07 - ATM EAD

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REDES DE TELECOMUNICAÇÕES
ASYNCHRONOUS TRANSFER 
MODE - ATM
8º PERÍODO – ENGENHARIA ELÉTRICA
Prof. Msc. Fernando Palma Batista
fernandop@fasa.edu.br
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ATM
O que é?
• O ATM é uma tecnologia de comutação de
dados de alta velocidade para WANs (Wide
Area Network), usada para interligar redes
locais, metropolitanas e de longa distância para
aplicações de dados, voz, áudio e vídeo.
• Fornece um meio para envio de informações por
meio de uma rede de dados, dividindo essas
informações em pacotes de tamanho fixo
denominados células.
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ATM
O que é?
• Essa tecnologia utiliza o processo de
comutação por pacotes no modo circuito
virtual, que é adequado para envio de
informações com diferentes requisitos de tempo
e funcionalidades.
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ATM
Vantagens
• Suporta taxas de transmissão de até 622 Mbps.
• Aloca banda e recursos para diferentes serviços
(QoS).
• Possui baixo custo de processamento de suas
células, pelas mesmas possuírem tamanho fixo
de 53 bytes.
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ATM
Vantagens
• Integra vários tipos de tráfego (voz, dados,
vídeo).
• Pode interoperar com outros protocolos e
aplicações, tais como Frame Relay, TCP/IP,
Gigabit Ethernet, tecnologias wireless,
SDH/SONET, entre outros.
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ATM
Restrições
• Custo elevado e desenvolvimento de outras
tecnologias tais como Ethernet, e TCP/IP,
inibiram sua maior disseminação.
• O uso de interfaces ATM diretamente
aplicadas em computadores, estações de
trabalho e servidores de alto desempenho não
foi tão grande como se esperava.
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ATM
Composição
• Uma rede ATM é composta por
– Equipamentos de usuários: PCs, estações de trabalho,
servidores, computadores de grande porte, PABX, etc.
– Equipamentos de acesso com interface ATM:
roteadores de acesso, hubs, switches, bridges, etc.
– Equipamentos de rede: switches, roteadores de rede,
equipamentos de transmissão para taxas mais
elevadas, etc.
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ATM
Composição
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ATM
Interfaces da rede
• Na tecnologia ATM as conexões são de 2 tipos:
– UNI (User-network interface): Conexão entre
equipamentos de acesso ou de usuário a
equipamentos de rede. Neste caso, informações do
tipo de serviço são relevantes para a forma como os
dados serão tratados na rede, e referem-se a
conexões entre usuários finais
– NNI (Network node interface): é a conexão entre
equipamentos de rede. Aqui, o controle de tráfego é
função única e exclusiva das conexões virtuais
configuradas entre os equipamentos de rede.
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ATM
Interfaces da rede
• Na tecnologia ATM as conexões são de 2 tipos:
– UNI (User-network interface): Conexão entre
equipamentos de acesso ou de usuário a
equipamentos de rede. Neste caso, informações do
tipo de serviço são relevantes para a forma como os
dados serão tratados na rede, e referem-se a
conexões entre usuários finais
– NNI (Network node interface): é a conexão entre
equipamentos de rede. Aqui, o controle de tráfego é
função única e exclusiva das conexões virtuais
configuradas entre os equipamentos de rede.
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ATM
Interfaces da rede
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ATM
Camadas
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ATM
Camadas
• No modelo ATM, todas as camadas possuem
funcionalidades de controle e de usuário
(serviços), conforme apresentado na figura
• Camada AAL (ATM Adaptative Layer): é
responsável pelo fornecimento de serviços para
a camada de aplicação superio. Subdividade em
– CS (Convergence Sublayer): converte e prepara a
informação do usuário para o ATM e controla as
conexões virtuais.
– SAR (Segmentation and Reassembly): fragmenta as
informações para encapsular na célula ATM.
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ATM
Camadas
• A camada AAL implementa ainda os respectivos
mecanismos de controle, sincronismo,
sinalização e QoS.
• Camada ATM: responsável pela construção,
processamento e transmissão das células, e
pelo processamento das conexões virtuais. Esta
camada também processa os diferentes tipos e
classes de serviços e controla o tráfego da rede.
Nos equipamentos de rede, trata todo o tráfego
de entrada e saída, aumentando a eficiência do
protocolo.
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ATM
Camadas
• Camada física: provê os meios para transmitir as
células ATM. Tem como subcamadas:
– TC (Transmission Convergence): mapeia as células
ATM nos formatos dos frames da rede de transmissão
(SDH, SONET, PDH, etc.), transforma o fluxo de
células em fluxo de bit, gera o Header Error Control
(HEC).
– PM (Physical Medium): temporiza os bits do frame de
acordo com o relógio de transmissão, promove
conversão eletro-óptica.
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ATM
Conexões virtuais
• A tecnologia ATM é baseada em conexões
virtuais. O ATM implementa essas conexões
virtuais em 3 conceitos
– TP (Transmission Path): rota de transmissão física
entre 2 equipamentos adjacentes da rede ATM.
– VP (Virtual Path): rota virtual configurada entre 2
equipamentos adjacentes da rede ATM. O VP usa
como infraestrutura o TP. Cada VP tem um indificador
VPI (Virtual Path Identifier), que deve ser único para
um dado TP.
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ATM
Conexões virtuais
• A tecnologia ATM é baseada em conexões
virtuais. O ATM implementa essas conexões
virtuais em 3 conceitos
– VC (Virtual Channel): cada canal configurado também
entre 2 equipamentos adjacentes da rede ATM. O VC
usa como infraestrutura o VP. Um VP pode ter um ou
mais VC’s. Cada VC tem um identificador VCI (Virtual
Channel Identifier), que também deve ser único em um
mesmo TP.
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ATM
Conexões virtuais
• Definem-se, então, 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.
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ATM
Conexões virtuais
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ATM
Conexões virtuais
• Essas conexões são sempre bidirecionais,
embora a banda em cada direção possa ter
taxas distintas ou até mesmo zero. Ao serem
configuradas, apenas os identificadores VPI/VCI
nas conexões UNI da origem e do destino tem
os mesmos valores. Nas conexões NNI entre
equipamentos os valores de VPI/VCI são
definidos em função da disponibilidade de VP’s
ou VC’s.
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ATM
Conexões virtuais
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ATM
Conexões virtuais: comutação
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ATM
Conexões virtuais
• A partir dessas conexões virtuais, o ATM
implementa todos os seus serviços. Em
especial, o ATM implementa também os
circuitos virtuais mais comuns, são:
– PVC (Permanent Virtual Circuit): esse circuito virtual é
configurado pelo operador na rede através do sistema
de Gerência de Rede, como sendo uma conexão
permanente entre 2 pontos. Seu encaminhamento através
dos equipamentos da rede pode ser alterado ao longo do
tempo devido à falhas ou reconfigurações de rotas, porém
as portas de cada extremidade são mantidas fixas e de
acordo com a configuração inicial.
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ATM
Conexões virtuais
– SVC (Switched Virtual Circuit): esse circuito virtual 
disponibilizado na rede de forma automática, sem 
intervenção do operador, como um circuito virtual sob 
demanda, para atender, entre outras, as aplicações de 
Voz que estabelecem novas conexões a cada 
chamada. O estabelecimento de uma chamada é 
comparável ao uso normal de telefone, onde a 
aplicação de usuário especifica um número de 
destinatário para completar a chamada, e o SVC é 
estabelecido entre as portas de origem e destino.
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ATM
Estrutura da célula
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ATM
Estrutura da célula
• O cabeçalho é composto por 5 bytes com as
seguintes informações:
– GFC(General Flow Control): com 4 bits, é usado para
controle de fluxo.
– VPI (Virtual Path Identifier): com 12 bits, representa o
número da rota virtual até o destinatário da informação útil, e
tem significado local apenas para a porta de origem.
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ATM
Estrutura da célula
• O cabeçalho é composto por 5 bytes com as
seguintes informações:
– VCI (Virtual Channel Identifier): com 16 bits, representa o
número do canal virtual dentro de uma rota virtual específica.
Também se refere ao destinatário da informação útil e tem
significado local apenas para a porta de origem.
– PT (Payload Type): com 3 bits, identifica o tipo de
informação que a célula contém (de usuário, de sinalização
ou de manutenção).
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ATM
Estrutura da célula
• O cabeçalho é composto por 5 bytes com as
seguintes informações:
– CLP (Cell Loss Priority): com 1 bit, indica a prioridade
relativa da célula. Células de menor prioridade são
descartadas antes que as células de maior prioridade
durante períodos de congestionamento.
– HEC (Header Error Check): com 8 bits, é usado para
detectar e corrigir erros no cabeçalho.
• A informação útil, com 48 bytes carrega as
informações de usuário ou de controle do protocolo.
A informação útil é mantida intacta ao longo de toda
a rede, sem verificação ou correção de erros.
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ATM
Categorias de serviços
• As categorias de serviços correspondem à
classificações dos dados em uma rede ATM, de
acordo com o tipo de informação trafegado.
• O tratamento das informações na rede é diferente
para informações de tipo diferente. Esse tratamento
é realizado baseado nas categorias de serviços.
• Serviços como áudio e vídeo interativo precisam ter
um tratamento diferenciado e prioritário em relação a
dados correspondentes a um documento que será
transferido.
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ATM
Sinalização
• A partir desse conjunto de funções, podem ser
estabelecidas as diversas funcionalidades dos
serviços existentes no ATM:
– Estabelecimento de conexões ponto a ponto.
– Estabelecimento de conexões multiponto-multiponto
– Estabelecimento de conexões multicast
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ATM
Congestionamento
• A capacidade de transporte da Rede ATM é
limitada pela sua banda disponível. Conforme o
tráfego a ser transportado aumenta, a banda vai
sendo alocada até o limiar onde não é possível
receber o tráfego adicional. Quando atinge esse
limiar, a rede é considerada congestionada,
embora ainda possa transportar todo o tráfego
entrante.
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ATM
Congestionamento
• Caso os equipamentos de usuário continuem a 
enviar tráfego adicional, a rede é levada ao estado 
de congestionamento severo, o que provoca a 
perda de células por falta de banda. Nesse estado, 
os procedimentos de reenvio de pacotes perdidos 
dos equipamentos usuários concorrem com o tráfego 
existente e a rede entra em acentuado processo de 
degradação.
• A rede ATM implementa uma série de 
mecanismos de controle de congestionamento, 
para evitar a degradação da transmissão.