O documento descreve as redes ATM, incluindo sua história, características, serviços, camadas, conexões virtuais, sinalização, congestionamento e aplicações. A tecnologia ATM usa células de tamanho fixo para transmitir dados de forma assíncrona, fornecendo qualidade de serviço diferenciada para diferentes tipos de tráfego como voz, vídeo e dados.

1. Redes ATM Yago Luiz Rodrigo Araújo Géssica Castro Hylbber Bastos Tatiara pinheiro

2. Redes ATMO que é ? ATM é uma tecnologia de comunicação de dados de alta velocidade usada para interligar redes locais, metropolitanas e de longa distância para aplicações de dados, voz, áudio, e vídeo. Basicamente a tecnologia ATM fornece um meio para enviar informações em modo assíncrono através de uma rede de dados, dividindo essas informações em pacotes de tamanho fixo denominados células (cells). Cada célula carrega um endereço que é usado pelos equipamentos da rede para determinar o seu destino. A tecnologia ATM utiliza o processo de comutação de pacotes, que é adequado para o envio assíncrono de informações com diferentes requisitos de tempo e funcionalidades, aproveitando-se de sua confiabilidade, eficiência no uso de banda e suporte a aplicações que requerem classes de qualidade de serviço diferenciadas.

3. Histórico No fim da década de 80 e início da década de 90, vários fatores combinados demandaram a transmissão de dados com velocidades mais altas: A evolução das redes transmissão para a tecnologia digital em meios elétricos, ópticos e rádio; A descentralização das redes e o uso de aplicações cliente / servidor; A migração das interfaces de texto para interfaces gráficas; O aumento do tráfego do tipo rajada (bursty) nas aplicações de dados e o conseqüente aumento do uso de banda; O aumento da capacidade de processamento dos equipamentos de usuário (PCs, estações de trabalho, terminais Unix, entre outros); A demanda por protocolos mais confiáveis e com serviços mais abrangentes.

4. Histórico Nessa época consolidava-se o desenvolvimento das tecnologias ISDN e Frame Relay. Entretanto, a crescente necessidade de uso banda e de classes de serviços diferenciadas, de acordo com o tipo de aplicação, levou ao desenvolvimento das tecnologias ATM e B-ISDN (Broadband-ISDN), com padrões e recomendações elaborados por órgão internacionais de Telecomunicações e suportados pela indústria mundial.

5. Características Orientado à conexão Conexões virtuais Implementação através de 3 conceitos:

6. Características TP- Transmission path VP – Virtual path VC – Virtual channel

7. Características Os 3 Conceitos

8. Características A partir desses conceitos, definem-se 2 tipos de conexões virtuais: VPC – Virtual paths connection VCC – Virtual channels connection

9. Características Bidirecionais A banda em cada estação pode ter taxas distintas ou até mesmo zero

10. Características A partir dessas conexões, o ATM implementa todos os seus serviços. Em especial, os circuitos virtuais PVC – Permanent virtual circuit SVC – Switched virtual circuit

11. Redes ATM Vantagens e restrições

12. Vantagens Multiplexação estatística Gerenciamento dinâmico de banda Integra vários tipos diferentes de tráfego(dados, voz, vídeo) Alta disponibilidade para os serviços (QoS) Qualidade de Serviço Pode interoperar com outros protocolos e aplicações

13. Restrições Outras tecnologias, como Fast Ethernet, e TCP/IP, têm sido adotadas com grande freqüência em redes de dados O uso de interfaces ATM diretamente aplicadas em PC´s, estações de trabalho e servidores de alto desempenho não tem sido tão grande como se esperava

14. Redes ATM Composição de uma rede ATM Funcionamento Célula

15. Composição de uma rede ATM ATM utiliza o modo de transmissão assíncrona implementa um protocolo ponto-a-ponto, full-duplex, orientado a conexão, comutado por células. Basicamente as redes ATM são compostas : Equipamento dos usuário Equipamento de acesso Equipamento de rede

16. Composição de uma rede ATM

17. Células As células são pacotes de tamanho fixo, correspondente a 5+48 Bytes.

18. Serviços oferecidos: CBR (Constante Bit Rate, Taxa de Transferência Constante): Você define a velocidade do link da sua rede com a rede ATM e essa velocidade é constante. VBR( Variable Bit Rate, Taxa de Transferência Variável): Embora o provedor de rede defina uma taxa de transferência ela não é fixa. UBR(Unspecified Bit Rate, Taxa de Transferência não Especificada): Não garante nenhuma velocidade de transferência, isto é, a velocidade não é pré-definida. ABR(Available Bit Rate, Taxa de Transferência Disponível): Especifica uma taxa de transferência mínima e a taxa de transferência aumenta automaticamente se a rede estiver descongestionada

19. Camadas ATM O protocolo ATM está dividido em três camadas: Camada Física Camada ATM Camada de adaptação ATM (AAL)

20. Camadas ATM

21. Camadas ATM Camada Física (Physical Layer) A camada física é dividida em duas subcamadas: A Subcamada de meio físico (Physical Medium Sublayer) e a Subcamada de convergência de transmissão (Transmission Convergence Sublayer).

22. Camadas ATM Subcamada de Meio Físico (Physical Medium Sublayer) Especifica as características mecânicas, elétricas e óticas dos meios de transmissão adotados, bem como o sincronismo necessário à transmissão recepção de bits.

23. Camadas ATM Subcamada de convergência de transmissão (Transmission Convergence Sublayer) Especifica as funções destinadas à geração e composição dos conjuntos de bits, à geração e verificação dos bits de controle de erro, ao delineamento dos conjuntos de bits, ao desacoplamento entre as taxas de transporte dos conjuntos especiais destinados às tarefas de operação e manutenção.

24. Camadas ATM Camada ATM (ATM Layer) Especifica as funções dedicadas à comutação espacial e temporal dos conjuntos de bits, à geração, extração e adaptação dos bits correspondentes ao cabeçalho da célula e ao controle de tráfego.

25. Camadas ATM Camada de Adaptação ao ATM (ATM Adaptation Layer) Essa camada está dividida para duas subcamadas: Subcamada de Convergência e Subcamada de Segmentação e Adição.

26. Camadas ATM Subcamada de Segmentação e Recomposição (SegmentationandReassembly Sublayer) Especifica as funções dedicadas a decompor as mensagens originadas das camadas superiores, de forma a adaptá-las para o envio à camada adjacente inferior (camada ATM) equivalentemente, há as funções dedicadas a recompor as mensagens, a partir dos conjuntos de bits recebidos da camada inferior.

27. Camadas ATM Subcamada de Convergência (Convergence Sublayer) Especifica as funções dedicadas a propiciar serviços típicos da camada de transporte do modelo OSI às aplicações das camadas superiores.

29. VC( Virtual Channel): é o canal virtual configurado também entre 2 equipamentos adjacentes da rede ATM.

30. Apartir desses conceitos, definem-se 2 tipos de conexões virtuais: VPC (Virtual Paths Connection): é a conexão de rota virtual definida entre 2 equipamentos de acesso ou de usuário. Uma VPC é uma coleção de VP’s configuradas para interligar origem e destino. VCC (Virtual Channel Connection): é a conexão de canal virtual definida entre 2 equipamentos de acesso ou de usuário. Uma VCC é uma coleção de VC’s configuradas para interligar origem e destino.

31. Sinalização Os mecanismos de sinalização do protocolo ATM são parte dos seus mecanismos de controle. As funções principais definidas são as seguintes: Estabelecimento e finalização de conexões ponto a ponto; Seleção e alocação de VPI/VCI(identificadores de rota) Solicitação de classe de qualidade de serviço; Identificação de solicitante de conexão; Gerenciamento básico de erros; Notificação de informações na solicitação de conexões; Especificação de parâmetros de tráfego.

32. O ATM possui procedimentos de sinalização específicos para essas funções baseados no envio de mensagens a partir dos equipamentos de acesso (ou de usuário) de origem para os equipamentos de destino, a fim de negociar ao longo da rede o estabelecimento de conexões. A partir desse conjunto de funções podem ser estabelecidas as diversas funcionalidades dos serviços existentes no ATM. Entre elas podemos citar: Estabelecimento de conexões ponto-a-ponto; Estabelecimento de conexões ponto-multiponto; Estabelecimento de conexões multiponto-multiponto; Estabelecimento de conexões multicast (um para muitos unidirecional).

33. congestionamento O ATM possui os seguintes mecanismos de gerenciamento de congestionamento: Alocação de Recursos: evita que ocorra o congestionamento fazendo o controle severo de alocação dos recursos de armazenamento (buffers) dos equipamentos e de banda, e recusando as solicitações de novas conexões. UPC (UsageParameterControl): se o processo de controle do uso da rede indicar estado de descarte, os equipamentos situados na periferia da rede não aceitam novo tráfego evitando o congestionamento. CAC (Connection AdmissionControl): caso o parâmetro de admissão de novas conexões estiver selecionado para “cheio”, não serão aceitas novas conexões onde não se possa garantir a qualidade de serviços com os recursos existentes.

34. Aviso Explícito de Congestionamento: este mecanismo utiliza o bit EFCI (ExplicitFowardCongestionIndication) do campo PT do cabeçalho da célula, descrito anteriormente, para avisar os equipamentos de usuários e de rede sobre o estado da rede. Alteração de Prioridade da Célula: caso o processo de verificação de uso da rede verificar a ocorrência de congestionamento, este pode ativar o bit CLP do cabeçalho das células, forçando o seu descarte até a rede se normalize. Controle de Estabelecimento de Conexões: o processo de admissão de novas conexões atinge o estado de sobrecarregado e recusa as chamadas até que a rede se normalize. Algoritmos de Controle de Fluxo: em alguns sistemas ATM são usados algoritmos de controle de fluxo, baseados em janelas de tempo de resposta de envio de células,

35. As aplicações típicas da tecnologia ATM são apresentadas a seguir: Interligação de Redes Corporativas

36. O ATM, através de roteadores instalados nos escritórios, permite utilizar uma porta única em cada escritório para compor redes do tipo malha (meshed) onde a comunicação de um escritório com todos os outros é possível sem a complexidade do uso de múltiplas portas e múltiplos circuitos dedicados.

37. Interligação com Sistemas Legados A tecnologia ATM possui facilidades de encapsulamento de múltiplos protocolos. O protocolo da tecnologia SNA pode ser utilizado sobre o ATM para interligar computadores de grande porte com escritórios, agências bancárias, caixas eletrônicos e outras aplicações onde o acesso a esses computadores de missão crítica se faz de forma remota. O tempo de latência (delay), as taxas de transferência de dados, a disponibilidade e o gerenciamento de rede oferecidos pela rede ATM, torna esse tipo de aplicação de missão crítica viável e com custos aceitáveis.

39. A característica de tamanho fixo e reduzido das células de ATM trazem outras vantagens como: - diminui o grau de complexidade dos comutadores da rede; - menor tempo de empacotamento; - proporciona um menor atraso de transferência. Desvantagem da tecnologia ATM A única desvantagem que as células de ATM proporcionam é o grande overhead que o cabeçalho apresenta, que diminui a capacidade efetiva de transmissão na rede.

40. Fim