ATM

ATM
➠ Concepts de Base
( Définition ? Objectifs ? Cellules ? Connexion ?
Modèle ? Trafic ? )
➠ LAN Emulation
➠ IP Over ATM
(Classical IP)
➠ MPOA
ATM (1/40)
© André Aoun-1999
Concepts de base
➠ " Contrary to common misconceptions, ATM
is a very complex technology, perhabs the
most complex ever developped by the
networking
)
networking industry " - Anthony Alles (CISCO)
(
➠ " ATM c'est vraiment X25 revu et corrigé
pour paraître moderne. Ceux qui
pronostiquent que demain ATM rasera gratis
sont les mêmes qui annonçaient hier la
conversion du monde entier à OSI " - Christian
Huitema (IAB - Directeur de recherche à
l'INRIA)
ATM (2/40)
© André Aoun-1999
Qu’est
Qu’est-ce qu’ATM ?
➠ Asynchronous Transfer Mode
➠ Standard de Télécommunications proposé
par l’ITU
pour le RNIS Large bande (BISDN)
)
l’
(
➠ Amélioration de la Commutation de
Paquets
➠ Evolution de la Commutation de Circuits:
Complément au standard STM
➠ Réseau Point à Point et structure en étoile
ATM (3/40)
© André Aoun-1999
Quels sont les Objectifs
Objectifs ?
➠ Véhiculer tout type d ’information (voix,
image, vidéo, données)
➠ Offrir des HautsHauts-Débits en utilisant les
standards de couches physiques existants:
Fibre optique (SONET, SDH), paire
torsadée
➠ Offrir une Qualité de Service adaptée aux
différents types de trafic : Classes de Services
➠ Etre utilisé aussi bien sur des WAN que
des LAN ou des MAN
➠ Offrir un service de SVC et de PVC
ATM (4/40)
© André Aoun-1999
Pourquoi des Cellules ?
➠ Cellule=paquet de petite taille fixe
➠ L ’implémentation hardware est facilitée
➠ Allocation et garantie de Bande Passante
plus aisée
➠ Optimisation du temps de transmission
(effet pipepipe-line du Store & Forward plus
efficace) supportant mieux les services temps
réels
➠ Lors d ’abandon de cellules (résolution de
la congestion), il n’y
n’y a pas de perte
considérable de données.
ATM (5/40)
© André Aoun-1999
Comment ATM
ATM met en oeuvre
une connexion ? (1/3)
(1/3)
➠ Inspiré de la Commutation de Paquets
offrant un service Circuit Virtuel mais avec
des cellules (tailles réduites et fixes)
➠ Trois Phases:
- Etablissement de la connexion;
- Transfert de données à travers le
Canal Virtuel établi;
- Libération de la Connexion;
ATM (6/40)
© André Aoun-1999
Comment ATM
ATM met en oeuvre
une connexion ? (2/3)
(2/3)
➠ Chaque connexion est identifiée par un
VPI/VCI (Virtual Path / Virtual Channel Identifier)
ATM (7/40)
© André Aoun-1999
Comment ATM
ATM met en oeuvre
une connexion ? (3/3)
(3/3)
➠ Deux types d’équipements:
- Commutateur ATM (gestion VPI/VCI))
- Brasseur (gestion VPI))
ATM (8/40)
© André Aoun-1999
Quel est le Modèle
Modèle ATM (1/2) ?
ATM (9/40)
© André Aoun-1999
Q
uel est le Modèle
Quel
Modèle ATM (2/2) ?
CS
SAR
AAL
Génération/Extraction d’en-tête de cellule
Routage basé sur VPI / VCI
Multiplexage/Démultiplexage de cellule
ATM
TC
Découplage de débit de cellules
Génération/Vérification d’HEC
Cadrage de la cellule
Adaptation des trames
Génération/Récupération des trames
PM
Synchronisation des bits
Support physique
Physique
ATM (10/40)
Convergence
Segmentation et Réassemblage
© André Aoun-1999
Couche Physique (1/2)
➠ ITU (CCITT)) SDH
- STM
STM--1 (155 Mbps)
- STMSTM-4 (622 Mbps)
- STMSTM-16 (2,5 Gbps)]
➠ ANSI//Bellcore SONET
- OC
OC--3 (155 Mbps)
- OCOC-12 (622 Mbps)
- OCOC-48 (2,5 Gbps)
ATM (11/40)
© André Aoun-1999
Couche Physique (2/2)
➠ ATM Forum
-
SONET OCOC-3c (155 Mbps)
Multimode Fiber (155 Mbps)
Multimode Fiber (100 Mbps)
UTPUTP-3 (51 Mbps)
DSDS-1 (1,544 Mbps)
DSDS-3 (45 Mbps)
E-1 (2 Mbps)
E-3 (34 Mbps)
➠ ATM 25 Consortium (soutenu par I
IBM)
BM)
- UTPUTP-3 (25 Mbps)
ATM (12/40)
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Quel est le format
format de la cellule ?
➠ La Cellule ATM a une taille de 53 octets
GFC
VPI
VPI
VCI
VCI
VCI
PT CLP
HEC
Payload
Charge Utile
(Information)
48 octets
ATM (13/40)
GFC: Generic Flow Control
VPI: Virtual Path Identifier
VCI: Virtual Channel Identifier
PT: Payload Type
CLP: Cell Loss Priority
HEC: Header Error Check
(Contrôle uniquement l ’entête et
rajouté par une sous-couche du
niveau physique: TC (Transmission
Convergence)
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Applications et Services
➠ Applications = Besoins de communication
➠ Quatre Classes d ’Applications (ITU-T)
)
(
➠ Adaptation à ATM = AAL
➠ Types de Trafic = Classes de Services
➠ Quatre Classes d e Services (ATM
Forum))
(
➠ Paramètres caractéristiques
ATM (14/40)
© André Aoun-1999
Classes d ’Applications
Classe A Classe B Classe C Classe D
Synchro Emetteur/Récepteur
Oui
Non
Débit
Constant
Variable
Mode Connecté
Oui
Non
➠ Exemples d ’Applications:
-
Classe
Classe
Classe
Classe
ATM (15/40)
A: Voix, émulation de circuit...
B: Vidéo à débit variable...
C: Données en mode connecté
D: Données en mode sans connexion
© André Aoun-1999
A quoi sert AAL ?
➠ AAL (CS(CS-Convergence Sublayer) adapte
les données de l ’application aux réseau.
Quatre types d ’AAL:
- AAL1: Classe A;
- AAL2: Classe B;
- AAL3/4: Classes C/D (Transport
sécurisé de données)
- AAL5: Classe D = AAL3/4 simplifiée
SEAL (Simple and Efficient Adaptation Layer)
Transport de données avec le minimum
d ’overhead - proposée par AT
ATM
M Forum.
ATM (16/40)
© André Aoun-1999
Classes de Service (1/4)
(1/4)
➠ Application = Type de trafic et
Qualité de Service
➠ CBR (Constant - Continous -
Bit Rate)
Application avec un flux constant de données
(ex. téléphonie)
Bande passante réservée;
Temps de latence fixe;
➠ ABR (Available Bit Rate)
Application utilisant autant de bande passante
que disponible de type « Best Effort » (ex.
Transfert de fichiers TCP))
Aucune garantie BP, temps de latence...
ATM (17/40)
© André Aoun-1999
Classes de Service (2/4)
➠VBR (Variable Bit Rate)
Application ayant un flux variable (ex. vidéo
comprimée à débit variable);
Certaines garanties sur la bande passante,
temps de latence;
VBRVBR-RT (Real Time)
VBRVBR-NRT (Non Real Time)
➠UBR (Unspecified Bit Rate)
Application pouvant envoyer un flux variable
jusqu ’à un débit maximum;
Aucune garantie; Send and Pray;
ATM (18/40)
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Classes de Service (3/4)
➠ Paramètres de trafic:
-
Peak Cell Rate (PCR)
Sustainable Cell Rate (SCR)
Maximum Burst Size (MBS)
Minimum Cell Rate (MCR)
➠ Paramètres de qualité de services:
- PeakPeak-toto-peak Cell Delay Variation (CDV)
- Maximum Cell Transfer Delay (MCTD)
- Cell Loss Ratio (CLR)
➠ Ensemble des valeurs des paramètres =
Descripteur de Trafic Source
ATM (19/40)
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Classes de Service (4/4)
Classes de Description
Service
du trafic
Contrôle
de flux
Garanties
Perte Variation Bande
minimale délai
passante
CBR
PCR
PCR, SCR,
MBS
PCR, SCR,
VBR-NRT
MBS
PCR, MCR+
ABR
Paramètres
VBR-RT
UBR
ATM (20/40)
(PCR)
Oui
Oui
Oui
Non
Oui
Oui
Oui
Non
Oui
Non
Oui
Non
Oui
Non
Oui
Oui
Non
Non
Non
Non
© André Aoun-1999
Quelles sont
sont les interfaces ?
➠ L’Utilisateur accède au réseau ATM à
travers l’interface UNI (User Network
Interface) et écoule les données en
respectant le contrat de service négocié au
début de la connexion.
➠ Entre les commutateurs ATM,, une
interface NNI (Network(Network-Network Interface)
a été normalisée.
ATM (21/40)
© André Aoun-1999
Comment gérer le trafic (1/3) ?
CAC (Connection Admission Control)
UPC (Usage Parameter Control)
Cell Discard
Traffic Shaping
EFCN (Explicit Forward Congestion Notification)
Resource Management using Virtual Paths
Frame Discard
GFC (Generic Flow Control)
Feedback Control
ATM (22/40)
© André Aoun-1999
Comment gérer le trafic (2/3)
(2/3) ?
➠ Admission dans le Réseau (CAC):
Une connexion est acceptée si:
- les ressources peuvent être allouées en
respectant la classe de service;
- la QOS offerte aux connexions existantes ne
sera pas dégradée;
➠ Lissage du Trafic («Traffic Shaping»):
C ’est un mécanisme mis en oeuvre chez le
client avant l ’accès au réseau qui modifie les
caractéristiques du trafic pour respecter le
contrat;
ATM (23/40)
© André Aoun-1999
Comment gérer le trafic (3/3) ?
➠ Contrôle du trafic des usagers
(UPC):
C ’est un mécanisme, appelé «policing»,
permettant de vérifier au niveau du
commutateur si le flot de cellules est en
conformité avec le contrat de trafic. Trois
actions peuvent être générées:
- Cell Passing si le trafic est conforme;
- Cell Tagging s’il n ’y a pas conformité et si
le réseau n ’est pas trop chargé;
- Cell Discarding dans les autres cas
ATM (24/40)
© André Aoun-1999
Signalisation
➠ Mise en relation des utilisateurs dans le
cadre des SVC;
➠ Issu du RNIS;;
➠ Définission des procédures pour:
- Etablir une connexion;
- Libérer une Connexion;
- Demander une QOS;
➠ Définission de
l ’adressage
➠ Utilisation d’un canal virtuel: VPI=0, VCI=5
ATM (25/40)
© André Aoun-1999
Comment d
déployer
éployer
dé
ployer ATM ?
➠ Quatre Axes de déploiement d ’ATM::
-
Connexion des stations de travail;
Backbone de réseau local;
Accès au réseau étendu;
Transport sur réseau étendu;
➠ En protégeant les investissements
matériels et logiciels réalisés
ATM (26/40)
© André Aoun-1999
LAN Emulation
Emulation
➠ Permettre à un réseau ATM de se
comporter comme un LAN (IEEE)
) et ainsi
(
Permettre aux services offerts sur un LAN de
l ’être aussi sur un ATM. (ATM Forum 1995)
➠ Il faut pallier à certaines différences:
- LAN orienté sans connexion;
- LAN permet le Broadcast;
- Adresse MAC d ’un LAN affecté par
le constructeur;
➠ Introduction d ’une «entité émulation LAN»
ATM (27/40)
© André Aoun-1999
LAN Emulation
Qu ’est-ce qu ’un ELAN ?
➠ ELAN (Emulated LAN) =
Réseau Virtuel Ethernet ou Token Rin
Ring
g
➠ Caractéristiques du Réseau émulé
conservés (adresses MAC, Broadcast...)
➠ LAN émulé Ethernet ne connaît pas de
problème de collision
➠ Réseau ATM = Un ou plusieurs ELAN
➠ LUNI (LAN emulation
ATM (28/40)
User to
Network Interface)
© André Aoun-1999
LAN Emulation
Quelles sont les composants
composants ?
➠ Modèle Client/Serveur
➠ LEC (LAN Emulation Client)
➠ LES (LAN Emulation Server)
➠ BUS (Broadcast and Unkown Server)
➠ LECS (LAN Emulation Configuration
Server)
ATM (29/40)
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LAN Emulation
Caractéristiques
➠ Deux LEC échangent des données grâce
aux LECS et LES
➠ Un LEC échange avec un terminal Ethernet
connecté à un Edge Device client du même
ELAN
➠ Le BUS permet le Broadcast
➠ Un routeur est nécessaire pour
communiquer entre deux ELAN
ATM (30/40)
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LAN Emulation
Comment s ’effectue un transfert
/ ?
ATM (31/40)
© André Aoun-1999
sur
➠ Transmission des datagrammes IP et ARP
(ATMARP)) sur un réseau ATM..
➠ Transmission sur AAL5
➠ Encapsulation LLC/SNAP
➠Résolution d’adresse effectué à l’intérieur
d ’un LIS (Logical IP Subnet).
➠ Introduction d ’un serveur ATMARP
➠ Fonctionnement distinct entre SVC et PVC
ATM (32/40)
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IP sur ATM
Qu ’est-ce qu ’un
?
➠ Tous les membres ont la même adresse
réseau et le même masque d ’adresse
➠ Tous les membres sont directement
connectés au réseau ATM
➠ Tous les membres à l ’extérieur d ’un LIS
sont accessibles par un routeur qui appartient
à différents LIS
➠ Tous les membres doivent avoir ATMARP et
InATMARP lorsqu ’ils utilisent les SVCs
➠ Tous les membres doivent avoir InATMARP
lorsqu ’ils utilisent les PVCs
ATM (33/40)
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IP sur ATM
Comment fonctionne
?
➠ ATM ne permet pas la diffusion d ’où la
mise en place d ’un serveur ATMARP
➠ Le serveur ATMARP a la charge de
résoudre les adresses IP/ATM
➠ Chaque ordinateur du LIS est configuré
pour atteindre le serveur
➠Toute station connaissant l ’adresse IP
d ’une autre station s ’adresse d ’abord au
serveur ATMARP pour connaître son adresse
ATM
➠ Il y a toujours une réponse du serveur
ATM (34/40)
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Limitations de
et
d’ /
(1/2)
➠ Pourquoi émuler un LAN et non pas
utiliser un LAN ?
➠ Pas de Multicast dans le Classical IP
➠ Broadcast = surcharge
➠ QOS d ’ATM non utilisée
➠ Investissement important pour
l ’administration
ATM (35/40)
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Limitations de
et
d’ /
(2/2)
➠ Limitation majeure du LANE et d ’IP/ATM =
Routeur pour interconnecter des ELAN ou LIS:
goulot d ’étranglement.
D ’autres solutions ont été proposées pour une
meilleure intégration de la fonction Routage:
- MPOA (MultiProtocol Over ATM)
- Architectures constructeurs
* IP Switching d’Ipsilon
* Tag Switching de Cisco
* FAST IP de 3Com
ATM (36/40)
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MPOA
MPOA (1/4)
➠ Qu’estQu’est-ce qu’un routeur ?
ATM (37/40)
MultiProtocol
Over ATM
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MPOA (2/4)
➠ MPOA permet la communication entre deux
ELAN distincts; Intégration de routage de
niveau 3 et commutation de niveau 2;
➠Modèle du Routeur Virtuel:
- Les sources de trafic ((Host
Host ATM ou
edge device (commutateurs) contenant les
processus clients MPOA (MPC) et jouant le
rôle des cartes d ’interface d ’un routeur virtuel.
- Le routeur (raccordé à ATM) offrant les
services MPOA (MPS): Route Server et
jouant le rôle d ’un processeur de routage;
- le réseau ATM jouant le rôle de fond de
panier du routeur virtuel
ATM (38/40)
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MPOA (3/4)
➠ Supporte les communications dans les
soussous--réseaux
sous-réseaux et entre les sous
- Si les stations appartiennent au même
ELAN, la couche
couche LAN Emulation résoud
l ’adresse;
- Si les stations n ’appartiennent pas au
même ELAN, le serveur MPOA s ’adresse
au routeur qui lui est associé;
CeluiCelui-ci va envoyer une requête NHRP
(Next Hop Routing Protocol) au routeur voisin
pour échanger les informations de routage. La
réponse donne l ’adresse A
ATM
TM de la
destination ou du dernier élément ATM.
ATM (39/40)
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MPOA (4/4)
➠ Ainsi, le client demande au serveur
l ’adresse ATM de la station distante pour
établir un chemin direct en ATM.
➠ Le serveur de routes fournit le service de
résolution
➠ Les paquets suivants seront découpés en
cellules et ne passeront pas par le routeur
mais emprunteront le circuit virtuel établi.
ATM (40/40)
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