Redes ATM

camadas e é
responsável pela coordenação de todos os planos. O gerenciamento de camadas é
responsável pelo gerenciamento de entidades (vide próximo item) nas camadas e pela
execução de serviços de operação, administração e manutenção (OAM – Operation,
Administration and Maintenance).
2.3 – Características do ATM
2.3.1 - Pacotes de Tamanho Fixo
ATM utiliza pequenos pacotes de tamanho fixo chamados de células. Uma
célula tem 53 bytes, sendo 5 bytes de cabeçalho e 48 bytes para o campo de
informações. Toda a informação (voz, vídeo, dados, etc.) é transportada pela rede
através de células ATM.
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2.3.2 - A Funcionalidade do Cabeçalho das Células é
Reduzida
Para garantir o processamento rápido dentro da rede, o cabeçalho das células
ATM é limitado em termos de funcionalidade. Sua principal função é identificar uma
conexão virtual (lógica) por meio de identificadores que são selecionados em uma fase
de estabelecimento de conexão e garantem um encaminhamento adequado de cada
célula pela rede.
Além dos identificadores de conexão virtual, um número bem limitado de outras
funções é suportado pelo cabeçalho. Para evitar o encaminhamento errado das células
dentro da rede ATM, devido a erros nos identificadores de conexão virtual, foi inserido
um campo de proteção contra erros no cabeçalho (HEC - Header Error Control) da
célula ATM. Dada a limitada funcionalidade do cabeçalho das células ATM, o seu
processamento é bastante simples e pode ser feito a taxas muito altas (155.52 Mbps até
Gbps).
2.3.3 - O Campo de Informações das Células é Pequeno
O campo de informações da célula ATM foi padronizado pelo ITU-T [16] em 48
bytes a partir de um compromisso firmado entre vários grupos de interesse e levando-se
em conta uma série de fatores conflitantes, dos quais podemos destacar :
• Atrasos na rede.
• Eficiência de transmissão.
• Complexidade de implementação.
2.3.4 - Roteamento de Células
O fluxo de informações é estabelecido através de percursos predefinidos,
chamados canais virtuais (VCs – Virtual Channels). O cabeçalho das células ATM
contém identificadores que amarram a célula ao seu percurso.
As células de um canal virtual seguem o mesmo percurso através da rede e são
entregues ao destino na mesma ordem que foram inseridas na rede.
2.3.5 - Funções de Adaptação
O fluxo de informações de um usuário final ATM precisa ser adaptado para
trafegar através da rede ATM. Esta adaptação é feita através de protocolos específicos
que possibilitam o tratamento diferenciado para cada tipo de serviço.
Assim, o fluxo de informações de um usuário final ATM é fragmentado em células no
ponto de ingresso na rede e recuperado no ponto de egresso da rede.
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2.3.6 - Nenhuma Proteção ou Controle de Fluxo no Nível de
Enlace
Se um enlace introduz um erro durante a transmissão de células ATM, portanto
causando a perda de informações de usuário, nenhuma ação será tomada no nível deste
enlace para corrigir tal erro. Esta proteção de erro pode ser omitida, uma vez que os
enlaces utilizados nas redes ATM apresentam alta qualidade, ou seja, possuem uma
baixa taxa de erro de bits (BER – Bit Error Rate).
As redes ATM também não têm controle de fluxo no nível de enlace, uma vez
que a lógica de processamento necessária para tal controle é muito complexa para ser
acomodada às altas taxas deste nível. Em vez disto, as redes ATM utilizam um conjunto
de controles de taxa de entrada que limita o tráfego entregue à rede. Tal controle de
fluxo possui características muito diferentes daquele utilizado em redes tradicionais e
por isso tem sido alvo de muitos estudos.
2.3.7 - Operação Orientada a Conexão
ATM provê um serviço de transmissão de dados orientado a conexão. Isto
significa que antes que qualquer informação seja transmitida entre duas estações (hosts)
ATM, uma fase de estabelecimento de conexão virtual/lógica deve ser realizada com o
objetivo de permitir à rede reservar os recursos necessários. Se os recursos disponíveis
não forem suficientes, tal conexão será recusada. Ao final da transmissão os recursos da
rede são desalocados e a conexão é encerrada.
O serviço não orientado a conexão é suportado em redes ATM, mas neste caso o fluxo
de dados será transmitido sobre um ou mais caminhos preestabelecidos.
2.3.8 - Controle de Congestionamento
Existe apenas uma coisa que uma rede ATM pode fazer quando um nó da rede
torna-se congestionado: células ATM serão descartadas até que o problema seja
resolvido. Algumas células (baixa prioridade) podem ser marcadas de forma que se
ocorrer um congestionamento elas serão as primeiras a serem descartadas.
Os pontos finais de uma conexão ATM não são notificados quando células são perdidas.
Portanto, de forma geral, cabe as funções de adaptação detectar e recuperar as
informações perdidas devido a congestionamentos.
2.3.9 - Uso de Conexões Virtuais
O ATM usa conexões virtuais (Atualmente chamadas conexões de canal virtual
– VCCs – Virtual Channel Connections) como um mecanismo para transportar dados
entre uma fonte e um destino. Uma conexão virtual é dedicada para um par
fonte/destino. Assim, uma ou mais conexões virtuais podem utilizar o mesmo enlace
físico.
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2.3.10 - Controle de Erro
A rede ATM verifica apenas o cabeçalho das células a fim de encontrar erros. Se
um erro for encontrado e não puder ser corrigido, a célula errada será simplesmente
descartada.
2.3.11 - Suporte para Qualidade de Serviço
A rede ATM suporta qualidade de serviço. Isto significa que a rede irá prover ou
reservar recursos que garantam um valor especificado mínimo de vazão e de perda de
informações de usuário e um valor máximo de atraso, durante a duração de uma dada
conexão.
Este suporte de QoS por conexão habilita as redes ATM a atender a qualquer
tipo atual de tráfego sobre uma mesma rede.
2.4 - Os parâmetros de QoS (Quality of Sevice) .
O QoS é definido pelo ITU-T na recomendação I.350 [ITU93c]] como:
“Qualidade de Serviço (QoS) é o efeito coletivo de performance que determina o grau
de satisfação do usuário deste serviço específico”. As redes ATM são redes de pacote
orientadas a conexão e portanto as métricas de QoS podem ser divididas em duas
classes: (1) os parâmetros de controle de chamada e (2) e os parâmetros associados à
transferência de informação em redes de pacotes. No primeiro caso temos
principalmente três parâmetros que caracterizam uma conexão: o atraso no
estabelecimento da conexão, o atraso de desconexão e a probabilidade de aceitação da
conexão. No caso dos parâmetros que caracterizam a transferência de informação a
dificuldade é maior tendo em vista questões como:
• expressar parâmetros para que estes traduzam de forma fiel a aplicação
(modelagem);
• relacionar estes parâmetros aos mecanismos de controle da rede;
• lidar com os diversos mecanismos de controle implementados em nós
individuais, com especificações próprias, de modo que possam contribuir com
o QoS global fim-a-fim do serviço;
• otimizar o aumento da complexidade das redes com estes mecanismos sem
diminuir a precisão e exatidão deles.
Existem três parâmetros que descrevem o perfil do QoS de uma conexão ATM,
observáveis no destinatário e que medem a qualidade da rede, também chamados de
QoS-NP (QoS network parameters) ou descritor de qualidade de serviço e são definidos
por:
1. Cell Loss Rate (CLR) ou taxa de perda de células
2. Cell Transfer Delay (CTD) ou atraso de transferência (valor médio ou
em percentil)
3. Cell Delay Variation (CDV) ou variação média do atraso das células.
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CTD representa principalmente o atraso de propagação pelos enlaces e é
proporcional ao comprimento destes, ou seja é a parte fixa do atraso. A parte variável do
atraso está associada principalmente aos tempos de espera nas filas dos buffers dos
comutadores e multiplexadores