ATM
Crediti
Parte delle slide seguenti sono adattate dalla
versione originale di J.F Kurose and K.W. Ross
(© 1996-2003 All Rights Reserved)
5-1
Asynchronous Transfer Mode: ATM
 Standard degli anni 90 per high-speed (155Mbps,
622 Mbps e velocità maggiori) Broadband
Integrated Service Digital Network architecture
 Obiettivo: Trasporto integrato end-to-end di voce,
video e dati
 soddisfare richieste temporali/QoS di audio e
video (in confronto al modello best-effort di
Internet)
 “next generation” telephony: radici tecniche nel
mondo della telefonia
 packet-switching (pacchetti di lunghezza
prefissata, chiamate “celle”) utilizzando circuiti
virtuali
5-2
ATM: Architettura
AAL
ATM
PHYSICAL
 ATM Adaptation Layer (AAL): supporto per i diversi
servizi
 somiglia al Livello Trasporto di Internet
 segmentazione/riassemblaggio dati
 ATM Layer: “network” layer
 cell switching, routing
 Physical Layer
5-3
ATM Adaptation Layer (AAL)
 ATM Adaptation Layer (AAL): “adatta” livelli superiori
(applicazioni IP o native ATM) al livello ATM sottostante
 Differenti versioni AAL, dipendenti dalle classi di servizio ATM :



AAL1: per servizi CBR (Constant Bit Rate), es. emulazione di circuito
AAL2: per servizi VBR (Variable Bit Rate), es. MPEG video
AAL5: per dati (es. datagram IP)
 AAL presente solo negli end system, non negli switch
 Segmento di livello AAL (campi header/trailer + dati)
frammentato in più celle ATM
5-4
Livello ATM
Servizio: trasporto di celle (53 byte) attraverso la rete ATM
 analogo al lvello di rete IP
 servizi molto differenti dal livello di rete IP
Network
Architecture
Internet
Service
Model
Guarantees ?
Congestion
Bandwidth Loss Order Timing feedback
best effort none
ATM
CBR
ATM
VBR
ATM
ABR
ATM
UBR
constant
rate
guaranteed
rate
guaranteed
minimum
none
no
no
no
yes
yes
yes
yes
yes
yes
no
yes
no
no (inferred
via loss)
no
congestion
no
congestion
yes
no
yes
no
no
5-5
Livello ATM: Circuiti virtuali
 Trasporto su Virtual Channels (VC): Celle trasportate su
VC da sorgente a destinazione




instaurazione/rilascio circuito per ogni chiamata prima che i dati
possano fluire
ogni pacchetto trasporta identificatore VC (non destination ID)
ogni switch sul percorso sorgente/destinazione mantiene lo
“stato” per ogni connessione che l’attraversa
risorse di link e switch (banda, buffer) possono essere allocati al
VC: per ottenere prestazioni tipo-circuito
 Permanent VCs (PVCs)
connessioni durature
 usualmente: percorso “permanente” tra router IP
 Switched VCs (SVC):
 creati dinamicamente su base chiamata

5-6
VC ATM
 Vantaggi dell’approccio con VC ATM:
Garanzie di QoS per conenssioni che usano VC
(banda, delay, jitter)
 Svantaggi dell’approccio con VC ATM VC:
 Gestione inefficiente del traffico a datagram
 Un PVC tra ogni coppia sorgente/destinazione
non è scalabile (necessarie N2 connessioni)
 SVC introduce ritardo di call setup,
sovraccarico di processamento per brevi
connessioni

5-7
Livello ATM: Cella ATM
 5-byte ATM cell header
 48-byte payload


Perchè?: piccolo payload -> commutazione veloce
metà strada tra 32 e 64 (compromesso!)
Cell header
 VCI: virtual channel ID
cambia da link a link attraverso la rete
 PT: Payload type (es. cella di dati o cella inattiva)
 CLP: Cell Loss Priority bit
 CLP = 1 indica cella di bassa priorità, può essere
cancellata in caso di congestione
 HEC: Header Error Checksum
 cyclic redundancy check

5-8
ATM: Livello Rete o Link?
Visione: Trasporto endto-end: “ATM da
desktop a desktop”
 ATM è una
tecnologia di rete
Realtà: utilizzata per
connettere i router
backbone IP
 “IP over ATM”
 ATM come Livello
Link commutato che
connette i router IP
5-9
IP over ATM
IP classico
 3 “reti” (es.
segmenti LAN)
 MAC (802.3) e
indirizzi IP
IP over ATM
 Sostituisce “rete” (es.
segmento LAN) con rete
ATM
 Indirizzi IP in indirizzi ATM
 Datagrammi IP in PDU ATM
AAL5
ATM
network
Ethernet
LANs
Ethernet
LANs
5-10
Viaggio datagram nella rete IP over ATM
 Alla sorgente (router/host):



Livello IP traduce indirizzo dest. IP in indirizzo ATM (usando ATM ARP)
passa datagram a AAL5
AAL5 incapsula dati, segmenta in celle, passa al livello ATM
 Rete ATM: muove celle lungo i VC verso la destinazione
 Alla destinazione (router/host):


AAL5 riassembla celle nel datagram originale
se CRC OK, datagram è passato a IP
HTTP, FTP,…
HTTP, FTP,…
TCP, UDP
TCP, UDP
IP
IP
AAL5
AAL5
ATM
ATM
PHYSICAL
PHYSICAL
5-11