Chapter ATM Networks Why ATM? BISDN Reference Model ATM Layer ATM Adaptation Layer ATM Signaling PNNI Routing Classical IP over ATM Chapter ATM Networks Why ATM? The Integrated Services Vision     Mạng điện thoại ban đầu toàn tương tư  Truyền dẫn & Chuyển mạch Chuyển dần sang phần lõi toàn sô  1960’s: truyền dẫn mạng lõi chuyển sang sô  1970’s: chuyển mạch chuyển thành sô  Vòng thuê bao từ khách hàng đến mạng vẫn còn là tương tư Tầm nhìn cho Dịch vụ tích hợp:  Mạng cần phải sô từ đầu cuôi đến đầu cuôi  Mạng cần hỗ trợ tất cả các dịch vụ: telephone, data, video Ba giải pháp cho Integrated Services Network  ISDN in 1980s  ATM/BISDN in 1990’s  Internet in 2000’s Integrated Services Digital Network (ISDN)   ISDN:  Integrated access  to end-to-end digital communication services  through a standard set of user-to-network interfaces Network consisted of separate networks for voice, data, signaling Circuitswitched network BRI PRI Private channelswitched network Packetswitched networks Signaling network B=64 kbps D=16 kbps Basic rate interface (BRI): 2B+D BRI PRI Primary rate interface (PRI): 23B+D Broadband ISDN  BISDN: Một single universal network mềm dẻo có thể cung cấp tất cả các dịch vụ người dùng    ISDN không đáp ứng được: nhu cầu cần 10s to 100s Mbps cho kết nôi LAN và digital TV Synchronous Transfer Mode (kết nôi nx64 kbps) ban đầu được kỳ vọng BISDN, Asynchronous Transfer Mode (ATM) được chọn    Multiplexing & switching framework connection-oriented virtual circuits fixed-length packets, “cells”, with short headers Ưu điểm của ATM  Cơ sở hạ tầng mạng và quản lý được đơn giản hóa sử dụng một chế độ nhất cho mạng   Khả quản lý băng thông rộng rãi   SONET-like grooming capabilities, but at arbitrary bandwidth granularities ATM không bị giới hạn bởi tôc độ và cư ly   Kỳ vọng để sử dụng ở LAN, MAN, và WAN 50-600 Mbps for ATM Các thuộc tính QoS của ATM cho phép vận chuyển voice, data, và video, vì vậy làm cho ATM phù hợp cho mạng đa dịch vu Phạm vi kỳ vọng của ATM    Tất cả thông tin truyền bởi mạng xử lý các cell 53bytes Có thể mở rộng về tôc độ Giải pháp chuyển mạch làm việc ở LAN, MAN, hoặc WAN bytes Network header wireless interface wireless interface local localarea area network network (LAN) (LAN) 48 bytes User information  multimedia terminal data base ATM ATMfibre fibrebackbone backbone Wide WideArea AreaNetwork Network(WAN) (WAN) video server supercomputer supercomputer ATM Networking Voice Video Packet Voice Video Packet ATM Adaptation Layer ATM Adaptation Layer ATM Network AAL chuyển Thông tin thành Cells Voice A/D AAL s1 , s2 … cells Digital voice samples Video A/D Compression … picture frames Data AAL AAL Bursty variable-length packets cells compressed frames cells Cell-Switching – Virtual Circuit Cells Cells Cells Source Cells Switches       Destination Thiết lập kết nôi thiết lập kênh ảo bằng cách đặt pointers các bảng đường qua mạng Tất cả các cells cho một kết nôi theo một đường Header xác định kết nôi Cells xếp hàng chờ được truyền tại các ATM switches & multiplexers Có thể truyền dịch vụ CBR và VBR thông qua thỏa thuận quá trình thiết lập kết nôi Phẩm chất trễ và mất mát có thể thỏa thuận trước thiết lập kết nôi UNI Signaling Example UNI UNI Destination Network Source SETUP CALL PROCEEDING SETUP CALL PROCEEDING CONNECT CONNECT CONNECT ACK CONNECT ACK RELEASE RELEASE COMPLETE RELEASE RELEASE COMPLETE PNNI Signaling  ATM Forum developed PNNI for use between private ATM switches (Private Network Node Interface)  between group of private ATM switches (Private Network-to-Network Interface)  Network A Network B PNNI PNNI PNNI Protocols  A routing protocol that provides for the selection of routes that can meet QoS requirements  A signaling protocol for the exchange of messages between switches and between private networks  Based on UNI 4.0 with extensions for:     source routing crankback (a feature of the routing protocol) alternate routing of connection requests in the case of connection setup failure Also includes modifications in the Information Elements to carry routing information PNNI Signaling Example Source Switch Source A SETUP CALL PROCEEDING Transit Switch SETUP Destination Switch SETUP Destination B SETUP CALL PROCEEDING CALL PROCEEDING CALL PROCEEDING CONNECT CONNECT CONNECT CONNECT CONNECT ACK CONNECT ACK CONNECT ACK CONNECT ACK RELEASE RELEASE RELEASE RELEASE COMPLETE RELEASE RELEASE COMPLETE RELEASE COMPLETE RELEASE COMPLETE Chapter ATM Networks PNNI Routing PNNI Routing Protocol A routing protocol for the selection of routes that can meet QoS requirements  For intra-domain and inter-domain routing  Link-state approach: each node has network topology  Introduces hierarchy in the ATM network that provides a switch:   Detailed routing information in its immediate vicinity Summary information about distant destinations PNNI Terminology  Peer Group: collection of nodes that maintain an identical view of the group  Logical Group Node: abstract representation of a peer group at a higher level in the routing hierarchy  Peer Group Leader: node in peer group that executes functions of LGN for the PG   Summarizes topology info within the PG Injects summary info into higher order groups and into the PG PNNI Routing Hierarchy   PGL passes topology summary upward in hierarchy and downwards to its PG Multiple levels of hierarchy allowed Logical Link A B Logical Group Node Peer Group Leader PG(A) A.2 A.1 PG(A.1) A.2.2 A.1.2 B.1 B.3 A.2.1 A.1.1 PG(B) PG(A.2) A.1.3 Physical Link A.2.3 A.2.4 B.2 B.4 PNNI Source Routing     PNNI source node specifies entire path across its PG using designated transit list (DTL) Rest of path specified using higher levels in the hierarchy Example: station in A.1.1 requests path to B.3 Path: (A.1.1, A.1.2, A.2, B) Logical Link A B Logical Group Node Peer Group Leader PG(A) A.2 A.1 PG(A.1) A.2.2 A.1.2 B.1 B.3 A.2.1 A.1.1 PG(B) PG(A.2) A.1.3 A.2.3 A.2.4 B.2 B.4 DTL Stacks & Pointers   DTLs organized in a stack according to level A pointer indicates current level From node A.1.2 From node A.2.1 DTL: [A.1, A.2] pointer-2 DTL: [A.2.1, A.2.3, A.2.4] pointer-2 DTL: [A, B] pointer-1 DTL: [A.1, A.2] pointer-2 From node A.1.1 From node A.2.4 DTL: [A, B] pointer-1 DTL:[A.1.1, A.1.2] pointer-2 DTL: [A, B] pointer-1 DTL: [A.1, A.2] pointer-1 A B DTL: [A, B] pointer-1 From node B.1 DTL: [B.1, B.3] pointer-2 DTL: [A, B] pointer-1 PG(A) A.2 A.1 PG(A.1) PG(A.2) A.2.2 A.1.2 A.1.1 From B.3 null PG(B) B.1 B.3 A.2.1 A.1.3 A.2.3 A.2.4 B.2 B.4 PNNI Features  Call setup involves connection admission control at each node   PNNI uses Generic Connection Admission Control (GCAC) to select path Call request can be blocked from lack of resources  PNNI  provides for crankback & alternate routing Upon blocking, call setup is “cranked back” to creator of DTL, which considers alternate routes from that point onwards Chapter ATM Networks Classical IP over ATM Classical IP over ATM  Classical IP over ATM (RFC 2255)   IP treats ATM as subnetwork Logical IP subnetwork (LIS) is part of ATM network that belongs to same IP subnetwork     All members of a LIS use same IP address prefix (network # & subnetwork #) Members in same LIS communicate using ATM VC Each LIS in an ATM network operates independently of other LIS’s in the same ATM network LIS’s communicate via routers Logical IP Subnetworks (LIS’s) ATM network LIS1 LIS2 LIS3 LIS4 LIS5 LIS6 Router Router Router Router Router Address Resolution  Suppose host S want to send packet to host D in same LIS     Host S sends message to ATM ARP server in the LIS, requesting ATM address corresponding to IP address of host D (All hosts in LIS know ATM address of ATM ARP server) ATM ARP replies with ATM address, and Host S sets up ATM connection to Host D If host D is in another LIS, host S sets up ATM connection to the router in its LIS   Router determines next hop router & sets up VC to it Packets between hosts in different LIS’s always use intermediate routers, even if hosts are in the same ATM network ... Higher Layers ATM Adaptation Layer (AAL) ATM Adaptation Layer (AAL) ATM Network Layer ATM Network Layer ATM Network Layer Physical Layer Physical Layer Physical Layer USER NETWORK USER ATM Layered... Mbps for ATM Các thuộc tính QoS của ATM cho phép vận chuyển voice, data, và video, vì vậy làm cho ATM phù hợp cho mạng đa dịch vu Phạm vi kỳ vọng của ATM    Tất cả thông. .. Mbps Coaxial J2 6.312 Mbps Coaxial Chapter ATM Networks ATM Layer ATM Layer  Liên quan đến truyền theo thứ tư các cells qua kết nôi mạng  Kết nôi ATM     Điểm-Nôi-Điểm: một chiều