Protocoles généraux, pour la téléphonie, pour les données

Protocoles généraux, pour la téléphonie, pour les données Introduction Protocoles généraux : SDLC/HDLC/LAPB PPP Protocoles de la téléphonie fixe :PSDN,SDH,RNIS Protocoles pour les réseaux de données: X25, relais de trame WACKHERR Pierre La course au débit. Pourquoi? Pour répondre à de nouveaux besoins en ayant les possibilités technologiques de les satisfaire. Les architectures de type client serveur et les applications multimédia (données, sons, images animées ) sont gourmandes en bande passante. Est naturellement apparu un besoin de réseaux multiservices hauts débits. Réseaux haut débit 2 1

Besoins Particulier (besoins asymétriques) Entreprise de taille moyenne Cœur réseau 1Gbs ->10Gbs Raccordement actuel internet 2Mbs à 10 Mbs symétriques ->10Mbs-30Mbs Réseaux haut débit 3 Type de données Voix interactive nécessite un intervalle strict entre chaque échantillon (transfert isochrone). Temps de transit faible et stable Taille des paquets faible Perte d un paquet sans importance On peut utiliser des techniques de compression Video Même problème que la voix mais souvent sans interaction Données Intégrité absolue nécessaire Temps de transit souvent sans importance Réseaux haut débit 4 2

Caractéristiques d un réseau Commutation De circuits De paquets La commutation de circuits oblige à garder le même circuit pendant tout l échange ce qui sous-utilise la bande passante alors que la commutation de paquets permet de récupérer les blancs dans la conversation (60% du temps). Ex : GSM, GPRS Multiplexage Fréquentiel ( FDM frequency division multiplexing) Temporel (TDM time division multiplexing Réseaux haut débit 5 Caractéristiques d un réseau Contrôle d intégrité Contrôle d admission Contrôle de flux ( fenêtrage ) Qos Débit Temps de transit ( durée et stabilité (Gigue)) Perte d information Réseaux haut débit 6 3

Caractéristiques d un réseau Avec connexion (CONS) Avant d échanger les données on doit établir un chemin. Une fois le chemin établi seules les données circulent Il y a trois états : connexion, liaison, déconnexion si le circuit n est pas permanent Ceci nécessite des messages spécifiques de gestion : la signalisation. Elle est généralement outband c est-à-dire qu elle n emploie pas les mêmes moyens que les données On réserve des ressources durant le temps du chemin alors qu on ne les utilisera pas toujours On est sur que l information arrive au bon débit, dans l ordre Ce type de réseau ne résiste pas «naturellement «à une défaillance Sans connexion (CLNS) Pas de chemin préétabli. Chaque paquet doit contenir l adresse de destination Nécessité de routage Risque de congestion du réseau Il n est pas sur que l information arrive et encore moins dans l ordre Bonne résistance aux défaillances Réseaux haut débit 7 Caractéristiques d un réseau Réseau avec connexion Téléphonie WAN Technologies :PSDN,X25,ATM,MPLS Réseau sans connexion Courrier postal Lan Technologie : IP NB : IP se contente d adapter des paquets à la taille maximum permise (MTU) en désignant les machines d extrémité ( adresse IP) En IP la «connexion» est assurée par TCP UDP Réseaux haut débit 8 4

Classe de service Classe A constant bit rate (CBR) Classe B Variable bit rate ( VBR) Classe C Connection oriented data service Classe D Connectionle ss data service temps isochrone Isochrone asynchrone asynchrone débit Constant variable variable variable mode connecté connecté connecté Non connecté Applications Types Voix intéractive Voix ou vidéo compréssée Données données Réseaux haut débit 9 Les hauts débits comment? Nouveaux médias ou meilleure utilisation des medias (cuivre, optique, hertzien) Nouveaux protocoles Spécification de règles Nouveaux matériels Chaque nouveauté amène un nouveau sigle. Il est important de connaître les sigles du moment et d avoir une petite idée de leur signification. Réseaux haut débit 10 5

Pile Iso 4-1 4 Transport Responsable de la fiabilité, de la transparence du transfert des données entre les points finaux. Fournit la correction d'erreurs globale et la gestion de flux. Manipule les paquets, reformate les messages, divise les messages en paquets avec correction d erreurs. 3 Réseau Responsable des fonctions d adressage et de contrôle ( ex : routage ) nécessaires pour transporter les données au travers du réseau. Ceci comporte l établissement, le maintien et la libération des connexions incluant la commutation par paquets, le routage, le contrôle de flux, le réassemblage des données et traduction des adresses logiques en adresses physiques. 2 Liaison Responsable de la transmission sans erreur et de l établissement des raccordements logiques entre les stations. Ceci est réalisé par encapsulation des bits bruts de la couche physique en blocs de données (trames) et l envoi de ces trames avec la nécessaire synchronisation, le contrôle d erreur et la gestion de flux nécessaires. 1 physique Réseaux haut débit 11 Pile Iso La pile Iso était très à la mode dans les années 90 Couches hautes : application, présentation, session Les protocoles réels ne respectent pas vraiment la structure mais il est utile de «positionner» un protocole dans la pile Toutes les données d un réseau ne doivent pas être traitées de façon semblable ( signalisation en téléphonie) Réseaux haut débit 12 6

Nouveau protocole Nouveaux besoins Protocole nouveau prévoir une évolution Nouvelles notions Autres protocoles Notions conservées Compatibilité? Besoins couverts Notions intégrées Qualités Défauts constatés Protocole ancien Notions abandonnées : - Mauvais choix - Évolution technologique Réseaux haut débit 13 Protocoles réseau 5 session LDAP, DNS, RPC 4 Transport TCP, UDP 3 réseau IP,DHCP, MPLS, routage (BGP,OSPF), X25 2 liaison frame relay, ATM, Tunneling (L2TP), résolution d adresses (ARP), SDLC,HDLC,LAPB, LAPD, PPP, Ethernet 1 physique 10xx Base T ou FX, SDH/SONET, xdsl, ISDN S0, standards de modems (Vxx), standards d interface (X21,V35,RS232,RS449) Réseaux haut débit 14 7

Plan Le monde IP est supposé connu. Approche «historique» sur l évolution des protocoles vers le haut débit. Protocoles généraux SDLC/HDLC/LAPB PPP Protocoles de la téléphonie fixe PSDN,SDH,RNIS Protocoles pour les réseaux de données X25, relais de trame Protocoles pour la convergence voix/données ATM,MPLS Technologies optiques et GMPLS Réseaux haut débit 15 Protocoles généraux SDLC/HDLC/LAPB PPP Réseaux haut débit 16 8

SDLC/HDLC/LAPB Besoin d origine: communication entre un ordinateur et ses périphériques Ce sera SDLC ( synchronous datalink control) le protocole pour le réseau SNA d IBM. Il donnera naissance à HDLC( high Level) puis à LAP ( link access procedure) et LAPB Structure de trame Flag Address Control Information FCS Flag Fanion 0x7E adresse commande information CRC fanion 0x7E 8 8 >0 16 8 Bits de bourrage Un seul champs d adresse ( la destination) car utilisé à l origine entre ordinateur (maitre ) et périphérique Réseaux haut débit 17 HDLC > modes d opérations HDLC 3 types de trame (différant par le champ contrôle) Information (Taille de fenêtre 8 en mode normal/128 en mode étendu) 0 N trame émise P/F N trame à recevoir Supervision ( acquittement(rr), rejet (RNR,REJ,SREJ)) 1 0 commande P/F N tram à recevoir Non numérotées ( commandes avec taille de fenêtre 1) 1 1 Commande P/F commande P/F demande de réponse / trame finale 3 modes d opération Maitre esclave (NRM) Maitre semi esclave (ARM) Poll/final bit permet de passer le contrôle Symétrique ( ABM) Réseaux haut débit 18 9

HDLC > LAPB LAPB : «réduction» d HDLC pour un mode point à point Le champ adresse n a que deux valeurs 01 DTE vers DCE 03 DCE vers DTE 1 seul mode d opération : symétrique Réseaux haut débit 19 HDLC/LAPB : types de trame Trames de supervision RR Information frame acknowledgement and indication to receive more. REJ Request for retransmission of all frames after a given sequence number.rnr Indicates a state of temporary occupation of station (e.g., window full). SREJ Request for retransmission of one given frame sequence number ( SDLC seulement) RNR Indicates a state of temporary occupation of station (e.g., window full) ( LAPB seulement) Trames non numérotées DISC Request disconnection. UA Acknowledgement frame. DM Response to DISC indicating disconnected mode. FRMR Frame reject.( FRS correct mais contenu incorrect. Raison + copie du champ de contrôle ) SABM Initiator for asynchronous balanced mode. No master/slave relationship. SABME SABM in extended mode. SARM Initiator for asynchronous response mode. Semi master/slave relationship. SARME SAMR in extended mode. REST Reset sequence numbers. CMDR Command reject. SNRM Initiator for normal response mode. Full master/slave relationship. SNRME SNRM in extended mode. RD Request disconnect. RIM Secondary station request for initialization after disconnection. SIM Set initialization mode. UPUnnumbered poll. UI Unnumbered information. Sends state information/data. XID Identification exchange command. Trames d information Réseaux haut débit 20 10

HDLC > notions Fanion, bits de bourrage. Signalisation/correction d erreur Adressage Fenêtrage Modes de fonctionnement Temporisation Défauts : Protocole défini à l origine pour une relation maître esclave puis étendu à des relations symétriques. Le bit P/F peut être ambigu Réseaux haut débit 21 PPP Besoins : transporter entre deux points des protocoles différents Trame de type HDLC mais orientée octet Fanion adresse commande protocole information FCS fanion 8 8 8 8 ou 16 8 x n 2ou 4 8 Fanion HDLC standard adresse = 255 commande par défaut : trame non numérotée =3 protocole information de taille 1500 octets fanion HDLC Notion d état de la liaison Négociation LCP : protocole de contrôle de liaison qui active, teste,négocie, désactive Authentification PAP,CHAP, NCP : négocie les options de la couche réseau Code de protocoles IP:21, LCP:C021, CHAP : C223, NCPIP:8021 Réseaux haut débit 22 11

PPP Connexion de routeurs PPP sur liens multiples Négociation des options LCP Authentifié Négociation NCP Établissement Authentification Réseau Détection de porteuse Mort Ouverture Terminé Terminaison Réseaux haut débit 23 Trame de contrôle Elle contiennent le code de protocole et dans le champ de données Code identifier length données de commande 8 8 16 L identifier est un label utilisé pour vérifier que l réponse correspond à la demande Comme il y a un état du lien tous les autre protocoles de contrôle utilisent le même type de trame avec les mêmes commandes Un dialogue LCP commence par Configure request + options demandées Les options sont toujours sous la forme type longueur données» MRU,type d authentification,compression,nombre magique Et aura en réponse Configure Ack options acceptées Configure Nack options refusées à renégocier Configure reject options refusées ( définitivement) Réseaux haut débit 24 12

Évolution de la téléphonie fixe Téléphonie puis services ajoutés POTS ( plain old telephone service ) analogique Téléphonie numérique ISDN/RNIS Convergence voix/données Réseau ATM Réseau MPLS Réseaux haut débit 25 Téléphonie ( PSTN, RTC) A la base un canal 64Kbs Echantillonnage 8Khz 8 bits USA : 64Kbs DS0 Codage PCM logarithmique mu-law 24 DS0 = 1DS1 nommé T1 Europe : 64 Kbs E0 Codage MIC ( idem PCM) logarithmique a-law 32 DS0 = E1 2Mbs (Europe) E2 = 128 lignes E0 (8Mbps), E3 = 16 lignes E1 (34Mbps), E4 = 64 lignes E1 (140Mbps) La signalisation utilisait le bit de poids faible des données (CAS) ( donc signalisation in band) Réseaux haut débit 26 13

Téléphonie E1 Trame E1 de 256 bits divisée en 32 IT ( intervalles de temps, time slot ) L IT 0 sert au verrouillage de trame ( synchronisation sur trame impaire, signalisation sur trame paire (alarmes) ) LIT 16 sert à la signalisation ( 4 bits par voie utile) Les autres IT sont les 30 voies utiles Par multiplexage temporel (TDM) synchrone on transmet 30 communications sur une artère E1 La signalisation est CCS (common channel signaling) de protocole SS7 Réseaux haut débit 27 Téléphonie PDH La hiérarchie numérique plésiochrone ou PDH (en anglais Plesiochronous Digital Hierarchy) est une technologie utilisée dans les réseaux de télécommunications afin de véhiculer les voies téléphoniques numérisées. Une voie E2 combine quatre voies E1. Pour cela il faut que les horloges de celles-ci soient parfaitement identiques. Le multiplexeur combine bit à bit les 4 fluxs en ajoutant des informations de gestion Pour qu il n y ait pas de bit manquant du à des différences d horloge les voies E1 sont en léger surdébit (E1=2048bs E2=8448Kbs) Le multiplexeur ajoute des bits de bourrage http://www.trendtest.com/trendweb/resource.nsf/vlfileurllookup/pdh.quick.guide/$file/pdh.quick.ref.pdf#search=%22e1%20fas%22 Réseaux haut débit 28 14

SDH/SONET Ont été étudié pour des lasers ou des leds couplés à une fibre optique SONET opére à 51.840 Mbit/s (STS-1) (Synchronous Transport Signal one). SDH opére trois fois plus rapidement en combinant trois flots ( STS-1) (STM -1 Synchronous Transport Module-level 1) à155.52 Mbit/s. Une trame est de 810 octets en deux parties TO Transport overhead surdébit Synchro (0xF628). RSOH regenerator Section overhead Indications de gestion sur la section. en particulier comme STM-1 contient trois flots STS-1 on donne le numéro de flot MSOH multiplexor section Overhead Indications de gestion sur la ligne. Contrôle de la qualité, il véhicule par ailleurs des voies de services. SP Synchronous payload enveloppe de charge utile PO Path overhead regroupe les informations de service, la justification (gigues et dérapages) et la mesure de qualité de bout en bout du conduit. Payload charge utile ( 774 octets) L enveloppe de charge utile ne démarre pas forcément après le TO Le champ LO contient un pointeur sur le début de l enveloppe Réseaux haut débit 29 Téléphonie SDH/Sonet SONET 810 octets, SDH 2430 octets Réseaux haut débit 30 15

Téléphonie SDH/SONET La figure montre des multiplexeurs et des régénérateurs On encapsule les signaux dans des conteneurs virtuels VC (POH +données) VC11 pour T1 1,5Mbs, VC12 pour E1 2Mbs, VC2 pour 6Mbs,VC3 45Mbs VC4 140Mbs Le mécanisme de contrôle s appelle BIP-xx suivant le nombre d octet sur lequel est calculé le résultat. Le BIP s applique soit sur le RSOH, le MSOH, ou le POH Réseaux haut débit 31 SDH/SONET > réseau ADM (add drop multiplexer) Réseaux haut débit 32 16

Téléphonie SDH/SONET Texte de France telecom sur SDH http://www.francetelecom.com/sirius/rd/fr/memento/mento4/m4chap 3.pdf Cours SDH par Benoit de Dinechin http://www.epinard.free.fr/sdh/pdhsdh.php Texte SDH du BEP http://www.ulb.ac.be/students/bep/files/sdh2.0.pdf Testeur SDH Trend http://www.trendtest.com/trendweb/resource.nsf/vlfileurllookup/e n%5e%5esdh+monitoring/$file/sdh+monitoring+with+victoria.p df Textes Tektronix sur SDH http://www.tek.com/measurement/cgibin/framed.pl?document=/measurement/app_notes/sdhprimer/&fr ameset=optical Réseaux haut débit 33 Téléphonie ISDN RNIS BRI accès de base = 2B + 1D( partagé par les 2B) PRI accès primaire de type E1 en Europe En France Numeris BRI = S0/T0 PRI = T2 S0 est un bus permettant de brancher 5 terminaux Trame physique de 48 bits = 12 bits synchro, 4bits D,16bits B1, 16bits B2 Réseaux haut débit 34 17

LAPD Besoin : adapter HDLC aux besoin du canal D RNIS Link access protocol canal D Trame HDLC orientée octet Flag Address field Control field Information FCS Flag 8 16 8 8xn 8 Format d adresse Octet 1 :SAPI C/R EA1 SAPI Service Access Point Identifier : service requis Indique le service fourni au niveau 3 (0 contrôle d appel,1 paquet Q.931,16 paquets, 63 gestion) C/R : command (0) response (1) EA1 : 0 Octet 2 : TEI EA2 TEI (terminal end point identifier) 0-63 fixe, 64-126 automatique,127 broadcast EA2 : 1 Réseaux haut débit 35 LAPD > Établissement de la couche liaison Le TE (Terminal Endpoint) et le réseau échangent des trames (RR) Demande d un TEI Le TE envoie une trame non numérotée( UI) avec un SAPI de 63 (management procedure, query network) et un TEI de 127 (broadcast) Le réseau répond UI avec un TEI disponible (entre 64-126) Initialisation de l échange avec le TEI donné Le TE envoit une trame Set Asynchronous Balanced Mode (SABME) avec un SAPI of 0 (call control ) and a TEI de la valeur assigné par le réseau Le réseau répond par un Unnumbered Acknowledgement (UA), SAPI=0, TEI=assigned. Réseaux haut débit 36 18

LAPD > Établissement d une communication Messages Q.931 (porté sur des trames d information avec SAPI=0,TEI= assigned ) + supervision RR <> RR : échange de trame RR entre moi et réseau SETUP : je demande une communication RR CALL PROCEEDING : le réseau répond appel en cours RR ALERTING : le réseau répond ça sonne! RR CONNECT : le réseau répond appel établi RR CONNECT-ACK : ok compris je communique RR DISCONNECT : je me déconnecte RR RELEASE : le réseau répond j ai libéré RR RELEASE COMPLETE : ok compris c est libéré RR Réseaux haut débit 37 Téléphonie ISDN Les services RNIS existent maintenant sur la téléphonie «ordinaire» POTS (Plain Old Telephone Service ) L utilisation courante est la visioconférence ( en couplant les 2 canaux B pour avoir 128Kbs) Voir http://www.linuxfrance.org/prj/inetdoc/arti cles/rnis/part2.chapter1. what.html http://www.protocols.com /pbook/isdn.htm Réseaux haut débit 38 19

Évolution des réseaux de données Réseaux purement données X25 Relais de trame Convergence voix/ données ATM MPLS Réseaux haut débit 39 X25 L ambition était de faire un réseau de données ( donc sans erreur de transmission) C était au temps des terminaux passifs que l on connectait au réseau au travers d un PAD Liaison niveau 2 assurée par LAPB Fonctions sur les paquets calquées de celle du niveau 2 Contrôle d erreur Paquet d appel Paquet de données ( avec contrôle de flux par fenêtre) Paquet d interruption Paquet de contrôle de flux( RR,RNR,RNEJ) Fonctions de niveau 3 : Circuit virtuel ( permanent (CVP) ou commuté (CVC)) LGN logical channel group number sur 4 bits LCN logical channel number sur 8 bits Plan d adresse X121 international data number (IDN) de deux champs: 4 octets data network identification code (DNIC) et un digit national terminal number (NTN) ( de 10 octets au plus) Occupation de bande passante par un CV même s il n y a pas de trafic Réseaux haut débit 40 20

Relais de trame > trame On met dans le champ adresse de LAPB le numéro de circuit virtuel (CV) Les CVs ne consommeront de la bande passante que quand ils seront utilisés. Il y a donc possibilité de congestion Trame LAPB modifiée DLCI 10-bit d adresse correspondant à un PVC C/R trame commande ou réponse EA Extended Address ( un ou deux octets supplémentaires d adresse) EA=0 adresse sur 10bits sinon 17 ou 24 FECN Forward Explicit Congestion Notification (voir ECN). BECN Backward Explicit Congestion Notification (voir ECN). DE Discard eligibility Information de 262 à 1600 octets ECN Explicit Congestion Notification Bits La congestion entraîne des pertes de trame qui doivent être réémises ce qui augmente la congestion. On notifie que la congestion vient d une difficulté d accès à la destination (FECN) ou d un débit trop important de l émetteur (BECN). Les équipements doivent alors réduire leur débit. Le bit DE indique si la trame est de basse priorité (1) ou doit être transmise prioritairement. Réseaux haut débit 41 Relais de trame > adressage, erreurs DLCI de 0 à 1023 0 Établissement de circuit (Q.931) 1 15 Réservés 16 1007 DLCI utilisateurs (PVC, SVC) 1008 1018 Réservés 1019 1022 Multicast 1023 Signalisation de la congestion et états des liens On vérifie que les flags sont corrects, que le DLCI est valable et que le contrôle FCS est bon, les trames non valides sont éliminées. La gestion globale d erreur est reportée sur le niveau 3 Réseaux haut débit 42 21

Relais de trame LES CV sont unidirectionnels La machine distante établit son propre CV de retour Pratiquement les opérateurs n offrent que des CVP La signalisation se fait sur un canal sémaphore avec des commandes de même type que Q931 ( Q933) Au dessus des fonctions noyau on définit une sous couche EOP( element of procedure) non normalisée Réseaux haut débit 43 Relais de trame > multicast, CIR, EIR Nouvelles notions Multicast : le routeur envoie la trame sur un DLCI reservé comme groupe multicast et le réseau délivre la trame à une liste de demandeurs CIR commited information rate : débit garanti Les trames dépassant le CIR sont marquées avec DE=1 par le réseau EIR extended information rate : débit maximal autorisé Au dessus de l EIR les trames sont éliminées Tc Committed rate measurement interval : CIR et EIS grandeurs sont calculées par débit x Tc Réseaux haut débit 44 22

Relais de trame > CLLM, LMI La gestion de congestion ECN est injuste pour les dispositifs n ayant pas provoqué la congestion On utilise CLLM (Consolited Link Layer Management) qui permet à un dispositif de prévenir ses voisins de sa congestion et de leur en indiquer la cause On utilise le DLCI 1023 pour donner une liste des VC en cause Il faut pouvoir connaître l état de chaque circuit On utilise LMI (link monitoring interface) pour transmettre dans une trame avec DLCI 0 ou 1023 (suivant les standards) les numéros et l état de tous les DLCI d une interface Réseaux haut débit 45 Bibliographie Livres G. Pujolle écrit des livres depuis 20 ans. Son dernier est complet sauf sur les technologies les plus récentes Tanenbaum s est fait connaître par un ( très bon) livre sur l architecture des ordinateurs La dernière version de 2003 a malheureusement (pour moi) gardée une présentation suivant la pile Iso Claude Servin professeur au CNAM Le plus complet, très clair Sur le net Wikipedia ( de préférence en anglais) Les sites des constructeurs ( cisco, 3com, Juniper ) www.protocols.com http://www.javvin.com/protocol/index.html Les sites des labos et des écoles Réseaux haut débit 46 23

Protocoles de convergence voix/données ATM et MPLS WACKHERR Pierre La convergence : ATM Cellule de 53 octets 5 octets d en tête 48 octets de données ( payload) Le choix d une petite cellule était du au désir de réduire le temps de latence pour transmettre la voix Sur une ligne E1 un paquet de 1500 octets met 6mS a être transmis. Un codec 4Khz demande une entrée tous les 125uS 48 octets? Les européens voulaient des cellules de 32 octets ( petits pays, pas besoin d annulation d écho ) (1000Km =3mS de propagation + 4mS de remplissage, écho perceptible à partir de 20mS), les américains voulaient 64 octets. Le compromis s est fait sur 48! Réseaux haut débit 2 1

ATM > en tête Deux type d en tête de 5 octets UNI entre station et commutateur NNI entre commutateurs Les champs GFC Generic flow contro,l contrôle de flux élémentaire (000 = pas de contrôle généralement) VPI Virtual path identifier, identification chemin virtuel VCI Virtual channel identifier, canal virtuel VPI+VCI sont les informations de routage de la cellule, soit VC. Un VC est bidirectionnel PTI Payload type indication sur 3 bits Source (1 réseau,0: utilisateur) congestion rencontrée dernière cellule AAL5 CLP Cell loss priority, 1 si la cellule est à éliminer en priorité HEC Header error control, controle d erreur en tête ( possibilité d autocorrection d un bit) Réseaux haut débit 3 ATM > CVC CVP En ATM il y a aussi des CVC et des CVP le numéro de VC n est fixe qu entre 2 commutateurs Chaque commutateur a une table donnant interface d entrée numéro VC entrant interface de sortie numéro de VC sortant Réseaux haut débit 4 2

Signalisation,congestion, maintenance La signalisation se fait en utilisant un numéro VCI réservé (5) et les messages Q.2931 (setup, call proceeding, alerting, information notify.) Un message de signalisation comporte plusieurs cellules, le commutateur doit donc réassembler le paquet avant de l interpréter La maintenance se fait par des cellules OAM avec un PTI de 100 sur VCI 3 et 4 ou avec le VC concerné La gestion de congestion se fait par des cellules RM avec un PTI de 110 et le VC concerné Réseaux haut débit 5 Établissement/libération d un VC SOURCE COMMUTATEUR 1 COMMUTATEUR 2 setup DESTINATION setup Call proceeding setup Call proceeding connect connect Connect ack connect Connect ack Connect ack Release Release ack Release Release ack Release Release ack NB :ATM est niveau 2, l établissement d une connexion est niveau 3! Réseaux haut débit 6 3

ATM > établissement d un VC L adressage ATM est de type ISO ( genre X121 de X25) ESI : end system identifier, SEL : sélecteur d application L établissement d un chemin se fait par Setup,Call proceeding, connect comme vu précédemment Le message setup contient l adresse source et destination, la bande passante demandée, la classe de service, Le routage effectif se fait par IS-IS ou mieux PNNI ( private network to network interface) Une connexion peut être multipoint Réseaux haut débit 7 ATM > Routage Le routage ATM porte souvent seulement sur les VPI ( brasseurs, cross connect) On reroute ainsi d un coup tous les VCI utilisant un VPI Soit un réseau élémentaire de 3 tronçons Le parcours normal entre les points 1 et 2 est le chemin A Il y a un incident sur A Le réseau reroute immédiatement tous les VPI utilisant A vers B C A 1 2 B C Réseaux haut débit 8 4

ATM > routage PNNI Chaque commutateur envoie ses caractéristiques au travers du réseau (CR,CTD,..) Pour éviter des échanges massifs le réseau est subdivisé en groupes organisés hiérarchiquement. Chaque groupe à un maître ( et un backup), c est à eux que tous les membres du groupe envoient leurs caractéristiques et c est lui qu ils consultent pour connaître les caractéristiques des autres membres du groupe. Chaque commutateur maître appartient aussi au groupe de niveau supérieur. Si le commutateur d entrée peut accepter les caractéristiques demandées de la liaison il établit une liste de routage contenant les commutateurs pouvant satisfaire la demande. La demande se propage de commutateur en commutateur. Un commutateur peut refuser la demande car son état n est plus celui connu à l origine. Dans ce cas il la renvoie (cranck back) au commutateur précédent qui recalcule une route ( s il peut) Réseaux haut débit 9 ATM > qualité de service Paramètres PCR ( peak cell rate) débit max pic SCR ( sustained) débit sur une longue période MCR (minimum) minimun acceptable CDVT ( variation delay tolerance ) gigue max CLR( loss ratio) taux de cellules perdues ou hors délai CTD ( transfer delay) temps d acheminement CDV (delay variance) variance du CTD considéré comme une distribution gaussienne CER (error ratio) taux de cellule avec un bit en erreur SECBR (severely errored block ratio) taux d erreur sur des blocs de N cellules CMR ( misinsertion rate) nombre moyen de cellules mal dirigées Réseaux haut débit 10 5

ATM > RM Le premier mécanisme de congestion de ATM est donné par le 2eme bit du PTI (EFCI) Des cellules RM ( ressource management ) sont échangées toutes les 32 cellules Elles ont PTI=110 et indique le VPI ou le VPI+VCI concernés Dans le champ de données on a : Identificateur de protocole (0) Type de message ( congestion oui/non, no increase, direction, requète/ack) Caractéristiques débit Si une congestion est rencontrée le commutateur met le bit CI à 1 Il y a plusieurs méthodes de gestion ABR (available bit rate ) explicit rate les cellules RM vont de la source à la destination et reviennent à la source. En fonction de l indication de congestion la source augmente son débit ( suivant une loi linéaire) ou le diminue (selon une loi exponentielle) ABR explicit rate La source initialise le débit à celui qu elle souhaite, chaque commutateur peut le réduire En fonction de l indication en retour la source règle son débit ABR quantum flow control chaque commutateur indique au commutateur amont combien de cellules il peut recevoir http://www.cisco.com/en/us/tech/tk39/tk51/technologies_tech_note09186a00800fbc76.s html#t2 Réseaux haut débit 11 Classes de service Classes de service CBR : débit garanti (téléphone) RT-VBR : débit variable sans gigue( visio) NRT-VBR : débit variable avec gigue ( relais de trame) ABR : Débit possible avec CIR EIR (WEB) UBR : débit non spécifié ( batch). Réseaux haut débit 12 6

ATM > contrats proposés La Qos est vérifiée par l algorithme GCRA ( generic cell rate algorithm) en utilisant deux paramètres :l intervalle normal entre 2 cellules et la tolérance de délai. CBR GCRA (1/PCR, CDVT) VBR GCRA (1/SCR, CDVT) GCRA (1/PCR, CDVT+BT) BT tolerance burst ABR GCRA (1/ACR, t) ou : ACR est spécifiée (PCR>ACR>MCR) t tolérance Réseaux haut débit 13 ATM > AAL La couche d'adaptation à l ATM (AAL) permet de transporter d autres protocoles (pas forcement de niveau supérieur) L'information reçue de l autre protocole est segmentée dans des cellules ATM. L'information reçue de la couche ATM, doit être réassemblée. Ces opérations, qui s'appellent segmentation et réassemblage (SAR) est l essentiel d'aal. A l origine on pensait qu il fallait un modèle d adaptation par classe de service d où AAL1,2,3,4, ¾ Seul AAL1, AAL2 et surtout AAL5 ont vraiment survécu Réseaux haut débit 14 7

ATM >AAL5 L information de contrôle d AAL5 est transmise sur le dernier octet de la dernière cellule d un paquet ( un bourrage peut être nécessaire pour remplir un nombre entier de cellules, la dernière cellule ( indiquée grâce au PTI) contient la longueur du paquet sur 2 octets, une information utilisateur et un CRC L information de contrôle est donc transmise sans connaissance à priori de la longueur du paquet Il n y a aucune indication de type de protocole transporté. Les deux extremités ne peuvent donc utiliser qu un protocole sur un circuit. Réseaux haut débit 15 ATM > LLC SNAP On peut utiliser AAL5 tel quel, ce qui oblige à prendre un circuit par protocole ou inclure dans le paquet des informations de type Logical Link Control (LLC) et SNAP LLC trame En tête DSAP (destination service access point) SSAP ( source service access point) contrôle ( séquencement, contrôle de flux) LPDU link protocol data unit : la charge utile SNAP OUI ( 3 octets) Organizationally Unique Identifier (OUI) ( 00.00.00 pour ethernet) PID type (2 octets) (08.00 pour IP) Encapsulation d une trame TCP/IP ( protocole routable) LLC 0xAA-AA-03 OUI 0x00-80-C2 PID 0x00-08 LPDU (charge utile) Encapsulation d une trame ethernet ( protocole non routable) LLC 0xAA-AA-03 OUI 0x00-80-C2 PID 0x00-01 or 0x00-07 PAD 0x00-00 MAC destination address remainder of MAC frame LAN FCS (if PID is 0x00-01) Encapsulation PPP (PPoA) LLC 0xFE-FE-03) PID 0xCF) Charge utile PPP Réseaux haut débit 16 8