Figura 1. Celda ATM

INTERCONEXIÓN DE SERVICIOS DE TELECOMUNICACIONES

Por: Alexander Sócola Curso: 10mo “B”

ATM (Modo de transferencia asíncrona)

ATM es una tecnología de multiplicación y conmutación de celdas (53 bytes), es un sistema orientado a conexión,

lo que indica que antes de transmitirse las celdas, se debe establecer una conexión virtual a través de la red para

que todas las celdas de una misma comunicación viajen a través de la misma ruta hasta el receptor. Su principal

característica es que puede combinar los beneficios de conmutación de circuitos (ISDN), que son capacidad

garantizada y tiempo de retraso estable en la transmisión, con la eficiencia y flexibilidad en el manejo del ancho de

banda y de las conexiones, propias de la conmutación de paquetes [1].

El principio de funcionamiento de ATM se basa en tomar varias fuentes de datos, conformadas por paquetes de

diferentes tamaños y dividirlos en pequeños segmentos de 48 Bytes y para luego agregarles un encabezado de 5

Bytes, cada una de estas unidades de información son llamadas celdas. Luego esas celdas son multiplexadas en el

tiempo y se envían a través de una sola línea física subdivida en canales virtuales [1].

El formato de la celda ATM está compuesto simplemente de 5 bytes de encabezado y 48 bytes de datos de usuario.

Una red ATM consta de un conjunto de switches interconectados entre sí por interfaces o enlaces punto a punto.

La red ATM está compuesta principalmente por dos tipos de enlaces:

User Network Interface (UNI): Este tipo de conexiones se lleva a cabo entre una terminal de ATM y

un conmutador de ATM [2].

Network Node Interface (NNI): Este tipo de conexión se utiliza entre dos conmutadores de ATM [2].

Figura 2. Ejemplo de una red ATM [2].

Dispositivos de la red ATM.

Conmutador de ATM (ATM Switch): Es el responsable del tráfico de las celdas a

través de red ATM, se encarga de recibir una celda proveniente de otro

conmutador o terminal de ATM, analizarlo su encabezado y actualizarlo. Luego

debe enviar la celda a su próximo salto a través de la red ATM rumbo a su

destino final.

Terminal ATM (End System): Es un dispositivo con una interfaz de adaptación

para la red ATM, las terminales de ATM pueden ser estaciones de trabajo,

enrutadores o conmutadores LAN.

El encabezado de la celda de ATM tiene dos formatos distintos el UNI y el NNI, la diferencia radica en que el encabezado NNI no posee la casilla de Generic Flow Control (GFC) y es su lugar expande la casilla de Virtual Path Identifier (VPI) a 12 bits [1].

Existen 3 tipos de servicios ATM:

Circuitos Virtuales Permanentes (PVC): un PVC permite la conectividad directa entre sitios. Es similar

a una línea dedicada [2].

Circuitos Virtuales Conmutados (SVC): un SVC es creado y liberado dinámicamente y se usa

solamente mientras exista información que transmitir [2].

Servicios sin conexión (SMDS).

Hay dos tipos de conexiones ATM:

Virtual Paths (VP-Rutas virtuales): los cuales son identificados por un identificador de ruta virtual

(VPI) [2].

Virtual Channel (VC-Canales virtuales): los cuales son identificados por una combinación de un VPI y

un identificador de canal virtual (VCI) [2].

El modelo de referencia ATM está formado de las siguientes capas:

Figura 3. Formato de la celda ATM [2].

Generic Flow Control (GFC) 4 bits

Virtual Path Identifier (VPI) 8-12 bits

Virtual Channel Identifier (VCI) 16 bits

Payload Type (PT) 3 bits

Congestion Loss Priority (CLP) 1 bit

Header Error Control 8 bits

Payload 48 bytes

Figura 4. Modelo de referencia ATM [2].

Capa física: Similar a la capa física del modelo

OSI, esta maneja la transmisión dependiente

del medio [2].

Capa ATM: Combinada con la capa de

adaptación ATM, es similar a la capa de

enlace de datos del OSI. Es la responsable de

establecer conexiones y pasar celdas a través

de la red ATM [2].

Capa de adaptación ATM (AAL): Específicamente, su trabajo es adaptar los servicios dados por la capa ATM a aquellos servicios que son requeridos por las capas más altas, tales como emulación de circuitos, vídeo, audio, frame relay, etc., [1].

MPLS (Conmutación de etiquetas multiprotocolo)

La tecnología MPLS también es conocida como tecnología de la capa 2.5, porque realiza un encapsulado

intermedio entre la capa de enlace (capa 2) y la capa de red (capa 3). En este encapsulado se introduce una

etiqueta, que permite a los routers utilizar técnicas de conmutación. El utilizar el etiquetado por debajo de capa 3,

permite que MPLS pueda funcionar independientemente del protocolo de capa 3 utilizado, de ahí lo de

“multiprotocolo”. Esta arquitectura de etiquetado es flexible y permite anidar etiquetas, es decir, introducir una

trama MPLS dentro de otra [3].

La arquitectura MPLS básicamente está conformada por dos bloques:

Plano de control: Lleva a cabo tareas destinadas a determinar la disponibilidad del acceso hacia una red

destino. Por lo tanto el plano de control contiene toda la información de direccionamiento de la capa tres

[4].

Plano de datos: Lleva a cabo tareas relacionadas con el forwarding o envío de paquetes. Esos paquetes

pueden ser ya paquetes IP o paquetes IP etiquetados [4].

Elementos MPSL

LSR: Label Switch Router. Router Conmutador de Etiquetas: es un dispositivo que realiza el envío de paquetes basándose en la información de la etiqueta del paquete recibido. Los LSR para realizar esto, poseen la etiqueta de salida y la envían por la interfaz adecuada [5].

FEC: Forwarding Equivalence Class. Clase de Envío Equivalente: Es un subconjunto de paquetes IP que son tratados de la misma manera por un router. Podemos decir que en el routing convencional, cada paquete está asociado a un nuevo FEC en cada salto. En MPLS esta operación sólo se realiza la primera vez que el paquete entra en la red [5].

LER: Layer Edge Router. Router Frontera entre Capas: Es el dispositivo LSR Frontera entre IP y MPLS. Los LER deben poseer todas las funcionalidades de un LSR y además capacidad para asociar FECs y nuevas etiquetas con los datagramas IP que entren en la red. O para asignar direcciones IP a los FEC de los paquetes etiquetados que salen de la red. Para ello dispone junto con la componente de envío, una componente de control, que se encarga de asignar el tráfico a un FEC y de asociar el FEC con etiquetas [5].

LSP: Label Switched Path. Camino Conmutado de Etiquetas: el camino compuesto por uno o más LSRs dentro de un nivel jerárquico por el que un paquete perteneciente a un determinado FEC circula. Todos los paquetes pertenecientes a un mismo FEC circularán siempre por el mismo camino LSP [5].

Etiqueta y pila de etiquetas: es un número de 20 bit, que es asignado al prefijo (dirección de red) de un destino, sobre un router. El formato de una etiqueta MPLS se muestra en la siguiente figura [4]:

Figura 5. Etiqueta MPLS [4].

Una etiqueta de valor de 20 bits

Un campo experimental de 3 bits

Un indicador de 1 bit del tope inferior de la pila de etiquetas

Un campo de 8 bits de tiempo de vida

Una red MPLS consiste de un conjunto de enrutadores de conmutación de etiquetas LSR que tienen la capacidad

de conmutar y rutear paquetes en base a la etiqueta que se ha añadido a cada paquete. Cada etiqueta define un

flujo de paquetes entre dos puntos finales. Cada flujo es diferente y es llamado FEC, así como también cada flujo

tiene un camino específico a través de los LSR de la red, es por eso que se dice que la tecnología MPLS es

“orientada a la conexión”. Cada FEC, además de la ruta de los paquetes contiene una serie de caracteres que

define los requerimientos de QOS del flujo [6].

Figura 6.Red MPLS.

Operación MPLS

1. La asignación de etiquetas MPLS (por LSR) [4].

2. Establecimiento de una sesión LSP de MPLS (entre LSRs / E-LSRs) [4].

3. Distribución de etiquetas MPLS (usando un protocolo de distribución de etiquetas) [4].

4. Retención de etiquetas MPLS [4].

MPLS maneja tres tipos de técnicas para la selección de rutas que toman los LSP dentro de un FEC específico:

Ruteo de salto a salto (Hop-by-hop routing) [6].

Ruteo explicito (Explicit routing) [6].

Algoritmo de ruteo basado en restricciones (Constraint-based routing algorythm) [6].

Diferencias entre ATM y MPLS

ATM MPLS

- Opera en capa 2. - Conmutación celdas. - Celda = 53 bytes. - Interfaces UNI y NNI

- Opera en capa 2 y 3. - Conmutación etiquetas. - Etiqueta = 32 bits. - Posee elementos como LSR, LSP, FEC. - Posee QoS.

REFERENCIAS

[1]José Montes, Instituto Tecnológico de Costa Rica, ATM, [en línea], disponible en:

<http://www.ie.itcr.ac.cr/faustino/Redes/ATM.pdf>. [Consulta del 20-04-1014].

[2] Juan Guerrero, Universidad de Colima, ATM, [en línea], disponible en:

<http://docente.ucol.mx/antonio/public_html/material/ppt/atm2.ppt>. [Consulta del 20-04-1014].

[3]Santiago Felici, PRÁCTICA: Configuración de MPLS en modo trama, [en línea], disponible en:

<http://informatica.uv.es/guia/asignatu/AR/Practica4-MPLS.pdf>. [Consulta del 21-04-1014].

[4] Universidad Politécnica Salesiana, PROTOCOLO MÚLTIPLE POR CONMUTACIÓN DE ETIQUETAS, [en

línea], disponible en: <http://www.dspace.ups.edu.ec/bitstream/123456789/209/3/Capitulo%202.pdf>. [Consulta del

21-04-1014].

[5] María Canalis, MPLS MULTIPROTOCOL LABEL SWITCHING, Universidad Nacional del Noreste, [en línea],

disponible en: <http://exa.unne.edu.ar/depar/areas/informatica/SistemasOperativos/libmpls.PDF>. [Consulta del 20-

04-1014].

[6] Universidad de las Américas Puebla, MPLS, [en línea], disponible en:

<http://catarina.udlap.mx/u_dl_a/tales/documentos/lis/morales_d_l/capitulo2.pdf>. [Consulta del 21-04-1014].