Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 2010 Δίκτυα Ευρείας Περιοχής Δρ. Βασίλειος Τριανταφύλλου Καθηγητής Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων.

Παρουσίαση με θέμα: "Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 2010 Δίκτυα Ευρείας Περιοχής Δρ. Βασίλειος Τριανταφύλλου Καθηγητής Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 2010 Δίκτυα Ευρείας Περιοχής Δρ. Βασίλειος Τριανταφύλλου Καθηγητής Τμήμα Τηλεπικοινωνιακών Συστημάτων και Δικτύων ΤΕΙ Μεσολογγίου

2 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 20102 Διασύνδεση δικτύων correspondent MSC wired public telephone network different cellular networks, operated by different providers

3 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 20103 O Πόλεμος ! Ασυνδεσμικά Δίκτυα (δίκτυα αυτονόμων μηνυμάτων) –Ανοχή στις βλάβες. Δρομολόγηση πακέτων ανεξάρτητα από άλλα Συνδεσμοστρεφή δίκτυα –Εγκαθίδρυση σύνδεσης. Διακοπή κλήσης –Δέσμευση πόρων (π.χ. Buffer router, processing power) Ποιότητα Υπηρεσιών –Χρέωση

4 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 20104 Εικονικά Κυκλώματα (VC) Switched virtual circuits (SVCs). –Εικονικά κυκλώματα που δημιουργούνται δυναμικά κατ’ απαίτηση και τερματίζονται όταν η επικοινωνία ολοκληρωθεί. Circuit establishment Data transfer Circuit termination Permanent virtual circuits (PVCs). –Δημιουργούνται προκαταβολικά Data transfer

5 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 20105 Comparison to the Datagram Technique

6 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 20106 X.25

7 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 20107 Χ.25 Συσκευές data terminal equipment (DTE), Τερματικές συσκευές που επικοινωνούν διαμέσου του Χ.25 δικτύου. (host, router, τηλεφωνο) data circuit-terminating equipment (DCE), δικτυακές συσκευές που επιτυγχάνουν την διασύνδεση συσκευών DTE και ενός PSE packet-switching exchange (PSE)., PSEs είναι οι μεταγωγείες που απρτίζουν το δίκτυο του παρόχου.

8 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 20108 Packet Assembler/Disassembler PADs χρησιμοποιούνται σε ένα Χ.25 δίκτυο για να υλοποιήσουν λειτουργίες του Χ.25. Τοποθετείται ανάμεσα σε μια DTE και μια DCE και υλοποιεί: –buffering (storing data until a device is ready to process it), –packet assembly, –packet disassembly.

9 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 20109 Packet Assembler/Disassembler

10 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201010 Χ.25 protocol suite…

11 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201011 …Χ.25 protocol suite… Packet-Layer Protocol Υεπύθυνο για την ανταλλαγή πακέτων ανάεμσα σε DTE συσκευές διαμέσου VC. 5 καταστάσεις λειτουργιας: –Call setup mode: εγκαθίδρυση SVCs ανάμεσα σε DTE συσκευές. –Data transfer:modeμεταφορά δεδομένων ανάμεσα σε δύο DTE διαμέσου ενός VC. (segmentation & reassembly, bit padding, & error & flow control) –Idle mode –Call clearing mode: –Restarting mode: συγχρονισμός DTE και τοπικά συνδεδεμένου DCE. Εκτελείται και επηρεάζει όλα τα VC. 4 τύποι Four types of PLP packet fields exist: General Format Identifier (GFI). π.χ user data or control information, μηχανισμός παραθύρου … Logical Channel Identifier (LCI). Προσδιορισμός VC DTE/DCE interface. Packet Type Identifier (PTI). User Data.

12 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201012 …Χ.25 protocol suite Link Access Procedure, Balanced LAPB data link layer protocol, διαχείριση επικοινωνίας ανάμεσα στις DTE & DCE συσκευές, bit-oriented protocol, πλαίσια στην σωστή σειρά και έλλειψη λαθών. 3 τύποι LAPB πλαισίων: –Information, upper-layer information, sequencing, flow control, and error detection and recovery –supervisory, ακολουθίες αριθμών and –unnumbered. link setup and disconnection, as well as error reporting The X.21bis Protocol X.21bis handles the activation and deactivation of the physical medium, point-to-point connections, speeds up to 19.2 kbps, and synchronous, full-duplex transmission over four-wire media.

13 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201013 …Χ.25 protocol suite

14 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201014 Frame Relay Βασίζεται στην μεταγωγή πακέτου παρέχοντας σχετικά υψηλές ταχύτητες. Οπτικές Διατάξεις. Βασίζεται στη μεταγωγή μονάδων δεδομένων μεταβλητού μήκους, οι οποίες λέγονται πλαίσια Αρχικά εισήχθη το 1988 στα πλαίσια των ISDN δικτύων ως μια νέα μορφή υπηρεσίας φορέα μεταγωγής πακέτων Οι ταχύτητες που επιτυγχάνονται κυμαίνονται από 64Κbps μέχρι 45Mbps Είναι ένα περαιτέρω στάδιο εξέλιξης της κλασικής μεταγωγής πακέτου Χ.25 και είναι μια υπηρεσία η οποία στοχεύει στη βελτίωση της επικοινωνιακής απόδοσης μειώνοντας τις καθυστερήσεις, παρέχοντας δυνατότητα καλής χρήσης του εύρους ζώνης και μειώνοντας το κόστος των επικοινωνιακών διατάξεων Αρχικά υποστηρίχθηκαν PVCs.

15 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201015 Frame relay Devices Data terminal equipment (DTE) –Τερματικές Συσκευές Πελάτη. (τερματικά, Η/Υ, δρομολογητές, γέφυρες). Data circuit-terminating equipment (DCE) –Διαδικτυακές συσκευές παρόχου. –Παροχή υπηρεσιών συγχρονισμού και μεταγωγής. (μεταγωγείς πακέτων) Συνδεσμοστρεφής επικοινωνία επιπέδου δεδομένων με την χρήση Frame Relay virtual circuit, λογική σύνδεση ανάμεσα σε δύο DTE διαμέσου ενός Frame Relay packet-switched network (PSN). VC αμφίδρομα επικονωνιακά μονοπάτια από ένα DTE σε άλλο και προσδιορίζονται μοναδικά από ένα data-link connection identifier (DLCI).

16 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201016 Frame Relay- Βασικά χαρακτηριστικά Υπηρεσίες προσανατολισμένες σε σύνδεση - εικονικές συνδέσεις Στατιστική πολύπλεξη (δυναμική δέσμευση πόρων) Πολύπλεξη και μεταγωγή συνδέσεων στο επίπεδο 2 Διατήρηση σειράς πλαισίων Μικρή πιθανότητα απώλειας πλαισίων (λόγω λαθών ή συμφόρησης) Απ΄άκρη σ΄άκρη έλεγχος λαθών και ροής (προαιρετικά) Αύξηση της ρυθμαπόδοσης (σε σχέση με Χ.25) Εφαρμογές –Διασύνδεση απομακρυσμένων τοπικών δικτύων –Σύνδεση πολλών τερματικών σε απομακρυσμένο host –Υλοποίηση VPNs –Διασύνδεση PBXs (VoFR)

17 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201017 Διαφορές frame relay – X.25 Η σηματοδοσία ελέγχου μεταφέρεται σε ένα λογικό κανάλι ξεχωριστό από το κανάλι μετάδοσης των δεδομένων –οι ενδιάμεσοι κόμβοι δεν χρειάζεται να χρησιμοποιούν διαδικασίες ελέγχου κλήσεων για κάθε ανεξάρτητη σύνδεση Η πολυπλεξία και η μεταγωγή πακέτων γίνεται στο επίπεδο 2 αντί για το επίπεδο 3 όπου γίνεται στο Χ.25 –Μειώνεται έτσι ένα ολόκληρο επίπεδο επεξεργασίας Δεν υπάρχουν hop-by-hop έλεγχοι ροής και λάθους –αν απαιτούνται τέτοιοι έλεγχοι τότε αυτό είναι υπαιτιότητα ενός ανώτερου επιπέδου

18 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201018 Frame relay Devices

19 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201019 Frame Mode Υπηρεσίες Frame relaying –είναι μια βασική δικτυακή υπηρεσία για την μεταφορά data-link πλαισίων πάνω από το D, B ή H κανάλι του ISDN Frame switching –είναι μια βελτιωμένη δικτυακή υπηρεσία για την μεταφορά data-link πλαισίων πάνω από ένα D, B ή H κανάλι

20 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201020 Διαφορές Υπηρεσιών (1) Η frame switching υπηρεσία έχει τα επιπλέον χαρακτηριστικά: –Τα πλαίσια μεταδίδονται με acknowledgments που επιστρέφονται σε αυτόν που μεταδίδει –Ο έλεγχος ροής υποστηρίζεται στο user-network interface και στις δυο κατευθύνσεις –Το δίκτυο ανιχνεύει και διορθώνει λάθη λειτουργικά, μετάδοσης και διαμόρφωσης –Το δίκτυο ανιχνεύει και επανέρχεται από προβλήματα απώλειας ή ύπαρξης διπλών πακέτων

21 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201021 Διαφορές Υπηρεσιών (2) Αντίθετα, η frame relaying υπηρεσία είναι μια αναξιόπιστη πολυπλεγμένη υπηρεσία Με δεδομένη την αξιοπιστία των σύγχρονων δικτύων, και επιπλέον την ύπαρξη λογισμικού υψηλότερων επιπέδων για παροχή end-to-end αξιοπιστίας, η frame relaying υπηρεσία είναι ευρύτερα διαδεδομένη από την frame switching

22 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201022 Frame Relay VC… Switched Virtual Circuits (SVCs). Τέσσερις λειτουργικές καταστάσεις: –Call setup. Εγκαθίδρυση σύνδεσης ανάμεσα σε 2 DTE –Data transfer –Idle. Δεν μεταδίδονται δεδομένα, η σύνδεση είναι ενεργή. –Call termination. –Επιπλέον δεδομένα απαιτούν ένα νέο SVC. Permanent Virtual Circuits (PVCs). Δυο λειτουργικές καταστάσεις: –Data transfer –Idle. Δεν μεταδίδονται δεδομένα, η σύνδεση είναι ενεργή. (δεν τερματίζει)

23 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201023 …Frame Relay VC FRVC προσδιορίζονται από data-link connection identifiers (DLCIs). Οι αναθέσεις των τιμών γίνονται από τον πάροχο. Τοπική σημασία (μοναδικές τιμές σε επίπεδο LAN

24 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201024 User Network Interface (UNI) 2 λειτουργικά επίπεδα επίπεδο ελέγχου (control-plane) –εμπλέκεται στην εγκατάσταση και στον τερματισμό λογικών συνδέσεων. επίπεδο χρήστη (user-plane) –είναι υπεύθυνο για την μεταφορά δεδομένων μεταξύ των χρηστών

25 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201025 Επίπεδο Ελέγχου Παρόμοιο με αυτό που χρησιμοποιείται στην μεταγωγή πακέτου και στην μεταγωγή κυκλώματος Η σηματοδοσία ελέγχου γίνεται μέσα από το D κανάλι με σκοπό τον έλεγχο της εγκατάστασης και του τερματισμού ιδεατών κλήσεων στα D, B και H κανάλια Στο data-link επίπεδο χρησιμοποιείται το πρωτόκολλο LAPD (Q.921) για να προσφέρει αξιόπιστη data-link υπηρεσία με έλεγχο ροής και έλεγχο λαθών μεταξύ του χρήστη και του δικτύου μέσω του D καναλιού Η data-link υπηρεσία χρησιμοποιείται για την ανταλλαγή Q.931/Q.933 μηνυμάτων ελέγχου σηματοδοσίας

26 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201026 Επίπεδο Χρήστη Για την μεταφορά πληροφορίας μεταξύ των χρηστών το πρωτόκολλο που χρησιμοποιείται είναι το LAPF (Q.922) Μόνο οι βασικές λειτουργίες του LAPF χρησιμοποιούνται στο Frame Relay: –Ρύθμιση μήκους, στοίχιση και διαφάνεια πλαισίων –Πολυπλεξία/αποπολυπλεξία πλαισίων χρησιμοποιώντας το πεδίο της διεύθυνσης –Εξέταση του πλαισίου για να εξακριβωθεί ότι αποτελείται από ακέραιο αριθμό bytes –Εξέταση του πλαισίου για να εξακριβωθεί ότι δεν είναι ούτε πολύ μεγάλο ούτε πολύ μικρό –Ανίχνευση λαθών μετάδοσης –Λειτουργίες ελέγχου συμφόρησης

27 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201027 Πρωτόκολλο ελέγχου κλήσης Συμμετέχει στην ανταλλαγή μηνυμάτων ανάμεσα στον χρήστη και τον χειριστή πακέτων πάνω από μια προϋπάρχουσα σύνδεση πρόσβασης Τα μηνύματα μεταδίδονται με: –Switched πρόσβαση στον διαχειριστή πλαισίων. Τα μηνύματα ελέγχου κλήσης μεταδίδονται σε πλαίσια Frame Relay μέσω του ίδιου καναλιού (B ή H) όπως στις συνδέσεις Frame Relay –Integrated πρόσβαση στον διαχειριστή πλαισίων. Τα μηνύματα ελέγχου κλήσης μεταδίδονται σε πλαίσια LAPD με SAPI=0 από το D κανάλι

28 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201028 Network-to-Network Interface Οι ΝΝΙ διαδικασίες χρησιμοποιούνται για την ανταλλαγή μηνυμάτων κατάστασης (STATUS) μεταξύ των δικτύων

29 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201029 Λειτουργίες NNI Εγκατάσταση LAPF σύνδεσης Αποσύνδεση LAPF σύνδεσης NNI status Κριτήρια για το active status ενός Multi- network PVC Αναφορά νέων PVC segments Απόφαση για τη διαθεσιμότητα ενός PVC Αναφορά διαθεσιμότητας ενός PVC Αναφορά διαγραμμένων PVCs

30 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201030 Congestion control Υλοποίηση απλών μηχανισμών ελέγχου συμφόρησης. (λόγω ότι συνήθως υλοποιείται σε αξιόπιστο δικτυακό μέσο) Δύο μηχανισμοί – ενημέρωσης συμφόρησης: –Forward-explicit congestion notification (FECN) –Backward-explicit congestion notification (BECN) Discard Eligibility (DE) bit δείχνει ότι ένα πλαίσιο είναι λιγότερο σημαντικό από κάποιο άλλο (Address field) Error Checking (CRC)

31 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201031 Frame Relay Local Management Interface The Local Management Interface (LMI) βελτιώσεις (1990) global addressing. data-link connection identifier (DLCI) σφαιρικές τιμές LMI virtual circuit status messages.Συγχρονισμός και επικοινωνία μεταξύ DTE και DCE. (κατάσταση PVCs) multicasting. Ανάθεση multicast groups

32 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201032 Frame Relay format Flags Address, 2 οκτάδες –DLCI, 10-bit, Εικονική σύνδεση ανάμεσα στο DTE και switch, πολυπλέκεται στο φυσικό κανάλι. –Extended Address (EA), Δηλώνει ότι τo byte στο οποίο το ΕΑ είναι 1 είναι το τελευταίο πεδίο διεύθυνσης –Congestion Control, 3 bits –Data, –Frame Check Sequence.

33 Δίκτυα ΥπολογιστώνAthena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201033 Στοίβα Πρωτοκόλλων LARF core προσδιορισμός πλαισίων πολύπλεξη λογικών κυκλωμάτων έλεγχος (ύπαρξης) λαθών LAPF control όχι μέρος της υπηρεσίας FR έλεγχος ροής & λαθών μεταξύ τερματικών σημείων

34 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201034 Εισαγωγή στην τεχνολογία ATM (Asynchronous Transfer Mode) Προτυποποημένη τεχνολογία QoS Τεχνολογία ταυτόχρονα σε LAN, ΜΑΝ και WAN MB  GB Φωνή/Video/Δεδομένα Στόχος τεχνολογίας ΑΤΜ: Τεχνολογία μετάδοσης όλων των τύπων της πληροφορίας (φωνή, video, δεδομένα) από χρήστη-σε-χρήστη μέσω LAN, MAN, WAN Παροχή προσανατολισμένων σε σύνδεση (connection-oriented) υπηρεσιών ελέγχου πρόσβασης στο φυσικό μέσo σε υποδομές χαλκού, οπτικών ινών και ασύρματων

35 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201035 Δημιουργία ΑΤΜ Asynchronous Transfer Mode Το 1988 η ITU-T (πρώην CCITT) εισήγαγε την ΑΤΜ τεχνολογία ως το μηχανισμό μεταφοράς για το Broadband ISDN Αναφέρεται και ως “cell relay” –χρησιμοποιεί μικρά πακέτα σταθερού μεγέθους (κυψελίδες – cells) ΑΤΜ Forum: 80 μέλη το 2004

36 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201036 Στόχοι ΑΤΜ Υποστήριξη υπηρεσιών όπως: –Φωνή –Πακέτα δεδομένων (SMDS, IP, FR) –Video –Εφαρμογές εικόνας (imaging) –Εξομοίωση κυκλωμάτων (circuit emulation) Circuit switching (guaranteed capacity and constant transmission delay) Packet switching (flexibility and efficiency)Packet switching (flexibility and efficiency)

37 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201037 Βασικές έννοιες τεχνολογίας ATM Διαπραγμάτευση της υπηρεσίας σύνδεσης – Υπηρεσίες προσανατολισμένες σε σύνδεση (connection-oriented) – Συνδέσεις από-άκρο-σε άκρο = εικονικά κυκλώματα (virtual circuits) – Ποιότητα υπηρεσίας (QoS) και συμβόλαια κίνησης (traffic contract) Μεταγωγή (switch) Πακέτo σταθερού μήκους=cell

38 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201038 Ασύχρονη-Σύχρονη Μετάδοση Σύγχρονη μετάδοση: το ψηφιακό σήμα είναι στενά συνδεδεμένο με κάποιου είδους ρολόι Τα ασύγχρονα σήματα δεν χρησιμοποιούν ρολόι, αλλά έχουν συνήθως ένα bit έναρξης και λήξης ή κάποια σειρά από bits που καθορίζει μοναδικά πότε αρχίζει και πότε σταματάει ένας χαρακτήρας ή ένα πακέτο Ασύγχρονη: πιο αποδοτική δεδομένης μιας σταθερής ροής δεδομένων – οι περισσότερες σειριακές επικοινωνίες και όλες πρακτικά οι δικτυακές επικοινωνίες σε ένα LAN Σύγχρονη: πιο ευέλικτη και πιο ανθεκτική – οι μεταφορές δεδομένων από και προς τον επεξεργαστή καθώς και στις παράλληλες θύρες

39 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201039 Διαφορές τεχνολογίας ΑΤΜ-Τεχνολογία Μεταγωγής Κυκλώματος Current phone networks are synchronous (periodic). ATM = Asynchronous Transfer Mode Phone networks use circuit switching. ATM networks use “Packet” Switching In phone networks, all rates are multiple of 64 kbps. With ATM service, you can get any rate. You can vary your rate with time. With current phone networks, all high speed circuits are manually setup. ATM allows dialing any speed.

40 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201040 Διαφορές τεχνολογίας ΑΤΜ- Τεχνολογίες Μεταγωγής Πακέτων Signaling: Internet Protocol (IP) is connectionless and you cannot reserve bandwidth in advance. ATM is connection-oriented and you declare your needs before using the network. Routing: In IP, each packet is addressed and processed individually. In ATM, Path selection is based on quality of service (QoS) Traffic Management: Loss in IP. ATM has 1996 traffic management technology. Required for high-speed and variable demands. Cells: Fixed size or small size is not important

41 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201041 Η γενική αρχιτεκτονική δικτύου τεχνολογίας ΑΤΜ End Station SwitchVoice Data Video AALAALAALAAL PHYPHY PHYPHY ATMATM PHYPHY ATMATM PHYPHY ATMATM AALAALAALAAL Voice Data Video Cells

42 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201042 Η γενική αρχιτεκτονική συστημάτων ΑΤΜDataCell VideoCell VoiceCell Για την πολύπλεξη των cells που ανήκουν σε διαφορετικές λογικές συνδέσεις, εφαρμόζεται μηχανισμός με τον οποίο τα cells μεταδίδονται στο φυσικό μέσο με τη σειρά που δημιουργούνται από τις διαφορετικές πηγές και όχι σε συγκεκριμένα time-slots (TDM). Άρα Αsynchronous ΤDM. Μεταγωγέας

43 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201043 Τα λογικά επίπεδα της τεχνολογίας ATM Δίκτυο υπηρεσιών Classical IP LAN emulation MPLS PVC, SVC UNI PNNI UNI Λογικό δίκτυο Φυσικό δίκτυο Permanent Virtual Connection, Switched Virtual Circuit

44 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201044 Πρωτόκολλα ΑΤΜ

45 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201045 Κατακόρυφο Επίπεδο Χρήστη Παρέχεται για τη μεταφορά της εφαρμογής του τελικού χρήστη Περιλαμβάνει μηχανισμούς που χρειάζονται για την υποστήριξη του χρήστη – έλεγχο συμφόρησης – επαναφορά από λάθη

46 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201046 Κατακόρυφο Επίπεδο Σηματοδοσίας Φροντίζει για την ανταλλαγή πληροφορίας σηματοδοσίας μεταξύ ΑΤΜ τελικών σημείων ώστε να πραγματοποιηθούν οι ρυθμίσεις για την σύνδεση Παρέχει βασικές λειτουργίες για τις υπηρεσίες μεταγωγής Μετέχει στις διαδικασίες σηματοδοσίας και δρομολόγησης Μοιράζεται με το επίπεδο χρήστη τις διευκολύνσεις που παρέχουν το ΑΤΜ Επίπεδο και το Φυσικό Επίπεδο

47 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201047 Κατακόρυφο Επίπεδο Διαχείρισης Παρέχει τη δυνατότητα ανταλλαγής πληροφοριών μεταξύ των επιπέδων χρήστη και ελέγχου Αποτελείται από δύο επιμέρους τμήματα: – Η διαχείριση στρωμάτων περιλαμβάνει πληροφορίες και μηχανισμούς ελέγχου για τα πρωτόκολλα που υπάρχουν σε κάθε ξεχωριστό στρώμα (οριζόντιο επίπεδο) – Η διαχείριση των κατακόρυφων επιπέδων περιλαμβάνει διαδικασίες διαχείρισης και συντονισμού που σχετίζονται με τη συνολική λειτουργία του συστήματος

48 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201048 Οριζόντιο Φυσικό Επίπεδο Αποτελείται από δύο υποεπίπεδα: – Υποεπίπεδο Σύγκλησης Μεταφοράς (Transport Convergence – TC) για την εισαγωγή και την εξαγωγή άχρηστων κυψελίδων για την ανίχνευση λαθών με τη δημιουργία και τον έλεγχο του Header Error Control (HEC) για την ανίχνευση ορίων των κυψελίδων για την προσαρμογή της ροής των κυψελίδων ανάλογα με το είδος του πλαισίου που χρησιμοποιείται στο φυσικό επίπεδο (π.χ. SDH) για την παραγωγή πλαισίων φυσικού επιπέδου στον αποστολέα και εξαγωγής των ΑΤΜ κυψελίδων από τα πλαίσια φυσικού επιπέδου στον παραλήπτη – Υποεπίπεδο Φυσικού Μέσου (Physical medium – PM) την εισαγωγή και την εξαγωγή της πληροφορίας χρονισμού των bit τη δημιουργία και την λήψη των κυματομορφών

49 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201049 Οριζόντιο Επίπεδο ΑΤΜ Μεταβιβάζει τις εξερχόμενες ΑΤΜ κυψελίδες από το AAL στο φυσικό επίπεδο ώστε να μεταφερθούν μέσω του δικτύου στο τελικό ΑΤΜ σημείο προορισμού Μεταβιβάζει τις εισερχόμενες ΑΤΜ κυψελίδες από το φυσικό επίπεδο στο AAL κάθε φορά που λαμβάνονται κυψελίδες από ένα τελικό ΑΤΜ σημείο «πηγή» Παρέχει λειτουργίες διαχείρισης στη κυκλοφορία των κυψελίδων Έχει μηχανισμούς για επαρκή buffering και αντιμετώπισης των κυκλοφοριακών συμφορήσεων

50 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201050 ΑΤΜ cell Μικρό μέγεθος – 5 Byte κεφαλίδα (header) – 48 Byte πληροφορία (Payload) Σταθερό μέγεθος Η κεφαλίδα περιέχει στοιχεία για το εικονικό κύκλωματα Η πληροφορία μπορεί να είναι φωνή, video, δεδομένα 5 Bytes 48 Bytes ΚεφαλίδαΠληροφορία

51 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201051 ATM Layer } 48-Byte Τμήματος «πληροφορία» από AAL Κεφαλίδα 5-Byte Η κεφαλίδα περιέχει το αναγνωριστικό του λογικού μονοπατιού (VP) και της λογικής σύνδεσης (VC) Cell 53-Byte Προς φυσικό επίπεδο Προσθέτει/αφαιρεί το τμήμα «κεφαλίδα» στο τμήμα «πληροφορία» του ΑΤΜ cell Το πεδίο «κεφαλίδα» περιέχει το ανγνωριστικό της σύνδεσης Πολύπλεξη των ATM cells σε λογικές συνδέσεις Σειριακή παράδοση στα πλαίσια μιάς λογικής σύνδεσης

52 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201052 ΑΤΜ Μεταγωγή Οι ΑΤΜ τεχνικές μεταγωγής βασίζονται στα δύο πεδία που περιέχει η επικεφαλίδα της ΑΤΜ κυψελίδας – VPI (Virtual Path Identifier) – VCI (Virtual Channel Identifier) Αυτά τα πεδία παρέχουν την απαραίτητη πληροφορία για τη δημιουργία της σύνδεσης και για τη δρομολόγηση δεδομένων έτσι ώστε οι ΑΤΜ κυψελίδες να μεταφέρονται διαμέσου των κόμβων του δικτύου στο τελικό προορισμό

53 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201053 Virtual Channels (1) Ένα λογικό κύκλωμα που εξασφαλίζει αξιόπιστη επικοινωνία μεταξύ δύο σημείων σε ένα ΑΤΜ δίκτυο Για τον προσδιορισμό του απαιτείται τόσο το VPI όσο και το VCI πεδίο της εισερχόμενης κυψελίδας – επειδή οι τιμές του VCI, που χρησιμοποιούνται σε ένα νοητό μονοπάτι, χρησιμοποιούνται και σε άλλα μονοπάτια

54 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201054 Virtual Channels (2) Κάθε φορά πού ένα νοητό κανάλι μεταγάγεται, αποδίδεται μια συγκεκριμένη τιμή του αναγνωριστικού νοητού καναλιού – οι τιμές VPI και VCI στην επικεφαλίδα μιας εισερχόμενης κυψελίδας αλλάζουν σύμφωνα με τον πίνακα μετάφρασης του κόμβου μεταγωγής Ένας τέτοιος κόμβος μεταγωγής που λαμβάνει υπόψη του την τιμή του VCI ονομάζεται κόμβος μεταγωγής νοητών καναλιών ή χειριστής νοητών καναλιών (VC handler)

55 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201055 Virtual Channel Connections Δημιουργούνται από τη συνένωση νοητών καναλιών (VCs) Έχουν τα άκρα τους στα σημεία εκείνα του δικτύου στα οποία το κομμάτι της κυψελίδας που περιέχει την πληροφορία του χρήστη περνάει από το ATM επίπεδο στο AAL επίπεδο ή αντίστροφα Όλη η επικοινωνία ανάμεσα σε δύο σημεία του δικτύου μπορεί να γίνει διαμέσου του VCL. Αυτού του είδους η σύνδεση προστατεύει την σειρά μεταξύ των ΑΤΜ κυψελίδων κατά την μεταφορά τους μεταξύ δύο τελικών σημείων και εγγυάται κάποιο βαθμό ποιοτικής υπηρεσίας QoS

56 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201056 Virtual Paths (1) Είναι μία δέσμη από νοητά κανάλια η οποία κατευθύνεται σε ένα ΑΤΜ τελικό σημείο Το VP προσδιορίζεται μόνο από το VPI πεδίο της κεφαλής της ATM κυψελίδας – το VCI πεδίο αγνοείται Νοητά κανάλια που μοιράζονται το ίδιο νοητό μονοπάτι έχουν την ίδια τιμή VPI

57 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201057 Virtual Paths (2) Κάθε φορά που ένα νοητό μονοπάτι μετάγεται στο δίκτυο, αποδίδεται μια συγκεκριμένη τιμή του VPI – η τιμή VPI αλλάζει σύμφωνα με τον πίνακα μετάφρασης του κόμβου μεταγωγής Ένας κόμβος μεταγωγής που λαμβάνει υπόψη του την τιμή του VPI ονομάζεται κόμβος μεταγωγής νοητών μονοπατιών ή χειριστής νοητών μονοπατιών ή κόμβος διασταυρούμενης σύνδεσης

58 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201058 Πλεονεκτήματα VPs Ο δικτυακός χρήστης μπορεί να διαχειριστεί κάποιες ATM κυψελίδες με έναν αποκλειστικό τρόπο ανεξάρτητα του παροχέα υπηρεσιών Στη περίπτωση που ο χρήστης μεταδίδει πληροφορία προς τον ίδιο προορισμό με την χρήση πολλών VCs, ο φόρτος του δικτύου μπορεί να μειωθεί εάν μεταφέρουμε αυτή την πληροφορία σε μία λογική μετάδοση παρά σε πολλές – το VP εξαλείφει το βάρος της μεταγωγής των πολλών VCs Δυνατότητα συσσώρευσης των κυψελίδων πολλών χρηστών για μεταφορά στο δίκτυο μέσα από μία φυσική σύνδεση με υψηλό ρυθμό Χρήσιμα για μετάδοση πληροφορίας που απαιτεί σταθερή ποιότητα υπηρεσίας καθ’ όλη την διάρκεια - απόσταση

59 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201059 Χρήση VP/VC (1) INOUT PortVPI/VCIPortVPI/VCI 11/3731/35 13/3442/56 25/3354/65 21/5664/76 3437 56331 2 DataVoice VideoData35 56 65 763 4 5 6

60 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201060 Χρήση VP/VC (2)

61 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201061 Παράμετροι QoS για το ΑΤΜ Maximum Cell Transfer Delay: Η μέγιστη καθυστέρηση στην μετάδοση των πακέτων μεταξύ δύο τερματικών σημείων Cell Delay Variation Tolerance: H μέγιστη τιμή του jitter από την μετάδοση των πακέτων μιας υπηρεσίας σε ένα ΑΤΜ δίκτυο Cell Loss Ratio: O ρυθμός απώλειας των ΑΤΜ πακέτων που το δίκτυο μπορεί να αποβάλλει λόγω συμφόρησης του δικτύου

62 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201062 ATM Adaptation Layer (AAL) Παρέχει αντιστοίχιση των εφαρμογών στο αντίστοιχο είδος της υπηρεσίας ATM Κατακερματισμό/επανασύνθεση (Segments/Reassembles) των δεδομένων εφαρμογών στο τμήμα «πληροφορία» του ΑΤΜ cell Παράδοση των 48 bytes του τμήματος «πληροφορία» στο ATM layer 48 Bytes AAL Τύποι υπηρεσιών 1 Circuit Emulation -Constant Bit Rate (CBR) Low Bit Rate Voice (Real Time) -Variable Bit Rate (VBR) -Variable Bit Rate (VBR) Time Invariant Data “Simple” Data 2 3/4 5

63 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201063 ΑΤΜ Παράμετροι Κίνησης Peak Cell Rate: O μέγιστος ρυθμός μετάδοσης μιας σύνδεσης Sustainable Cell Rate: O μέσος ρυθμός εκπομπής ΑΤΜ cells από μια σύνδεση Maximum Burst Size: Το μέγιστο μέγεθος από ένα burst συνεχόμενων ΑΤΜ πακέτων μιας σύνδεσης τα οποία μπορούν να μεταδοθούν Minimum Cell Rate: Ο κατώτατος ρυθμός μετάδοσης μιας υπηρεσίας για να χειρισθεί την καθυστέρηση

64 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201064 ΑΤΜ Υπηρεσίες (1) Constant Bit Rate (CBR) Application Traffic Descriptor PCR Peak Cell Rate QoS Parameters LowHigh Tolerance Cell Delay Cell Loss

65 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201065 ΑΤΜ Υπηρεσίες (2) Variable Bit Rate (VBR RT/NRT) Application Traffic Descriptor PCR Peak Cell Rate SCR Sustainable Cell Rate MBS Maximum Burst Size QoS Parameters LowHigh Tolerance Cell Delay Cell Loss Cell Delay (NRT)

66 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201066 ΑΤΜ Υπηρεσίες (3) Available Bit Rate (ABR) Application Traffic Descriptor PCR Peak Cell Rate MCR Minimum Cell Rate QoS Parameters LowHigh Tolerance Cell Loss Cell Delay

67 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201067 ΑΤΜ Υπηρεσίες (4) Unspecified Bit Rate (UBR) Application Traffic Descriptor No Guarantees Send and Pray QoS Parameters LowHigh Tolerance Cell Delay Cell Loss Data Transfer

68 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201068 Λειτουργίες Διαχείρισης ΑΤΜ Κίνησης Connection Admission Control (CAC): Can requested bandwidth and quality of service be supported? Traffic Shaping: Limit burst length. Space-out cells. Usage Parameter Control (UPC): Monitor and control traffic at the network entrance. Network Resource Management: Scheduling, Queueing, virtual path resource reservation Selective cell discard: – Cell Loss Priority (CLP) = 1 cells may be dropped – Cells of non-compliant connections may be dropped Frame Discarding Feedback Controls: Network tells the source to increase or decrease its load.

69 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201069 Why Congestion Control Connection Admission Control (CAC): Can requested bandwidth and quality of service be supported? Traffic Shaping: Limit burst length. Space-out cells. Usage Parameter Control (UPC): Monitor and control traffic at the network entrance. Network Resource Management: Scheduling, Queueing, virtual path resource reservation Selective cell discard: – Cell Loss Priority (CLP) = 1 cells may be dropped – Cells of non-compliant connections may be dropped Frame Discarding Feedback Controls: Network tells the source to increase or decrease its load.

70 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201070 Πλεονεκτήματα της τεχνολογίας ATM Ένα δίκτυο για όλους του τύπους πληροφοριών Συμβατή με την υπάρχουσα καλωδιακή υποδομή Ποιότητα υπηρεσιών Απλοποιημένη διαχείριση δικτύου Υποστήριξη νέων εφαρμογών (τηλε-ιατρική, ψηφιακή τηλεόραση, κλπ.) Αποδοχή: – ΝΑΙ από Carriers (80% παγκοσμίως) – ΟΧΙ από Τελικούς χρήστες

71 Athena Summer School – Nafpaktos 19-25 July 201071 Κατηγορίες Υπηρεσιών ΑΤΜ (2)