Integração e Qualidade de Serviço – QoSIntegração e Qualidade de Serviço – QoSIP, Frame-Relay e ATMIP, Frame-Relay e ATM

Edgard Jamhour

Sinalização nas InterfacesSinalização nas Interfaces• Os protocolos de sinalização do ATM são definidos para

cada uma dos quatro tipos de interfaces:– UNI Privada, NNI Privada, UNI Pública, NNI Pública

Versões de ProtocoloVersões de Protocolo• Os protocolos também divergem se a interface é pública ou privada.• Versão atual:

– UNI 3.1, UNI 4.0, definida pelo ATM Forum– P-NNI (Private NNI), Phase 1, definida pelo ATM Forum

• Protocolo de sinalização• Protocolo de roteamento

Canal de SinalizaçãoCanal de Sinalização• Toda a sinalização no ATM é transportada no canal PVC

(Permanet Virtual Circuit) VPI=0, VCI=5.

ILMI: Interim Local Management InterfaceILMI: Interim Local Management Interface• ILMI é um protocolo de gerenciamente para o ATM

– Implementado na UNI e na NNI– Existe em todos os dispositivos de uma rede ATM (switches e

dispositivos terminais)– É baseado no protocolo de gerenciamento SNMP (foi definida

uma MIB para ILMI)

• ILMI utiliza um circuito virtual definido: – VPI=0, VCI=16.

• O protocolo ILMI permite a nós adjacentes:– determinarem várias características do outro nó

• tipo de protocolo de sinalização– opções de autoconfiguração

• como endereçamento.

Endereços ATMEndereços ATM• Endereços ATM podem ser configurados

automaticamente a partir dos endereços MAC dos computadores.

• Esse mecanismo é implementado através do ILMI. Ao ser inicializado o nó

Endereços ATMEndereços ATM

• Baseado em 3 componentes:– Authority and Format Identifier (AFI)

• Identifica o tipo de endereço e a autoridade– Initial Domain Identifier (IDI):

• Identifica a autoridade que gerencia o endereço

– Domain Specific Part (DSP): • Contém informaçãoes de roteamento

– End System Identifier (ESI): • Identifica o Host

QoS no ATMQoS no ATM

• P-NNI topology state packets (PTSP), – Permite monitorar o estado de um enlace ATM– Um switch ATM pode conhecer o estado de todos os

demais nós da rede e assim decidir se vale a pena encaminhar ou não uma requisição para ele.

• As métricas usadas para medir o estado do link são relativas: – Máxima taxa de transferência de célula– Variação de atraso máxima– Taxa de perda de células– Taxa sustentável de célula– Taxa de células disponíveis (ACR – Avaiable Cell

Rate)

Topologia HierárquicaTopologia Hierárquica• Para minimizar a troca de informações de QoS, as redes

ATM são organizadas em grupos: O grupo é identificado

pelos 12 bytes mais

significativos do endereço.

O lider é escolhido por eleição. Envia PTSP para os

outros grupos. A informação é passada de

maneira sumarizada (Aggregated

PTSP).

Os swiches se reconhecem através

de um discover protocol (Hello).

Eles sabem a que grupo pertencem pelo ID do seu

endereço.

Estabelecimento da ConexãoEstabelecimento da ConexãoDTL: Designated Transit List (DTL)Mensagem com a descrição da rota

SubNetwork ou Overlay ModelSubNetwork ou Overlay Model• O modelo de integração de ATM com outros protocolos é denominado

“Overlay Model”.– Neste modelo, o ATM funciona como um modelo independente dos protocolos

das camadas superiores.• Por esta razão, os dispositivos de rede executando ATM possuem dois

endereços:– Endereço de rede do protocolo de rede (IP)– Endereço ATM

Integração de ATM com outras RedesIntegração de ATM com outras Redes• Existem duas técnicas

para integrar redes ATM com outros protocolos, como IP ou IPx:– Método NATIVO:

• Utiliza métodos de resolução de endereços para mapear os endereços do protocolo (IP), em endereços ATM.

– LANE:• LAN Emulation

LANE: LAN EmulationLANE: LAN Emulation• Princípio:

– LANE faz com que a rede ATM pareça uma rede LAN convencional (Ethernet ou Token-Ring) para os protocolos das camadas superiores (IP).

• VANTAGEM:– As redes ATM tiram proveito dos mecanismos existentes de integração de

protocolos com redes do tipo Ethernet.

Equipamentos para LANEEquipamentos para LANE• A função básica do LAN é resolver endereços MAC em

endereços ATM.• Para isso, são utilizados dois tipos de equipamento.

• 1. Placas de Rede ATM– Transferem informações na forma de células, isto é, conectam-

se diretamente a um switch ATM.– Se apresentam para o sistema operacional como se fossem uma

placa de rede Ethernet (com endereço MAC).

• 2. Equipamentos Switch de Interconexão– Possuem portas ATM e Ethernet.– Permitem interconectar dispositivos Ethernet (como Switches

Ethernet) e Switches ATM.

LANELANE• Com LANE é possível interconectar, de maneira

transparente, equipamentos Ethernet e ATM.

ELAN – Emulated LANsELAN – Emulated LANs• Redes LANs ATM são denominadas ELANs

– Emulated LANs

Elementos da ELANElementos da ELAN

Elementos da LANEElementos da LANE

• LAN Emulation Client (LEC)– Interface ATM de um host ou outro dispositivo

(roteador, switch)• LAN Emulation Server (LES)

– Responsável por simular o funcionamento da LAN• Broadcast and Unknown Server (BUS)

– Simula broadcast e multicast para rede ATM• LAN Emulation Configuration Server (LECS)

– Responsável por controlar quais LECs pertencem a cada ELAN.

Protocolos de Modo NATIVOProtocolos de Modo NATIVO• LANE transporta todos os tráfegos num único circuito

virtual, por isso não suporta QoS.– Apenas os modos ABR e UBR são suportados.

• Os Protocolos de Modo Nativo são uma alternativa para permitir a utilização de redes ATM com tráfego do tipo VBR, com QoS garantida.

• Os principais protocolos que se integram ao ATM de modo nativo são:– IP over ATM– MHS– MPOA

IP over ATMIP over ATM• IP over ATM utiliza realiza várias comunicações no mesmo circuito

virtual, com ABR e UBR, mas utiliza um circuitos virtual para cada comunicação quando QoS é exigido (VBR).

• A adaptação do IP sobre o ATM é feita através da AAL5.

Resolução de EndereçosResolução de Endereços

Roteamento em IP sobre ATMRoteamento em IP sobre ATM• Circuitos virtuais são criados entre as interfaces ATM dos

roteadores.• Uma interface do roteador pode ter várias conexões

ATM.• Cada conexão ATM é facilmente identificada pelo

endereço IP do gateway de destino.• O roteamento é feito utilizando tabelas de roteamento IP

em modo convencional.• O mapeamento entre os endereços IP’s e os

identificadores de circuito virtual pode ser feito de duas formas:– Manualmente– Automaticamente: IP Clássico sobre ATM

Exemplo de Configuração ManualExemplo de Configuração Manual

• CONFIGURAÇÃO DE UMA PVC1.Criar a PVC (Obrigatório)2.Mapear o IP na PVC (Obrigatório)3.Definir o tipo de encapsulamento

AAL (Opcional)4.Configurar os parâmetros de

tráfego PVC (Opcional)

PASSOSPASSOS• 1. Criar um PVC

– Para criar a PVC deve atribuir-se um VPI/VCI a interface do roteador:

• pvc VPI/VCI• Exemplo: pvc 10/31

• 2. Mapear um endereço de protocolo ao PVC– Vários protocolos podem ser mapeados a uma única interface

ATM.• protocol protocol protocol-address• Exemplo: Protocol IP 10.1.2.3.

• 3. Configurar o Tipo de Encapsulamento AAL– O tipo de encapsulamento default num roteador CISCO é o

AAL5.– Encapsulation aal5-encap

PASSOSPASSOS• 4. Configurar os parâmetros de tráfego PVC

– abr output-pcr output-mcr • Available Bit Rate (ABR). • PCR: taxa de pico e MCR: taxa mínima.

– ubr output-pcr • Unspecified Bit Rate (UBR).

– ubr+ output-pcr output-mcr • UBR com taxa máxima e mínima.

– vbr-nrt output-pcr output-scr output-mbs • Variable Bit Rate-Non Real Time (VBR-NRT) QOS.

– vbr-rt peak-rate average-rate burst • Configure the real-time Variable Bit Rate (VBR).

– atm abr rate-factor [ rate-increase-factor][rate-decrease-factor]• Indica como a interface responde aos comandos de controle de

congestionamento (valor default 1/16).

IP Clássico Sobre ATMIP Clássico Sobre ATM• IP Clássico Sobre ATM

– Permite a resolução automática de endereços IP em circuitos virutais.– Definido pela RFC 1577

• É Baseado no Conceito de LIS: – Logical IP Subnet– Uma LIS é uma rede IP ligada a um circuito virtual ATM, isto é, uma

rede LOCAL IP ligada a um roteador com interface ATM.• LIS define um dispositivo denominado ATMARP server

– Todos os elementos de uma LIS são configurados com o endereço ATM do ARPServer.

– Ao ser inicializado o elemento da LIS (cliente) faz uma conexão com o ARPServer.

– ARPServer responde, enviando ao cliente uma requisição Inverse ARP para o novo cliente e armazena seu IP e endereço ATM numa tabela interna.

– Para descobrir o endereço ATM de outro computador da rede, todos os computadores enviam uma requisição ARPRequest para o LIS.

IP Clássico Sobre ATMIP Clássico Sobre ATM

Limitação: Dois dispositivos pertences a LIS diferentes sempre se comunicam através de roteadores, mesmo que estejam ligados a

mesma rede ATM.

IP Clássico sobre ATMIP Clássico sobre ATM

SWITCHATM

Roteador

ServidorARP

ServidorARP

TE

TE

TE

TE

TE

TE

LIS 1 LIS 2

NHRPNHRP• IP clássico sobre ATM é destinado a redes pequenas, pois sua capacidade

de resolver endereços é limitada.• O IETF definiu um outro protocolo denominado NHRP

– Next Hop Resolution Protocol • No lugar dos ARP Servers, NHRP usa a noção de NHRP server (NHS).

– Cada NHS mantém informações de roteamento ("next-hop resolution“), com o mapeamento de IP para ATM de todos os nós alcançáveis.

Os NHS se comunicam

Para permitir a resolução de endereços

Em redes muito maiores.

Protocolo de roteamentointerdomínio

MPOA – Multiprotocol Over ATMMPOA – Multiprotocol Over ATM• Definido pelo ATM Forum em conjunto com o IETF

– MPOA funciona como um roteador virtual.• Permite integrar os conceitos de:

– LANE (IP Clássico) (comunicação na Subnet)– NHRP (Comunicação entre Subnets)

SwitchCamad

a3

IP e ATM