WAN: Frame Relay ATM - sj.ifsc.edu.brmsobral/RCO2/slides/aula13.pdf · Frame Relay Desenvolvido no...

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RCO2RCO2

WAN:WAN:Frame RelayFrame Relay

ATMATM

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WANWAN

WAN: Wide Area NetworkWAN: Wide Area Network Cobrem longas distânciasCobrem longas distâncias Conectividade provida por operadoras de serviço, cuja Conectividade provida por operadoras de serviço, cuja

infraestrutura é compartilhada pelos clientes; cobrança infraestrutura é compartilhada pelos clientes; cobrança por largura de banda e distânciapor largura de banda e distância

Milhares de pontos de conexão, que correspondem Milhares de pontos de conexão, que correspondem usualmente a LANsusualmente a LANs

Diferentes tipos de tráfego, como dados, voz e videoDiferentes tipos de tráfego, como dados, voz e video Largura de banda contratada com operadora (64 kbps Largura de banda contratada com operadora (64 kbps

até centenas de Mbps)até centenas de Mbps)

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WAN: Wide Area NetworkWAN: Wide Area Network Resiliência é crítica, pois falhas impactam muitos Resiliência é crítica, pois falhas impactam muitos

clientesclientes SLA (SLA (Service Level AgreementService Level Agreement) essencial, para garantir ) essencial, para garantir

o funcionamento de aplicações críticas dos clienteso funcionamento de aplicações críticas dos clientes Gerência muito complexa: milhares de clientes com Gerência muito complexa: milhares de clientes com

diferentes SLAs, e necessidade de manter custo baixodiferentes SLAs, e necessidade de manter custo baixo

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WAN: Wide Area NetworkWAN: Wide Area Network

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WANWAN

WAN: tendências das principais tecnologiasWAN: tendências das principais tecnologias

Crescimento do Crescimento do tráfego (EUA)tráfego (EUA)

MPLS e MPLS e MetroEthernet MetroEthernet em altaem alta

ATM e Frame ATM e Frame Relay caindoRelay caindo

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Comutação de circuitos virtuaisComutação de circuitos virtuais Abordagem usada por Frame Relay, ATM e MPLSAbordagem usada por Frame Relay, ATM e MPLS Circuitos emulados sobre uma rede de transporteCircuitos emulados sobre uma rede de transporte Rede de transporte compartilhada por muitos circuitos Rede de transporte compartilhada por muitos circuitos

virtuaisvirtuais Orientada a conexão: circuitos estabelecidos entre as Orientada a conexão: circuitos estabelecidos entre as

pontas finais antes de serem usadospontas finais antes de serem usados

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Comutação de circuitos virtuais (VC)Comutação de circuitos virtuais (VC) VC possui um identificador de circuito virtual (VCI)VC possui um identificador de circuito virtual (VCI) Escopo do VCI: entre dos nós que se comunicamEscopo do VCI: entre dos nós que se comunicam Quadro que chega a um nó de comutação possui um Quadro que chega a um nó de comutação possui um

VCI definido pelo nó que o enviouVCI definido pelo nó que o enviou Ao ser encaminhado pelo nó de comutação, VCI é Ao ser encaminhado pelo nó de comutação, VCI é

outrooutro

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Comutação de circuitos virtuais (VC)Comutação de circuitos virtuais (VC) Comunicação em três fases:Comunicação em três fases:

Estabelecimento de circuito: Estabelecimento de circuito: ✔ Manual ou automáticaManual ou automática✔ Usam-se endereços globais para nós de Usam-se endereços globais para nós de

comutação criarem tabelas de comutação (com comutação criarem tabelas de comutação (com VCIs)VCIs)

Transferência de dadosTransferência de dados✔ Comunicação normal, usando os VCIs definidos Comunicação normal, usando os VCIs definidos

nos nós de comutaçãonos nós de comutação Desconexão de circuitoDesconexão de circuito

✔ Nós de comutação limpam suas tabelasNós de comutação limpam suas tabelas

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Comutação de circuitos virtuais (VC)Comutação de circuitos virtuais (VC) Comunicação em três fases:Comunicação em três fases:

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Comutação de circuitos virtuais (VC)Comutação de circuitos virtuais (VC) Fase de transferência de dadosFase de transferência de dados

Comutação baseada nos VCIsComutação baseada nos VCIs

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WANWAN

Comutação de circuitos virtuais (VC)Comutação de circuitos virtuais (VC) Fase de estabelecimento de ConexãoFase de estabelecimento de Conexão

Circuito Virtual Permanente (PVC):Circuito Virtual Permanente (PVC):✔ Conexão sempre disponívelConexão sempre disponível✔ Conexão estabelecida manualmente pelo Conexão estabelecida manualmente pelo

administrador de redeadministrador de rede Circuito Virtual Comutado (SVC):Circuito Virtual Comutado (SVC):

✔ Conexão ativada por demandaConexão ativada por demanda✔ Etapas de solicitação e confirmaçãoEtapas de solicitação e confirmação

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Comutação de circuitos virtuais (VC)Comutação de circuitos virtuais (VC) Fase de solicitação do SVC:Fase de solicitação do SVC:

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WANWAN

Comutação de circuitos virtuais (VC)Comutação de circuitos virtuais (VC) Fase de confirmação do SVC:Fase de confirmação do SVC:

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Frame RelayFrame Relay Desenvolvido no final dos anos 80 para substituir o Desenvolvido no final dos anos 80 para substituir o

X.25X.25 X.25X.25: rede de comutação de circuitos virtuais com : rede de comutação de circuitos virtuais com

grande grande overheadoverhead e consequentes baixas taxas de e consequentes baixas taxas de dados (até 64 kbps)dados (até 64 kbps)

X.25X.25 faz controle de erros e de fluxo nas camadas faz controle de erros e de fluxo nas camadas de enlace e de rede !de enlace e de rede !

Limitações do X.25 então levaram ao uso de LP (linha Limitações do X.25 então levaram ao uso de LP (linha privativa, ou SLDD)privativa, ou SLDD)

Problema: requer conexão física entre cada par de Problema: requer conexão física entre cada par de nós finais da rede !nós finais da rede !

A capacidade das LPs é fixa, então se paga menos A capacidade das LPs é fixa, então se paga menos se não for usadase não for usada

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WANWAN

Frame Relay: característicasFrame Relay: características Baseado em circuitos virtuais (permanentes ou Baseado em circuitos virtuais (permanentes ou

dedicados)dedicados) Nós finais precisam de somente uma conexão física Nós finais precisam de somente uma conexão física

para a rede Frame Relaypara a rede Frame Relay Trabalha a taxas até 44 MbpsTrabalha a taxas até 44 Mbps Opera somente nas camadas física e de enlaceOpera somente nas camadas física e de enlace Não faz controle de erros nem de fluxoNão faz controle de erros nem de fluxo Detecção de erros somente na camada de enlaceDetecção de erros somente na camada de enlace Permite rajadas de dados (uso momentâneo acima do Permite rajadas de dados (uso momentâneo acima do

normal)normal) Quadros de até 9000 bytesQuadros de até 9000 bytes Baixo custo relativo a outros serviços WANBaixo custo relativo a outros serviços WAN

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Frame Relay: arquiteturaFrame Relay: arquitetura Circuitos virtuais identificados por DLCIs (Circuitos virtuais identificados por DLCIs (Data Link Data Link

Connection IdentifierConnection Identifier) – equivalente ao VCI) – equivalente ao VCI

Nós de comutação possuem Nós de comutação possuem tabelas de comutaçãotabelas de comutação Mapeamento porta de chegada – DLCI a porta de Mapeamento porta de chegada – DLCI a porta de

saída - DLCIsaída - DLCI

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Frame Relay: arquiteturaFrame Relay: arquitetura Camadas Frame Relay:Camadas Frame Relay:

Enlace

Física

Núcleo das funções simplificadas da camada de enlace

Padrões ANSI

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Frame Relay: arquiteturaFrame Relay: arquitetura Camada de Enlace:Camada de Enlace:

LAPFLAPF: versão simplificada do protocolo : versão simplificada do protocolo HDLCHDLC✔ Sem controle de erros e de fluxoSem controle de erros e de fluxo

Formato do quadro LAPF:Formato do quadro LAPF:

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WANWAN

Frame Relay: campos do quadro LAPFFrame Relay: campos do quadro LAPF Endereço (DLCI)Endereço (DLCI) C/R (Command/Response)C/R (Command/Response): não usado: não usado EA (Extended Address):EA (Extended Address): se byte atual termina DLCI se byte atual termina DLCI FECN (Forward Explicit Congestion Notification)FECN (Forward Explicit Congestion Notification): se há : se há

congestionamento na direção de viagem do quadro congestionamento na direção de viagem do quadro BECN (Backward Explicit Congestion Notification)BECN (Backward Explicit Congestion Notification): se : se

há congestionamento na direção oposta à viagem do há congestionamento na direção oposta à viagem do quadro quadro

DE (Discard Eligibility)DE (Discard Eligibility): prioridade do quadro, para fins : prioridade do quadro, para fins de descarte se houver congestionamentode descarte se houver congestionamento

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WANWAN

Frame Relay: FRAD Frame Relay: FRAD (Frame Relay (Frame Relay Assembler/Disassembler)Assembler/Disassembler)

Equipamento que interfaceia a rede Frame Relay com Equipamento que interfaceia a rede Frame Relay com outra redeoutra rede

Encapsula quadros de outra rede (ex: IP) em quadros Encapsula quadros de outra rede (ex: IP) em quadros Frame Relay, e vice-versaFrame Relay, e vice-versa

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Frame Relay: LMI (Link Management Frame Relay: LMI (Link Management Interface)Interface)

Protocolo para gerenciamento de VCs Protocolo para gerenciamento de VCs Provê mecanismo de Provê mecanismo de keep-alivekeep-alive, para verificar se , para verificar se

dados fluem na rededados fluem na rede Provê Provê multicastmulticast, para comunicações muitos-para-, para comunicações muitos-para-

muitosmuitos Mecanismos para que nós finais verifiquem o status de Mecanismos para que nós finais verifiquem o status de

nós de comutação (ex: se há congestionamento)nós de comutação (ex: se há congestionamento)

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WANWAN

Frame Relay: QoS e congestionamentosFrame Relay: QoS e congestionamentos Cliente contrata VC com determinado Cliente contrata VC com determinado CIRCIR e e Peak Peak

RateRate com a operadora com a operadora CIR (Commited Information Rate)CIR (Commited Information Rate): largura de : largura de

banda mínima garantida pela operadorabanda mínima garantida pela operadora Peak ratePeak rate: largura de banda adicional suportada : largura de banda adicional suportada

pela operadora durante um certo intervalo (mas pela operadora durante um certo intervalo (mas sem garantia)sem garantia)

Quadros enviados em rajada (acima do CIR) possuem Quadros enviados em rajada (acima do CIR) possuem bit DE = 1bit DE = 1

Caso haja congestionamento, nós de comutação Caso haja congestionamento, nós de comutação descartam primeiro esses quadrosdescartam primeiro esses quadros

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WANWAN

Frame Relay: QoS e congestionamentosFrame Relay: QoS e congestionamentos Notificações de congestionamento em quadros:Notificações de congestionamento em quadros:

Bit BECNBit BECN: faz com que o emissor dos quadros pause : faz com que o emissor dos quadros pause momentaneamente (fique dentro do CIR)momentaneamente (fique dentro do CIR)

Bit FECNBit FECN: pode ser usado para atrasar o envio de : pode ser usado para atrasar o envio de confirmações de protocolos de camadas superioresconfirmações de protocolos de camadas superiores

✔ Lembre-se que Frame Relay não faz controle de Lembre-se que Frame Relay não faz controle de fluxo nem controle de erros !fluxo nem controle de erros !

✔ Assim, Frame Relay não confirma quadros ...Assim, Frame Relay não confirma quadros ...

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WAN e Frame RelayWAN e Frame Relay

Referências:

Michael Gallo, William Hancock. Comunicação entre Computadores e Tecnologias de Rede. Ed. Thomson. 2003.

Cisco Frame Relay Tutorial(http://www.cisco.com/en/US/docs/internetworking/

technology/handbook/Frame-Relay.html)

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ATM (ATM (Asynchronous Transfer Asynchronous Transfer ModeMode))

Visão geral:Visão geral: Tecnologia de transmissão baseada em circuitos Tecnologia de transmissão baseada em circuitos

virtuaisvirtuais Ênfase em qualidade de serviço (QoS)Ênfase em qualidade de serviço (QoS)

OrigemOrigem 19801980: Originalmente desenvolvido pela AT&T : Originalmente desenvolvido pela AT&T

como uma técnica rápida de comutação de como uma técnica rápida de comutação de pacotes para fornecer a possibilidade de mixar voz pacotes para fornecer a possibilidade de mixar voz e transmissão digital sobre uma única rede digitale transmissão digital sobre uma única rede digital

19881988: ATM foi adotada pelo ITU-T (: ATM foi adotada pelo ITU-T (International International Telecommunication UnionTelecommunication Union) como o mecanismo de ) como o mecanismo de multiplexação e comutação para B-ISDN multiplexação e comutação para B-ISDN ((Broadband Integrated Service Digital NetworkBroadband Integrated Service Digital Network))

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I1 I2 ... In... I1 I2 ... In ...

Quadro i

Quadro i+1

Conceitos ImportantesConceitos ImportantesMultiplexação assíncrona e síncronaMultiplexação assíncrona e síncrona

MultiplexaçãoMultiplexação: compartilhamento do meio de : compartilhamento do meio de transmissão por várias conexões distintas transmissão por várias conexões distintas

Técnica de multiplexação por divisão de tempo Técnica de multiplexação por divisão de tempo (TDM) (TDM)

✔ tempo de transmissão do meio é tempo de transmissão do meio é compartilhado entre várias conexões ativascompartilhado entre várias conexões ativas

Multiplexação por divisão de tempo síncrona (STDM)Multiplexação por divisão de tempo síncrona (STDM) Tempo é dividido em quadros de tamanho fixo que Tempo é dividido em quadros de tamanho fixo que

por sua vez são divididos em intervalos de por sua vez são divididos em intervalos de tamanho fixo tamanho fixo

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Conceitos ImportantesConceitos Importantes Multiplexação por divisão de tempo Multiplexação por divisão de tempo

síncrona (STDM)síncrona (STDM) ExemploExemplo

✔ Quadro de transmissão dividido em 10 Quadro de transmissão dividido em 10 intervalos que são numerados de 1 a 10intervalos que são numerados de 1 a 10

✔ Se o intervalo 1 é atribuído a uma conexão, o Se o intervalo 1 é atribuído a uma conexão, o emissor pode transmitir dados sob esta conexão emissor pode transmitir dados sob esta conexão apenas no intervalo 1apenas no intervalo 1

✔ Caso ela tiver mais dados a transmitir, ela deve Caso ela tiver mais dados a transmitir, ela deve aguardar novo quadroaguardar novo quadro

✔ Se ele não usa este intervalo temporal, Se ele não usa este intervalo temporal, nenhuma outra conexão pode utilizá-lonenhuma outra conexão pode utilizá-lo

I1 I2 ... In... I1 I2 ... In ...

Quadro i

Quadro i+1

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... ...

t

ATM (ATM (Asynchronous Transfer Asynchronous Transfer ModeMode))

ATM - Divisão do tempo em pequenos ATM - Divisão do tempo em pequenos intervalosintervalos

Tempo em uma ligação é dividido em Tempo em uma ligação é dividido em pequenos intervalos fixos pequenos intervalos fixos

Intervalos temporais não são reservados para Intervalos temporais não são reservados para uma determinada conexãouma determinada conexão

ATM é um esquema de multiplexação por ATM é um esquema de multiplexação por divisão de tempo em que intervalos temporais divisão de tempo em que intervalos temporais não são atribuídos a uma conexão particularnão são atribuídos a uma conexão particular

✔ ATM é também chamada de multiplexação ATM é também chamada de multiplexação por divisão de tempo assíncrona (ATDM)por divisão de tempo assíncrona (ATDM)

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Noção de Célula ATMNoção de Célula ATM Informações são enviadas em pequenos Informações são enviadas em pequenos

pacotespacotes Dados são enviados em pequenos pacotes de Dados são enviados em pequenos pacotes de

tamanho fixo (tamanho fixo (célulascélulas))

Uso da largura de bandaUso da largura de banda Equipamento terminal controla largura de Equipamento terminal controla largura de

banda efetiva por meio da freqüência com que banda efetiva por meio da freqüência com que as células são geradasas células são geradas

Usuários podem acessar a largura de banda Usuários podem acessar a largura de banda sob demanda a qualquer taxa de dados efetiva sob demanda a qualquer taxa de dados efetiva até o máximo da velocidade permitida pela até o máximo da velocidade permitida pela ligação de acessoligação de acesso

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Noção de Célula ATMNoção de Célula ATM Formato de célula ITU-T Formato de célula ITU-T

Células ATM para a B-ISDN têm o tamanho de Células ATM para a B-ISDN têm o tamanho de 53 bytes:53 bytes:

✔ 5 bytes são o cabeçalho e 48 bytes são dados 5 bytes são o cabeçalho e 48 bytes são dados do usuário (do usuário (payloadpayload))

Todos os tipos de tráfego apresentado pelo Todos os tipos de tráfego apresentado pelo usuário final:usuário final:

✔ são transformados em células são transformados em células ✔ transmitidos para o destino baseado nas transmitidos para o destino baseado nas

informações do cabeçalhoinformações do cabeçalho

Cabeçalho Cabeçalho (5 bytes)(5 bytes)

Dados do usuárioDados do usuário(48 bytes)(48 bytes)

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Como o tamanho da célula foi Como o tamanho da célula foi determinadodeterminado

Considerações sobre o tamanho da célulaConsiderações sobre o tamanho da célula Para otimizar atraso total de transmissão da Para otimizar atraso total de transmissão da

célula:célula:✔ tamanho de célula deve ser pequeno tamanho de célula deve ser pequeno

Para otimizar o uso da largura de bandaPara otimizar o uso da largura de banda✔ tamanho da célula deve ser grandetamanho da célula deve ser grande

Tamanho da célula é um compromisso Tamanho da célula é um compromisso entre estes fatoresentre estes fatores• Comitê definiu o número de 48 bytes de dados Comitê definiu o número de 48 bytes de dados

para a célula para a célula

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Modelo de Referência B-ISDNModelo de Referência B-ISDN Plano do usuário e o Plano de Controle Plano do usuário e o Plano de Controle

Compostos por quatro camadas:Compostos por quatro camadas:✔ Camada mais AltaCamada mais Alta✔ Camada de Adaptação ATMCamada de Adaptação ATM✔ Camada ATMCamada ATM✔ Camada Física (PHY)Camada Física (PHY)

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Modelo de Referência B-ISDNModelo de Referência B-ISDN Camada de Adaptação ATM (AAL) Camada de Adaptação ATM (AAL)

✔ Diferentes AALs podem ser usadas para diferentes Diferentes AALs podem ser usadas para diferentes tipos de tráfegotipos de tráfego

✔ AALs existem apenas na fonte e no destinoAALs existem apenas na fonte e no destino✗ na rede os 48 bytes de dados do usuário não são na rede os 48 bytes de dados do usuário não são

tocadostocados✗ comutadores rotearão a célula conforme comutadores rotearão a célula conforme

informações do cabeçalhoinformações do cabeçalho

PHY

ATM

AAL

PHY

ATM

PHY

ATM

PHY

ATM

AAL

TerminalTerminal TerminalTerminal

ComutadorComutador ComutadorComutador

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Modelo de Referência B-ISDNModelo de Referência B-ISDN Camada ATMCamada ATM

✔ Adiciona cabeçalho da célula (5 bytes) que Adiciona cabeçalho da célula (5 bytes) que assegura que a célula seja enviada na assegura que a célula seja enviada na conexão corretaconexão correta

✔ É uma camada de comutação e É uma camada de comutação e multiplexação independente da camada multiplexação independente da camada físicafísica

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Camada FísicaCamada Física Introdução Introdução

Define o mapeamento das células ATM no Define o mapeamento das células ATM no meio físico e os parâmetros da transmissão meio físico e os parâmetros da transmissão físicafísica

Determina a taxa de transmissão de bitsDetermina a taxa de transmissão de bits✔ 155 Mbps e 622 Mbps foram inicialmente 155 Mbps e 622 Mbps foram inicialmente

propostas para transmissão em fibra óticapropostas para transmissão em fibra ótica✔ Outras taxas de transmissão foram Outras taxas de transmissão foram

definidas para outros meios de transmissãodefinidas para outros meios de transmissão ATM não fixa o tipo específico de transporte ATM não fixa o tipo específico de transporte

físicofísico✔ Meio mais comum para longas distâncias é Meio mais comum para longas distâncias é

fibra ótica fibra ótica

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Camada FísicaCamada Física SONET (SONET (Synchronous Optical NetworkSynchronous Optical Network) )

Especifica como sinais digitais síncronos Especifica como sinais digitais síncronos podem ser transportados por redes de fibra podem ser transportados por redes de fibra óticaótica

Principais característicasPrincipais características✔ unidade básica de transporte: quadro unidade básica de transporte: quadro

composto de 810 bytes que se repete a composto de 810 bytes que se repete a cada 125cada 125µµss

✗ taxa de bits de 51,84 Mbpstaxa de bits de 51,84 Mbps✔ taxa 51,84 Mbps é chamada de STS-1 taxa 51,84 Mbps é chamada de STS-1

((Synchronous Transport Signal level 1Synchronous Transport Signal level 1) ou ) ou OC-1 (OC-1 (Optical Carrier Level 1Optical Carrier Level 1))

✗ OC-n é o equivalente ótico de um sinal OC-n é o equivalente ótico de um sinal elétrico STS-nelétrico STS-n

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Camada FísicaCamada Física SDH (SDH (Synchronous Digital HierarchySynchronous Digital Hierarchy) )

Recomendado pela ITU-T baseado no SONETRecomendado pela ITU-T baseado no SONET Desenvolvido a partir de três sinais STS-1 concatenadosDesenvolvido a partir de três sinais STS-1 concatenados

✔ Denominando o novo sinal de STM-1 (Denominando o novo sinal de STM-1 (Synchronous Synchronous Transport Module levelTransport Module level 1 - 155,52 Mbps) 1 - 155,52 Mbps)

✔ Adotado como o sinal básico para a interface NNI e UNIAdotado como o sinal básico para a interface NNI e UNI✗ Padrão SONET foi posteriormente aprovado Padrão SONET foi posteriormente aprovado

Velocidades de interfaces comuns reconhecidas Velocidades de interfaces comuns reconhecidas por SONET/SDH por SONET/SDH

Sonet OC LevelSonet OC Level SDH STM LevelSDH STM LevelTaxa da linhaTaxa da linha

(Mbps)(Mbps)

OC-1OC-1

OC-3OC-3 SDH-1SDH-1

OC-12OC-12 SDH-4SDH-4

51,8451,84

155,52155,52

622,08622,08



1244,11244,1

2488,322488,32

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Definido porDefinido por Taxa da linhaTaxa da linha

ITUITU

ITU/ATM ForumITU/ATM Forum

ATM ForumATM Forum

622 Mbps622 Mbps

155 Mbps155 Mbps

155 Mbps155 Mbps

ATM ForumATM Forum

ATM ForumATM Forum

100 Mbps100 Mbps

51 Mbps51 Mbps

ATM Forum/ANSIATM Forum/ANSI 45 Mpbs45 Mpbs

ATM Forum/ANSIATM Forum/ANSI

ATM ForumATM Forum

34 Mbps34 Mbps

26,5 Mbps26,5 Mbps

Nome e sincronização Nome e sincronização

de quadrosde quadros

SDH, STM4/SONET STS-12 sob SMFSDH, STM4/SONET STS-12 sob SMF

SDH STM-1/SONET STS-3C sob SMF, MMF, STP, UTP-5SDH STM-1/SONET STS-3C sob SMF, MMF, STP, UTP-5

Baseado em célula sob MMF, STP, UTP-5Baseado em célula sob MMF, STP, UTP-5

Baseado em célula sob MMF (TAXI)Baseado em célula sob MMF (TAXI)

UTP-3, MMF, SMFUTP-3, MMF, SMF

G.804/T3G.804/T3

G.804/E3G.804/E3

STP, UTP-3, UTP-5STP, UTP-3, UTP-5

E1E1 ATM Forum/ITSIATM Forum/ITSI 2 Mbps2 Mbps

T1T1 ATM Forum/ANSIATM Forum/ANSI 15 Mbps15 Mbps

Camada Física para o Forum ATMCamada Física para o Forum ATM Adota vários meios de transmissãoAdota vários meios de transmissão

Inicialmente: padrão de transmissão física FDDI a 100 Inicialmente: padrão de transmissão física FDDI a 100 MbpsMbps

Adicionadas outras opções: par trançado (UTP-3) a 25.6 Adicionadas outras opções: par trançado (UTP-3) a 25.6 ou 155 Mbps, linhas síncronas tal como T3 (45 Mbps) ou ou 155 Mbps, linhas síncronas tal como T3 (45 Mbps) ou E3 (34 Mbps)E3 (34 Mbps)

Lista de camadas físicas suportadas atualmente Lista de camadas físicas suportadas atualmente

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ComutadorComutador

ComutadorComutador

ComutadorComutador

ComutadorComutador TerminalTerminal

TerminalTerminal

TerminalTerminal

ComutadorComutador

ComutadorComutador

ComutadorComutadorTerminalTerminal

TerminalTerminal

TerminalTerminalTerminalTerminal

Elementos básicos ATM Elementos básicos ATM Uma rede ATM é hierárquica Uma rede ATM é hierárquica

TerminaisTerminais (sistemas finais) são conectados a (sistemas finais) são conectados a comutadores diretamente através de pontos de comutadores diretamente através de pontos de acessoacesso

ComutadorComutador é constituído por várias portas que se é constituído por várias portas que se associam às linhas físicas da redeassociam às linhas físicas da rede

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ComutadorComutador

ComutadorComutador

ComutadorComutador


TerminalTerminal

TerminalTerminal

ComutadorComutador

ComutadorComutador


TerminalTerminal


Elementos básicos ATM Elementos básicos ATM Velocidades e Largura de BandaVelocidades e Largura de Banda

Velocidade de acessoVelocidade de acesso: Velocidade da ligação entre : Velocidade da ligação entre um ponto de acesso e um comutador (dedicada ao um ponto de acesso e um comutador (dedicada ao ponto de acesso)ponto de acesso)

Largura de banda agregadaLargura de banda agregada: entre comutadores: entre comutadores ✔ maior que a velocidade de acessomaior que a velocidade de acesso✔ não precisa ser a soma das taxas de pico de todas as suas não precisa ser a soma das taxas de pico de todas as suas

ligações de entrada pois ATM usa multiplexação estatísticaligações de entrada pois ATM usa multiplexação estatística

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ComutadorComutador

ComutadorComutador

ComutadorComutador


TerminalTerminal

TerminalTerminal

NNINNI

ComutadorComutador

ComutadorComutador


TerminalTerminal


UNIUNI

Elementos básicos ATM Elementos básicos ATM InterfaceInterface

Interface usuário-rede (UNI)Interface usuário-rede (UNI): entre o usuário : entre o usuário (terminal) (terminal)

Interface rede-rede (NNI)Interface rede-rede (NNI): entre os comutadores de : entre os comutadores de rede rede

✔ Formato da célula é ligeiramente diferente na UNI e na NNIFormato da célula é ligeiramente diferente na UNI e na NNI

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Elementos básicos ATMElementos básicos ATM ATM é orientada a conexãoATM é orientada a conexão

Canal VirtualCanal Virtual (VC): conexão lógica entre dois (VC): conexão lógica entre dois comutadores ATM ou entre um terminal ATM e um comutadores ATM ou entre um terminal ATM e um comutador ATMcomutador ATM

✔ rota que as células seguem consiste de uma seqüência de rota que as células seguem consiste de uma seqüência de VCsVCs

Conexão de canal virtualConexão de canal virtual (VCC): seqüência de VCs (VCC): seqüência de VCs que forma uma rota associada com uma chamadaque forma uma rota associada com uma chamada

Caminho virtualCaminho virtual (VP): agrupamento de vários VCs em (VP): agrupamento de vários VCs em uma única entidade lógica uma única entidade lógica

✔ cada canal virtual pertence a um VP entre comutadorescada canal virtual pertence a um VP entre comutadoresComutador Comutador

caminho de caminho de transmissãotransmissão

Caminho de Caminho de transmissãotransmissão

VP1VP1

VP2VP2

VP3VP3

VP1VP1

VP2VP2

VP3VP3 }}VCsVCs

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Elementos básicos ATMElementos básicos ATM ATM é orientada a conexãoATM é orientada a conexão

Caminhos virtuais são persistentesCaminhos virtuais são persistentes Canais virtuais são estabelecidos quando a Canais virtuais são estabelecidos quando a

conexão é iniciada conexão é iniciada

Comutador Comutadorcaminho de caminho de transmissãotransmissão

Caminho de Caminho de transmissãotransmissão

VP1VP1

VP2VP2

VP3VP3

VP1VP1

VP2VP2

VP3VP3 }}VCsVCs

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Estabelecimento de chamadaEstabelecimento de chamada ATM fornece serviços orientados a conexãoATM fornece serviços orientados a conexão

Antes de uma célula ser transmitida entre Antes de uma célula ser transmitida entre transmissor e receptor, uma conexão deve ser transmissor e receptor, uma conexão deve ser estabelecidaestabelecida

Duas principais funções executadas durante o Duas principais funções executadas durante o estabelecimento da conexão são:estabelecimento da conexão são:

✔ execução de um teste de admissão e negociação da execução de um teste de admissão e negociação da Qualidade de Serviço (QoS) entre os terminais e a Qualidade de Serviço (QoS) entre os terminais e a rederede

✔ atribuição um VPI e um VCI para a conexão se os atribuição um VPI e um VCI para a conexão se os parâmetros de QoS e o pedido de conexão são parâmetros de QoS e o pedido de conexão são aceitosaceitos

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Estabelecimento de chamadaEstabelecimento de chamada

50Comutador 1Comutador 1

ComutadorComutador

Terminal 2Terminal 2

Comutador 2Comutador 2

TerminaL 1TerminaL 1

Estabelecimento de chamadaEstabelecimento de chamada Exemplo (Conexão entre os terminais 1 e 2)Exemplo (Conexão entre os terminais 1 e 2)

Terminal 1 Terminal 1 ✔ Envia um pedido de chamada ao comutador 1, Envia um pedido de chamada ao comutador 1,

contendo:contendo:✗ nome ou endereço do destino (terminal 2) nome ou endereço do destino (terminal 2) ✗ conjunto de parâmetros de QoS conjunto de parâmetros de QoS

● requisitos de vazão, atraso e variação de atraso,....requisitos de vazão, atraso e variação de atraso,....


ComutadorComutador




Estabelecimento de chamadaEstabelecimento de chamada Comutador 1Comutador 1

Determina que linha de saída deve ser usada Determina que linha de saída deve ser usada baseada na informação do destinatáriobaseada na informação do destinatário

Desempenha um teste de admissão para ver se ele Desempenha um teste de admissão para ver se ele pode fornecer a QoS requerida pela chamada pode fornecer a QoS requerida pela chamada baseado nos recursos disponíveis baseado nos recursos disponíveis

✔ velocidade de comutação, tamanho de buffer e largura de velocidade de comutação, tamanho de buffer e largura de banda da linha de saída,...banda da linha de saída,...


ComutadorComutador




Estabelecimento de chamadaEstabelecimento de chamada Comutador 1Comutador 1

Se o comutador não pode suportar a QoS requeridaSe o comutador não pode suportar a QoS requerida✔ envia uma mensagem de rejeição de conexão ao envia uma mensagem de rejeição de conexão ao

terminal 1, ou terminal 1, ou ✔ pode sugerir um novo conjunto de QoS ao terminalpode sugerir um novo conjunto de QoS ao terminal

✗ Se o terminal 1 aceita a nova QoS, o processo Se o terminal 1 aceita a nova QoS, o processo continuacontinua


ComutadorComutador




Estabelecimento de chamadaEstabelecimento de chamada Comutador 1 Comutador 1

Se o comutador suporta a QoSSe o comutador suporta a QoS✔ Próximo valor VCI disponível é escolhido como o VCI Próximo valor VCI disponível é escolhido como o VCI

para a conexão referente ao segmento entre para a conexão referente ao segmento entre terminal 1 e comutador 1terminal 1 e comutador 1


ComutadorComutador




VCI 1VCI 1VPI 1VPI 1


Se o comutador suporta a QoSSe o comutador suporta a QoS✔ Próximo valor VCI disponível é escolhido como o VCI Próximo valor VCI disponível é escolhido como o VCI

para a conexão referente ao segmento entre para a conexão referente ao segmento entre terminal 1 e comutador 1terminal 1 e comutador 1

✗ VCI alocado para a conexão deste segmento é VCI 1VCI alocado para a conexão deste segmento é VCI 1✔ Se não há conexões existentes entre terminal 1 e Se não há conexões existentes entre terminal 1 e

comutador 1, um VPI é alocado para a conexão para comutador 1, um VPI é alocado para a conexão para este segmentoeste segmento

✗ Se existem conexões, o VPI das conexões existentes é Se existem conexões, o VPI das conexões existentes é usado usado

✗ VPI usado para a conexão é VPI 1VPI usado para a conexão é VPI 1


ComutadorComutador






Envia o pedido de conexão ao comutador 2Envia o pedido de conexão ao comutador 2

Comutador 2 Comutador 2 Checa se o terminal 2 é ativo (ligado)Checa se o terminal 2 é ativo (ligado)

✔ Se ele não está, a chamada é rejeitadaSe ele não está, a chamada é rejeitada✔ Se o terminal 2 estiver ativo, o comutador 2 executa Se o terminal 2 estiver ativo, o comutador 2 executa

um teste de admissão para ver se a QoS requerida um teste de admissão para ver se a QoS requerida pode ser suportadapode ser suportada

✗ Se não, a chamada é rejeitada, ou uma negociação Se não, a chamada é rejeitada, ou uma negociação será feita entre o terminal 1, comutador 1 e 2será feita entre o terminal 1, comutador 1 e 2


ComutadorComutador




VCI 1VCI 1VPI 1VPI 1 VCI 2VCI 2

VPI 2VPI 2


Se a QoS é aceitável, o comutador 2 alocará VPI e Se a QoS é aceitável, o comutador 2 alocará VPI e VCI para a conexão para o segmento entre VCI para a conexão para o segmento entre comutador 1 e comutador 2 comutador 1 e comutador 2

✔ VPI é alocado se não há conexão existente entre elesVPI é alocado se não há conexão existente entre eles✔ Se existirem conexões entre eles, o VPI das Se existirem conexões entre eles, o VPI das

conexões existentes é usada para esta conexão conexões existentes é usada para esta conexão tambémtambém


ComutadorComutador






Envia o pedido ao terminal 2Envia o pedido ao terminal 2

Terminal 2Terminal 2 Se o terminal não aceita a chamada, o pedido é Se o terminal não aceita a chamada, o pedido é

rejeitado ou os parâmetros de QoS são negociadosrejeitado ou os parâmetros de QoS são negociados✔ Senão a conexão é estabelecida com sucessoSenão a conexão é estabelecida com sucesso



ComutadorComutador








Aloca o VPI e VCI para o segmento entre Aloca o VPI e VCI para o segmento entre comutador 2 e terminal 2comutador 2 e terminal 2

Notifica o comutador 1 com uma confirmação da Notifica o comutador 1 com uma confirmação da conexão conexão

✔ contendo VPI 2 e VCI 2 a serem usados pelo contendo VPI 2 e VCI 2 a serem usados pelo comutador 1 para enviar células ao comutador 2comutador 1 para enviar células ao comutador 2


ComutadorComutador








Notifica o terminal 1 a confirmação de conexão Notifica o terminal 1 a confirmação de conexão contendo VPI 1 e VCI 1 a serem usados pelo contendo VPI 1 e VCI 1 a serem usados pelo terminal 1 para enviar células ao comutador 1 para terminal 1 para enviar células ao comutador 1 para esta conexãoesta conexão

Terminal 1Terminal 1 Pode enviar células sobre a conexão com VPI 1 e Pode enviar células sobre a conexão com VPI 1 e

VCI 1 no cabeçalhoVCI 1 no cabeçalho


ComutadorComutador







Roteamento de célulasRoteamento de células Tabela de RoteamentoTabela de Roteamento

Configurada em cada comutador durante o Configurada em cada comutador durante o processo de estabelecimento de conexãoprocesso de estabelecimento de conexão

Tabela de roteamentoTabela de roteamento


EntradaEntrada SaídaSaída

Ligação h: VPI1, VCI1Ligação h: VPI1, VCI1 Ligação i: VPI2, VCI2Ligação i: VPI2, VCI2

...... ......

Tabela de roteamentoTabela de roteamento


EntradaEntrada SaídaSaída

Ligação j: VPI2, VCI2Ligação j: VPI2, VCI2 Ligação k: VPI3, VCI3Ligação k: VPI3, VCI3

...... ......

61

Roteamento de célulasRoteamento de células VPI e VCI identificam cada segmento da VPI e VCI identificam cada segmento da

conexãoconexão Par VPI e VCI é único para cada hop-by-hopPar VPI e VCI é único para cada hop-by-hop Quando uma célula passa através de um Quando uma célula passa através de um

comutadorcomutador✔ Comutador altera o par VPI e VCI do par usado para Comutador altera o par VPI e VCI do par usado para

identificar o canal no último hop para o par usado identificar o canal no último hop para o par usado para identificar o canal no próximo hoppara identificar o canal no próximo hop

VPI e VCI são índices da tabela de VPI e VCI são índices da tabela de roteamentoroteamento

VPI e VCI são usados eficientemente como índice VPI e VCI são usados eficientemente como índice para tabelas de roteamentopara tabelas de roteamento

✔ VPI e VCI são pequenos e em localizações fixas em VPI e VCI são pequenos e em localizações fixas em cada célulacada célula

✔ Permitindo o desenvolvimento de comutadores ATM Permitindo o desenvolvimento de comutadores ATM rápidosrápidos

62

Tipos de ConexõesTipos de Conexões Conexões Virtuais Permanentes (PVC)Conexões Virtuais Permanentes (PVC)

Conexão estabelecida por algum mecanismo Conexão estabelecida por algum mecanismo externo, tipicamente gerenciadores de redeexterno, tipicamente gerenciadores de rede

✔ um conjunto de comutadores entre uma fonte ATM e um conjunto de comutadores entre uma fonte ATM e um destino ATM são programados com os rótulos um destino ATM são programados com os rótulos VPI/VCI apropriadosVPI/VCI apropriados

Conexões Virtuais Comutadas (SVC)Conexões Virtuais Comutadas (SVC) Conexão estabelecida automaticamente (ou Conexão estabelecida automaticamente (ou

dinamicamente) através de um protocolo de dinamicamente) através de um protocolo de sinalizaçãosinalização

✔ SVCs não requerem uma interação manualSVCs não requerem uma interação manual As SVCs são muito mais utilizadasAs SVCs são muito mais utilizadas Requisição de comutação é propagada de comutador a Requisição de comutação é propagada de comutador a

comutador, estabelecendo a conexão por onde ela comutador, estabelecendo a conexão por onde ela passa, até que esta requisição alcance o destino finalpassa, até que esta requisição alcance o destino final

63

Bits: 8 7 6 5 4 3 2 1

Byte 1 Virtual path identifier (VPI)

Byte 2Byte 3 Virtual channel identifier (VCI)

Byte 4 Payload type CLP

Byte 5 Cyclic redundancy check (CRC)

Formato das Células ATMFormato das Células ATM Cabeçalho de célula ATM na NNICabeçalho de célula ATM na NNI

Virtual Path IdentifierVirtual Path Identifier e e Virtual Channel Virtual Channel IdentifierIdentifier

✔ VPI ocupa 12 bits e VCI ocupa 16 bitsVPI ocupa 12 bits e VCI ocupa 16 bits✔ identifica unicamente uma conexão ATMidentifica unicamente uma conexão ATM

Payload type fieldPayload type field✔ Indica se os dados contidos na célula são dados do usuário Indica se os dados contidos na célula são dados do usuário

ou operação de rede, administração e dado de gerência ou operação de rede, administração e dado de gerência (OAM)(OAM)

✗ quando o primeiro bit do campo é 1, então a célula é quando o primeiro bit do campo é 1, então a célula é uma célula OAM, senão ela contém dados do usuáriouma célula OAM, senão ela contém dados do usuário

64

Bits: 8 7 6 5 4 3 2 1

Byte 1 Generic flow control (GFC) Virtual path

Byte 2 Identifier (VPI)Byte 3 Virtual channel identifier (VCI)

Byte 4 Payload type CLP

Byte 5 Cyclic redundancy check (CRC)

Formato das Células ATMFormato das Células ATM Cabeçalho de célula ATM na UNICabeçalho de célula ATM na UNI

Redução do campo VPI para 8 bitsRedução do campo VPI para 8 bits Generic Flow ControlGeneric Flow Control (GFC) (GFC)

✔ Adicionado para reconhecer que o terminal ATM Adicionado para reconhecer que o terminal ATM pode ser conectado a redes de acesso compartilhado pode ser conectado a redes de acesso compartilhado tal como DQDB, que é conectada a redes ATMtal como DQDB, que é conectada a redes ATM

✔ GFC é usado para indicar as prioridades de células GFC é usado para indicar as prioridades de células destes terminais para acessar a rede ATMdestes terminais para acessar a rede ATM

✔ Não é inteiramente definido e este campo é Não é inteiramente definido e este campo é normalmente setado a 0normalmente setado a 0

65

Gerenciamento de tráfegoGerenciamento de tráfego Modelo seguido pelo gerenciamento de Modelo seguido pelo gerenciamento de

tráfego ATM tráfego ATM Um contrato negociado pelo usuário e a redeUm contrato negociado pelo usuário e a rede

✔ usuário e a função de controle de admissão da rede usuário e a função de controle de admissão da rede negociam uma descrição de tráfego e de qualidade negociam uma descrição de tráfego e de qualidade de serviçode serviço

Descritor de tráfego ATM Descritor de tráfego ATM Baseado nas seguintes características do fluxo:Baseado nas seguintes características do fluxo:

✔ PCRPCR: Taxa de Pico de célula (células/s): Taxa de Pico de célula (células/s)✔ SCRSCR: Taxa de Célula Sustentável (células/s): Taxa de Célula Sustentável (células/s)✔ MBSMBS: Máximo tamanho da rajada (células), também : Máximo tamanho da rajada (células), também

especificada comoespecificada como✔ BTBT: Tolerância de rajada = (MBS-1)/(1/SCR-1/PCR): Tolerância de rajada = (MBS-1)/(1/SCR-1/PCR)✔ MCRMCR: Taxa Mínima de Célula (apenas para tráfego : Taxa Mínima de Célula (apenas para tráfego

ABR)ABR)

66

Gerenciamento de tráfegoGerenciamento de tráfego Qualidade de Serviço (QoS)Qualidade de Serviço (QoS)

Rede e o usuário entram em acordo com uma certa Rede e o usuário entram em acordo com uma certa QoS para as características de tráfego QoS para as características de tráfego especificadasespecificadas

Parâmetros de QoS usadosParâmetros de QoS usados✔ CLRCLR: Taxa de Perdas de Célula (número de células : Taxa de Perdas de Célula (número de células

perdidas/ números de células transmitidas)perdidas/ números de células transmitidas)✔ CTDCTD: Atraso de Trânsito de Célula : Atraso de Trânsito de Célula ✔ CDVCDV: Variação de Atraso de Célula : Variação de Atraso de Célula

67

Gerenciamento de tráfegoGerenciamento de tráfego Classes de tráfego ATMClasses de tráfego ATM

• CBRCBR: tráfego a taxa de bits contínua com atraso fixo e : tráfego a taxa de bits contínua com atraso fixo e taxa de células para serviços síncronos tal como emulação taxa de células para serviços síncronos tal como emulação de ISDN ou canais de áudio/vídeo síncronosde ISDN ou canais de áudio/vídeo síncronos

• Real-time VBRReal-time VBR: tráfego a taxa de bits variável para : tráfego a taxa de bits variável para fluxos de dados de áudio e vídeo compactados com fluxos de dados de áudio e vídeo compactados com características tempo-real características tempo-real

• Non-real-time VBRNon-real-time VBR: tráfego a taxa de bits variável para : tráfego a taxa de bits variável para fluxos de dados de áudio e vídeo compactados com fluxos de dados de áudio e vídeo compactados com características tempo-real características tempo-real

• ABRABR (Available Bit Rate) (Available Bit Rate): tráfego a taxa de bits disponível : tráfego a taxa de bits disponível para comunicação de dados com perda de células para comunicação de dados com perda de células desprezíveldesprezível

• UBR UBR (Unspecified Bit Rate)(Unspecified Bit Rate): taxa de bits não : taxa de bits não especificada para tráfego sem características especificada para tráfego sem características conhecidasconhecidas

68

CBRCBR RT/NRT-VBRRT/NRT-VBR ABRABR UBRUBR

CLRCLR especificadoespecificado especificadoespecificado não especificadonão especificado

CTDCTD

CDVCDV

PCRPCR

SCR/BTSCR/BT

MCRMCR

especificadoespecificado

especificadoespecificado opcionalopcional

não especificadonão especificado

sem efeitosem efeito

especificadoespecificado

sem efeitosem efeito especificadoespecificado sem efeitosem efeito

sem efeitosem efeito especificadoespecificado sem efeitosem efeito


69


70

Camadas de Adaptação ATMCamadas de Adaptação ATM Segmentação do fluxo de dados em célulasSegmentação do fluxo de dados em células

Transmissor deve segmentar fluxos de dados em célulasTransmissor deve segmentar fluxos de dados em células Receptor remonta os dados nas células em fluxos de Receptor remonta os dados nas células em fluxos de

dadosdados

AAL é uma interfaceAAL é uma interface AAL representa uma interface entre os AAL representa uma interface entre os

protocolos de alto nível e a camada ATM protocolos de alto nível e a camada ATM Realiza a segmentação de dados em Realiza a segmentação de dados em

células ATM que são passadas para a células ATM que são passadas para a camada ATM camada ATM

Remontar em fluxos de dados que as Remontar em fluxos de dados que as camadas superiores podem entender camadas superiores podem entender

Camada FísicaCamada Física

Camada ATMCamada ATM

Camada de Adaptação ATMCamada de Adaptação ATM

(AAL)(AAL)

Camada mais altaCamada mais alta

71

Camada FísicaCamada Física

Camada ATMCamada ATM

Camada de Adaptação ATMCamada de Adaptação ATM

(AAL)(AAL)

Camada mais altaCamada mais alta

Camadas de Adaptação ATMCamadas de Adaptação ATM ObjetivosObjetivos

Adaptar o dado em uma forma desejável para ATMAdaptar o dado em uma forma desejável para ATM AALs são necessárias de maneira a que AALs são necessárias de maneira a que

aplicações do mesmo tipo possam aplicações do mesmo tipo possam comunicarcomunicar

✔ Primeiro passo realizado pelo ITU-T Primeiro passo realizado pelo ITU-T foi a definição das classes de serviço foi a definição das classes de serviço oferecidas pela AAL oferecidas pela AAL

✔ Logo após, o ITU-T definiu os tipos de Logo após, o ITU-T definiu os tipos de

AAL que suportam estas classes AAL que suportam estas classes

72

Camadas de Adaptação ATMCamadas de Adaptação ATM Classes de aplicaçõesClasses de aplicações

Classe AClasse A✔ Aplicações sensíveis ao tempo com taxa de bits constantes Aplicações sensíveis ao tempo com taxa de bits constantes

(CBR) (CBR) ✔ Necessitam que o atraso da fonte ao destino seja limitadoNecessitam que o atraso da fonte ao destino seja limitado✔ Exemplos: áudio e vídeo codificados a taxa de bits Exemplos: áudio e vídeo codificados a taxa de bits

constantesconstantes

Classe BClasse B✔ Aplicações sensíveis ao tempo com taxa de bits variáveis Aplicações sensíveis ao tempo com taxa de bits variáveis

(VBR)(VBR)✔ Requerem atrasos limitadosRequerem atrasos limitados✔ Exemplos: áudio e vídeo codificados a taxa de bits Exemplos: áudio e vídeo codificados a taxa de bits

variáveisvariáveis

Classe CClasse C✔ Aplicações de dados orientados a conexãoAplicações de dados orientados a conexão

Classe DClasse D✔ Aplicações de dados sem conexãoAplicações de dados sem conexão

73

Camadas de Adaptação ATMCamadas de Adaptação ATM Classes de aplicaçõesClasses de aplicações

Tempo na fonte Tempo na fonte

e no destinoe no destinoRelacionadoRelacionado

Taxa de geraçãoTaxa de geração

de bitsde bitsVariável (VCR)Variável (VCR)Constante (CBR)Constante (CBR)

Classe AClasse A Classe BClasse B Classe CClasse C Classe DClasse D

Sem RelaçãoSem Relação

Modo deModo de

conexãoconexãoSem conexãoSem conexãoOrientado à conexãoOrientado à conexão

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