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“UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA” E.A.P: SISTEMAS E INFORMÁTICA ASIGNATURA: COMUNICACIÓN DE DATOS TEMA: MODO DE TRANSFERENCIA ASINCRONO DOCENTE: Kene Reyna Rojas CICLO: VI INTEGRANTES: Blas Reyes Emerson Carranza Moreno Augusto Delgado Llontop Henry Minaya Pumaricra Malco Miranda Ramos Alex Neme Pereda Sami Tello Adrian Noel FECHA: 03-12-15

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“UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA”

E.A.P: SISTEMAS E INFORMÁTICA ASIGNATURA: COMUNICACIÓN DE DATOS

TEMA: MODO DE TRANSFERENCIA ASINCRONO

DOCENTE: Kene Reyna Rojas

CICLO: VI

INTEGRANTES: Blas Reyes Emerson Carranza Moreno Augusto Delgado Llontop Henry Minaya Pumaricra Malco Miranda Ramos Alex Neme Pereda Sami Tello Adrian Noel

FECHA: 03-12-15

NVO CHIMBOTE- PERÚ

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DEDICATORIA

Dedicamos este trabajo a nuestros

Compañeros de clase, quienes serán

El máximo jurado al momento

De nuestra exposición y esperamos

Que les agrade nuestro humilde

Trabajo.

También dedicamos este trabajo al

Profesor quien semana a semana

Nos brinda temas diferentes

Ampliando nuestro conocimiento

Y alistándonos a aquello que

Nos divisará en el futuro.

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AGRADECIMIENTO

Agradecer primordialmente a Dios

Quien es el que nos da la vida

Y la sabiduría en cuanto al

Aprendizaje en temas tan complejos

Como el que hemos realizado.

Agradecer de igual manera al

Profesor quien nos exige en cuanto

A la investigación de temas

Que nos servirán en un futuro

No muy lejano.

De igual manera agradecer a nuestros

padres quienes siempre nos brindan

su apoyo tanto moral como

económicamente de manera

incondicional y nos dan el sostén para

Sobresalir en trabajos como este.

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INDICE GENERAL

INTRODUCCIÓN.............................................................................................................1

1. Capítulo I: Características:.........................................................................................3

1.1. Generalidades:....................................................................................................3

2. Capítulo II: Conexiones Lógicas ATM y direccionamiento......................................6

2.1. Direccionamiento en la red ATM...........................................................................6

El direccionamiento de la red ATM, se produce de dos formas:......................................6

2.1.1. VCC:...................................................................................................................6

2.1.2. VPC:...................................................................................................................6

2.2. Conexión de canal virtual (circuito virtual). VCC.................................................6

2.3. Conexión de camino virtual (trayectoria virtual). VPC..........................................7

3. Capítulo III: ARQUITECTURA................................................................................9

3.1. Planos.....................................................................................................................9

3.1.1. Plano de usuario..................................................................................................9

3.1.2. Plano de control..................................................................................................9

3.1.3. Plano de gestión..................................................................................................9

3.2. Capa ATM..............................................................................................................9

3.3. Capa AAL (ATM Adaption Layer), capa de adaptación ATM............................11

4. Capítulo IV: Establecimiento de las conexiones......................................................13

4.1. Establecimiento de camino virtual.......................................................................13

4.2. Establecimiento de canal virtual...........................................................................14

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4.3. Características de camino y canal virtual y señalización de control....................14

4.3.1. Características de Canal virtual y camino virtual (ITU I.150).........................14

4.3.2. Señalización de control.....................................................................................15

4.4. Enrutamiento y conmutación................................................................................15

5. Capítulo V: Anexos..................................................................................................18

BIBLIOGRAFIA.............................................................................................................22

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INDICE FIGURAS

Figura 1: Conexiones Lógicas y direccionamiento.........................................................18

Figura 2: Arquitectura.....................................................................................................18

Figura 3: Capa ATM.......................................................................................................19

Figura 4: Capa AAL........................................................................................................19

Figura 5: Establecimiento de canal virtual......................................................................20

Figura 6: Enrutamiento y conmutación 1........................................................................20

Figura 7: Enrutamiento y conmutación 2........................................................................21

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RESUMEN

La tecnología ATM es una arquitectura de conmutación de celdas que utiliza la

multiplexación por división en el tiempo asíncrona. Las celdas son las unidades de

transferencia de información en ATM y se caracterizan por tener un tamaño fijo de 53

bytes. Esto permite simplificar los nodos y que la conmutación sea realizada por

hardware, consiguiendo con ello alcanzar altas velocidades.

El soporte de múltiples servicios con diferentes calidades de servicio (QoS) y

características del tráfico, requiere una extensa y compleja infraestructura de red.

La tecnología de red ATM estandariza un conjunto completo de funciones para la

gestión del tráfico que pueden ser implementados con varios niveles de complejidad

para obtener diferentes niveles de eficiencia.

Las redes ATM pueden interoperar con los equipos de distintos vendedores.

La red define tres niveles:

- Nivel físico. Se han definido distintos medios de transmisión como fibra óptica a 155-

Mbps, o 100-Mbps FDDI para ATM de área local, además de otras opciones.

Actualmente, las interfaces a ATM trabajan de 622 Mbps o incluso a 2.4 Gbps.

- Nivel ATM. El nivel ATM es una capa independiente para la conmutación y el

multiplexado de los paquetes. Se define la estructura de las celdas como contenedores

de información de 53 octetos (5 octetos para cabecera más 48 de datos). El

encaminado se basa en los identificadores de circuito virtual (VCI: virtual circuit

identifiers) y los identificadores de camino virtual (VPI: virtual path identifiers).

Además, ATM es una red orientada a la conexión. Debido al pequeño tamaño de las

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celdas ATM, la alta velocidad de los enlaces y la velocidad de conmutación de los

nodos, ATM proporciona unas latencias mínimas.

- Nivel de adaptación ATM (AAL). Este nivel está diseñado como puente entre el nivel

ATM y de aplicación.

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ABSTRACT

ATM technology is cell switching architecture using division multiplexing in

asynchronous time. Cells are the information transfer units in ATM and are

characterized by having a fixed size of 53 bytes. This simplifies the nodes and the

switching is performed by hardware, thereby achieving high speeds.

Support multiple services with different qualities of service (QoS) and traffic

characteristics, it requires extensive and complex network infrastructure.

ATM network technology standardizes a complete set of functions for traffic

management that can be implemented with various levels of complexity for different

levels of efficiency.

ATM networks can interoperate with equipment from different vendors.

The network defines three levels:

- Physical layer. They defined various transmission media such as fiber optic 155-Mbps

or 100-Mbps FDDI to ATM local area, plus other options. At present, the ATM

interfaces to work 622 Mbps or 2.4 Gbps.

- ATM level. The ATM layer is a separate layer for switching and multiplexing the

packets. The cell structure information as containers 53 bytes (5 bytes for header plus

data 48) is defined. The routing is based on virtual circuit identifiers (VCI: virtual

circuit identifiers) and virtual path identifiers (VPI: virtual path identifiers). In

addition, ATM is a connection-oriented network. Due to the small size of ATM cells,

the high speed links and the switching speed of nodes, ATM provides minimal

latencies.

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- Level of ATM (AAL) adaptation. This level is designed as a bridge between the ATM

and application levels.

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INTRODUCCIÓN

Tres letras - ATM - se repiten cada vez más en estos días en los ambientes Informáticos

y de Telecomunicaciones. La tecnología llamada Asynchronous Transfer Mode (ATM)

Modo de Transferencia Asíncrona es el corazón de los servicios digitales integrados que

ofrecerán las nuevas redes digitales de servicios integrados de Banda Ancha (B-ISDN),

para muchos ya no hay cuestionamientos; el llamado tráfico del "Cyber espacio", con su

voluminoso y tumultuoso crecimiento, impone a los operadores de redes públicas y

privadas una voraz demanda de anchos de banda mayores y flexibles con

soluciones robustas. La versatilidad de la conmutación de paquetes de longitud fija,

denominadas celdas ATM, son las tablas más calificadas para soportar la cresta de esta

"Ciberola" donde los surfeadores de la banda ancha navegan. Algunos críticos

establecen una analogía de la tecnología ATM con la red digital de servicios integrados

o ISDN por sus siglas en inglés. Al respecto se escuchan respuestas de expertos que

desautorizan esta comparación aduciendo que la ISDN es una gran tecnología que llegó

en una época equivocada, en términos de que el mercado estaba principalmente en

manos de actores con posiciones monopolísticas. Ahora el mercado está cambiando, la

ISDN está encontrando una gran cantidad de aplicaciones. De toda forma la tecnología

ATM se proyecta para diferentes necesidades, a pesar de su estrecha relación con ISDN,

en términos de volúmenes de datos, flexibilidad de conmutación y facilidades para el

operador. Los conmutadores ATM aseguran que el tráfico de grandes volúmenes es

flexiblemente conmutado al destino correcto. Los usuarios aprecian ambas cosas, ya que

se cansan de esperar los datos y las pantallas de llegada a sus terminales. Estas

necesidades cuadran de maravilla para los proveedores de servicios públicos de salud,

con requerimientos de videoconferencias médicas, redes financieras interconectadas con

1

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los entes de intermediación y validación, o con las exigencias que pronto serán

familiares como vídeo en demanda para nuestros hogares con alta definición

de imágenes y calidad de sonido de un CD, etc. Para el operador, con la flexibilidad del

ATM, una llamada telefónica con tráfico de voz será tarifada a una tasa diferente a la

que estaría dispuesto a pagar un cirujano asistiendo en tiempo real a una operación al

otro lado del mundo. Ese es una de las fortalezas de ATM usted paga solamente por la

carga de celdas que es efectivamente transportada y conmutada para usted. Además la

demanda por acceso a Internet ha tomado a la industria de telecomunicaciones como

una tormenta. Hoy día los accesos conmutados a Internet están creando "Cuellos de

Botella" en la infraestructura. Para copar este problema los fabricantes no solo han

desarrollado sistemas de acceso sino aplicaciones para soluciones de fin a fin con

conmutadores ATM, con solventes sistemas de administración de la red (Network

Management). En varios aspectos, ATM es el resultado de una pregunta similar a la

de teoría del campo unificada en física ¿Cómo se puede transportar un universo

diferente de servicio de voz, vídeo por un lado y datos por otro de manera eficiente

usando una simple tecnología de conmutación y multiplexación?. ATM contesta esta

pregunta combinando la simplicidad de la multiplexación por división en el tiempo

(Time División Multiplex TDM) encontrado en la conmutación de circuitos, con

la eficiencia de las redes de conmutación de paquetes con multiplexación estadística.

Por eso es que algunos hacen reminiscencias de perspectivas de conmutación de

circuitos mientras que otros lo hacen a redes de paquetes orientados a conexión.

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CAPITULO

I

2

MOdo de transferencia asincrono (atm)

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1. Capítulo I: Características:

Es una técnica orientada a paquetes, en la que el flujo de información se organiza en

bloques de tamaño fijo y pequeño, que reciben el nombre de celdas.

Las celdas se transfieren usando la técnica de multiplexación asíncrona por división

en el tiempo.

Es un modo de transferencia orientado a la conexión, es decir, cada llamada se

constituye en un canal virtual en el multiplex ATM.

La información de señalización va por un canal virtual diferente, evitando así

cualquier problemática que pudiera surgir.

Se garantiza la secuencia de entrega de las células transmitidas por el mismo canal

virtual.

No existe protección contra errores ni control de flujo en la transferencia de

información entre los enlaces. Estos se realizan extremo a extremo entre los

terminales de manera transparente a la red, aunque existe un control del tráfico y la

congestión en la red.

La cabecera de las celdas tiene una funcionalidad reducida: identifica las células

pertenecientes a la misma comunicación, es decir, al mismo circuito virtual.

1.1. Generalidades:

- Surge con la misma filosofía que el Frame Relay de descargar el coste

principal de control de flujo y de errores a las capas de superiores de

transporte, basándose en la existencia de redes muy fiables (fibra óptica) y

con pocos errores en las capas inferiores.

- Se usa con mucha frecuencia para tráfico en tiempo real como audio y

vídeo.

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MOdo de transferencia asincrono (atm)

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- ATM es una arquitectura de protocolos diferente a las arquietcturas OSI y

TCP/IP.

- ATM tiene funcionalidades de protocolo de red (enrutamiento o

conmutación ATM, establece conexión extremo a extremo y no solo entre

nodos como suele hacerse en la capa de enlace), aunque está por encima

justo de la capa física.

- Está basado al igual que X.25 en tamaño de paquete fijo, llamado celda

ATM de 53 octetos. o Esto repercute en un mejor aprovechamiento de la

conmutación, al minimizar el coste de transmisión y el procesamiento

interno de la red, por lo que se produce un encaminamiento de celdas mas

rápido. o Permite manejar eficazmente las prioridades, al poder enviar

celdas sin esperar a que finalice la transmisión de grandes paquetes.

- Al igual que X.25 y Frame Relay, la transferencia se lleva a cabo en trozos

discretos y varias conexiones lógicas pueden multiplexarse sobre una única

interfaz física.

- La capa ATM proporciona servicio orientado a conexión, pero no

proporciona acuses de recibo. Sí proporciona entrega en orden. Se le da mas

importancia a que llegue bien y en orden, que al hecho en sí de que las

celdas lleguen. La subred ATM puede descartar celdas.

- Las velocidades de transferencia en la capa física van de 25’6Mbps hasta

622’08Mbps. La velocidad más comúnmente usada es a 155’52Mbps.

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MOdo de transferencia asincrono (atm)

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CAPITULO

II

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MOdo de transferencia asincrono (atm)

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2. Capítulo II: Conexiones Lógicas ATM y direccionamiento

2.1. Direccionamiento en la red ATM

El direccionamiento de la red ATM, se produce de dos formas:

2.1.1. VCC:

Conexión de canal virtual, o conexión de circuito virtual. Se establece

entre dos usuarios finales a través de la red, intercambiándose celdas de

tamaño fijo a través de una conexión full-dúplex y de velocidad variable.

Una VCC también se usa para intercambios usuario red y red-red.

2.1.2. VPC:

Conexión de camino virtual, o conexión de trayectoria virtual. Es un haz

de VCC’s con los mismos extremos (mismo nodo origen y destino), de

manera que todas las celdas a través de las VCC de una misma VPC se

conmutan conjuntamente.

2.2. Conexión de canal virtual (circuito virtual). VCC

- Permite que la capa ATM (que es la que lo implementa) ofrezca servicios

orientados a conexiones.

- Es una conexión de un origen a un destino, aunque puede gestionar

multitransmisión. Son unidireccionales, aunque suelen crearse los circuitos

de ida y de vuelta al mismo tiempo. Ambos sentidos se direccionan al

mismo VCI de modo que el circuito virtual es dúplex integral. Las

propiedades en los dos sentidos pueden ser muy diferentes.

- Pueden existir conexiones de canal virtual conmutadas (se crean para cada

conexión) y permanentes (se crean de forma permanente).

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MOdo de transferencia asincrono (atm)

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2.3. Conexión de camino virtual (trayectoria virtual). VPC

- El concepto de camino virtual (o trayectoria virtual) se desarrolla como

respuesta a una tendencia en redes de alta velocidad donde el costo de control

está alcanzando una elevada proporción del costo total de la red.

- El camino virtual ayuda a contener el costo de control agrupando en una sola

unidad conexiones que comparten caminos comunes a través de la red.

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MOdo de transferencia asincrono (atm)

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CAPITULO

III

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MOdo de transferencia asincrono (atm)

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3. Capítulo III: ARQUITECTURA

La arquitectura ATM está basada en la existencia de 2 capas fundamentales y 3

planos. Las capas son la capa ATM y la Capa de Adaptación ATM (AAL), y los

planos son el plano de usuario, de control y de gestión.

3.1. Planos

Los planos se pueden definir:

3.1.1. Plano de usuario

Permite la transferencia de información de usuario (transporte de datos) así

como de determinados controles asociados a dicha transferencia como son

el control del flujo y de algunos errores.

3.1.2. Plano de control

Realiza funciones de control de llamada y de control de la conexión. Es

realmente el que se encarga del establecimiento y liberación de la

conexión.

3.1.3. Plano de gestión

Se encarga de la gestión de las diferentes capas y planos y se relaciona con

la administración de recursos.

3.2. Capa ATM

- Tiene la funcionalidad de una capa de red (modelo OSI), pues comprende

enrutamiento, conmutación y circuitos virtuales terminal a terminal ya que

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MOdo de transferencia asincrono (atm)

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se encarga de mover celdas de origen a destino por lo que se relaciona con

protocolos y algoritmos de enrutamiento.

- Orientada a conexiones, pero no proporciona acuses de recibo.

- Se encarga :

Responsable del transporte de celdas a través de la red.

Toma los datos que van a ser enviados y añade la información de

cabecera de 5 bytes que asegura el envía de la celda por la conexión

correcta.

Multiplexación y demultiplexación de celdas

- Se distinguen 2 interfaces:

UNI (User-Network Interface): define la línea entre el usuario y el

primer nodo de la red ATM.

NNI (Network-Network Interface): se aplica a la línea entre

conmutadores ATM (en ATM el conmutador es el router)

- El formato de paquete (celda) entre ambas difiere muy ligeramente. Tienen

tamaño fijo: 5 octetos de control, 48 octetos de información.

- El campo GFC (Control de flujo genérico) sólo está presente en las celdas

entre host y red (UNI) y se usa con el fin de aliviar la aparición esporádica

de sobrecarga en la red.

- El campo VPI (Identificador de camino virtual) es un entero pequeño que

selecciona una trayectoria virtual (camino virtual).

- El campo VCI (Identificador de canal virtual) selecciona un circuito virtual

(canal virtual) en concreto.

- El campo PT (Tipo de carga útil) permite diferenciar entre la información

de usuario, la de control y la de gestión.

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MOdo de transferencia asincrono (atm)

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-

- El bit CLP (Prioridad de perdida de celdas) se establece para dar alta o

baja prioridad a una celda.

- El campo HEC (Control de errores de cabecera) es la suma de

comprobación de la cabecera.

3.3. Capa AAL (ATM Adaption Layer), capa de adaptación ATM

- Se encarga:

Responsable de convertir los datos de aplicaciones a celdas ATM.

Detecta celdas erróneas y perdidas.

Controla el flujo y la temporización.

- Para minimizar el número de protocolos AAL diferentes, se definen cuatro

clases de servicios que cubren un amplio rango de requisitos

- Las clases de AAL quedaron obsoletas tras lo cual se generaron los tipos

AAL actuales.

- Un ejemplo de clase A (AAL 1) es la emulación de circuitos (voz sobre

ATM), de clase B (AAL 2) es la transmisión de vídeo a velocidad variable

como la videoconferencia y las clases B y C (AAL ¾ y 5) para

transferencia de datos.

-La AAL es organizada en dos sub-capas lógicas: la sub-capa de

convergencia (CS) y la subcapa de segmentación y reensamble (SAR). La

CS provee las funciones necesarias para soportar aplicaciones específicas

utilizando la AAL. Cada usuario AAL se conecta a la misma en un punto

de acceso a servicio (SAP), el cual es la dirección de la aplicación. La

SAR es responsable de empaquetar la información recibida de la CS en

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MOdo de transferencia asincrono (atm)

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celdas para la transmisión y desempaquetar la información en la otra

punta.

CAPITULO

IV

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MOdo de transferencia asincrono (atm)

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4. Capítulo IV: Establecimiento de las conexiones

4.1. Establecimiento de camino virtual

- Técnicamente el establecimiento de la conexión no es parte de la capa ATM sino

íntegra del plano de control, usando un protocolo ITU (International

Telecommunication Union) complejo llamado Q.2931.

- El establecimiento de camino virtual se encuentra desvinculado del proceso de

establecimiento de canal virtual.

- El plano de control condiciona la obtención de las rutas, la reserva de capacidad

y el almacenamiento de información de estado de la conexión.

- 1º. La capa de usuario solicita la conexión entre A y B (direcciones ATM). Esto

se hace mediante diferentes tipos de mensajes como “Establecer”, “Conexión”

etc.

- 2º. Como se necesita disponer de direccionamiento VCC (pues la capa ATM es

el único que conoce junto al VPC) se reserva el VPI 0 y el VCI 5 para celdas

que contienen una solicitud, si hay éxito, se abre otro VCI sobre el mismo VPI

para el intercambio de solicitudes y respuestas de establecimiento de la

conexión.

- 3º. Se establece conexión:

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MOdo de transferencia asincrono (atm)

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o Se asigna trayectoria virtual y su identificador (VPI) al host origen,

desde el conmutador origen (en ATM, conmutador es lo mismo que

router) al conmutador destino.

o Si ya hay VPI que vaya del origen al destino, el host asigna los VCI’s

que necesite, entrando en el direccionamiento de canal virtual.

4.2. Establecimiento de canal virtual

- El establecimiento de canal virtual necesita de la existencia previa de un camino

virtual hacia el nodo destino, además de que este camino disponga de la

capacidad requerida. Esto lo controla el plano de control.

- Será necesario además que se sirva la calidad de servicio requerida por la

conexión, controlado también por el plano de control.

- Una VCC puede tener como extremos, los usuarios finales, nodos o usuarios-

nodos.

o Usuario-usuario: para transporte extremo a extremo de datos de usuario.

o Usuario-nodo (red): para señalización de control.

o Nodo-nodo: para gestión de tráfico de red y encaminamiento

4.3. Características de camino y canal virtual y señalización de control

4.3.1. Características de Canal virtual y camino virtual (ITU I.150)

o Calidad de Servicio: especificada como tasa de pérdida de celdas y

variación del retardo de celdas.

o Conexiones de canales virtuales conmutados y semipermanentes.

o Integridad de la secuencia de celdas.

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MOdo de transferencia asincrono (atm)

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o Negociación de parámetros de tráfico y supervisión de uso (velocidad

media, velocidad de pico, tipo de ráfagas y duración de pico).

o Restricción de identificador de canal virtual en una VPC: solo como

característica de camino virtual. Es la posibilidad de no asignar VCI’s

por necesidad de reservarlos para el uso de la red.

4.3.2. Señalización de control

o Es el intercambio de información para el establecimiento y liberación de

VPC y VCC. Este intercambio tiene lugar a través de conexiones

distintas a las que son objeto de control.

4.4. Enrutamiento y conmutación

- Se estudia bien con el ejemplo: suponiendo un backbone ATM entre las

principales ciudades gallegas.

- Se enruta en el campo VPI, excepto en el salto final en cada dirección, donde se

enruta en el campo VCI. El salto final es de conmutador a “host”, entendiendo

por “host” todo lo que no es enrutador.

- El hecho de enrutar solo el campo VPI tiene varias ventajas:

o Cualquier nueva conexión entre un origen y un destino no tienen que ser

enrutadas si ya existe un VPI. No se tienen que tomar nuevas decisiones

de enrutamiento.

o La decisión de enrutamiento solo implica examinar un número de 12

bits, no un número de 12 bits más otro de 16 bits. El mantenimiento de

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MOdo de transferencia asincrono (atm)

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tablas con 212 entradas es mucho más sencillo que con tablas de 228

entradas.

o El uso de trayectorias virtuales, facilita la conmutación de un grupo

completo de circuitos virtuales.

- En el ejemplo (ver figura 6) se visualizan las tablas para el conmutador de

Santiago (conmutador interno). Se mantiene una tabla llamada “vpi_table” para

cada una de las líneas de entrada, indizada por los VPI de entrada, que indica

cuál de las 4 líneas de salida ha de usar y qué VPI debe poner en las celdas de

salida (ver figura 7)

16

MOdo de transferencia asincrono (atm)

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CAPITULO

V17

MOdo de transferencia asincrono (atm)

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5. Capítulo V: Anexos

Figura 1: Conexiones Lógicas y direccionamiento

Figura 2: Arquitectura

18

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Figura 3: Capa ATM

Figura 4: Capa AAL

19

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Figura 5: Establecimiento de canal virtual

Figura 6: Enrutamiento y conmutación 1

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Figura 7: Enrutamiento y conmutación 2

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MOdo de transferencia asincrono (atm)

Page 33: modo de transferencia asincrono1.0.docx

BIBLIOGRAFIA

Rodriguez, J. (2009). Diccionario tecnologico. chimbote: uns.

Stallings, W. (s.f.). "Comunicaciones y Redes de Computadoras".

Tanenbaum, A. S. (s.f.). "Redes de Computadoras".

wikipedia. (s.f.). wikipedia. Obtenido de

https://es.wikipedia.org/wiki/Modo_de_transferencia_as%C3%ADncrona