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“UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA”
E.A.P: SISTEMAS E INFORMÁTICA ASIGNATURA: COMUNICACIÓN DE DATOS
TEMA: MODO DE TRANSFERENCIA ASINCRONO
DOCENTE: Kene Reyna Rojas
CICLO: VI
INTEGRANTES: Blas Reyes Emerson Carranza Moreno Augusto Delgado Llontop Henry Minaya Pumaricra Malco Miranda Ramos Alex Neme Pereda Sami Tello Adrian Noel
FECHA: 03-12-15
NVO CHIMBOTE- PERÚ
DEDICATORIA
Dedicamos este trabajo a nuestros
Compañeros de clase, quienes serán
El máximo jurado al momento
De nuestra exposición y esperamos
Que les agrade nuestro humilde
Trabajo.
También dedicamos este trabajo al
Profesor quien semana a semana
Nos brinda temas diferentes
Ampliando nuestro conocimiento
Y alistándonos a aquello que
Nos divisará en el futuro.
AGRADECIMIENTO
Agradecer primordialmente a Dios
Quien es el que nos da la vida
Y la sabiduría en cuanto al
Aprendizaje en temas tan complejos
Como el que hemos realizado.
Agradecer de igual manera al
Profesor quien nos exige en cuanto
A la investigación de temas
Que nos servirán en un futuro
No muy lejano.
De igual manera agradecer a nuestros
padres quienes siempre nos brindan
su apoyo tanto moral como
económicamente de manera
incondicional y nos dan el sostén para
Sobresalir en trabajos como este.
INDICE GENERAL
INTRODUCCIÓN.............................................................................................................1
1. Capítulo I: Características:.........................................................................................3
1.1. Generalidades:....................................................................................................3
2. Capítulo II: Conexiones Lógicas ATM y direccionamiento......................................6
2.1. Direccionamiento en la red ATM...........................................................................6
El direccionamiento de la red ATM, se produce de dos formas:......................................6
2.1.1. VCC:...................................................................................................................6
2.1.2. VPC:...................................................................................................................6
2.2. Conexión de canal virtual (circuito virtual). VCC.................................................6
2.3. Conexión de camino virtual (trayectoria virtual). VPC..........................................7
3. Capítulo III: ARQUITECTURA................................................................................9
3.1. Planos.....................................................................................................................9
3.1.1. Plano de usuario..................................................................................................9
3.1.2. Plano de control..................................................................................................9
3.1.3. Plano de gestión..................................................................................................9
3.2. Capa ATM..............................................................................................................9
3.3. Capa AAL (ATM Adaption Layer), capa de adaptación ATM............................11
4. Capítulo IV: Establecimiento de las conexiones......................................................13
4.1. Establecimiento de camino virtual.......................................................................13
4.2. Establecimiento de canal virtual...........................................................................14
4.3. Características de camino y canal virtual y señalización de control....................14
4.3.1. Características de Canal virtual y camino virtual (ITU I.150).........................14
4.3.2. Señalización de control.....................................................................................15
4.4. Enrutamiento y conmutación................................................................................15
5. Capítulo V: Anexos..................................................................................................18
BIBLIOGRAFIA.............................................................................................................22
INDICE FIGURAS
Figura 1: Conexiones Lógicas y direccionamiento.........................................................18
Figura 2: Arquitectura.....................................................................................................18
Figura 3: Capa ATM.......................................................................................................19
Figura 4: Capa AAL........................................................................................................19
Figura 5: Establecimiento de canal virtual......................................................................20
Figura 6: Enrutamiento y conmutación 1........................................................................20
Figura 7: Enrutamiento y conmutación 2........................................................................21
RESUMEN
La tecnología ATM es una arquitectura de conmutación de celdas que utiliza la
multiplexación por división en el tiempo asíncrona. Las celdas son las unidades de
transferencia de información en ATM y se caracterizan por tener un tamaño fijo de 53
bytes. Esto permite simplificar los nodos y que la conmutación sea realizada por
hardware, consiguiendo con ello alcanzar altas velocidades.
El soporte de múltiples servicios con diferentes calidades de servicio (QoS) y
características del tráfico, requiere una extensa y compleja infraestructura de red.
La tecnología de red ATM estandariza un conjunto completo de funciones para la
gestión del tráfico que pueden ser implementados con varios niveles de complejidad
para obtener diferentes niveles de eficiencia.
Las redes ATM pueden interoperar con los equipos de distintos vendedores.
La red define tres niveles:
- Nivel físico. Se han definido distintos medios de transmisión como fibra óptica a 155-
Mbps, o 100-Mbps FDDI para ATM de área local, además de otras opciones.
Actualmente, las interfaces a ATM trabajan de 622 Mbps o incluso a 2.4 Gbps.
- Nivel ATM. El nivel ATM es una capa independiente para la conmutación y el
multiplexado de los paquetes. Se define la estructura de las celdas como contenedores
de información de 53 octetos (5 octetos para cabecera más 48 de datos). El
encaminado se basa en los identificadores de circuito virtual (VCI: virtual circuit
identifiers) y los identificadores de camino virtual (VPI: virtual path identifiers).
Además, ATM es una red orientada a la conexión. Debido al pequeño tamaño de las
celdas ATM, la alta velocidad de los enlaces y la velocidad de conmutación de los
nodos, ATM proporciona unas latencias mínimas.
- Nivel de adaptación ATM (AAL). Este nivel está diseñado como puente entre el nivel
ATM y de aplicación.
ABSTRACT
ATM technology is cell switching architecture using division multiplexing in
asynchronous time. Cells are the information transfer units in ATM and are
characterized by having a fixed size of 53 bytes. This simplifies the nodes and the
switching is performed by hardware, thereby achieving high speeds.
Support multiple services with different qualities of service (QoS) and traffic
characteristics, it requires extensive and complex network infrastructure.
ATM network technology standardizes a complete set of functions for traffic
management that can be implemented with various levels of complexity for different
levels of efficiency.
ATM networks can interoperate with equipment from different vendors.
The network defines three levels:
- Physical layer. They defined various transmission media such as fiber optic 155-Mbps
or 100-Mbps FDDI to ATM local area, plus other options. At present, the ATM
interfaces to work 622 Mbps or 2.4 Gbps.
- ATM level. The ATM layer is a separate layer for switching and multiplexing the
packets. The cell structure information as containers 53 bytes (5 bytes for header plus
data 48) is defined. The routing is based on virtual circuit identifiers (VCI: virtual
circuit identifiers) and virtual path identifiers (VPI: virtual path identifiers). In
addition, ATM is a connection-oriented network. Due to the small size of ATM cells,
the high speed links and the switching speed of nodes, ATM provides minimal
latencies.
- Level of ATM (AAL) adaptation. This level is designed as a bridge between the ATM
and application levels.
INTRODUCCIÓN
Tres letras - ATM - se repiten cada vez más en estos días en los ambientes Informáticos
y de Telecomunicaciones. La tecnología llamada Asynchronous Transfer Mode (ATM)
Modo de Transferencia Asíncrona es el corazón de los servicios digitales integrados que
ofrecerán las nuevas redes digitales de servicios integrados de Banda Ancha (B-ISDN),
para muchos ya no hay cuestionamientos; el llamado tráfico del "Cyber espacio", con su
voluminoso y tumultuoso crecimiento, impone a los operadores de redes públicas y
privadas una voraz demanda de anchos de banda mayores y flexibles con
soluciones robustas. La versatilidad de la conmutación de paquetes de longitud fija,
denominadas celdas ATM, son las tablas más calificadas para soportar la cresta de esta
"Ciberola" donde los surfeadores de la banda ancha navegan. Algunos críticos
establecen una analogía de la tecnología ATM con la red digital de servicios integrados
o ISDN por sus siglas en inglés. Al respecto se escuchan respuestas de expertos que
desautorizan esta comparación aduciendo que la ISDN es una gran tecnología que llegó
en una época equivocada, en términos de que el mercado estaba principalmente en
manos de actores con posiciones monopolísticas. Ahora el mercado está cambiando, la
ISDN está encontrando una gran cantidad de aplicaciones. De toda forma la tecnología
ATM se proyecta para diferentes necesidades, a pesar de su estrecha relación con ISDN,
en términos de volúmenes de datos, flexibilidad de conmutación y facilidades para el
operador. Los conmutadores ATM aseguran que el tráfico de grandes volúmenes es
flexiblemente conmutado al destino correcto. Los usuarios aprecian ambas cosas, ya que
se cansan de esperar los datos y las pantallas de llegada a sus terminales. Estas
necesidades cuadran de maravilla para los proveedores de servicios públicos de salud,
con requerimientos de videoconferencias médicas, redes financieras interconectadas con
1
los entes de intermediación y validación, o con las exigencias que pronto serán
familiares como vídeo en demanda para nuestros hogares con alta definición
de imágenes y calidad de sonido de un CD, etc. Para el operador, con la flexibilidad del
ATM, una llamada telefónica con tráfico de voz será tarifada a una tasa diferente a la
que estaría dispuesto a pagar un cirujano asistiendo en tiempo real a una operación al
otro lado del mundo. Ese es una de las fortalezas de ATM usted paga solamente por la
carga de celdas que es efectivamente transportada y conmutada para usted. Además la
demanda por acceso a Internet ha tomado a la industria de telecomunicaciones como
una tormenta. Hoy día los accesos conmutados a Internet están creando "Cuellos de
Botella" en la infraestructura. Para copar este problema los fabricantes no solo han
desarrollado sistemas de acceso sino aplicaciones para soluciones de fin a fin con
conmutadores ATM, con solventes sistemas de administración de la red (Network
Management). En varios aspectos, ATM es el resultado de una pregunta similar a la
de teoría del campo unificada en física ¿Cómo se puede transportar un universo
diferente de servicio de voz, vídeo por un lado y datos por otro de manera eficiente
usando una simple tecnología de conmutación y multiplexación?. ATM contesta esta
pregunta combinando la simplicidad de la multiplexación por división en el tiempo
(Time División Multiplex TDM) encontrado en la conmutación de circuitos, con
la eficiencia de las redes de conmutación de paquetes con multiplexación estadística.
Por eso es que algunos hacen reminiscencias de perspectivas de conmutación de
circuitos mientras que otros lo hacen a redes de paquetes orientados a conexión.
2
CAPITULO
I
2
MOdo de transferencia asincrono (atm)
1. Capítulo I: Características:
Es una técnica orientada a paquetes, en la que el flujo de información se organiza en
bloques de tamaño fijo y pequeño, que reciben el nombre de celdas.
Las celdas se transfieren usando la técnica de multiplexación asíncrona por división
en el tiempo.
Es un modo de transferencia orientado a la conexión, es decir, cada llamada se
constituye en un canal virtual en el multiplex ATM.
La información de señalización va por un canal virtual diferente, evitando así
cualquier problemática que pudiera surgir.
Se garantiza la secuencia de entrega de las células transmitidas por el mismo canal
virtual.
No existe protección contra errores ni control de flujo en la transferencia de
información entre los enlaces. Estos se realizan extremo a extremo entre los
terminales de manera transparente a la red, aunque existe un control del tráfico y la
congestión en la red.
La cabecera de las celdas tiene una funcionalidad reducida: identifica las células
pertenecientes a la misma comunicación, es decir, al mismo circuito virtual.
1.1. Generalidades:
- Surge con la misma filosofía que el Frame Relay de descargar el coste
principal de control de flujo y de errores a las capas de superiores de
transporte, basándose en la existencia de redes muy fiables (fibra óptica) y
con pocos errores en las capas inferiores.
- Se usa con mucha frecuencia para tráfico en tiempo real como audio y
vídeo.
3
MOdo de transferencia asincrono (atm)
- ATM es una arquitectura de protocolos diferente a las arquietcturas OSI y
TCP/IP.
- ATM tiene funcionalidades de protocolo de red (enrutamiento o
conmutación ATM, establece conexión extremo a extremo y no solo entre
nodos como suele hacerse en la capa de enlace), aunque está por encima
justo de la capa física.
- Está basado al igual que X.25 en tamaño de paquete fijo, llamado celda
ATM de 53 octetos. o Esto repercute en un mejor aprovechamiento de la
conmutación, al minimizar el coste de transmisión y el procesamiento
interno de la red, por lo que se produce un encaminamiento de celdas mas
rápido. o Permite manejar eficazmente las prioridades, al poder enviar
celdas sin esperar a que finalice la transmisión de grandes paquetes.
- Al igual que X.25 y Frame Relay, la transferencia se lleva a cabo en trozos
discretos y varias conexiones lógicas pueden multiplexarse sobre una única
interfaz física.
- La capa ATM proporciona servicio orientado a conexión, pero no
proporciona acuses de recibo. Sí proporciona entrega en orden. Se le da mas
importancia a que llegue bien y en orden, que al hecho en sí de que las
celdas lleguen. La subred ATM puede descartar celdas.
- Las velocidades de transferencia en la capa física van de 25’6Mbps hasta
622’08Mbps. La velocidad más comúnmente usada es a 155’52Mbps.
4
MOdo de transferencia asincrono (atm)
CAPITULO
II
5
MOdo de transferencia asincrono (atm)
2. Capítulo II: Conexiones Lógicas ATM y direccionamiento
2.1. Direccionamiento en la red ATM
El direccionamiento de la red ATM, se produce de dos formas:
2.1.1. VCC:
Conexión de canal virtual, o conexión de circuito virtual. Se establece
entre dos usuarios finales a través de la red, intercambiándose celdas de
tamaño fijo a través de una conexión full-dúplex y de velocidad variable.
Una VCC también se usa para intercambios usuario red y red-red.
2.1.2. VPC:
Conexión de camino virtual, o conexión de trayectoria virtual. Es un haz
de VCC’s con los mismos extremos (mismo nodo origen y destino), de
manera que todas las celdas a través de las VCC de una misma VPC se
conmutan conjuntamente.
2.2. Conexión de canal virtual (circuito virtual). VCC
- Permite que la capa ATM (que es la que lo implementa) ofrezca servicios
orientados a conexiones.
- Es una conexión de un origen a un destino, aunque puede gestionar
multitransmisión. Son unidireccionales, aunque suelen crearse los circuitos
de ida y de vuelta al mismo tiempo. Ambos sentidos se direccionan al
mismo VCI de modo que el circuito virtual es dúplex integral. Las
propiedades en los dos sentidos pueden ser muy diferentes.
- Pueden existir conexiones de canal virtual conmutadas (se crean para cada
conexión) y permanentes (se crean de forma permanente).
6
MOdo de transferencia asincrono (atm)
2.3. Conexión de camino virtual (trayectoria virtual). VPC
- El concepto de camino virtual (o trayectoria virtual) se desarrolla como
respuesta a una tendencia en redes de alta velocidad donde el costo de control
está alcanzando una elevada proporción del costo total de la red.
- El camino virtual ayuda a contener el costo de control agrupando en una sola
unidad conexiones que comparten caminos comunes a través de la red.
7
MOdo de transferencia asincrono (atm)
CAPITULO
III
8
MOdo de transferencia asincrono (atm)
3. Capítulo III: ARQUITECTURA
La arquitectura ATM está basada en la existencia de 2 capas fundamentales y 3
planos. Las capas son la capa ATM y la Capa de Adaptación ATM (AAL), y los
planos son el plano de usuario, de control y de gestión.
3.1. Planos
Los planos se pueden definir:
3.1.1. Plano de usuario
Permite la transferencia de información de usuario (transporte de datos) así
como de determinados controles asociados a dicha transferencia como son
el control del flujo y de algunos errores.
3.1.2. Plano de control
Realiza funciones de control de llamada y de control de la conexión. Es
realmente el que se encarga del establecimiento y liberación de la
conexión.
3.1.3. Plano de gestión
Se encarga de la gestión de las diferentes capas y planos y se relaciona con
la administración de recursos.
3.2. Capa ATM
- Tiene la funcionalidad de una capa de red (modelo OSI), pues comprende
enrutamiento, conmutación y circuitos virtuales terminal a terminal ya que
9
MOdo de transferencia asincrono (atm)
se encarga de mover celdas de origen a destino por lo que se relaciona con
protocolos y algoritmos de enrutamiento.
- Orientada a conexiones, pero no proporciona acuses de recibo.
- Se encarga :
Responsable del transporte de celdas a través de la red.
Toma los datos que van a ser enviados y añade la información de
cabecera de 5 bytes que asegura el envía de la celda por la conexión
correcta.
Multiplexación y demultiplexación de celdas
- Se distinguen 2 interfaces:
UNI (User-Network Interface): define la línea entre el usuario y el
primer nodo de la red ATM.
NNI (Network-Network Interface): se aplica a la línea entre
conmutadores ATM (en ATM el conmutador es el router)
- El formato de paquete (celda) entre ambas difiere muy ligeramente. Tienen
tamaño fijo: 5 octetos de control, 48 octetos de información.
- El campo GFC (Control de flujo genérico) sólo está presente en las celdas
entre host y red (UNI) y se usa con el fin de aliviar la aparición esporádica
de sobrecarga en la red.
- El campo VPI (Identificador de camino virtual) es un entero pequeño que
selecciona una trayectoria virtual (camino virtual).
- El campo VCI (Identificador de canal virtual) selecciona un circuito virtual
(canal virtual) en concreto.
- El campo PT (Tipo de carga útil) permite diferenciar entre la información
de usuario, la de control y la de gestión.
10
MOdo de transferencia asincrono (atm)
-
- El bit CLP (Prioridad de perdida de celdas) se establece para dar alta o
baja prioridad a una celda.
- El campo HEC (Control de errores de cabecera) es la suma de
comprobación de la cabecera.
3.3. Capa AAL (ATM Adaption Layer), capa de adaptación ATM
- Se encarga:
Responsable de convertir los datos de aplicaciones a celdas ATM.
Detecta celdas erróneas y perdidas.
Controla el flujo y la temporización.
- Para minimizar el número de protocolos AAL diferentes, se definen cuatro
clases de servicios que cubren un amplio rango de requisitos
- Las clases de AAL quedaron obsoletas tras lo cual se generaron los tipos
AAL actuales.
- Un ejemplo de clase A (AAL 1) es la emulación de circuitos (voz sobre
ATM), de clase B (AAL 2) es la transmisión de vídeo a velocidad variable
como la videoconferencia y las clases B y C (AAL ¾ y 5) para
transferencia de datos.
-La AAL es organizada en dos sub-capas lógicas: la sub-capa de
convergencia (CS) y la subcapa de segmentación y reensamble (SAR). La
CS provee las funciones necesarias para soportar aplicaciones específicas
utilizando la AAL. Cada usuario AAL se conecta a la misma en un punto
de acceso a servicio (SAP), el cual es la dirección de la aplicación. La
SAR es responsable de empaquetar la información recibida de la CS en
11
MOdo de transferencia asincrono (atm)
celdas para la transmisión y desempaquetar la información en la otra
punta.
CAPITULO
IV
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MOdo de transferencia asincrono (atm)
4. Capítulo IV: Establecimiento de las conexiones
4.1. Establecimiento de camino virtual
- Técnicamente el establecimiento de la conexión no es parte de la capa ATM sino
íntegra del plano de control, usando un protocolo ITU (International
Telecommunication Union) complejo llamado Q.2931.
- El establecimiento de camino virtual se encuentra desvinculado del proceso de
establecimiento de canal virtual.
- El plano de control condiciona la obtención de las rutas, la reserva de capacidad
y el almacenamiento de información de estado de la conexión.
- 1º. La capa de usuario solicita la conexión entre A y B (direcciones ATM). Esto
se hace mediante diferentes tipos de mensajes como “Establecer”, “Conexión”
etc.
- 2º. Como se necesita disponer de direccionamiento VCC (pues la capa ATM es
el único que conoce junto al VPC) se reserva el VPI 0 y el VCI 5 para celdas
que contienen una solicitud, si hay éxito, se abre otro VCI sobre el mismo VPI
para el intercambio de solicitudes y respuestas de establecimiento de la
conexión.
- 3º. Se establece conexión:
13
MOdo de transferencia asincrono (atm)
o Se asigna trayectoria virtual y su identificador (VPI) al host origen,
desde el conmutador origen (en ATM, conmutador es lo mismo que
router) al conmutador destino.
o Si ya hay VPI que vaya del origen al destino, el host asigna los VCI’s
que necesite, entrando en el direccionamiento de canal virtual.
4.2. Establecimiento de canal virtual
- El establecimiento de canal virtual necesita de la existencia previa de un camino
virtual hacia el nodo destino, además de que este camino disponga de la
capacidad requerida. Esto lo controla el plano de control.
- Será necesario además que se sirva la calidad de servicio requerida por la
conexión, controlado también por el plano de control.
- Una VCC puede tener como extremos, los usuarios finales, nodos o usuarios-
nodos.
o Usuario-usuario: para transporte extremo a extremo de datos de usuario.
o Usuario-nodo (red): para señalización de control.
o Nodo-nodo: para gestión de tráfico de red y encaminamiento
4.3. Características de camino y canal virtual y señalización de control
4.3.1. Características de Canal virtual y camino virtual (ITU I.150)
o Calidad de Servicio: especificada como tasa de pérdida de celdas y
variación del retardo de celdas.
o Conexiones de canales virtuales conmutados y semipermanentes.
o Integridad de la secuencia de celdas.
14
MOdo de transferencia asincrono (atm)
o Negociación de parámetros de tráfico y supervisión de uso (velocidad
media, velocidad de pico, tipo de ráfagas y duración de pico).
o Restricción de identificador de canal virtual en una VPC: solo como
característica de camino virtual. Es la posibilidad de no asignar VCI’s
por necesidad de reservarlos para el uso de la red.
4.3.2. Señalización de control
o Es el intercambio de información para el establecimiento y liberación de
VPC y VCC. Este intercambio tiene lugar a través de conexiones
distintas a las que son objeto de control.
4.4. Enrutamiento y conmutación
- Se estudia bien con el ejemplo: suponiendo un backbone ATM entre las
principales ciudades gallegas.
- Se enruta en el campo VPI, excepto en el salto final en cada dirección, donde se
enruta en el campo VCI. El salto final es de conmutador a “host”, entendiendo
por “host” todo lo que no es enrutador.
- El hecho de enrutar solo el campo VPI tiene varias ventajas:
o Cualquier nueva conexión entre un origen y un destino no tienen que ser
enrutadas si ya existe un VPI. No se tienen que tomar nuevas decisiones
de enrutamiento.
o La decisión de enrutamiento solo implica examinar un número de 12
bits, no un número de 12 bits más otro de 16 bits. El mantenimiento de
15
MOdo de transferencia asincrono (atm)
tablas con 212 entradas es mucho más sencillo que con tablas de 228
entradas.
o El uso de trayectorias virtuales, facilita la conmutación de un grupo
completo de circuitos virtuales.
- En el ejemplo (ver figura 6) se visualizan las tablas para el conmutador de
Santiago (conmutador interno). Se mantiene una tabla llamada “vpi_table” para
cada una de las líneas de entrada, indizada por los VPI de entrada, que indica
cuál de las 4 líneas de salida ha de usar y qué VPI debe poner en las celdas de
salida (ver figura 7)
16
MOdo de transferencia asincrono (atm)
CAPITULO
V17
MOdo de transferencia asincrono (atm)
5. Capítulo V: Anexos
Figura 1: Conexiones Lógicas y direccionamiento
Figura 2: Arquitectura
18
MOdo de transferencia asincrono (atm)
Figura 3: Capa ATM
Figura 4: Capa AAL
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MOdo de transferencia asincrono (atm)
Figura 5: Establecimiento de canal virtual
Figura 6: Enrutamiento y conmutación 1
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MOdo de transferencia asincrono (atm)
Figura 7: Enrutamiento y conmutación 2
21
MOdo de transferencia asincrono (atm)
BIBLIOGRAFIA
Rodriguez, J. (2009). Diccionario tecnologico. chimbote: uns.
Stallings, W. (s.f.). "Comunicaciones y Redes de Computadoras".
Tanenbaum, A. S. (s.f.). "Redes de Computadoras".
wikipedia. (s.f.). wikipedia. Obtenido de
https://es.wikipedia.org/wiki/Modo_de_transferencia_as%C3%ADncrona