Notes sur le Mode de Transfert Asynchrone – ATM - 3° partie., Notes de Fondements informatiques
Francine88
Francine888 janvier 2014

Notes sur le Mode de Transfert Asynchrone – ATM - 3° partie., Notes de Fondements informatiques

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Notes de fondements informatiques sur le Mode de Transfert Asynchrone – ATM - 3° partie. Les principaux thèmes abordés sont les suivants: La qualité de service en ATM Le routage ATM
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Microsoft PowerPoint - M1-Seance-ATM [Mode de compatibilité]

45

Le champ GFC (Generic Flow Control)

• Codé sur quatre bits permet un contrôle sommaire d'un point d'accès au  réseau UNI (I.150) si un mécanisme de gestion de priorité des cellules est  opérationnel.

• GFC est aussi utilisé pour le contrôle de flux sur la partie terminale. 

• Lorsque plusieurs applications demandent à accéder au réseau ATM via le  même point d’entrée, il devient alors obligatoire d’ordonner leurs demandes. 

• Elle peut aussi assurer l'identification de plusieurs stations ayant un accès  commun au réseau.  – La valeur par défaut est "0000".

• Ce contrôle est simultanément une technique d’accès comme dans le cas des 

89

réseaux locaux et un contrôle de flux sur ce qui rentre dans le réseau. 

• GFC est un paramètre local au nœud et n'est pas transporté sur le réseau  ATM. 

• Il est uniquement utilisé par le matériel de commutation et de multiplexage  pour notifier d’une probable congestion (uniquement pour UNI).

Virtual Path ‐ Virtual Circuit

VP=1

VC=1 VC=2 VC=3

VC=1

Lien Physique

VP=3

VP=2 VC=2 VC=3 VC=4

VC=1 VC=2 VC=3

VPI t PCI (Vi t l P th Id tifi t Vi t l Ci it Id tifi )

90

‐  e     r ua   a   en er e   r ua   rcu   en er  :  ‐ Voies Unidirectionnelles  ‐ VPI codé sur 8 bits pour UNI et 12 bits pour NNI ‐ VCI codé sur 12 bits

‐ Nécessaires pour les fonctions de routage et d’acheminement.  ‐ Il existe des valeurs prédéfinies pour les champs VPI/VCI

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46

informations de la connexion maintenues uniquement pendant la durée de l'appel

Les SVCs

VPI=23 VCI=45

         

VPI=33 VCI=55

91

VPI=21 VCI=17VPI=13

VCI=15

Le PVC est maintenu pendant une période  pré‐déterminée

Les PVCs

92

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47

CLP (Cell Loss Priority)

• 1 bit permet d'indiquer explicitement la préférence à  l'écartement d'une cellule.

• C’est le bit de priorité permettant de procéder à une                    différenciation du traitement des cellules qu niveau du  réseau. 

• Si le bit CLP prend la valeur 1, alors la cellule est de priorité  basse, dans ce cas, s'il y a engorgement du réseau, une telle  cellule est éliminée en priorité pour garantir le rétablissement  rapide du trafic et la stabilité des performances du réseau

93

                  . 

• Si l'élimination des cellules de faible priorité ne suffit pas,  d'autres cellules seront perdues.

HEC : (Header Error Check)

• Il constitue la dernière partie de la zone de contrôle de la  cellule et est réservée à la protection de l’en‐tête. 

• Ce champ contient la séquence de contrôle d'erreur qui est                    traitée par la couche physique. 

• Le mécanisme HEC est défini dans la recommandation I.432.

• Ce champ permet aussi le cadrage de la cellule pour la  synchronisation

• Ce champ permet de détecter et de corriger une erreur dans  le mode standard

94

    . 

• Lors de la reconstitution du message au niveau du  destinataire, lorsqu’un en‐tête en erreur est détecté et  qu’aucune correction n’est possible, la cellule est  immédiatement détruite.

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48

Calcul du HEC

• Calcul du HEC : – Soit G(x) = x8 + x2 + x + 1

6 4 2– Soit C(x) = x + x + x + 1

– Soit M(x) = les 4 premiers octets de la cellule

• HEC = R(x) + C(x)

M(x) * x8 G(x)

R(x)

95

– H = 4D

Délimitation des cellules dans la trame

et e

EC charge

Cellule : 4 octets entête 1 octet HEC de contrôle 48 octets charge

en te H E    

53 octets total

96

Trame : Pas de séparateur de cellules Un HEC en fin de chaque entête Longueur fixe des cellules N cellules dans une trame

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49

PT (Payload Type Indicator)

• c’est un champ de 3 bits identifiant le type de données transportées par la cellule données  usager ou informations d’exploitation réseau, ainsi que l’indication des états de congestions. 

• PTI (Playload Type Identifier) : type de capacité utile sur 3 bits.

– 1er bit = origine de la cellule

• Utilisateur "0"

• Données internes réseau "1"

– 2eme bit = si données utilisateur, ce bit indique un nœud congestionné EFCI (Explicit  Forward Congestion Indication)

– 3eme bit = indique la dernière cellule d'une trame AAL5

• Le champ PT possède les huit possibilités suivantes  : – 000 et 001 : cellule de données usager, pas de congestion ;

– 010 et 011 : cellule de données usager, congestion ;

97

              

– 100 : cellule de gestion pour le flux OAM F5 de segment ;

– 101 : cellule de gestion pour le flux OAM F5 de bout en bout;

– 110 : cellule de gestion des ressources;

– 111 : réservée pour de futures fonctions.

Opérations effectuées par le switch ATM

• Contrôler l’intégrité de l’en‐tête de la cellule par le checksum                 

• Prendre la décision de forwarding après VPI/VCI lookup

• Swap VPI/VCI

• Calculer et écrire un nouveau checksum

98

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50

VPI / VCI lookup

• Les 2 champs VPI/VCI identifient le circuit virtuel  – Signification locale

d d d ti ti ( IP)– <> a resse  e  es na on  ex: 

• VCI = Virtual Channel Identifier – Canal virtuel unidirectionnel transportant des cellules ATM  ayant le même identificateur VCI/VPI

• VPI = Virtual Path Identifier Ch i idi ti l t bl d

99

– em n un rec onne  regroupan  un ensem e  e canaux  virtuels

informations de la connexion maintenues uniquement pendant la durée de l'appel

Les SVCs

VPI=23 VCI=45

         

100

VPI=21 VCI=17

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51

Le PVC est maintenu pendant une période  pré‐déterminée

Les PVCs

101

La commutation de cellules comporte 3 fonctions

La commutation

commande de  commutation

analyse de l'entête

contrôle de

cellule reçue

traduction  de l'entête

102

Matrice de  commutation

  collision

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52

Performance d'un commutateur

La commutation

le taux de perte de cellules

le taux d'erreurs binaires

le délai de commutation

103

     

la dérive sur le délai des cellules

VC 5 VP 1

VP 3

Link 2

VC 12

Mécanisme de Commutation de cellules

VC 3

Link 1

VP 2

VP 1

Link 3

VC 5

Commutateur

IN VC Link VP VC

Outband

104

1

2

1

2

3

4

5 2 3 12

1

2

3

4

5

3 1 5

VP

IN VC Link VP VC

Outband

Link 1 Tables VP& VC

• Chaque lien possède une table de routage par VP • Lorsqu'une cellule arrive sur le Link 1 avec VP/VC=1/5

•Consultation de la table associée à VP =1 •Recherche de l’enregistrement correspondant à VC=5 •Routage sur Link 2 •Swapping VP/VC=1/5 en VP/VC=2/12

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53

Exemple de commutation

76

Virtual Channel Identifier

37 42

37 78 52

22

88

1

2

3 4

5 6

I O

Table de commutation 36

105

n ut  Port VPI/VCI Port VPI/VCI Port VPI/VCI 1 0/37 3 0/76 3 0/76 1 0/37 1 0/42 5 0/52 2 0/37 6 0/22 2 0/78 4 0/88 6 0/36

Bi‐directional

Uni‐directional Uni‐directional

Pt‐to‐Multipoint

{

Brassage et Commutation

VC VC VC

Terminal ou LAN

Terminal ou LAN

Commutateurs VP (brasseur)

Commutateur VP/VC

VP VP VPVP VP

106

VC 1 VC 2 VC 3

Multiplexage de VC dans un VP

VP1 VC 1 VC 2 VC 3

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54

Canaux et faisceaux virtuels

107

BRASSAGE de V.P. (Virtual Path)

Canaux et faisceaux virtuels

108

COMMUTATION de V.C. (Virtual Channel)

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55

Etablissement d’une connexion ATM

SETUP

Ordinateur source

Ordinateur destination

Commutateur 1

Commutateur 2

CALL PROCEEDING

CALL PROCEEDING

SETUP

SETUP

CONNECT

CONNECT

109

CONNECT CONNECT ACK

CONNECT ACK

CONNECT ACK

Couche Physique

E1 / T1 E3 / T3 E4 SDH STM 1

UTP 3 4B/5B CAP 16

UTP 5 NRZI

FDDI 4B/5B NRZI

Fiber Channel 8B/10B

3 principales catégories :

hié hi PDH i (2 8 34 140 Mb )

2,048 Mbps 1,544 Mbps

34 Mbps 45 Mbps

140 Mbps 155 Mbps

51,84 Mbps 25,6 Mbps

155 Mbps 622 Mbps

100 Mbps 155 Mbps

110

rarc e   ex stante  ,  ,  ,    ps

hiérarchie nouvelle SDH (155, ... N Gbps)

spéciales pour LANs

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56

Couche physique 

• 2 sous‐couches ;

– Sous‐couche de convergence,

– Sous‐couche de média physique.

111

Couche physique 

Sous couche de convergence assure : • L'adaptation de débit, ou bourrage, par

• La sous‐couche de média physique

L' b ill d ll l

• insertion de cellules vides • insertion de caractères de bourrage • combinaison de ces 2 méthodes

112

‐ em rou age  es ce u es

‐ codage et décodage

‐ adaptation au support

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57

Architecture en couche

Flux d'information

Adaptation des données à la structure de la cellule

AAL

Commutation et multiplexage des cellules ATM

Adaptation des cellules

113

Support de transmission

    au transport physique PHY

** Compromis entre utilisation des ressources et QoS**

Contrôle de trafic et de congestion

ATM : trafics énormes et de natures différentes?

L'encombrement (congestion) est défini comme un état des  composantes du réseau dans lequel le réseau n'est pas en  mesure de satisfaire les objectifs négociés pour les connexions  déjà établies ou pour les nouvelles demandes de connexion. 

114

Solution ??

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58

Fonctions de gestion de trafic

Les fonctions les plus significatives  pour la gestion de trafic :

CAC (C i Ad i i C l)onnect on  m ss on  ontro

UPC (Usage/Network Parameter Control)

Feedback control 

CACUNI

NNI

115

CAC

UPC NPC

CAC (Connection Admission Control)

C’est l'ensemble d'actions pris en compte par le réseau pendant  la phase d'appel pour déterminer 

Si une demande de connexion ou de pré‐allocation peut être  acceptée ou repoussée.

Si elle est acceptée elle ne doit pas dégrader la QoS des  connexions déjà établies

116

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59

lors d'une demande de connexion le commutateur ATM de  tt h t èd é ti i t

La fonction CAC 

ra ac emen  proc e aux op ra ons su van es:

1. Exécution du CAC de l'équipement pour savoir si lui‐même peut  supporter la demande de l'usager

2. Détermination, en fonction du GCAC(CAC generic ), d'une route  satisfaisante aux critères demandés par l'usager.

117

La fonction CAC

Bande passante garantie

1. Algorithme CAC

118

PCR(CBR) + SCR( VBR) + MCR(ABR)

<

> Capacité(débit) du lien physique

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60

La fonction CAC

2. Algorithme GCAC

PNNI

119

Le CAC generic (GCAC) permet à chaque commutateur  ATM d’estimer le  comportement d'un autre commutateur en fonction des données  (métriques) qu'il possède sur ce dernier grâce à PNNI. 

La fonction CAC 

Puis je me  connecter?

Usager

120

Fonction CAC

1. CAC

2. GCAC

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61

UPC/NPC  : (Usage/Network Parameter Control)

l'ensemble d'actions exécutées pour surveiller et gérer le trafic

But principal est de protéger les ressources du réseau contre  du contrat de traficviolationsdes 

121

Affecter la qualité de service (QoS) sur des connexions d'autres  utilisateurs

La fonction UPC

122

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62

La fonction UPC (suite)

Voici mon  contrat  Mr le  policier (UPC)

Je veux rejoindre B

ATM

123

‐ En moins d’une seconde

‐Message < 1000  cellules 

‐ Je n’utilise que l’AAL5 

La fonction UPC

Vérification Action

Laisser passer la cellule (Cell Passing)

Marquer la cellule (Cell Tagging)

si le trafic est conforme aucontrat

si le trafic est supérieur au contrat  et si le réseau n'est pas chargé.

124

Rejeter la cellule  (Cell Discarding)

Informer l'entité qui gère la connexion  pour que celle‐ci ferme la connexion.

si le trafic est supérieur au contrat et si le réseau est  chargé.

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63

La fonction UPC

Oui

Arrivée d’une cellule à l’instant ta

TAT<ta

TAT=ta

TAT> ta+TCDVCellule non  conforme

Oui

N

Non

125

TAT=TAT+TCR Cellule conforme

on

La fonction UPC

Les actions identifiées par la norme que peut réaliser l’UPC sont les  suivantes :

Laisser passer la cellule .

Retarder la cellule .

Marquer la cellule avec le bit CLP à 1 .

Rejeter la cellule .

126

Informer l’entité qui gère la connexion pour que celle‐ci décide,  par exemple de fermer la connexion .

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64

Le succès UPC dépend de :

La fonction UPC

La capacité de détecter une situation illégale de trafics

La capacité de réponde rapidement lors de la détection  des situations illégales

127

La simplicité d'implémentation

Questions de révision 

1. Définissez le mode de transfert utilisé par la technologie ATM ? 

2. Quel type de commutation est utilisé par les switchs ATM ? pourquoi un tel choix ?

3. Enumérez et expliquez les principes d’indépendance ATM ? 

4. Quelle est la principale différence entre la commutation de paquet et la commutation ATM ?                         

5. Quels sont les plans et les couches utilisés par le modèle ATM ?

6. Quelle est la différence entre le HEC (Header Error Control) présent dans l'en‐tête de la  cellule et le FCS présents dans la trame HDLC

7. Quelles sont les caractéristiques des classes de service CBR, VBR ? 

8. Quels sont les paramètres sur la base desquels s’est faite la classification AAL ?

9. Etablir cette classification AAL ?

10. Combien de données utilisateur sont contenues dans les cellules formées respectivement  par ALL1 et AAL5 ?

11. Qu’est ce qu’un contrat de trafic ? 

12. Au cours de quelle phase ce contrat est négocié ? 

13. Donnez un exemple de contenu des contrats de trafic négociés respectivement pour le  transport d’un flux de type voix ?

14. Quelles sont les principales techniques de gestion de trafic ATM ? explicitez le principe de  chacune d’elle ? 

128

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65

Le Mode de Transfert Asynchrone – ATM- Dr. Ing. Noureddine Idboufker

n_idboufker@yahoo.fr

2009

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