ATM-informatique

ATM et réseaux informatiques
●
ATM comme réseau informatique
1) Connecter directement des postes
informatiques
=> ATM natif (« socket ATM »)
profite de la QoS ATM
ré-écriture applications ?
Compatibilité avec l'existant ?
=> peu réaliste dans un premier temps
RHD 2009 ATM-data
1
ATM et réseaux informatiques (2)
2) Interconnecter des réseaux
informatiques (« legacy network »)
●
Hôtes, LAN, WAN ,...
●
Transporter protocoles connus (Ethernet, IP)
●
Réutilisation applications
●
Interconnexion avec réseaux existants
●
Utilisation fine QoS difficile
–
interface non prévue à travers Ethernet ou IP
RHD 2009 ATM-data
2
ATM et réseaux informatiques (3)
●
Deux types de solutions pour 2)
●
Transport de IP sur ATM
–
●
Transport de LAN (Ethernet) sur ATM
–
●
CLIP (classical IP over ATM) (NHRP, MPOA)
Emulation de LAN : LANE
Points communs
–
Utilisation de AAL5
–
Peu de QoS
–
Difficulté commune
: pas de broadcast ATM
RHD 2009 ATM-data
3
Encapsulation des paquets
●
Au dessus d'AAL5
●
Défini RFC1483 (remplacé par RFC2684)
–
Deux méthodes définies
1) Multiplexage de CV
●
Un seul protocole (Ipv4, Ipv6, ethernet, ...)
transporté par CV
●
Protocole connu implicitement
●
=> codage direct du paquet dans AAL5
●
=> moins d'overhead
●
=> plus de CV si plusieurs protocoles
RHD 2009 ATM-data
4
Encapsulation des paquets (2)
–
2) encapsulation LLC
●
Plusieurs protocoles => un seul CV
●
Démultiplexage à l'arrivée grâce à LLC/SNAP
●
Rappel LLC/SNAP
●
Champ LLC 3 octets DSAP, SSAP, Cmde
–
●
Champ SNAP 5 octets autorité (3), proto (2)
–
●
Dans ce cas en hexa : AA AA 03
Pour IP autorité = 00 00 00 proto 08 00
Paquet minimal TCP/IP : 40 octets
–
–
–
+ LLC SNAP 8 octets
+ entête AAL5 8 octets => plus de 48 octets
=> fragmentation en 2 cellules
RHD 2009 ATM-data
5
Encapsulation des paquets (3)
–
Encapsulation LLC pour trames ethernet
●
LLC = AA AA 03
●
SNAP autorité 00 80 C2 (IEEE 802)
–
–
●
Proto 00 01 (si FCS) ou 00 07 (sans FCS)
Autorité différente pour LANE
La trame ethernet suit
–
–
sans préambule
Avec FCS si proto 00 01
RHD 2009 ATM-data
6
Exemple encapsulation
●
Paquet TCP/IP minimal
●
Multiplexage VC
IP(20) TCP(20) 0(2) Longueur(2) CRC(4)
●
●
Total 48 : 1 cellule
LLC
LLC(3) SNAP(5) IP(20) TCP(20) Pad(40) 0(2) Lg(2) CRC(4)
|
cellule 1
●
|
cellule 2
|
Total 96 octets : 2 cellules
RHD 2009 ATM-data
7
IP sur ATM
●
Encapsulation des paquets IP : RFC2684
●
Etablissement des CV ?
●
Première solution
–
PVC (établi par config. manuelle)
–
Vu comme un lien point à point
–
Config. manuelle des adresses IP
–
Possible pour backbone ATM
●
Connectant quelques routeurs
●
Peu dynamique et extensible
RHD 2009 ATM-data
8
IP sur backbone ATM et PVC
Routage
IP
Routage
IP
Eth ATM
ATM Eth
Eth
Eth
Backbone ATM
Routage
IP
Routage
IP
Eth ATM
ATM Eth
Eth
Eth
RHD 2009 ATM-data
9
Etablissement des CV
●
Etablissement dynamique
–
Réseau ATM vu comme un réseau
●
À accès multiple
–
–
Plusieurs noeuds vus par la même interface
●
Sans broadcast
●
= réseau NBMA (Non Broadcast Multiple Access)
Etablir CV vers @IP x
●
=> connaître adresse ATM de x
●
Résolution dynamique d'adresse
RHD 2009 ATM-data
10
IP sur ATM : RFC 1577
●
RFC1577 : Classical IP and ARP over ATM
–
Mis à jour dans RFC2225
–
Notion de LIS (Logical IP Subnet)
●
Ensemble d'interfaces IP sur ATM
–
–
–
–
Connectées au même réseau ATM
Adresses IP forment un subnet IP
MTU par défaut 9180 octets
Envoyer paquet @IPA à @IPB
● Nécessite CV ATM entre @ATMA et @ATMB
● => nécessite connaître @ATMB
● => ATMARP server
RHD 2009 ATM-data
11
ARP
●
ARP Address Resolution Protocol
–
RFC826 (et RARP RFC 903)
–
Prévu pour correspondance
●
Adresse « physique » <=> adresse réseau
–
–
Définir nouveau format physique :
●
–
Ethernet <=> IP
ATM
Pas de broadcast
●
Remplacer par serveur
RHD 2009 ATM-data
12
Serveur ATMARP
@IPA <-> @ATMA
ARPserver
@IPB <-> @ATMB
RARP_req(@ATMA)
RARP_resp(@ATMA,@IPA)
ARP_req(@IPB)
A
ARP_resp(@IPB,@ATMB)
Réseau ATM
B
1 A ouvre CV avec serveur
5 A a un paquet pour IPB
2 serveur apprend @IP A (RARP)
6 A envoie ARP(@IPB) serveur
7 serveur répond @ATMB
3 B ouvre CV avec serveur
8 A ouvre CV avec @ATMB
4 serveur apprend @IP B (RARP) RHD 2009
9 AATM-data
envoie paquet IP à B
13
ATMARP (2)
●
SVC maintenus temps limité
–
●
Déconnexion après délai sans trafic
entrées dans les caches Arp
–
Durée de 15' sur client
●
Si SVC ouvert avec distant (comm en cours)
–
–
ARP_request pour revalider entrée (sinon éliminée)
Durée de 20' sur serveur ATMARP
●
Si SVC encore ouvert avec client
–
RARP_request pour revalider (sinon supprimée)
RHD 2009 ATM-data
14
Routage et CLIP
●
routeur IP peut avoir
–
●
●
1 interface ATM et n interfaces LAN/WAN
●
Routage IP entre technologies différentes
●
Utilisation d'ATM comme Backbone
Grand nombre d'hôtes sur réseau ATM
–
Vulnérabilité ARP server
–
Très grand nombre de CV par hôte
=> possibilité plusieurs LIS
–
sur même réseau ATM
–
Routage entre LIS
RHD 2009 ATM-data
15
LIS multiples sans NHRP
●
Un seul réseau ATM/ +sieurs LIS
●
SAR dans les routeurs
H1
LIS1
LIS2
R1
LIS3
H2
R2
RHD 2009 ATM-data
16
LIS multiples et NHRP
●
Next Hop Resolution Protocol (RFC2332)
●
Déterminer l'adresse ATM
●
–
Du destinataire s'il est sur le même ATM
–
Du routeur de sortie (Next Hop) sinon
–
En présence de plusieurs LIS
Notion de NHS : Next Hop Server
–
Fonction de routage et de résolution
–
NHRP Resolution Request et Reply
●
Transmises saut par saut entre NHS
RHD 2009 ATM-data
17
LIS multiples avec NHRP
–
Un seul réseau ATM/ +sieurs LIS
–
CV données direct
H1
LIS1
LIS2
LIS3
H2
1 Request(H2) H1=>NHS1
2 Request(H2) NHS1=>NHS2
3 Reply(H2, @ATMH2)=>NHS1
4 Reply(H2,@ATMH2)=>H1
5 CV H1 - H2
NHS1
NHS2
RHD 2009 ATM-data
18
Exemple IP/ATM/DSL
PC
Modem/routeur
ADSL
IP
ETH
IP
ETH
Ethernet/
WiFi
BAS :
DSLAM
Digital Subscriber Line
Access Multiplexer
Broadband Access Server
Routeur
agrégation
IP
IP
PPPoA
PPPoA
AAL5
AAL5
IP
ATM
ATM
ATM
ATM
LL1
ADSL
ADSL
PHY
PHY
PHY1
Ligne ADSL
Réseau ATM FAI
RHD 2009 ATM-data
« internet »
19
Broadcast/multicast IP sur ATM
●
Pas de service broadcast sur ATM
●
Possibilité de CV point à multipoint
●
Multicast : Solution MARS
–
RFC2022
–
Multicast Address Resolution Server
–
Similaire à ATM ARP server
–
●
Adresse IP de groupe : classe D 224.0.0.0/4
●
Exemple 224.0.0.5 (tous routeurs OSPF du LAN)
Permet de connaître membres d'un groupe
RHD 2009 ATM-data
20
MARS
●
Deux modes de fonctionnement
●
Mode serveur MCS (multicast server)
–
Pour chaque groupe
●
Le MCS a un CV PàMP vers les récepteurs
●
Les émetteurs envoient par un CV PàP vers le MCS
–
Nécessite réassemblage/fragmentation sur
MCS
–
mais un seul CV PàMP à modifier
●
En cas d'adhésion/retrait
RHD 2009 ATM-data
21
MARS (2)
●
Mode VC mesh
–
Chaque émetteur crée un CV PàMP
●
Pour chaque groupe
●
Vers tous les récepteurs du groupe
●
Pas de surcharge d'un MCS
●
Mais en cas d'adhésion retrait dans un groupe
●
=> modifier N circuits PàMP
RHD 2009 ATM-data
22
LANE
●
LAN Emulation
–
–
Émuler un (des) LAN (ethernet, TR) sur ATM
●
ELAN (Emulated LAN)
●
Interconnecter (bridge) des LANs via un ELAN
Y compris multicast/broadcast
●
–
Gestion automatique des SVC
●
–
Émulation broadcast
auto-configuration/résolution d'adresses
Voir (153 pages)
http://www.mfaforum.org/ftp/pub/approved-specs/af-lane-0084.000.pdf
RHD 2009 ATM-data
23
Composants de LANE
●
●
Sur chaque interface (hôte, bridge)
–
Connectée à un ELAN
–
=> LEC Lan Emulation Client
–
Si +sieurs ELAN , +sieurs LEC
Sur serveurs connectés au réseau ATM
–
Serveurs d'émulation
●
LECS LAN Emulation Configuration Server (1 seul)
●
LES LAN Emulation Server (1 par ELAN)
●
BUS Broadcast and Unknown Server (1 par ELAN)
RHD 2009 ATM-data
24
LEC
●
Rôles
–
Autoconfiguration (avec LECS)
–
Etablir dynamiquement CV ATM
–
●
Avec autres LEC (grâce aux LES, BUS)
●
Nécessite correspondance @MAC <=> @ATM
Emettre trames vers LEC distant
●
Ou vers BUS si broadcast ou pas de CV vers
destinataire
–
Recevoir trame de LEC distant (ou de BUS)
–
Utilise AAL5 pour encapsuler trames
RHD 2009 ATM-data
25
LECS
●
LAN Emulation Configuration Server
–
Contient paramètres
●
Des différents ELAN
–
–
●
Identificateur
Adresses LES, BUS
Correspondance entre LEC et ELAN
–
Permet de centraliser la configuration
–
Autoconfiguration des LEC
–
Adresse ATM bien connue
●
Évite de configurer l'adresse du LECS dans chaque
LEC
RHD 2009 ATM-data
26
LES
●
LAN Emulation Server
–
Contrôle un ELAN
–
Permet résolution @ATM <=> @MAC
●
LANE ARP : concept similaire à ATM ARP
●
LES a une base de données (~ cache ARP)
●
LE_ARP_Request
–
●
LE_ARP_Response
–
–
Du demandeur au LES (puis évent. au demandé)
Réponse (du LES ou demandé)
Rem. @Mac peut être celle d'une station
●
Derrière un pont
ATM/LANE
RHD
2009 ATM-data <=> ethernet
27
Encapsulation des trames
●
2 méthodes : VC mux ou LLC SNAP
●
Transportée dans un PDU AAL5, sans FCS
●
VC mux
–
●
●
LE Header (2)
LLC SNAP
–
LLC (3) SNAP (5) ELAN-ID (4) LE-header (2)
–
LLC = AA AA 03
–
SNAP = 00 A0 3E (ATM Forum) Type (000C)
LE header : LECid
émetteur
ou 0
RHD 2009
ATM-data
28
Les CV utilisés
–
Data Unicast : entre 2 LEC PàP FD
–
Data Multicast Send
●
–
Data Multicast Forward
●
–
LEC à LECS PàP FD
Control Direct
●
–
Entre BUS et tous les LEC de l'ELAN PàMP
Configuration
●
–
Entre LEC et BUS PàP
LEC à LES PàP FD
Control Distribute
●
RHD 2009 ATM-data
LES vers tous les LEC de l'ELAN PàMP
29
Connexion LEC1
LECS
LES
BUS
LEC2
LEC1
Réseau ATM
LEC3
1 LEC1 connecte au LECS (Configuration) et se configure (adresse LES, ...)
2 LEC1 connecte au LES (Control Direct) obtient LECid
3 LES connecte LEC1 au Control Distribute
4 LEC1 connecte au BUS (Multicast Send et forward) (@BUS via LE_ARP)
RHD 2009 ATM-data
30
Connexion LEC2
LECS
LES
BUS
LEC2
LEC1
Réseau ATM
LEC3
1 LEC2 connecte au LECS (Configuration) et se configure (adresse LES, ...)
2 LEC2 connecte au LES (Control Direct) obtient LECid
3 LES connecte LEC1 au Control Distribute
4 LEC1 connecte au BUS (Multicast Send et forward) (@BUS via LE_ARP)
RHD 2009 ATM-data
31
Communication LEC1 LEC2
LECS
LES
BUS
LEC2
LEC1
Réseau ATM
LEC3
1 LEC1 envoie LE_ARP_Req (Mac LEC2) à LES (Control Direct)
1bis en attendant LEC1 broadcast trames à LEC2 via le BUS
2 si inconnu LES broadcast LE_ARP_Req(@Mac LEC2) sur Control Distribute
LEC2 répond par Control Direct
2bis LES envoie réponse à LEC1RHD
par2009
Control
Direct + MaJ cache
ATM-data
32
3 LEC1 établit CV avec LEC2 et envoie trames
Bridging
●
●
Un pont Ethernet – ATM
–
Une ou plusieurs interfaces ethernet
–
Un (ou plusieurs) LEC connecté à un ELAN
Doit répondre aux LE_ARP_Req(@Mac)
–
Pour les adresses Mac côté ethernet
●
●
Dans table de forwarding du bridge
Doit envoyer en broadcast (vers BUS)
–
Les trames vers adresses
inconnues/broadcast/multicast
–
RHD 2009 ATM-data
Envoyer LE_ARP_Req
si adresse inconnue
33
Bridging
Ethernet
LEC LANE
AAL5
ATM
PHY
RHD 2009 ATM-data
34
Bridging (suite)
●
Plusieurs ELAN sur réseau ATM
–
●
Analogue aux VLAN (à venir)
Possibilité bridger VLAN différents
–
Via des ELAN différents (1 LEC par VLAN)
–
En envoyant des trames taggées
●
un seul ELAN/LEC
RHD 2009 ATM-data
35