REDES ATM

¿ Qué es ATM ?

El modo de transferencia asincrónica (ATM) hace referencia a una serie de tecnologías relacionadas de software, hardware y medios de conexión.

Es diferente de otras tecnologías existentes de redes LAN y WAN, y se diseñó para permitir comunicaciones a gran velocidad.

Permite a las redes utilizar los recursos de banda ancha con la máxima eficacia y mantener al mismo tiempo la Calidad de servicio (QoS) para los usuarios y programas con unos requisitos estrictos de funcionamiento.

Los componentes básicos son los equipos conectados a la red (estaciones finales) y los dispositivos que conectan estos equipos; asegurando que los datos se transfieren correctamente.

Significa que el ancho de banda de red disponible no está dividido en canales ni está relacionado con su capacidad para enviar y recibir información a una determinada velocidad de transmisión.

El emisor y el receptor negocian la velocidad a la que se comunicarán, de acuerdo con las limitaciones físicas del hardware y la capacidad de mantener un flujo fiable de información a través de la red.

Asincrónica:

Es la forma en que la información se transfiere entre el emisor y el receptor. En ATM, se utiliza el concepto de celdas pequeñas de longitud fija para estructurar y empaquetar los datos para las transferencias. Al utilizar celdas, ATM asegura que las conexiones pueden negociarse y administrarse sin que ninguno de los tipos de datos o conexiones puedan apropiarse en exclusiva de la trayectoria de transferencia.

Modo de Transferencia:

Ventajas de ATM

Comunicación de alta velocidad Servicio orientado a la conexión, similar a la telefonía

tradicional Conmutación rápida mediante hardware Un único transporte de redes universal e interoperable Una única conexión de red que puede mezclar de forma

fiable voz, vídeo y datos Asignación flexible y eficaz del ancho de banda de la red

ATM proporciona una solución flexible y escalable a la necesidad creciente de calidad de servicio en redes compatibles con varios tipos de información (como datos, voz, y vídeo y sonido en tiempo real).

Desventajas de ATM Los costos de desarrollo y migración a ATM son

demasiado altos. ATM no provee de fácil migración de las LANs de hoy en día.

Por ser una tecnología completamente nueva, las redes ATM requerirán reemplazar al menos algunos componentes de la red. Las personas pagarán mucho por

estar en la punta de la tecnología, pero por el momento, las actuales tecnologías de alta velocidad como FDDI, Fast Ethernet e Ethernet Switched proveerán rendimiento a precios que los productos ATM no serán capaz de competir.

Beneficios1.- Una única red ATM dará cabida a todo tipo de tráfico (voz, datos y video), mejorando la eficiencia y manejabilidad de la red.

2.- Capacita la creación y expansión de nuevas aplicaciones, ejem: la multimedia, debido a su alta velocidad y a la integración de los tipos de tráfico.

Beneficios 3.- Compatibilidad, porque ATM no está basado en un

tipo especifico de transporte físico, puede ser implementado sobre par trenzado, cable coaxial y fibra óptica.

4.- Simplifica el control de la red. ATM está evolucionando hacia una tecnología standard para todo tipo de comunicaciones.

5.- Largo periodo de vida de la arquitectura. ATM ha sido diseñado desde el comienzo para ser flexible en:

Distancias geográficas Número de usuarios Acceso y ancho de banda (hasta ahora, las velocidades varían de Megas a Gigas).

ATM está diseñado para manejar los siguientes tipos de tráfico:

Clase A - Constant Bit Rate (CBR), orientado a conexión, tráfico síncrono (Ej. voz o video sin compresión)

Clase B - Variable Bit Traffic (VBR), orientado a conexión, tráfico sícrono (voz y video comprimidos).

Clase C - Variable Bit Rate, orientado a conexión, tráfico asíncrono (X.25, Frame Relay, etc).

Clase D - Información de paquete sin conexión (tráfico LAN, SMDS, etc).

¿ Cómo funciona ATM ? FORMATO DE CELDAS ATMSon estructuras de datos de 53 bytes compuestas por

dos campos principales:

Encabezado (Header). Sus 5 bytes tienen tres funciones principales: identificación del canal, información para la detección de errores y si la célula es o no utilizada. Eventualmente puede contener también corrección de errores y un número de secuencia.

Datos de Usuario (Payload). Tiene 48 bytes fundamentalmente con datos del usuario y protocolos AAL que también son considerados como datos del usuario.

Estructura Basica de las Celdas

Los Canales Virtuales y Rutas Virtuales, están materializados en dos identificadores en el header de cada celda (VCI y VPI) , define el protocolo orientado a conexión que las transmite y dos tipos de formato de celda:

NNI (Network to Network Interface o interfaz red a red) El cual se refiere a la conexión de conmutadores ATM en redes privadas.

UNI (User to Network Interface o interfaz usuario a red) este se refiere a la conexión de un conmutador ATM de una empresa pública o privada con un terminal ATM de un usuario normal, siendo este último el más utilizado.

Resumiendo…

Modelo de capas de ATM Consta de

3 Capas:

1. FÍSICA: Relaciona todo el medio físico (voltajes, temporización de bits). Esta capa se divide en dos subredes:

a. TC (Convergencia de Transmisión): Recibe una serie de bits de entrada de PMD, convierte este flujo de bits en un flujo de celdas para la capa ATM. Hace el trabajo de la capa de enlace el modelo OSI.b. PMD (Dependiente del Medio Físico): Es la que hace el trabajo. Interactúa con el cable real (Mueve los bits, maneja temporización de bits).

2. ATM: Se encarga de las celdas y su transporte (Significado de los campos, establecer o liberar circuitos virtuales).

Modelo de capas de ATM3. ADAPTACIÓN ATM (AAL): Para que los usuarios envíen

paquetes más grandes que una celda. AAL segmenta los paquetes, transmite de forma individual las celdas y las reensambla al otro extremo.

a. SAR (Segmentacion y Reensamble): Fragmenta paquetes en celdas en el lado de transmisión y los une de nuevo en el destino.

b. CS (Subcapa de Convergencia): Permite que los sistemas ATM ofrezcan diversos servicios a diferentes aplicaciones.

Tipos de conexiones En los circuitos virtuales, se establece una ruta única entre las ETD (entidades terminales de datos) o los host extremos. Todos los paquetes enviados entre estas entidades seguirán la misma ruta.

Conexión Conmutados (Svc), la red telefónica, donde las conexiones entre dos puntos de la red se establecen dinámicamente para cada transmisión.

Conexión Permanentes (Pvc), que operan como una línea física dedicada, creando una conexión permanente entre dos puntos de la red.

Los circuitos virtuales conmutados (SVC) por lo general se crean ex profeso y de forma dinámica para cada llamada o conexión, y se desconectan cuando la sesión o llamada es terminada.

Como ejemplo de circuito virtual conmutado se tienen los enlaces ISDN o RDSI. Se utilizan principalmente en situaciones donde las transmisiones son esporádicas.

Se crea un circuito virtual cuando se necesita y existe sólo durante la duración del intercambio específico.

La ETD A solicita el envío de paquetes a la ETD E.

Circuito Virtual Conmutado (SVC)

Ejemplo:

Cuando la conexión ya está establecida se comienzan a enviar los paquetes de forma ordenada por la ruta uno tras otro.

Cuando la ETD E recibe el último paquete, se libera la conexión, por lo que el circuito virtual deja de existir.

En la práctica, la mayoría de las conexiones SVC utilizan muchos conmutadores intermedios. Cuando se utilizan más conmutadores intermedios, cada uno envía mensajes SETUP, CONNECT y RELEASE a su conmutador más próximo en el flujo descendente, mientras que emiten mensajes de confirmación (CONNECT ACK, RELEASE ACK) a los conmutadores próximos en el flujo ascendente.

El resultado de este proceso de conexión es un circuito virtual (VC) bidireccional entre las estaciones finales A y B en el que:“ Todos los conmutadores intermedios y el hardware del usuario ATM ahora admiten y exigen que se cumplan los parámetros de QoS necesarios para esta conexión; programados con entradas en las tablas de conmutadores para direccionar las series de pares de VPI/VCI utilizados para enrutar las celdas ATM entre ellas ”.

Circuito virtual permanente (PVC)

Los circuitos PVC también pueden ser útiles en algunas redes ATM privadas: Una LAN de un emplazamiento grande que vaya a migrar a una

red troncal ATM de mayor velocidad. Una red WAN de pequeño tamaño con un número limitado de

emplazamientos, en la que cada uno requiere una conexión de alta velocidad dedicada continua que garantice una calidad fija del servicio entre las ubicaciones de los emplazamientos.

A fin de proporcionar un circuito dedicado entre dos puntos, un PVC es establecido para uso repetido por parte de los mismos equipos de transmisión. Es idéntica a la fase de transferencia de datos de una llamada virtual. Eliminan la necesidad de configuración y terminación repetitivas para cada llamada. Se puede usar sin tener que pasar por la fase de establecimiento ni liberación de las conexiones. Está reservado a una serie de usuarios y nadie más puede hacer uso de él.

IP/ATM

INTRODUCCIÓN A IP/ATM

IP/ATM es un grupo de servicios para la comunicación en redes ATM que pueden usarse como alternativa a la emulación de LAN.

Rápido que LANE. Con IP/ATM, no se agrega información adicional de encabezado a los paquetes a medida se transmiten por la pila de protocolo.

IP/ATM admite el uso de un servidor DHCP (Protocolo de configuración dinámica de host) en la red ATM.

IP/ATM

Las tres etapas generales del funcionamiento de IP/ATM son: Inicio del cliente Registro del cliente Transferencia de datos

Inicio y registro de cliente IP/ATM con una dirección IP estática

El ejemplo siguiente describe los pasos para establecer una conexión IP/ATM de un único cliente IP/ATM con una dirección IP estática:

IP/ATM

El cliente A inicia y obtiene una dirección ATM del conmutador ATM.

El cliente A se conecta al servidor ARP/MARS de ATM y se une al grupo de difusión. La asignación de dirección IP a ATM del cliente A se agrega a la base de datos del servidor ARP de ATM.

El cliente A se pone en contacto con el cliente B, una estación final ATM conectada a la red, y empieza la transferencia de datos.

IP/ATMInicio y registro de cliente IP/ATM con DHCP (dinámico): El ejemplo siguiente describe los pasos para establecer una

conexión IP/ATM de un único cliente IP/ATM que obtiene una dirección IP utilizando el Protocolo de configuración dinámica de host (DHCP).

El cliente se inicia y obtiene una dirección ATM del conmutador ATM.

El cliente se conecta al servidor ARP/MARS de ATM y se une al grupo de difusión.

El cliente se conecta al servidor de multidifusión y envía una solicitud de DHCP. El servidor multidifusión envía la solicitud de DHCP a todos los miembros del grupo de difusión. El servidor DHCP recibe la solicitud.

El servidor DHCP envía una respuesta DHCP al servidor de multidifusión, que a su vez envía la respuesta a todo el grupo de difusión.

El cliente recibe la respuesta DHCP y registra sus direcciones IP y ATM con el servidor ARP/MARS de ATM.

El cliente ahora está listo para ponerse en contacto con otros hosts y comenzar la transferencia de datos.

Estándares de ATM El Foro ATM

Es un grupo internacional sin ánimo de lucro formado por fabricantes de hardware ATM, programadores de software de redes y proveedores de servicios de red, dividido en grupos de trabajo que desarrollan y revisan las especificaciones para ATM.

Grupo de trabajo de ingeniería de Internet (IETF)

Es la organización de estándares para Internet. Dentro del IETF, el grupo de trabajo IP sobre ATM del IETF ha desarrollado estándares para el tráfico IP en redes ATM.

Unión Internacional de Telecomunicación, Sector de Estandarización de Telecomunicaciones (ITU-T)

Define los estándares para las telecomunicaciones y servicios mundiales. La ITU-T ha desarrollado B-ISDN y SONET para servicios de transporte de banda ancha.

¿ Porqué tanto interés por ATM ?

Con ATM la meta es obtener un standard internacional. ATM es una tecnología que va creciendo y es controlada por un consenso internacional no por la simple vista o estrategia de un vendedor.

ATM es un método de comunicación que se puede implantar tanto en LAN's como en WAN's. Con el tiempo, ATM intentará que las diferencias existentes entre LAN y WAN vayan desapareciendo.

Con ATM, redes separadas no serán necesarias. ATM es el única tecnología basada en estándar que ha sido diseñada desde el comienzo para soportar transmisiones simultaneas de datos, voz y video.

ATM es un standard para comunicaciones que esta creciendo rápidamente debido a que es capaz de transmitir a una velocidad de varios Megabits hasta llegar a Gigabits.

Conclusiones:

Una tecnología actual como es el ATM, base de la RDSI de banda ancha, está pensada para soportar un caudal de tráfico muy intenso, entre el que se encuentra el de voz y el de datos, junto con el de vídeo. Por sus características resulta adecuado para cualquier situación, pero su overhead y su alto coste no le hacen adecuado para velocidades inferiores a 2 Mbit/s.

Según la procedencia de la señal, se utilizan distintas capas de adaptación (AAL1, AAL2 para la voz), con lo que se consigue multiplexar tráfico sobre el mismo medio de transmisión. Si bien, es posible el tráfico de voz sobre ATM, su rendimiento es escaso y no resulta económicamente rentable pues se necesitan grandes inversiones en equipos y en los enlaces de alta velocidad, por lo que, sólo se justifica en caso de volúmenes muy alto de tráfico entre nodos.

GRACIAS