ATM
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ATM es una tecnología de transmisión orientada a la conexión que transfiere información en unidades de tamaño fijo llamadas celdas. Una red ATM está compuesta de conmutadores interconectados que transportan celdas a través de conexiones virtuales establecidas. ATM soporta la integración de múltiples tipos de servicios como voz, video y datos mediante la adaptación y multiplexación de las celdas.
ATM
- 2. Historia de ATM La primera referencia del ATM (Asynchronous Transfer Mode) tiene lugar en los años 60 cuando en los laboratorios Bell (EEUU) describió y patentó un modo de transferencia no síncrono. Sin embargo el ATM no se hizo popular hasta 1988 cuando el CCITT decidió que sería la tecnología de conmutación de las futuras redes ISDN en banda ancha. Este retardo no permitiría la transmisión de voz con cierto nivel de calidad a la vez que obligaba a instalar canceladores de eco. Después de Por un lado los representantes de EEUU y otros muchas discusiones y ante la falta de acuerdo, países proponían un tamaño de celdas grande en la reunión del CCITT celebrada en Ginebra de unos 64 bytes. en junio de 1989 se tomó una decisión salomónica: “Ni para unos ni para otros. 48 Sin embargo para los representantes de los bytes será el tamaño de la celda”. países europeos el tamaño ideal de las celdas era de 32 bytes, señalaban que un tamaño de Para la cabecera se tomó un tamaño de 5 bytes. celda de 64 bytes provocaría retardos Un extraño número primo 53 (48+5) sería el inaceptables de hasta 85 ms. tamaño definitivo, en octetos, de las células ATM. Un número que tuvo la virtud de no satisfacer a nadie, pero que suponía un compromiso de todos los grupos de interés y evitaba una ruptura de consecuencias imprevisibles.
- 3. Introducción ATM es en donde mucha información de múltiples tipos de servicios, tales como voz, datos o videos son transportadas a través de células pequeñas de tamaño fijo. La actual demanda de aplicaciones relacionadas con: •Información multimedia: Multimedia, VOIP, Teleconferencias •Aplicaciones más clásicas: FTP, www, @mail Estas requieren tecnologías de comunicaciones capaces de ofrecer elevadas cantidades de servicios y soporte como: Calidad de servicio (QoS) El ancho de banda La velocidad de transmisión (throughput) El retardo de las transferencias (delay) La variabilidad en el retardo (jitter) Las características de multidifusión a grupos dispersos de usuarios (multicast)
- 4. Que es ATM Es un estándar de Telecomunicaciones que soporta muchos servicios como: voz, video, o data en celdas pequeñas y de tamaño fijo, siendo la red ATM orientada a la conexión. •ATM, Modo de Transferencia Asíncrona Asíncrono se refiere a que no tiene un intervalo de tiempo constante entre cada evento. •Permite la transferencia de múltiples datos de información, a través de la misma línea. Debido a que ATM es Asíncrono, los slots de tiempo están disponible bajo demanda con información identificando la fuente de transmisión la cual es contenida en cada encabezado de las células ATM.
- 5. Que es ATM •ATM es una tecnología de transmisión orientada a la conexión que trabaja con unidades de datos de longitud fija (de 53 bytes) llamadas celdas. •Permite la integración de los servicios orientados y no orientados a conexión. •Se basa en dos principios
- 6. Componentes de una red ATM Una red ATM consta de un conjunto de Switches interconectados entre si por interfaces o enlaces punto a punto. Los elementos claves de una red ATM son: • CONMUTADORES Y DISPOSITIVOS ATM • CONEXIONES VIRTUALES (ENCAMINAMIENTOS) • LAS CELDAS ATM
- 7. Componentes de una red ATM 1. CONMUTADORES Y DISPOSITIVOS ATM Los switches ATM soportan dos tipos de interfaces primarias: •UNI (User-Network Interface) Interfaz usuario-red Las interfaces UNI conectan endpoints (routers y hosts) a un Switch ATM. •NNI (Network-Network interface) Interfaz red-red) Las interfaces NNI conectan dos Switches ATM. “Dependiendo de la localización de los Switches, tanto las UNIs como las NNIs pueden ser subdivididas en publicas o privadas”
- 8. Componentes de una red ATM 2. CONEXIONES VIRTUALES Las redes ATM son fundamentalmente orientadas a la conexión, lo cual significa que se debe establecer un VC a través de la red ATM antes de transferir data. Existen 2 tipos de conexión : RUTAS VIRTUALES: Identificados por los VPI LOS CANALES VIRTUALES: Identificados por la combinación de un VPI y un VCI Una ruta virtual es una colección de canales virtuales, los cuales tienen significancía solamente local
- 9. Componentes de una red ATM 3. LAS CELDAS ATM ATM transfiere información en unidades de tamaño fijo denominadas celdas. Son estructuras compuestas por 53 bytes compuestas por 2 campos principales. Cada celda consta de 53 octetos o bytes. Los primeros 5 bytes contienen el Header (información del encabezado de la celda) Los 48 bytes restantes contienen el Payload (carga útil) (información del usuario).
- 11. Dispositivos Las redes ATM están formadas por un Switch ATM y puntos finales ATM (endpoints). Los Switches ATM son los responsables de la transferencias de las celdas através de una red ATM. El trabajo de un Switch esta bien definido: -Acepta las células que provienen de un endpoint o algún otro Switch ATM. -Después lee y actualiza la información de la cabecera de la celda. -Rápidamente dirige la celda a una interfaz de salida hacia su destino. Un endpoint ATM contiene un adaptador de interfase de red ATM. Ejemplos de endpoints son: -Workstation. (Estación de Trabajo) -Routers. -DSU (Digital Service Unit) Transforma los datos digitales entre las líneas de la compañía telefónica y el equipo local. -Switches LAN. -CODECs (Coder-Decoder) Describe una especificación desarrollada en software, hardware o una combinación de ambos.
- 12. Dispositivos EJEMPLO DE SWITCHES ATM Y ENDPOINT EN UNA RED ATM.
- 13. Conexiones ATM Soporta dos tipos de conexiones: Punto a punto. Conecta dos puntos finales ATM y pueden ser unidireccional y bidireccional. Punto a multipunto. Conecta un punto final simple a un conjunto de puntos finales. (conocidos como leaves). Estas conexiones solamente son unidireccionales.
- 14. Mensajes de conexión ATM Una gran cantidad de tipos de mensajes de manejo de conexión son utilizados en el proceso de establecimiento de conexión. Setup Message: Enviado por el sistema final fuente. Call Proceeding: Enviado por el switch hacia la red en respuesta al mensaje SETUP. (Ingress switch) Connect Message: Enviado por el sistema final destino si la conexión es aceptada. Release Message: Si la conexión es rechazada.
- 15. Servicios ATM Existen 3 tipos de servicios ATM: •Circuitos Virtuales Permanentes (PVC) •Circuitos Virtuales Conmutados (SVC) •Servicios sin conexión (SMDS) PVC permite la conectividad directa entre sitios. Es similar a una línea dedicada. Ventaja: No requiere call setup entre los switches. Desventaja: Conectividad estática y configuración manual. SVC es creado y liberado dinámicamente y se usa solamente mientras exista información que transmitir. Es similar a una llamada telefónica. Ventaja: Flexibilidad de conexión y el call setup puede ser colgado automáticamente por los equipos. Desventaja: Tiempo para llevar a cabo el call setup. SMDS es una red WAN pública, que extiende los servicios de las redes LAN y MAN., de modo que compartir los datos sea tan fácil como realizar una llamada telefónica, y soportando tanto datos como voz y vídeo.
- 16. Modelo de referencia ATM La funcionalidad de ATM corresponden a la Capa Física y parte de la Capa de Enlacé del modelo OSI. El modelo de referencia de ATM esta formado por los siguientes planos: •CONTROL: Es responsable de generar y manejar señales de petición. •USER: Responsable del manejo de la trasferencia de datos. •MANAGEMENT: Este plano contiene 2 componentes: -Layer Management: Maneja funciones como detección de errores y problemas de protocolos. -Plane Management: Maneja y coordina funciones relacionadas al sistema completo.
- 17. Modelo de referencia ATM El modelo de referencia ATM esta formado de las siguientes capas: Capa Física (Physical Layer) Capa ATM (ATM Layer) Capa de Adaptación ATM (Adaptation Layer) Parte superior de AAL (Finalmente las capas mas altas que residen en la parte superior de AAL aceptan datos de usuarios, los arreglan en paquetes, y los entregan al AAL)
- 18. Modelo de referencia ATM Capa Física (Physical Layer) Es similar a la capa física del modelo OSI, que administra la transmisión dependiendo del medio. La Capa Física de ATM se divide en 2 partes. La sub capa de: Dependiente del Medio Físico (PMD) a. Sincronizar transmisión y recepción b. Especifica el medio físico usados incluyendo el conector y los tipos de cables Convergencia de transmisión (TC) a. Mantiene los vecinos de celda ATM. b. Genera y chequea la cabecera para asegurar la validez de la data c. Mantiene la sincronización e inserta o suprime celdas ATM vacías (no asignadas) para adaptar la tasa de transmisión. d. Empaca celdas ATM en tramas aceptables para un medio físico en particular.
- 19. Modelo de referencia ATM Capa ATM (ATM Layer) La capa ATM es responsable de compartir simultáneamente los circuitos virtuales sobre el medio físico (multiplexion de celdas) y conmutar las celdas através de la red ATM, para esto maneja los VPI/VCI. Capa de Adaptación ATM (Adaptation Layer) Es responsable de aislar los protocolos de la capa superior de el proceso ATM. La capa de adaptación prepara la data del usuario para la conversión de celdas de datos con una carga de 48 bytes. Parte superior de AAL Hay varios AAL porque son diferentes tipos de datos que se van a transmitir: AAL1 AAL2 AAL3/4 AAL5
- 20. Modelo de referencia ATM AAL1 •Servicio orientado a la conexión que permite manejar fuentes con tasa de bits constante (CBR) Constant Bit Rate Sources, como voz y video conferencias. •ATM transporta trafico CBR usando servicios de emulación de circuito también se acomoda a un servicio como líneas alquiladas. •AAL1 requiere sincronización de tiempo entre el origen y el destino. AAL2 •Otro tipo de trafico requiere temporizacion como CBR pero tiende a tener una naturaleza por rágafas. •A esto se le llama VBR variable bit rate traffic. •Esto incluye servicios que caracterizan voz o video que no tienen una transmisión de datos que no es constante, pero sus requerimientos son parecidos a los que tienen tasa constante. • AAL2 es adecuado para el trafico VBR.
- 21. Modelo de referencia ATM AAL3/4 •AAL3/4 soporta ambos tipos de data con conexión y sin conexión. •Fue diseñado para proveedores de servicio. •AAL3/4 es usado para transmitir paquetes SMDS sobre redes ATM. AAL5 •AAL5 es la principal AAL para data, soporta datos con conexión y sin conexión. •Es usado para transferir data no SMDS como IP sobre ATM y LAN Emulation (LANE).
- 22. Conclusiones Una única red ATM dará cabida a todo tipo de tráfico (voz, datos y video). ATM mejora la eficiencia y manejabilidad de la red. Capacita nuevas aplicaciones, debido a su alta velocidad y a la integración de los tipos de tráfico, ATM capacita la creación y la expansión de nuevas aplicaciones como la multimedia. Compatibilidad, porque ATM no está basado en un tipo especifico de transporte físico, es compatible con las actuales redes físicas que han sido desplegadas. ATM puede ser implementado sobre par trenzado, cable coaxial y fibra óptica. Simplifica el control de la red. ATM está evolucionando hacia una tecnología standard para todo tipo de comunicaciones. Esta uniformidad intenta simplificar el control de la red usando la misma tecnología para todos los niveles de la red. Largo periodo de vida de la arquitectura. Los sistemas de información y las industrias de telecomunicaciones se están centrando y están estandarizado el ATM. ATM ha sido diseñado desde el comienzo para ser flexible en: * Distancias geográficas * Número de usuarios * Acceso y ancho de banda (hasta ahora, las velocidades varían de Megas a Gigas).
Notas del editor
- #2: El Modo de Transferencia Asíncrona o Asynchronous Transfer Mode (ATM) es una tecnología de telecomunicación desarrollada para hacer frente a la gran demanda de capacidad de transmisión para servicios y aplicaciones.
- #3: Síncrono: Que tiene un intervalo de tiempo constante entre cada evento. Asíncrono: Asíncrono Que no tiene un intervalo de tiempo constante entre cada evento. Un milisegundo es el período que corresponde a la milésima fracción de un segundo (0,001s). 1 ms = 0,001 segundo = 1 milisegundo. 1 s = 1000 ms = 1 segundo CCITT (Comité Consultivo Internacional Telegráfico y Telefónico) Antiguo nombre del comité de normalización de las telecomunicaciones dentro de la UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) ahora conocido como UIT-T. RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) También es común referirse a esta red con el término ISDN (Integrated Services Digital Network). La RDSI (o ISDN) es un protocolo estándar de red de comunicaciones, que contempla tanto las comunicaciones de voz, como las de datos, transmitiendo ambas en formato digital, y a distintas velocidades. Los Laboratorios Bell (en inglés: Bell Labs) son varios centros de investigación científica y tecnológica ubicados en más de diez países y que pertenecen a la empresa estadounidense Lucent Technologies, denominada también como Bell Labs Innovations, una división de (Alcatel-Lucent). Sus orígenes se remontan a los Laboratorios Telefónicos Bell, los cuales fueron fundados en el año de 1925 en el estado de Nueva Jersey por la empresa AT&T.
- #4: UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) ahora conocido como UIT-T
- #5: Síncrono: Que tiene un intervalo de tiempo constante entre cada evento. Asíncrono: Asíncrono Que no tiene un intervalo de tiempo constante entre cada evento. Por su naturaleza Asincrona, ATM es mas eficiente que las tecnologías Sincronas, tales como TDM. En TDM cada usuario es asignado a un slot de tiempo y ninguna estación puede transmitir en ese slot de tiempo. Si se tiene mucha información que transmitir solamente se puede hacer en los slots de tiempo aun si todos los demás slots de tiempo están vacíos.
- #6: Síncrono: Que tiene un intervalo de tiempo constante entre cada evento. Asíncrono: Asíncrono Que no tiene un intervalo de tiempo constante entre cada evento. Por su naturaleza asincrona, ATM es mas eficiente que las tecnologias sincronas, tales como TDM. En TDM cada usuario es asignado a un slot de tiempo y ninguna estacion puede transmitir en ese slot de tiempo. Si se tiene mucha informacion que transmitir solamente se puede hacer en los slots de tiempo aun si todos los demas slots de tiempo estan vacios.
- #8: Un UNI privado conecta un Endpoint ATM y un Switch ATM privado. Su contraparte publica conecta un Endpoint o Switch privado a un Switch publico. Un NNI privado conecta dos Switches dentro de la misma seccion privada. Un NNI publico conecta dos Switches dentro de la misma seccion publica.
- #9: VC (Virtual Circuit) VCI (Identificador de Canal Virtual): Es el numero que identifica el canal virtual empleado. VP (Virtual Path) VPI (Identificador de Ruta Virtual): En conjunto con el VCI identifica el siguiente destino de una celda. Es el que identifica a la ruta virtual empleada.
- #12: endPoint: Es el numero interno de la red vPhone, que permite conectarse con otro usuario de nuestra misma red, de forma ilimitada. DSU (Digital Service Unit) Es una pieza de equipo de telecomunicaciones de terminación del circuito que transforma los datos digitales entre las líneas de la compañía telefónica y el equipo local. Workstation (Estación de Trabajo) es una microcomputadora de alta gama diseñada para aplicaciones científicas y técnicas. Códec es la abreviatura de codificador-decodificador. Describe una especificación desarrollada en software, hardware o una combinación de ambos, capaz de transformar un archivo con un flujo de datos (stream) o una señal.
- #13: endPoint: Es el numero interno de la red vPhone, que permite conectarse con otro usuario de nuestra misma red, de forma ilimitada. DSU (Digital Service Unit) Es una pieza de equipo de telecomunicaciones de terminación del circuito que transforma los datos digitales entre las líneas de la compañía telefónica y el equipo local. Workstation (Estación de Trabajo) es una microcomputadora de alta gama diseñada para aplicaciones científicas y técnicas. Códec es la abreviatura de codificador-decodificador. Describe una especificación desarrollada en software, hardware o una combinación de ambos, capaz de transformar un archivo con un flujo de datos (stream) o una señal.
- #16: (Wide Area Network - Red de Área Extensa). WAN es una red de computadoras de gran tamaño, generalmente dispersa en un área metropolitana, a lo largo de un país o incluso a nivel planetario. (Metropolitan Area Network - Red de Área Metropolitana). MAN es una Red de alta velocidad que cubre un área geográfica extensa. Es una evolución del concepto de LAN (red de área local), pues involucra un área mucho más grande como puede ser una área metropolitana. (Local Area Network - Red de Área Local).LAN es una red de Interconexión de computadoras y periféricos para formar una red dentro de una empresa u hogar, limitada generalmente a un edificio.
- #17: Las Capas del Modelo OSI: Piensa en las siete capas que componen el modelo OSI como una línea de ensamblaje en un ordenador. En cada una de las capas, ciertas cosas pasan a los datos que se preparan para ir a la siguiente capa. Las siete capas se pueden separar en dos grupos bien definidos, grupo de aplicación y grupo de transporte. En el grupo de aplicación tenemos: Capa 7: Aplicación - Esta es la capa que interactúa con el sistema operativo o aplicación cuando el usuario decide transferir archivos, leer mensajes, o realizar otras actividades de red. Por ello, en esta capa se incluyen tecnologías tales como http, DNS, SMTP, SSH, Telnet, etc. Capa 6: Presentación - Esta capa tiene la misión de coger los datos que han sido entregados por la capa de aplicación, y convertirlos en un formato estándar que otras capas puedan entender. En esta capa tenemos como ejemplo los formatos MP3, MPG, GIF, etc. Capa 5: Sesión – Esta capa establece, mantiene y termina las comunicaciones que se forman entre dispositivos. Se pueden poner como ejemplo, las sesiones SQL, RPC, NetBIOS, etc. En el grupo de transporte tenemos: Capa 4: Transporte – Esta capa mantiene el control de flujo de datos, y provee de verificación de errores y recuperación de datos entre dispositivos. Control de flujo significa que la capa de transporte vigila si los datos vienen de más de una aplicación e integra cada uno de los datos de aplicación en un solo flujo dentro de la red física. Como ejemplos más claros tenemos TCP y UDP. Capa 3: Red – Esta capa determina la forma en que serán mandados los datos al dispositivo receptor. Aquí se manejan los protocolos de enrutamiento y el manejo de direcciones IP. En esta capa hablamos de IP, IPX, X.25, etc. Capa 2: Datos – También llamada capa de enlaces de datos. En esta capa, el protocolo físico adecuado es asignado a los datos. Se asigna el tipo de red y la secuencia de paquetes utilizada. Los ejemplos más claros son Ethernet, ATM, Frame Relay, etc. Capa 1: Física – Este es el nivel de lo que llamamos llánamente hardware. Define las características físicas de la red, como las conexiones, niveles de voltaje, cableado, etc. Como habrás supuesto, podemos incluir en esta capa la fibra óptica, el par trenzado, cable cruzados, etc.
- #21: CBR Constant Bit Rate. Es un término utilizado en las telecomunicaciones, en relación con la calidad del servicio. Comparar con bitrate variable. VBR Variable Bit Rate. Es un termino usado en telecomunicación que se refiere a la tasa de bits utilizados en la codificación de audio o vídeo.
- #22: SMDS es una red WAN pública, que extiende los servicios de las redes LAN y MAN., de modo que compartir los datos sea tan fácil como realizar una llamada telefónica, y soportando tanto datos como voz y vídeo.