o de uma seq ncia de c lulas que comp em um determinado quadro e se for um indica que a ltima c lula deste quadro 3 4 4 CLP O campo de CLP formado de um bit e define um mecanismo de prioridade no descarte de c lulas quando surgem problemas de congestionamento devido a transbordos de buffers em switch ATM As c lulas com o bit de CLP setado c lulas de baixa prioridade poder o ser descartadas pela rede enquanto c lulas com o bit CLP n o setado c lulas de alta prioridade n o ser o descartadas na medida do poss vel O bit de CLP pode ser utilizado tanto pela rede como pelo usu rio Durante o processo de estabelecimento de uma VC feito um contrato de tr fego entre esta o e rede definindo as caracter sticas de tr fego do servi o Baseado neste contrato a rede garante os par metros de qualidade do servi o estabelecidos neste contrato No entanto para se proteger a rede policia os par metros do contrato para ver se o fluxo do usu rio n o viola os termos do contrato Quando uma c lula detectada violando algum par metro a rede poder descartar a c lula na pr pria interface ou aceit la na base do melhor esfor o para entreg la marcando a para descart la se houver proble
7. o para facilitar a defini o das fun es que a camada AAL deve suportar para cada tipo de servi os eles s o divididos em quatro classes A B C e D de acordo com a Recomenda o 1 362 do ITU T O F rum ATM ainda considera mais uma classe de servi os a classe X como visto na Tabela 4 Tempo na Sem fonte e no Relacionado Rela o destino Taxa de gera o de Vari vel bits Modo de conex o Orientado conex o Tabela 4 Classes de Servi os da Camada AAL 2 Classe A Esta classe utilizada para emula o de circuitos suas caracter sticas b sicas s o pequeno atraso m ximo varia o de atraso desprez vel intervalo de tempo entre a transmiss o de dois bits octetos fixo e transmiss o completa da cadeia de bits octetos isto nenhuma informa o perdida nem a ordem alterada Pertencentes classe A s o a emula o de circuitos para servi os is cronos como transmiss o de voz e v deo a taxas constantes sem compress o ou compacta o Classe B Esta classe basicamente destinada para tr fico de voz e v deo cujas reprodu es s o feitas taxa constante as caracter sticas b sicas dos servi os da classe B s o as mesmas dos servi os da classe A por m a taxa de transmiss o passa a ser vari vel devido compress o e compacta o 45 Classe C Servi os de classe C s o tradicionais servi os encontrados em redes de pacote com conex o x25 os servi os desta cl
8. os das classes C com conex o e D sem conex o Os procedimentos das AAL 3 e AAL 4 podem ser executados para ambas as classes de servi os eles foram combinados durante o processo de defini o das normas quando se concluiu que v rios procedimentos comuns eram executados para ambas as classes de servi o Os servi os de transporte oferecidos pela AAL 3 4 podem ser de dois tipos modo de mensagem onde um quadro de informa o recebido do usu rio e enviado a outro usu rio na rede e modo de fluxo no qual um fluxo de quadros de informa o transportado pela rede a outro usu rio A AAL 3 4 tamb m define dois tipos de opera o assegurada e n o assegurada Na opera o assegurada a AAL dever efetuar a recupera o de erros fim a fim por retransmiss o J na opera o n o assegurada a recupera o de erros n o feita pela AAL sendo deixado a cargo do usu rio a decis o de receber ou n o os quadros com erro Esses modos de mensagem e de fluxo e opera es asseguradas e n o asseguradas s o op es a serem implementadas de acordo com a defini o de servi os espec ficos 1 5 5 AAL Tipo 5 exce o da multiplexa o de conex o a AALS oferece os servi os de classe C e D definidos para AAL 3 4 tamb m suporta dois modos de servi o bem como transmiss o 49 assegurada e n o assegurada mas de forma mais simples ou seja quando insere se cabe alhos e fechos tanto na mensagem a ser enviada para
9. a SAR no total 8 bytes e tamb m nas c lulas no total 4 bytes como ocorre na AAL 3 4 estamos inserindo um overhead alto em cada subcamada de protocolo o que torna se um mecanismo pesado quando envia se mensagens curtas Assim no protocolo AAL 5 a subcamada de converg ncia anexa preenchimento e fecho nas mensagens a serem enviadas para a SAR e nesta por sua vez n o acrescenta qualquer cabe alho ou fecho somente divide a mensagem em unidades de 48 bytes e passa para a camada ATM O que se percebe uma efici ncia devido inexist ncia de overhead nas c lulas A AAL 5 tamb m inclui os modos de mensagem ou de fluxo e as opera es assegurada ou n o n o oferecendo a fun o de multiplexa o de conex es Resumindo as fun es das camadas e subcamadas do modelo de refer ncia ATM temos a Tabela 5 gmenta oreencapsul am ento Ria de fluxo gen rico gera o extra o de cabe alho transla o VPLN CI multiplex a o demultiplexa o G era overifica o do HEC gera o quadro de transmiss o delineamento de c lulas Tabela 5 Fun es das Subcamadas 1 CS Subcamada de Converg ncia SAR Subcamada de Segmenta o e Reencapsulamento 50 AAL Camada de Adapta o ATM TC Subcamada de Controle de Transmiss o PM Subcamada de Meio F sico 5 6 AAL de Sinaliza o A AAL de sinaliza o processo utilizado para estabelecimento supervis o e rompimentode conex es ATM VPCs e VC
10. da exist ncia de c lulas incorretamente entregues devido a um erro de cabe alho e evita o rec lculo do checksum do campo carga til que muito maior Fica a cargo das camadas superiores verificar se o campo de carga til est correto ou n o pois o ATM foi projetado para ser utilizado em cabos de fibra tica que s o altamente confi veis Ao encontrar um erro o mesmo ser corrigido e se n o for poss vel corrig lo a c lula ser descartada 3 1 2 Delineamento de C lulas Delinear c lulas significa localizar os limites das c lulas no fluxo de bits recebido E para isso a subcamada TC usa uma m quina de estados finitos composta de tr s estados HUNT PRESYNCH E SYNCH No estado HUNT a subcamada desloca um bit de cada vez nos registradores de deslocamento em busca de um HEC v lido Ao encontrar um HEC v lido a m quina de estados finitos alterna para o estado PRESYNCH indicando que localizou um limite de c lula Em seguida ela se desloca para os 424 bits seguintes sem examin los Nesse momento o registrador de deslocamento cont m outro cabe alho de c lula v lido executando o algor tmo mais uma vez Se o HEC estiver incorreto a subcamada TC voltar ao estado HUNT e continuar a procurar por um cabe alho bit a bit 21 Se o segundo cabe alho tamb m estiver correto continua se no estado PRESYNCH at que os cabe alhos corretos tenham sido recebidos Passa se ent o ao estado SYNCH quando o destino assum
11. de difus o broadcast e de grupo multicast LES respons vel pelas fun es de coordena o e controle da rede virtual por registrar e resolver endere os MAC em endere os ATM H apenas um LES por rede virtual identificado por um endere o ATM nico BUS controla todas as mensagens de broadcast e multicast submetidas rede utilizado tanto para mensagens com informa o para mais de um destino como para mensagens a outros LECs Cada LEC enxerga apenas um BUS por rede virtual identificado por um endere o ATM nico No LES este endere o est associado ao endere o MAC de broadcast LECS respons vel pela atribui o dos LECs individuais a diferentes redes virtuais A atribui o feita pela associa o do LEC requisitante com o LES que corresponder uma dada rede virtual 5 6 4 IPOA 61 O protocolo IPOA IP over ATM trata do encapsulamento de pacotes atrav s da camada de Adapta o ATM AAL usando o protocolo AALS O seu mecanismo de resolu o de Roteador Roteador 2 endere os feito diretamente do endere o de rede IP para endere o ATM e vice versa com isso t m se a ilus o da exist ncia de sub redes l gicas IP Logical IP Subnetworks LIS ou seja grupo de esta es que t m o mesmo endere o de sub rede IP por m est o fisicamente dispersas ao longo de rede 5 A Figura 18 detalha uma interconex o de redes IPOA Figura 18 Interconex o de redes IPOA 5 6 5 Protocolo A
12. o ATM user to user A primitiva ATM DATA request invocada por um usu rio da camada imediatamente superior camada ATM e tem por fun o a solicita o de envio de uma unidade de informa o ATM ATM SDU ATM Service Data Unit J a primitiva ATM DATA indication invocada pela pr pria camada ATM a uma entidade da camada superior indicando a chegada de uma ATM SDU atrav s de uma conex o existente Os par metros s o os mesmos da primitiva anterior com a exce o da falta de indica o de prioridade 28 Como pode se perceber estas primitivas solicitam v rios par metros O par metro prioridade de perda indica a import ncia da informa o solicitada em rela o a uma poss vel perda Este par metro pode assumir um destes valores prioridade alta ou prioridade baixa O par metro indica o de congestionamento utilizado para indicar se a informa o passou por algum n de rede com congestionamento A indica o ATM user to user um argumento que pode assumir um destes valores 1 ou 0 Este valor pode ser usado pelas camadas superiores como uma forma de controle Por exemplo o par metro pode indicar se a ATM SDU que ser transmitida a ltima de uma segii ncia As primitivas de servi o trocadas entre a camada ATM e a camada imediatamente inferior camada f sica s o PHY DATA request que pede o par metro PHY SDU PHY DATA indication que pede o mesmo par metro PHY SDU A primitiva PHY DATA r
13. o Modo de Transfer ncia como a tecnologia de transmiss o multiplexa o e comuta o utilizada na transfer ncia de informa o Assim surgiu a tecnologia ATM Asynchronous Transfer Mode modo de transfer ncia ass ncrona de informa es o qual se baseia as redes B ISDN Apesar das intensas atividades de padroniza o do ITU T essa nova tecnologia n o produziu impactos esperados pelos seus idealizadores devido aos seguintes fatores e N o existir participa o efetiva de grandes operadoras de telecomunica es e dos fabricantes multinacionais de equipamentos e Altos custos em termos de investimentos exigidos para sua implanta o Assim no in cio dos anos 90 essa situa o foi alterada dramaticamente a partir de um fen meno chamado Internet O crescimento explosivo desta rede trouxe consigo a dissemina o e populariza o dos servi os de inform tica O surgimento do WWW World Wide Web a partir de 1992 que permite o acesso r pido e f cil a seus recursos por qualquer pessoa n o especializada tornaram a Internet a primeira rede com caracter sticas de um sistema global de informa o Em 16 contrapartida foi tamb m a partir do seu enorme sucesso que ficaram expostas as limita es inerentes ao protocolo IP Internet Protocol da Internet que n o foi previsto para integra o em tempo real de m ltiplos servi os como voz dados e imagens animadas Com isso percebeu se a necessidade de novas tecnologias que
14. o de v rias LANS 1 6 3 Topologia par Emula o de uma LANE Para formar uma rede virtual atrav s da emula o de LAN segundo o ATM F rum s o necess rios dois componentes 5 e Clientes de emula o de LAN LAN Emulation Clients LEC implementados na esta es terminais e Servidor de servi os de emula o composto de tr s servidores l gicos servidor de configura o Lan Emulation Configuration Server LECS o servidor de emula o de LAN LAN Emulation Server LES e o servidor de difus o e desconhecimento Broadcast and Unknown Server BUS LEC executa fun es de transfer ncia de dados resolu o de endere os e outras fun es de controle fornece para camadas superiores as interfaces de servi o que emulam a subcamada MAC Cada LEC identificado por um endere o ATM nico Um LEC associado com um os mais endere os MAC acess veis atrav s do seu endere o ATM Os LECs se comunicam com os servidores l gicos atrav s de dois tipos de conex es ATM conex es de controle e conex es de 60 dados Conex es de Controle s o utilizadas para descobrir endere os de outros clientes ocorre principalmente entre uma esta o e o LES no momento que a esta o estabelece uma conex o ao segmento da LAN virtual Conex es de dados s o usadas para transmitir informa es ligando LECSs entre si para tr fego de mensagens ponto a ponto e tamb m ligando LECs ao BUS para transmiss o de mensagens
15. objetivo neste trabalho apresenta se a tecnologia ATM Asynchronous Transfer Mode uma tecnologia para transmiss o de informa es Abordando neste o seu surgimento e defini o suas caracter sticas e o modelo de refer ncia no qual foi moldado E ainda os equipamentos necess rios para a implementa o de uma rede ATM e por fim os padr es que permitem interligar redes ATM s redes tradicionais pois como ATM possui caracter sticas pr prias certas adapta es e altera es se fazem necess rias para ocorrer a interconex o de LANs e WANS No Cap tulo 2 falaremos do surgimento das redes ATM e sua tecnologia Cap 3 trata o modelo de refer ncia utilizado para a padroniza o das redes ATM No Cap tulo 4 ser o expostas as conex es e os caminhos utilizados nas redes ATM o cap tulo 5 trata da camada de adapta o ALL e o cap tulo 6 interconex es de LANs e WANS utilizando ATM 14 2 HIST RICO DO SURGIMENTO DAS REDES ATM Em meados dos anos 70 devido ao avan o tecnol gico digital e a necessidade de uma rede capaz de atender servi os de v deo confer ncia transfer ncia de dados de alto desempenho multim dia biblioteca de v deos educa o dist ncia e telemedicina vieram a motivar o conceito de redes de servi os integrados conhecida como RDSI Rede Digital de Servi os Integrados ISDN Integrated Services Digital Network que estava sendo desenvolvida pelo CCITT Consultive Committee on International Telegrap
16. superassem essas limita es e neste mbito o uso de ATM come ou a se disseminar O servi o remoto B ISDN surgiu a partir da necessidade de se inventar uma nova rede capaz de substituir todo o sistema telef nico e todas as redes especializadas com uma rede integrada para todos os tipos de transfer ncias de informa es Comparando se com as redes de servi os que existem atualmente essa rede teria uma gigantesca taxa de transfer ncia de dados possibilitando assim uma grande quantidade de novos servi os O B ISDN baseia se na tecnologia ATM por ser ass ncrona ou seja desvinculada de um rel gio mestre em contraposi o ao que acontece com a maioria das linhas telef nicas de longa dist ncia A tecnologia ATM baseia se na transmiss o de informa es em pequenos pacotes de tamanho fixo que s o denominados c lulas e possuem 53 bytes onde 5 deles pertencem ao cabe alho e os demais aos dados como apresentado na Figura 1 5 bytes 48 bytes CABE ALHO DADOS DO USU RIO Figura 1 C lula ATM 2 Essa tecnologia de comuta o de c lulas bastante diferente da comuta o de circuitos como utilizada no sistema telef nico Existem algumas raz es para que a comuta o de c lulas 17 seja escolhida Inicialmente porque a comuta o de c lulas muito flex vel e h a facilidade de aceitar um tr fego a uma taxa constante como no caso de udio e v deo e um tr fego a uma taxa vari vel como dados E ainda em v
17. transmiss o O caminho de transmiss o conectado atrav s de uma ou mais se es digitais N vel de Se o Digital Digital Section Level Estende se entre as extremidades de uma sess o e engloba uma entidade de manuten o de pontos finais de se es digitais N vel de Se o de Regenerador Regenerator Section Level Uma por o de uma se o digital e assim sendo uma subentidade de manuten o O n vel f sico cont m os tr s n veis inferiores de OAM onde os fluxos F1 F2 e F3 s o respectivamente trocados nos n veis de se o de regenerador sess o digital e caminho de transmiss o como ilustra a Figura 14 Sa o de Canal virtual VEL Q e O Camada ATR Se o de Caminho ATM Virtual Camada Fisica Ponto de conex o dos niveis O Ponto final do nivel correspondentes Figura 14 N veis hier rquicos OAM e seus relacionamentos com a camada ATM e f sica 1 53 OAM no plano de gerenciamento s o divididas em tr s categorias de servi o Gerenciamento de Faltas Fault Management Esta categoria de servi o de OAM c lulas s o enviadas para indicar um problema tal como perda de conex o uma interface danificada ou um componente defeituoso Gerenciamento de Performance Performance Management Esta categoria de servi o de OAM c lulas s o usadas para monitorar e documentar a performance de conex es Estat sticas tais como c lulas erradas perdid
18. 12 RESUMO Devido ao crescimento explosivo da dissemina o das redes computacionais e desenvolvimento das tecnologias digitais os diferentes tipos de informa o texto udio v deo etc passando a ser processados de forma integrada surgiu necessidade de aplica es que exigem velocidades e pot ncias computacionais Ent o este trabalho tem como objetivo o estudo das principais caracter sticas de conex es de redes utilizando ATM Asynchronus Trasfer Mode Uma rede em geral evolu da da rede digital integrada de telefonia que proporciona conectividade digital fim a fim para suportar uma variedade de servi os vocais e n o vocais essa adapta o feita pela Camada de Adapta o ATM AAL ATM Adaptation Layer aos quais os usu rios t m acesso atrav s de um conjunto limitado de interfaces padronizadas Ser visto como feita sua transmiss o j que uma tecnologia baseada em c lulas e como se permitem interligar redes ATM as redes tradicionais LANS e WANS Palavras chave ATM C lulas Conex es AAL 13 1 INTRODU O A crescente evolu o das tecnologias que envolvem a comunica o tem como base as redes de computadores que v m trazendo altera es profundas s rela es de trabalho e s formas de relacionamento interpessoal Assim o estudo de novas gera es de tecnologias de rede se torna um assunto importante para a compreens o do que hoje se t m no mercado de intercomunica o de computadores Com esse
19. Cs fornece um meio estruturado e confi vel para o transporte de tr fego de sinaliza o entre dois usu rios finais ATM Isto as conex es para serem estabelecidas necessitam de mensagens que avisem a requisi o da conex o e como s o conex es de circuitos virtuais uma vez desfeita a conex o deixa de existir o caminho virtual estabelecido Conforme 1 s o definidas tr s fun es b sicas de sinaliza o em redes ATM para conex o estabelecimento rompimento e obten o de status Para defini o do estabelecimento de uma conex o s o necess rias as seguintes mensagens de sinaliza o SETUP pedido de estabelecimento de conex o CALL PROCEEDING indica o de que o pedido de conex o j foi iniciado CONNECT aceita o da conex o pelo usu rio chamador CONNECT ACK confirma o da conex o Para rompimento de conex o s o definidas as mensagens de sinaliza o DISCONNECT pedido de rompimento de conex o RELEASE indica o de libera o de recursos RELEASE COMPLETE confirma o de libera o dos recursos 51 5 7 Opera o Administra o e Manuten o A recomenda o 1 160 descreve o m nimo de fun es necess rias para a manuten o das camadas f sica e ATM Fun es de opera o e manuten o Operation Administration and Maintenance OAM s o especificadas em cinco fases Monitoramento de Performace Detec o de Falhas e D Prote o do sistema Informa o sobre Falhas ou D
20. TMARP Para mapeamento de um endere o IP para endere o ATM esta fun o desempenhada pelo protocolo de resolu o de endere os ATM ATM Address Resolution Protocol ATMARP O servidor ATMARP possibilita que cada esta o de uma subrede IP LIS possa fazer pesquisas para encontrar o endere o ATM a ser usado a fim de que o pacote seja entregue a um destino IP O servidor ATMARP mant m automaticamente em cada LIS um banco de dados com o objetivo de mapear endere os IP para ATM O servidor ATMARP um m dulo de software que pode ser implantado em um servidor de arquivos ou em uma esta o de trabalho al m de tamb m poder ser implementado em roteadores ou switches ATM presentes na rede 5 62 7 CONCLUS O ATM Asynchronous Transfer Mode uma nova tecnologia que surgiu para superar as limita es das redes existentes a transmiss o conjunta de sons imagens voz v deo dados com isso trouxe inova es principalmente no que tange o formato das mensagens que enviar Usa se o conceito de c lulas onde as mensagens s o divididas em tamanhos fixos de 53 bytes Com esse formato obt m uma maior efici ncia na transmiss o das mensagens uma vez que n o existe a complexidade em termos de empacotamento de mensagem recebida com isso pode se atingir taxas de transmiss o de 155 a 622 Mbits Por ser orientada conex o utilizando a comuta o de pacotes para definir a estrat gia de roteamento das c lulas a complexida
21. URCE MAF Rede P blica ATM Comutador de Entrada DRST PSA ha SDDRCE NSAP MAAS Figura 15 Interconex o com redes P blicas 2 O que pode levar um bom tempo para se atingir ent o as aten es est o voltando para uso da ATM para conectar LANS existentes Nessa abordagem uma rede ATM pode funcionar como uma LAN conectando hosts individuais ou como pontes conectando v rias LANs 57 Embora os conceitos serem interessantes eles suscitam alguns desafios um o problema a ser resolvido que fornecer servi o LAN sem conex o atrav s de uma rede ATM orientada conex o uma das poss veis solu es introduzir um servidor sem conex o na rede e inicialmente configuram uma conex o com esse servidor para o qual devem ser enviados todos os pacotes embora simples esta solu o est solu o n o usa toda a largura da banda ATM que por essa raz o pode tornar o servidor sem conex o um grande gargalo No ATM Forum foi proposto uma abordagem alternativa que todos o hosts tenham um circuito virtual ATM potencial com todos os outros hosts esses circuitos virtuais podem ser estabelecidos e liberados dinamicamente de acordo com a necessidade ou podem ser circuito virtuais permanentes 6 2 Emula o de LAN Na emula o de LAN a rede ATM encarada simplesmente como um meio f sico virtual compartilhado formado pelas conex es de rede a implementa o da emula o de LAN insere se u
22. X vezes a taxa b sica SMF Single mode Fiber Fibra monomodo DS 1 Canal TDM Time Division Multiplexing digital DS 3 Canal TDM digital E1 European Digital Signal 1 Padr o europeu para interface f sica digital E3 European Digital Signal 3 Pode suportar simultaneamente 16 circuitos El 6 42 43 5 CAMADA DE ADAPTA O ATM A camada de adapta o ATM Adaptation layer AAL tem como fun o compatibilizar e oferecer os servi os desejados pelas camadas superiores utilizando a tecnologia ATM como base e efetuando as adapta es necess rias de acordo com a Recomenda o 1 362 a camada AAL executa fun es requeridas pelos planos de usu rio de controle e de gerenciamento e suporta o mapeamento entre a camada ATM e a camada imediatamente superior O AAL suporta m ltiplos protocolos de modo a atender s necessidades espec ficas dos usu rios do servi o AAL Portanto a camada AAL dependente do servi o Tendo em vista esta defini o vemos que a camada AAL n o caracterizada por um conjunto bem definido de fun es que deve suportar mas sim ela deve ser capaz de suportar quaisquer fun es que lhe forem solicitadas por qualquer protocolo que utilize um servi o AAL A AAL a primeira camada de protocolo fim a fim no modelo de refer ncia da RDSI FL conforme ilustrado na Figura 11 AA AAL Dc a Es ED Ea C om utador Comutador Figura 11 A camada AAL 1 44 Ent
23. as c lulas atrav s da rede se d a partir da informa o contida nos campos de VPI que seleciona um determinado caminho virtual e VCI que seleciona um circuito virtual dentro do caminho virtual escolhido 3 4 3 PT Este campo identifica o tipo de informa o contido no campo de informa o da c lula O primeiro bit em zero indica informa o de usu rio c lula de usu rio enquanto o bit em um indica c lula com informa o de gerenciamento de recursos RM Resource Management ou c lula de opera o e manuten o OAM Operation Administration Maintenace A Tabela 2 expressa as combina es poss veis de bits para o campo PT C lula de dados do usu rio livre de congestionamento com indica o ATM user to user O C lula de dados do usu rio livre de congestionamento com indica o ATM user to user 1 C lula de dados do usu rio que passou por n congestionado com indica o ATM user to user Q C lula de dados do usu rio que passou por n congestionado com indica o ATM user to user 1 Reservado para expans es futuras Tabela 2 Valores poss veis para PT 1 10 1 0 10 1 1 1 1 O segundo bit do campo PT das c lulas de usu rio s o utilizados em mecanismos de notifica o expl cita de congestionamento para a esta o final As c lulas ao passarem por um n congestionado s o marcadas atrav s deste bit de modo que a esta o final ao receber esta informa
24. as ou danificadas s o documentadas atrav s de opera es de gerenciamento de performance Ativa o desativa o Activation Deactivation Esta categoria Faz a ativa o e desativa o de c lulas utilizadas para carregar informa es de gerenciamento de conex es A Tabela 6 mostra as fun es e servi os suportados pelos fluxos de OAM 6 Fun o Servi os Fiscaliza o de Alarmes com AIS Gerenciamento de Faltas Gerenciamento de Performance Ativa o Desativa o Fiscaliza o de Alarmes com FERF Loopback Checagem de Continuidade Monitoramento Direto Monitoramento Reverso Monitoramento Documenta o Monitoramento de Performance ativa o desativa o Checagem de Continuidade ativa o desativa o Tabela 6 Fun o e servi os suportados pelos fluxos de OAM 4 5 8 Formata o e Controle de de Tr fego 54 A performace do sistema uma quest o muito importante para as redes ATM em parte porque geralmente s o usadas para tr fego em tempo real como udio e v deo O controle de tr fego em uma rede ATM est fundamentalmente relacionado com a habilidade da rede prover qualidade de servi o QoS Quality of Service diferenciada para cada aplicativo Uma regra prim ria para o gerenciamento de tr fego proteger a rede e os sistemas finais de congestionamento permitindo o alcance de seus objetivos de performance outra regra adicional promover o uso eficiente dos
25. as para transmitir evitando que a TC tenha que gerar c lulas ociosas Essa codifica o permite que s mbolos especiais sejam utilizados para o delineamento de c lulas Assim como na estrutura baseada em c lulas n o necess ria a gera o ou recupera o de quadros 26 3 2 5 Desacoplamento da Taxa de C lulas Geralmente as normas para a subcamada de meio f sico PM baseiam se na transmiss o de bytes continuamente sem nenhum per odo ocioso Normalmente as t cnicas de transmiss o s o s ncronas caracterizando se pelo envio cont nuo de blocos de informa es No nosso caso a gera o de c lulas para a transmiss o ocorre de forma ass ncrona por isso quando n o existe c lula a ser transmitida a subcamada de converg ncia TC encarregada de inserir c lulas ociosas que s o identificadas por um padr o especial no cabe alho mantendo sempre constante a taxa de gera o de informa o para a subcamada PM 3 3 Camada ATM A camada ATM equivalente s camadas de rede e transporte do modelo de refer ncia OSI e tem as seguintes fun es Multiplexa o e demultiplexa o de c lulas Adi o e remo o do cabe alho das c lulas Chaveamento e encaminhamento de c lulas baseado na informa o do cabe alho Controle gen rico de fluxo Generic Flow Control GFC na UNI As informa es que circulam entre as camadas f sica e ATM est o na forma de c lulas ATM Todo o processamento na camada ATM
26. asse devem se encaixar em atraso m ximo moderado varia o moderada do atraso n o h necessidade de sincroniza o entre bits octetos ou quadros transmitidos e varia o no comprimento da cadeia de dados transmitidos por m mantendo seu conte do e limita es Classe D as caracter sticas dos servi os pertencentes classe D s o as mesmas da classe C por m os servi os da classe D n o s o orientados conex o como a interconex o de redes utilizando TCP IP Classe X a classe X define um servi o orientrado conex o ATM A camada AAL neste caso n o tem fun o 1 Algumas das caracter sticas e fun es comuns a todas AALs s o as seguintes As AALs s o localizadas em equipamentos de usu rios finais ATM As AALs s o dependentes dos aplicativos de camadas superiores em uso As informa es de aplicativos s o passadas para a AAL atrav s de um ponto de acesso ao servi o SAP Service Acess Point no formato de frames Tais frames podem ter at 64 Kbytes A seguir ser o detalhadas as principais caracter sticas dos protocolos AAL 6 5 1 AAL 0 conhecida tamb m como a aus ncia de fun es da camada AAL Alguns sugerem que este servi o deve ser utilizado para o tr fego de controle muito embora outros argumentem que o tr fego de controle justamente aquele que n o pode se perder Representa o processo que conecta o usu rio da AAL diretamente ao servi o oferecido pela camada ATM
27. das vezes tem tr s partes que s o Tr fego a ser Oferecido Servi o Acordado e As Exg ncias legais 6 REDES VIRTUAIS E INTERCONEX ES DE LANS E MANs Nesta se o analisaremos brevemente o atual cen rio das redes destacando os poss veis pap is das tecnologias ATM ainda n o est claro se o ATM ser a principal tecnologia das futuras LANS MANS e WANS Entretanto o que est claro que os n s WANs dever o suportar tr fegos de centenas de gigabits por segundo 6 1 LANs ATM Cada vez mais torna se claro que a meta da ITU e substituir a rede telef nica de comuta o p blica por uma rede ATM por m grande maioria das atuais LANs utilizam em sua implementa o padr es j consolidados como o Ethernet IEEE 802 3 ou Token Ring IEEE 802 5 al m de diversos tipos de protocolos de rede como IPX TCP IP Netbios Essas LANs tem 56 algumas caracter sticas que diferem da tecnologia ATM e que podem ser sintetizadas em tr s caracter sticas principais l As mensagens s o enviadas sem que se estabele a uma conex o entre a fonte e o destino Cada equipamento de rede tem seu pr prio endere o de rede MAC usado pelos protocolos para endere amento das esta es O tratamento de multicast e broadcast s o facilmente tratados nestas tecnologias de acordo com as caracter sticas pr prias de cada protocolo MAC como mostra a Figura 15 Interconex o com Redes P blicas Eos DEST NSAP HO
28. de Sinais Digitais 18 3 PADRONIZA O DO MODELO DE REFER NCIA Para a defini o de normas para redes ATM tiveram participa o al m de rg os internacionais de padroniza es como ITU T e ISO um cons rcio de empresas de inform tica e telecomunica es ATM Forum fundada em 1991 A ITU T recomendou um modelo de refer ncia B ISDN ATM que se difere do modelo OSI este composto de sete camadas bidimensionais f sica enlace de dados rede transporte sess o apresenta o e aplica o e aquele composto de tr s camadas f sica ATM e adapta o ATM e um modelo tridimensional de planos plano de controle plano de usu rio gerenciamento de camada e gerenciamento de plano conforme apresentado na Figura 2 F Plano do Plano de ZE J A Usu rio m KZ Plano de Gerenciamento Camada de Adapta o dos Planos Camada de Adapta o Camada ATM Camada F sica Figura 2 Modelo de Refer ncia B ISDN ATM 1 Plano de Gerenciamento das Camadas Camadas Camadas f Superiores Superiores I Nas pr ximas se es uma vis o geral ser dada para as camadas que comp em o modelo de refer ncia B ISDN ATM 19 3 1 Camada F sica A camada f sica do ATM abrange as camadas de enlace de dados e f sica do OSI subdividida em duas subcamadas a subcamada de meio f sico PM Physical M dium e a subcamada de Converg ncia de Transmiss o TC Transmission Convergence 1
29. de ocorre somente na fase de estabelecimento de conex o Al m disso pode se garantir a qualidade de servi o QoS atrav s do contrato de tr fego definido no in cio da conex o que se caracteriza pela monitora o dos ndices de transmiss o de c lulas por unidade de tempo taxas de perdas de c lulas a carga til nos comutadores ATM ou no buffer para prevenir o congestionamento do tr fego das c lulas E al m do QoS existem planos de gerenciamento que monitoram o desempenho e as falhas em cada camada do modelo ATM 63 Ao usar ATM vis vel as vantagens sobre uma rede tradicional principalmente em termos de desempenho de transmiss o Em rela o interconex o de redes ATM com outras LANs ou WANs como Ethernet Token Ring e rede com uso de protocolo IP trouxeram grandes preocupa es que levaram a cria o de padr es de interconex o tais como o LANE Lan Emulation o IPOA IP over ATM o MPOA Multiprotocol over ATM etc Onde cada um desses oferecem vantagens e desvantagens Usando o protocolo LANE uma das principais vantagens se refere aos equipamentos necess rios interconex o como ocorre a n vel de enlace de dados o uso de switch o suficiente j no IPOA como ocorre a n vel de camada de rede s o necess rios roteadores para realizar a interconex o de redes ATM e n o ATM cujo custo incompar vel ao switch Em contrapartida a comunica o entre redes ATM e n o ATM usando IPOA direta ou seja
30. e que est sincronizado com a origem e a opera o de transmiss o normaliza se A Figura 3 mostra o delineamento de c lulas Verifica o Verifica o bit a bit c lula a c lula HEC coreto detectado PRE SY NCH HEC incorreto detectado a ini rd a HEC s corretos consecutivos Q HECs incorretos consecutivos SYNCH Figura 3 Delineamento de C lulas 1 Pode ocorrer perda da sincroniza o se houver inser o ou exclus o de um bit no fluxo de bits Por isso se apenas um HEC est incorreto aconselha se simplesmente descartar a c lula com o cabe alho problem tico pois a maioria dos erros causada devido a invers es de bits e n o h inser es ou exclus es Entretanto se a HECs estiverem com problemas a subcamada TC dever concluir que perdeu a sincroniza o e retornar ao estado HUNT 3 1 3 Embaralhamento de sinal A subcamada de converg ncia de transmiss o pode efetuar o embaralhamento da sequ ncia de bits da parte de informa o da c lula a ser transmitida de forma a evitar longas segi ncias de zeros ou uns Esse procedimento tamb m diminui as chances de que uma sequ ncia de informa o seja confundida com o cabe alho quando o receptor est no estado de 22 HUNT pois o embaralhamento feito apenas na parte de informa o da c lula deixando o cabe alho intacto 3 1 4 Gera o e Recupera o de Quadros A estrutura de transmiss o segundo ITU T pode ser fe
31. elocidades muito altas o processo digital de comuta o de c lulas muito mais f cil do que a utiliza o das t cnicas tradicionais de multiplexa o principalmente quando se utilizam cabos de fibra tica A tecnologia ATM orientada a conex o ou seja antes de uma chamada ser feita preciso enviar uma mensagem para configurar a conex o Em seguida todas as outras c lulas seguir o o mesmo caminho Se forem enviadas duas c lulas 1 e 2 respectivamente para o mesmo destino e ambas conseguirem chegar ao destino elas chegar o na mesma ordem de modo que a c lula 2 n o chega antes da 1 Atualmente as redes ATM funcionam nas velocidades de 155 Mbps e 622 Mbps 2 Inicialmente as implementa es ATM ofereceram op es limitadas Mais posteriormente elas dever o chegar marca dos gigabits A velocidade de 155 Mbps foi escolhida por possibilitar a transmiss o de imagens televisivas em alta defini o e compatibilidade com o sistema de transmiss o Sonet j 622 Mbps foi escolhida por permitir que quatro canais de 155 Mbps possam ser enviadas atrav s do SDH Uma situa o comum na maioria das redes ATM era a reserva de uma largura de banda fixa para cada conex o e prover um nico n vel de qualidade de servi o A categoria de servi os ATM introduz a possibilidade aos usu rios de selecionar combina es espec ficas dos par metros de tr fego e performance Sonet Synchronous Opitical Network Hierarquia
32. empo e de divis o espacial n o podem ser usados 2 Alguns dos padr es de interfaces existentes e outros que est o sendo definidos s o mostrados na Tabela 3 Segundo Black 3 na camada f sica as PHY PDUs podem ser chamadas de frames 41 Descri o Taxa Mbps Especifica o ATM 25 6 Mb sobre UTP 3 25 6 ATM Forum 51 84 Mb Sonet STS 1 Sobre UTP 3 51 84 ATM Forum TAXI9 100 Mb sobre MMF 100 ATM Forum 155 Mb Fibre Channel sobre MMF 155 52 ATM Forum 8 155 Mb SONET STS 3c sobre SMF 2 MMF 155 52 ITU T1 432 155 Mb SONET STS 3c sobre UTP 3 155 52 ATM Forum 155 Mb SONET STS 3c sobre UTP 5 155 52 ATM Forum DS 1 1 544 ITU T G804 DS 3 44 733 ITU T 6703 E1 2 048 ATM Forum E3 16 34 368 ATM Forum E4 139 264 ATM Forum 622 Mb SONET STS 12c 622 08 ATM Forum Tabela 3 Interfaces ATM da Camada F sica 1 UTP Unshielded Twiested Pair Par de fios de cobre tran ados O ATM Forum especificou duas categorias SONET Syncronous Optical Network Padr o de transmiss o ptica digital de alta velocidade e qualidade definido pela ANSI STS 1 Synchronous Transport Signal Padr o de sinal b sico SONET para transmiss o ptica TAXI Transparent Asyncronous Transmiter Receiver Interface Uma interface que prov conectividade sobre enlaces de fibra multimodo MMF Multi mode Fiber Fibra multimodo STS X Synchronous Transport Signal X Formato de sinal SONET com
33. englobam os esquemas que definem hierarquias digitais de transmiss o baseadas na multiplexa o s ncrona no tempo de sinais b sicos As primeiras aplica es desses esquemas foram observadas nas redes telef nicas como os esquemas T1 ou El S o estruturas baseadas em hierarquias digitais como a PDH e SDH relacionadas nas pr ximas se es 3 2 1 Estrutura Baseada na PDH Alguma marca o deve ser inserida no in cio e fim de ciclos para que os sinais possam ser corretamente separados em cada n vel da hierarquia Al m disso cada multiplexador deve ser capaz de absorver pequenas varia es nas taxas dos sinais de entrada Essas varia es podem ser ocasionadas devido a pequenas diferen as nos rel gios de cada uma das fontes dos sinais ou a varia es sofridas pelos pr prios meios f sicos Para lidar com os requisitos de ajuste de taxa e sincroniza o os multiplexadores inserem bits extras de enchimento de forma a ajustar a taxa de cada uma das entradas dos multiplexadores Um buffer el stico no qual a taxa de coloca o de bits na entrada menor do que a taxa de transmiss o na sa da ser utilizado e os bits extras entrar o para completar a taxa de sa da que ser maior do que a soma de todas as taxas de entrada Os bits extras de enchimento devem ser devidamente identificados e retirados dos demultiplexadores do mesmo n vel Isso requer que algum mecanismo de identifica o dos bits de enchimento seja implementado
34. equest enviada pela camada ATM camada f sica a fim de solicitar a transfer ncia de uma c lula que transferida de uma entidade de camada ATM local para uma entidade de camada ATM remota atrav s de uma conex o f sica A primitiva PHY DATA indication utilizada pela camada f sica para avisar camada ATM que acabou de chegar uma c lula 3 4 Formato das C lulas ATM Uma c lula ATM formada por 53 bytes s o 5 bytes destinados ao chamado cabe alho da c lula e os restantes 48 bytes reservados como rea de dados Os bytes ou octetos grupos de 8 bits s o enviados em ordem crescente iniciando pelo octeto 1 do cabe alho No entanto dentro de um octeto os bits s o enviados de forma decrescente iniciando a transmiss o pelo bit 8 29 Foram definidos dois formatos de c lulas ATM como mostrado na Figura 4 Existe um para a interface UNI User Network Interface para as c lulas que circulam entre o host e o primeiro comutador da rede e outro para a NNI Network to Network Interface para as c lulas que circulam entre os n s da rede Formato UNI Formato NNI DEUC 48 bytes 48 bytes 12345678 12345678 Figura 4 Formato das C lulas ATM UNI e NND 2 A diferen a fundamental entre os dois formatos de c lula a presen a ou n o do campo GFC Generic Flow Control O cabe alho apresenta os seguintes campos de informa o GFC Generic Flow Control O bits ou 4 bits VPI Virtual Path Identi
35. esenpenho e Localiza o de Falhas 1 A Recomenda o 1 610 do ITU T 4 descreve os princ pios e fun es de OAM executadas pelo gerenciamento de camadas da B ISDN Segundo a 1 610 as fun es de OAM s o executadas em cinco n veis hier rquicos relativos camada f sica e camada ATM Tais fun es resultam nos fluxos de informa es bidirecionais Fl F2 F3 F4 e F5 referidos como fluxos de OAM tal como se pode observar na Figura 9 Cada fluxo corresponde a um n vel de OAM Estes fluxos s o implementados por c lulas ATM especiais que fluem periodicamente na rede ATM entre seus v rios equipamentos Os fluxos Fl F2 e F3 circulam na camada f sica enquanto os fluxos F4 e F5 na camada ATM 1 Os n veis hier rquicos de OAM s o citados 1 N vel de Canal Virtual Virtual Channel Level Opera entre elementos da rede que funcionam como terminadores de conex es de canal virtual VCC que podem estar separados por uma ou mais conex es N vel de Caminho Virtual Virtual Path Level Opera entre elementos da rede que executam fun es de termina o de conex es de caminho virtual VPC N vel de Caminho de Transmiss o Transmition Path Level Opera entre elementos da rede respons veis pela quebra e remontagem da carga de transmiss o e associam este com os fluxos de OAM Fun es de delineamento de c lula e de controle de erro no cabe alho HEC s o 52 requeridas nos pontos finais de cada caminho de
36. fier 8 ou 12 bits VCI Virtual Channel Identifier 16 bits PT Payload Type 3 bits CLP Cell Loss Priority 1 bit HEC Header Error Control 8 bits 30 3 4 1 GFC Este campo de 4 bits aparece apenas nas c lulas tipo UNI utilizado pela camada f sica para efetuar o desacoplamento da taxa de c lulas C lulas com esse cabe alho n o s o passadas camada ATM pois s o c lulas ociosas inseridas pela camada f sica para manter constante a taxa de transmiss o O GFC sobrescrito pelo primeiro roteador que ele encontra pela rede e passa a ser ignorado por ele A Tabela 1 apresenta as c lulas e o formato de cabe alho na UNI DO JOctetol Octeto2 Octeto3 J Octeto4 00000000 00000000 00000000 00000001 C lula de informa o 00000000 00000000 00000000 00001001 de manuten o e opera o da camada f sica uso da camada f sica Tabela 1 Formatos de cabe alho na UNI reservados bits com P indicam que est o dispon veis para uso pela camada f sica 1 3 4 2 Identificadores VPI e VCI As c lulas de uma determinada fonte de informa o s o enviadas para a rede com um cabe alho que cont m a informa o da conex o virtual VC a ser seguida atrav s da rede e o canal virtual VP at chegar no usu rio final O cabe alho possui dois campos principais associados ao conceito de VC e VP o identificador de rota virtual VPI e o identificador de canal 31 virtual VCI O encaminhamento d
37. hy and Telephony atualmente ITU T International Telecommunications Union Telecommunication Standardization Sector 6 Pode se definir RDSI como Uma rede em geral evolu da da rede digital integrada de telefonia que proporciona conectividade digital fim a fim para suportar uma variedade de servi os vocais e n o vocais aos quais os usu rios t m acesso atrav s de um conjunto limitado de interfaces padronizadas 1 Ao final dos anos 80 muitos dos esfor os de projeto e desenvolvimento do ITU T voltaram se a um novo conceito de rede mais revolucion rio que a pr pria rede ISDN a RDSI FL Rede Digital de Servi os Integrados de Faixa Larga ou B ISDN Broadband Integrated Services Digital Networks que oferecem servi os de banda larga 6 15 A ITU T classifica as aplica es em banda larga em quatro categorias servi os convencionais servi os de recupera o servi os de mensagem e servi os de distribui o 1 Servi os Convencionais envolvem aplica es de tempo real como v deo telefonia v deo confer ncia transfer ncia de documentos multim dia em tempo real Servi os de recupera o envolvem recupera o de informa es armazenadas remotamente como videotexto livrarias eletr nicas etc Servi os de mensagem oferecem a comunica o entre usu rios atrav s de caixa de correios mailbox Servi os de distribui o tais como livros revistas jornais sob controle ou n o do usu rio A ITU T definiu
38. ita usando SDH Synchronous Digital Hierarchy PDH Plesyochronous Digital Hierarchies ou estrutura totalmente baseada em c lulas sem delimita o de quadros ou ainda usar FDDI Fiber Distributed Data Interface A defini o de estruturas baseadas em hierarquias digitais como a SDH ou a PDH pressup em a utiliza o de TDM Time Division Multiplexing s ncrono para a constru o de uma hierarquia a partir de um sinal b sico No TDM s ncrono ou simplesmente TDM o dom nio do tempo divido em intervalos de tamanho fixo T chamado de frames cada frame subdividido em N subintervalos T1 TN Na defini o de sinal b sico de uma hierarquia n o h nenhuma restri o sobre a forma como a informa o ocupar a capacidade do sinal definido A utiliza o de hierarquias baseadas em TDM s ncrono n o implica em dizer que o modo de transfer ncia s ncrono pois a aloca o da capacidade do sinal b sico pode ser feita de forma ass ncrona Em sistemas cuja subcamada PM baseada em SDH ou PDH a TC respons vel por criar a estrutura de quadros c clicos para a transmiss o das c lulas assim como a recupera o das c lulas a partir de quadros recebidos Para estruturas de transmiss o orientada a c lulas a estrutura de quadros n o necess ria sendo a delimita o das c lulas obtidas diretamente do HEC 3 2 Estrutura Baseada em TDM S ncrono 23 Conforme Soares 1 as estruturas baseadas em TDM S ncrono
39. ma camada adicional de software nos equipamentos ATM Esta camada introduzida acima da camada de adapta o constru da a partir do protocolo AAL5 denominada ATM MAC Com esta camada a rede ATM vista como um meio f sico virtual compartilhado ou seja oferecer s camadas superiores as mesmas interfaces de servi os oferecidos pelas subcamadas MAC das redes originais emuladas Como a maioria do tr fego ATM ponto a ponto mais eficiente usar conex es virtuais ponto a ponto para a conex o em vez de uma conex o multiponto obtido tamb m uma maior seguran a j que o tr fego ponto a ponto n o mais transmitido por difus o Um maior controle da qualidade de servi o por conex o individual obtido 1 A Figura 16 mostra a emula o de uma LAN 58 Emula o de LAN Figura 16 Emula o de LAN LANE 1 Cada entidade ATM MAC deve possuir um endere o IEEE 802 de forma a identific la Para estabelecer a conex o virtual ponto a ponto ou multiponto Uma interface possuindo uma entidade ATM MAC separada exigida mas apenas uma conex o f sica rede ATM requerida Assim um segmento f sico LAN pode ser emulado conectando v rias esta es terminais na rede ATM e uma conex o virtual multiponto emulando o meio f sico por difus o de uma LAN utilizando a capacidade de conex o multiponto do comutador A Figura 17 mostra a interconex o de v rias LANs 1 59 Figura 17 Interconex
40. mas O usu rio tamb m pode tirar vantagem do bit de CLP Por exemplo em um fluxo de v deo pode se classificar alguns quadros como mais importantes que outros e marc los atrav s do CLP A seq ncia de sincronismo temporal por exemplo mais importante que uma seq ncia de varredura espacial do sinal de v deo Desta forma o usu rio sinaliza rede que quando houver 33 problemas de congestionamento dever o ser descartadas preferencialmente as c lulas marcadas como sendo de baixa prioridade 3 4 5 HEC O preenchimento do HEC de responsabilidade da camada f sica Ele corresponde a um c digo de redund ncia que permite camada f sica efetuar a detec o de erros no cabe alho Pode efetuar a corre o de erros de 1 bit e detectar a maioria dos erros de mais de um bit no cabe alho reduzindo a probabilidade de encaminhamento err neo de c lulas o que por sua vez reduz drasticamente o efeito de multiplica o de erros O HEC tamb m identifica o in cio e o fim das c lulas dentro de um fluxo de bits que uma fun o t pica do n vel de enlace 34 4 CONEX ES ATM Nas conex es ATM c lulas s o transportadas atrav s de conex es O estabelecimento de conex es numa rede ATM negociado pelo plano de controle que cuida de toda sinaliza o referente ao estabelecimento supervis o e libera o de chamadas e conex es Uma conex o fim a fim em redes ATM denominada uma conex o com canal virtual Vi
41. nt nio Marcos Tecnologia ATM Dispon vel em lt http www mc21 fee unicamp br alberti mono 1e310 pdf gt acesso em 10 de Maio de 2005 7 GEOCITIES T cnicas de Comuta o Dispon vel em lt http www geocities com SiliconValley Network 7460 atm htm gt acesso em 07 de Maio de 2005
42. o mapeamento de endere os ATM para endere os IP direto em vez disso no LANE existe um servidor intermedi rio para realizar este mapeamento de endere os MAC em endere os de rede Assim pode se concluir que quando se trata de interconex o de redes ATM com redes que usam protocolo de rede IP se torna mais simples e pr tico o uso de IPOA pois n o requer nenhuma altera o na infra estrutura do roteamento IP mas quando n o se tratam de redes IP apesar do LANE implementar uma camada a mais o seu uso pode ser recomend vel Mas tudo isso vai depender do projeto e objetivos da rede que se deseja obter da interconex o com redes ATM Portanto redes ATM s o consideradas uma revolu o de tecnologia cuja mudan a t m um custo alt ssimo para sua implementa o Cabe as empresas balancear o custo com a necessidade das vantagens obtidas pela tecnologia ATM 64 8 REFER NCIAS BIBLIOGR FICAS 1 SOARES Luiz Fernando G LEMOS Guido COLCHER S rgio Redes de Computadores Das LANs MANs e WANs s Redes ATM 2 ed Rio de Janeiro Editora Campus 1995 2 TANENBAUM Andrew S Rede de Computadores 3 ed Rio de Janeiro Editora Campus 1996 3 BLACK Uyless D ATM Foundation for Broadband Networks Prentice Hall 1995 4 ITU T Recommendation 1 610 B ISDN Operation and Maintenance Principles and Functions 1995 5 The ATM Forum A TM User Network Interface UNT Signalling Specification 1996 6 ALBERTI A
43. os regeneradores Os bits de overhead de linha incluem ponteiros para a delimita o de estruturas internas ao envelope de carga payload envelope que se constituem nas unidades de dados trocadas pela camada de caminho 1 3 Overhead Alta Taxa 25 A camada de caminho processada apenas pelos terminais e os bits de overhead de caminho incluem bits de paridade bits que identificam o tipo de carga e etc 3 2 3 Estrutura Baseada em C lulas Na estrutura baseada em c lulas existe um fluxo cont nuo de c lulas sem qualquer necessidade de divis o em quadros sendo o delineamento das c lulas realizado atrav s do campo HEC Como n o necess ria a divis o em quadros o padr o de sincronismo deve ser colocado em algumas c lulas ATM vagas Quando a interface estiver sobrecarregada c lulas carregando sincronismo devem ser for adas periodicamente As recomenda es para estruturas baseadas em c lulas aplicam se interface UNI User Network Interface definindo a possibilidade de utiliza o das taxas 25 6Mbps 155 52Mbps 602 08 Mbps 3 2 4 Estrutura Baseada no FDDI O ATM Forum definiu uma op o para UNI User Network Interface privativa baseada no FDDI A id ia utilizar a camada PMD do FDDI como suporte para a transmiss o O protocolo utiliza o c digo blocado quatro entre cinco Um dos s mbolos que n o pertencem ao conjunto de cinco bits v lidos para dados utilizado toda vez que n o existem c lul
44. re dois usu rios finais ATM e usada para transportar c lulas Estas conex es l gicas de ponta a ponta entre dois usu rios finais ATM s o chamadas de conex o de canal virtual VCC Virtual Channel Connection Uma VCC uma concatena o de um ou mais canais virtuais VC Virtual Channel Um canal virtual simplesmente descreve o transporte unidirecional de c lulas ATM com um identificador comum VCI em cada c lula Um enlace de canal virtual VCL Virtual Channel Link um canal virtual entre dois pontos em uma VCC 6 A Figura 6 ilustra um exemplo de funcionamento das camadas de comuta o de VP e de VC 37 Comutador de YC VCI1 WCI2 VCI4 vCI3 vCIi vCli VCI2 vCI2 Figura 6 Exemplo de funcionamento em conjunto de VP eVC 1 4 2 Caminhos Virtuais Denomina se uma conex o de caminho virtual ATM VP Virtual Path um conjunto de VCCs que s o comutadas em conjunto Cada canal virtual associado a um caminho virtual M ltiplos canais virtuais podem ser associados com um mesmo caminho virtual Um caminho virtual est apoiado sobre um enlace de caminho virtual VPL Virtual Path Link Um VPL um caminho virtual entre dois pontos Uma conex o de caminho virtual VPC Virtual Path Connection a concatena o de um ou mais VPLs Os conceitos de caminho virtual e conex o virtual oferecem um mecanismo flex vel e robusto para o estabelecimento e o chaveamento de conex es dentro de uma rede ATM
45. recursos da rede O mecanismo usado para for ar os par metros de qualidade de servi o baseado em parte num algoritimo especifico o GCRA Generic Ceel Rate Algorithm que funciona verificando todas as c lulas para conferir se elas adptam aos par metros de seu circuito virtual que s o dois no primeiro par metro ele especifica a taxa de chegada m xima permitida PCR e a varia o toler vel CDVT A rec proca de PCR T 1 PCR o tempo de interchegada de c lula m nimo No caso m ximo chega apenas uma c lula a cada 10 milisegundos s h problemas quando os transmissores tendem a se precipitar fazendo com que uma c lula chegue antes por m ela aceita m s a chegada da pr xima c lula continua a ser esperada 2 5 9 Qualidade de Servi o na Camada ATM A Qualidade de Servi o tamb m uma quest o muito importante para redes ATM Quando se estabelece um circuito virtual a camada de transporte geralmente jum processo na m quina host o cliente Je a camada de rede ATM exemplo o operador da rede concession ria de comunica o devem chegar um acordo quanto ao servi o Quando se trata de rede p blica este contrato pode ter aplica es legais um exemplo uma concession ria de comunica es concordar em n o perder mais de uma c lula por bilh o o departamento jur dico do cliente 55 poder ser acionado e entrar com processo solicitando indeniza o pelo desrespeito ao contrato que na maioria
46. rtual Channel Connection VCC O conceito de conex o com canal vitual semelhante ao tradicional conceito de conex o com circuto virtual Uma VCC formada pela concatena o de conex es virtuais estabelecidas nos v rios enlaces da rede da origem at o destino formando um caminho nico atrav s do qual as c lulas ser o encaminhadas Cada conex o virtual em um enlace de canal virtual Virtual Channel Link VCL 1 Para encaminhamento correto das c lulas pela rede at o destino usa se os comutadores Um comutador ou n de comuta o um dispositivo f sico formado por v rias portas associadas s linhas f sicas da rede e tem como fun o receber c lulas que chegam pela rede por meio das portas de entrada e retransmiti las para a rede atrav s de suas portas de sa da mantendo a ordem das c lulas em cada conex o Para que cada n possa efetuar a comuta o necess rio que ele seja informado sobre as rotas das c lulas As primeiras vers es de comutadores ATM utilizavam conex es virtuais permanentes PVC Permanent Virtual Connections para o estabelecimento de conex es Uma PVC uma conex o estabelecida por algum mecanismo externo tipicamente uma opera o de gerenciamento 35 da rede onde um conjunto de comutadores s o programados com os valores apropriados de VPI Virtual Path Identifier e VCI Virtual Channel Identifier Al m disso PVCs sempre requerem alguma configura o manual para serem estabelecido
47. s tornando os algumas vezes complicados para o uso Com o passar do tempo as novas vers es de comutadores come aram a utilizar conex es virtuais comutadas SVC Switched Virtual Connections Uma SVC uma conex o que estabelecida automaticamente atrav s de um protocolo de sinaliza o SVCs n o necessitam da intera o manual necess ria para estabelecer PVCs tornando os mais simples e al m disso as conex es s o din micas o que os tornar largamente utilizados em comutadores ATM 1 As conex es podem ser classificadas da forma que s o estabelecidas e n meros de usu rios finais ATM envolvidos na transmiss o tamb m existem dois tipos fundamentais de conex es ATM Como mostra a Figura 5 as conex es Ponto a Ponto Point to point connections Conecta apenas dois usu rios finais ATM e podem ser unidirecionais ou bidirecionais e as conex es Ponto para Multiponto Point to multipoint connections Conecta um usu rio final ATM fonte n raiz com m ltiplos usu rios finais ATM de destino n s folhas 6 36 Chaveador ATM TH Usu rio Final ATM Usu rio Final ATM Ponto a ponto Unidirecional Bidirecional Usu rio Final ATM Chaveador ATM D i IAEA N F Final ATM Ponto para multiponto Unidirecional Usu rio Final ATM Figura 5 Conex es ATM ponto a ponto e ponto para multiponto 6 4 1 Conex es Virtuais Conex o virtual trata se de um canal l gico ent
48. sta fisco Figura 8 Opera o de um chaveador ATM ponto de vista f sico 1 Porta 1 7 Porta 2 Switch vC2 vP3 C1 EM E ppa ppa CI vC2 L C1 Fonto de vista l gico Figura 9 Opera o de um chaveador ATM ponto de vista l gico 1 Como o processamento para a comuta o das c lulas efetuado em hardware pelos controladores de entrada CEs elemento comutador e controladores de sa da CSs O Processador de controle utilizado apenas para fun es de controle como estabelecimento e libera o de conex es atualiza o das tabelas de VPI e VCI manuten o e gerenciamento 40 Processador de controle CS gt CS gt Figura 10 Opera o de um chaveador ATM Estrutura geral de um n de comuta o 1 4 4 Interfaces ATM O ATM fundamentalmente uma tecnologia de comuta o de pacotes e n o uma tecnologia de comuta o de circuitos embora possa emular bem a comuta o de circuito Je grande parte da experi ncia acumulada at hoje em rela o a engenharia de comuta o de circuitos se tornar obsoleta por esta mudan a Passa se da comuta o de circuito para a comuta o de pacotes com isto B ISDN n o pode usar par tran ado em dist ncias significativas o que significa que a introdu o dessa tecnologia exigir a retirada da maioria dos loops locais e a coloca o de fibras ticas ou pares tran ados de categoria 5 al m disso os comutadores por divis o do t
49. te SN N mero de sequ ncia para detectar c lulas perdidas l 3 3 l 47 Figura 12 Formato da C lula AALI para Bit n o P 2 SNP soma de verifica o do SN para detec o de erros Paridade 1 bit de paridade referente ao byte do cabe alho Informa o 47 bytes C lulas do tipo P usadas para reservar as fronteiras entre as mensagens Cabe alho lbyte SN N mero de sequ ncia para detectar c lulas perdidas SNP soma de verifica o do SN para detec o de erros Paridade 1 bit de paridade par referente ao byte do cabe alho Pointer informa o deslocamento do in cio da pr xima mensagem assim somente usado nas c lulas de n mero de seqii ncia par A Figura 13 detalha o formato da c lula para Bit P Informa o 46 bytes 1 3 3 a Je femea e Figura 13 Formato da C lula AAL1 para Bit P 2 5 3 AAL Tipo 2 O objetivo da AAL 2 efetuar os procedimentos necess rios para fornecer servi os da classe B isto transfer ncia de unidades de dados a taxa vari vel VBR Variable Bit Rate 48 sincronismo entre origem e destino e indica o de informa es perdidas ou com erros n o recuper veis pela AAL 2 As mesmas fun es oferecidas pela AAL 1 s o fornecidas pela AAL 2 Atualmente ainda n o existem recomenda es do ITU T sobre a opera o da AAL 2 o maior desafio definir os mecanismos de sincroniza o 1 5 4 AAL 3 4 Efetua os procedimento necess rios para fornecer servi

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