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Text File  |  1998-04-08  |  59.2 KB  |  943 lines

  1. <HTML>
  2. <HEAD>
  3. </HEAD>
  4. <BODY>
  5. <!--$v=0-->Hi, my name is Susanne East.
  6. <!--$v=2473-->I'm a Global Consulting Engineer out of the New York City office for
  7. <!--$v=5679-->Cisco Systems, and I'm here today to talk to you about
  8. <!--$v=8657-->ATM, or Asynchronous Transfer Mode.  This is not
  9. <!--$v=11542-->the ATM, Automatic Teller Machine, that you might go to.
  10. <!--$v=14703-->Unlike the automatic teller machine, which you take money out of, this
  11. <!--$v=17726-->is something that you put money into.  Ha, ha, ha.
  12. <!--$v=20200-->So, anyhow, as I said, I'm a global consulting
  13. <!--$v=22719-->engineer out of New York City, and here's my e-mail ID if
  14. <!--$v=25559-->you need to get in touch with me at any point, or if you have any questions.
  15. <!--$v=28444-->This agenda here is pretty
  16. <!--$v=31834-->full, so, what I'd like you to get out of the course, though, is just
  17. <!--$v=35407-->kind of a - to be kind of buzzword compliance, if you will - compliant, if
  18. <!--$v=38659-->you will.  When you leave the course, 
  19. <!--$v=41499-->I just want you to have an idea of, if you hear
  20. <!--$v=44430-->something like, SSCOP, you'll know what
  21. <!--$v=47316-->the acronym means and where it fits in into the whole ATM
  22. <!--$v=50797-->story.  So, we'll start out with a quick introduction, 
  23. <!--$v=53729-->and then we'll speak in length about ATM
  24. <!--$v=57256-->fundamentals.  And then we'll talk about some ATM transport
  25. <!--$v=60691-->standards, things like UNI and NNI,
  26. <!--$v=64172-->and so forth.  And then we'll talk about campus ATM internetworking, 
  27. <!--$v=67379-->because, actually, this course
  28. <!--$v=69898-->will focus mainly on ATM as it pertains
  29. <!--$v=72738-->to the campus.  So, we will be talking about things
  30. <!--$v=75257-->such as LANE, or LAN Emulation, and
  31. <!--$v=78005-->MPOA, or Multi-Protocol Over ATM - not in great depth, 
  32. <!--$v=81441-->but we will touch on those topics.
  33. <!--$v=84097-->So, when we talk about ATM, or Asynchronous Transfer Mode,
  34. <!--$v=87304-->what we're talking about is a
  35. <!--$v=89686-->technology which uses the small fixed-sized cells of
  36. <!--$v=92480-->53 bytes each, in order to transport data from point A
  37. <!--$v=96007-->to point B.  And,  it can actually be voice, video, or data, 
  38. <!--$v=99580-->because - the reason being is that, because we're using these fixed-sized
  39. <!--$v=103152-->cells, we are able to see low latency with
  40. <!--$v=106267-->predictable throughput.  So,  this is very -
  41. <!--$v=108878-->this helps with voice, video, and data all
  42. <!--$v=112268-->traveling over the same network.  And,  as we know,
  43. <!--$v=115291-->this ATM is applicable to both the LAN
  44. <!--$v=118726-->and the WAN environment.
  45. <!--$v=121429-->Now, before we jump into all of the
  46. <!--$v=124452-->ATM details, what I'd like to do is, first, talk about why
  47. <!--$v=127383-->it came about and why we are seeing such a - such an
  48. <!--$v=129948-->influx of ATM in our networks today.
  49. <!--$v=133384-->Basically, here we have a traditional network.  
  50. <!--$v=135995-->And what we have here are, basically, shared Ethernet clients
  51. <!--$v=139567-->off of a router, and this might be -
  52. <!--$v=141949-->this is a very hierarchical design, 
  53. <!--$v=144560-->and the broadcast control is done in a very logical manner.
  54. <!--$v=147858-->We're also using, in this design, an 80/20 rule, is what
  55. <!--$v=151156-->it's called.  Eighty percent of the traffic is local and 20%
  56. <!--$v=154225-->goes off the network in order to gain -
  57. <!--$v=156744-->to get to network resources.  And, 
  58. <!--$v=159447-->another characteristic of this traditional network is that
  59. <!--$v=162470-->the user
  60. <!--$v=165126-->communities are homogenous.  And,  what is meant by that is that
  61. <!--$v=168424-->it's really this one-size-fits-all bandwidth.
  62. <!--$v=170806-->So,  it doesn't matter if you're a trader trying to make a million dollar trade, 
  63. <!--$v=174196-->or if you're just some, you know, user who's trying to send an e-mail to his
  64. <!--$v=177631-->friend.  You're getting the same bandwidth and you're contending for
  65. <!--$v=180563-->the same bandwidth.  Additionally, moves, adds, and changes in this 
  66. <!--$v=184136-->scenario are done manually, and you're kind of
  67. <!--$v=187296-->constrained to the physical constraints of the environment,
  68. <!--$v=189678-->rather than just being able to do logical moves, adds, and changes.
  69. <!--$v=193205-->So, how does this diagram evolve?
  70. <!--$v=196640-->Well, basically, 
  71. <!--$v=199022-->the network hierarchy is still maintained, 
  72. <!--$v=201404-->but, with the quantum leap in performance that switching has brought us, 
  73. <!--$v=204565-->we can now do switching to the desktop.
  74. <!--$v=207084-->So,  we need to keep making the pipe, as it goes through the network, fatter and
  75. <!--$v=210153-->fatter, in order to accommodate the switching to the desktop.
  76. <!--$v=213359-->One of the applications that has brought this
  77. <!--$v=215741-->huge change in networking is that
  78. <!--$v=219131-->thing called the "World Wide Web." I'm sure everyone has heard of it.
  79. <!--$v=221696-->If you haven't, you need to turn this off and go read a book on that first.
  80. <!--$v=224673-->But, at any rate, what we're seeing is this migration
  81. <!--$v=227788-->in traffic patterns because of the World Wide Web,
  82. <!--$v=230811-->whereby now 80% of the traffic is
  83. <!--$v=233880-->going off of the local network and only 20%
  84. <!--$v=236628-->is remaining on the local network.  So,  these
  85. <!--$v=239285-->centralized high-performance servers are now in place
  86. <!--$v=242216-->for, you know, Web serving, e-mail, and so forth.
  87. <!--$v=245285-->So, the other
  88. <!--$v=247942-->quick thing to mention here is that moves, adds, and changes are
  89. <!--$v=250828-->also being automatted - automated, rather -
  90. <!--$v=253301-->through the advent of VLANs, or Virtual LANs, or
  91. <!--$v=256828-->ELANs, Emulated LANs, as they are referred to
  92. <!--$v=259622-->in ATM.  These are a list of
  93. <!--$v=263149-->acronyms that I won't go through, but, basically, the next few slides are - should just
  94. <!--$v=266630-->be there for your reference, so you can refer back to these if you need to -
  95. <!--$v=270066-->if you forget an acronym or if you need to just
  96. <!--$v=273593-->refresh yourself.  So,  these slides are just
  97. <!--$v=276204-->for reference, we won't go through them one by one.
  98. <!--$v=279731-->At any rate, let's continue on now and talk about
  99. <!--$v=282158-->some rudimentary ATM concepts.
  100. <!--$v=284815-->With rudimentary ATM concepts, 
  101. <!--$v=287792-->I'd like to cover four areas:  the physical layer of
  102. <!--$v=291044-->ATM, the signaling layer of ATM,
  103. <!--$v=293564-->the cell format, and connection types.
  104. <!--$v=296862-->So,  starting out with the physical layer, 
  105. <!--$v=299564-->what I'd first like to do is compare and contrast two concepts that you hear
  106. <!--$v=302908-->quite often in ATM.  One is known as SDH, or
  107. <!--$v=306114-->Synchronous Digital Hierarchy, and the other is known as
  108. <!--$v=308725-->SONET, or Synchronous Optical Network.
  109. <!--$v=311336-->SDH was developed by the CCITT,
  110. <!--$v=313901-->or the Consultative Committee for International
  111. <!--$v=316420-->Telephony and Telegraph, and SONET was
  112. <!--$v=318940-->developed by Bell Labs in the U.S.  Incidentally, CCITT
  113. <!--$v=322009-->was located in Europe at the time.  SDH and
  114. <!--$v=325490-->SONET are two different ways to transport ATM,
  115. <!--$v=329017-->if you will.  And,  SDH uses a framing
  116. <!--$v=331719-->mechanism known as STM, or Synchronous Transport Module.   
  117. <!--$v=335109-->And S - and SONET - uses STS, or Synchronous Transport
  118. <!--$v=338636-->Signal, and OC, or Optical Carrier.
  119. <!--$v=341430-->And,  what you can see here by this slide, is that
  120. <!--$v=343903-->this is really just a big multiplexing concept.  
  121. <!--$v=346652-->Where an OC1, for example, would be 51.84
  122. <!--$v=349675-->megabits per second, and an OC-3 would be three times
  123. <!--$v=352744-->that, or 155.52 megabits per second.
  124. <!--$v=355675-->So, at any rate, what we're going to do here is, 
  125. <!--$v=359111-->mainly in this talk we'll be referring to OC,
  126. <!--$v=362271-->so OC-1, OC-3 - mainly OC-3 and OC-12, actually.
  127. <!--$v=365798-->Incidentally, I want to mention two more
  128. <!--$v=368409-->things, the first being that now the
  129. <!--$v=371890-->SDH and the SONET standards
  130. <!--$v=374730-->both reside under a committee, a new committee, relatively new committee,
  131. <!--$v=377891-->known as the ITU, or the International
  132. <!--$v=380685-->Telecommunications Union.  So,  that is all
  133. <!--$v=383112-->under one umbrella now for better interoperability and so forth.
  134. <!--$v=386365-->Secondly, a frequently asked question about this slide
  135. <!--$v=389754-->is, sometimes you see notations that looks like
  136. <!--$v=392960-->OC-3 and then a little "c" next to it.  
  137. <!--$v=395480-->And what that stands for is "concatenated."
  138. <!--$v=397907-->So, what that means is, that that OC-3,
  139. <!--$v=400289-->rather than taken as three 51-megabit-per-second
  140. <!--$v=403450-->pipes,
  141. <!--$v=405923-->is taken as three times 51 meg, or 155
  142. <!--$v=409175-->megabit per second.  So,  that's all that the - that's what the "c"
  143. <!--$v=412519-->stands for, and that's a commonly asked question in this talk.
  144. <!--$v=415359-->So, moving along with the
  145. <!--$v=418474-->physical layer.  I like to make an analogy with
  146. <!--$v=422001-->ATM with my car.  I just bought -
  147. <!--$v=424932-->actually last year - I bought a Toyota Rav4
  148. <!--$v=427726-->and I absolutely love it.  I drove from San Francisco to New York
  149. <!--$v=430612-->City with it and it's been great.  But one thing that I noticed
  150. <!--$v=433681-->is, because it's four-wheel drive, I can actually drive it up in the mountains
  151. <!--$v=436842-->and I can drive it, you know, to the beach, and I can drive it
  152. <!--$v=439727-->just about anywhere.  And,  oh, and ATM is much the same way.  
  153. <!--$v=443209-->And what you can see from this chart is that ATM is very
  154. <!--$v=446598-->versatile, in that you can run it over multi-mode
  155. <!--$v=449117-->fiber, single-mode fiber, coax,
  156. <!--$v=452324-->UTP, STP, etc.
  157. <!--$v=454843-->And,  what I've listed here is some of the rates and the standards
  158. <!--$v=457454-->by which these are transported.
  159. <!--$v=460798-->And - but this is one of the big attractions
  160. <!--$v=464141-->to ATM.  And this is why network managers
  161. <!--$v=466661-->look to ATM to solve their problems, because they don't have to
  162. <!--$v=469088-->change anything in the physical infrastructure.
  163. <!--$v=471608-->So, that was the physical layer, just a brief overview
  164. <!--$v=474814-->of the physical layer within ATM.  Let's move on now
  165. <!--$v=477929-->and talk about signaling.  And this is one of the most
  166. <!--$v=480540-->important concepts to grasp within ATM.
  167. <!--$v=483563-->The first thing we'll talk about with ATM
  168. <!--$v=486678-->signaling is the UNI versus the NNI,
  169. <!--$v=489655-->the User-to-Network Interface, the UNI, or the Network-to-Network Interface,
  170. <!--$v=493136-->or the NNI.  And,  then we'll talk about the different
  171. <!--$v=495747-->variations of virtual connections and virtual
  172. <!--$v=498907-->paths.  First, touching
  173. <!--$v=501473-->upon ATM signaling,
  174. <!--$v=503854-->what we have here is - where you see arrows pointing from -
  175. <!--$v=507381-->see the router there pointing into the ATM cloud,
  176. <!--$v=510359-->and the workstation there pointing into the ATM cloud,
  177. <!--$v=513199-->that's known as a UNI connection, or a user-to-network
  178. <!--$v=516771-->interface connection.  So,  any
  179. <!--$v=519245-->non-ATM switch connecting into an ATM switch
  180. <!--$v=522497-->would be known as a UNI connection.  And, 
  181. <!--$v=525795-->any connection that is between two ATM switches
  182. <!--$v=528910-->would be called an NNI connection, or
  183. <!--$v=531292-->network-to-network interface connection.
  184. <!--$v=533719-->In addition, you might hear a couple of other
  185. <!--$v=536239-->terms scrambled in here.  One is known as the public
  186. <!--$v=539582-->UNI, which is the public user-to-network interface,
  187. <!--$v=542743-->and I've notated it on this chart here.  And you can
  188. <!--$v=545170-->see that what that does is, it interconnects
  189. <!--$v=548102-->the private ATM network with the public
  190. <!--$v=550804-->ATM network.  And,  in addition, if you have two
  191. <!--$v=554286-->public ATM networks, the connection between those is called
  192. <!--$v=557858-->B-ICI, or Broadband Inter-Carrier Interface -
  193. <!--$v=560698-->Broadband ISDN Inter-Carrier Interface.
  194. <!--$v=563263-->At any rate, we'll be focusing mainly on the UNI
  195. <!--$v=566653-->and the NNI.  And,  when we talk about UNI later in this talk,
  196. <!--$v=570226-->I'll cover UNI 3.0, and 3.1, and
  197. <!--$v=572837-->4.0, which were all standards that were developed by the
  198. <!--$v=576318-->ATM Forum.  And we'll also talk
  199. <!--$v=578975-->to NNI more specifically as
  200. <!--$v=581860-->it pertains to PNNI, and IPNNI, and so
  201. <!--$v=585250-->forth, and that's the Public NNI, basically.
  202. <!--$v=588456-->And,  one more thing to note here on this
  203. <!--$v=591067-->slide, I just want to say it out loud, is that the cell header
  204. <!--$v=593861-->content will vary - and we'll go over this in detail - 
  205. <!--$v=596426-->depending on whether or not it's a UNI cell or a NNI
  206. <!--$v=599724-->cell.  The next major
  207. <!--$v=602702-->topic within ATM that's important to understand
  208. <!--$v=605496-->is this concept of virtual paths and virtual channels.
  209. <!--$v=609023-->In this slide, you can see that the virtual channels
  210. <!--$v=612229-->are out toward the end, they kind of look like fingers, maybe, 
  211. <!--$v=615802-->out at the end there.  And,  a virtual channel is basically
  212. <!--$v=619054-->a logical path between two ATM
  213. <!--$v=622169-->end stations.  And,  a virtual path
  214. <!--$v=624871-->is a grouping of those virtual channels.
  215. <!--$v=627390-->And  then a virtual channel connection is actually a
  216. <!--$v=630368-->grouping of those virtual paths.  So,  you see this
  217. <!--$v=632979-->very hierarchical approach that's involved with ATM.
  218. <!--$v=636185-->Incidentally, this virtual path
  219. <!--$v=639391-->and virtual channel becomes very important, 
  220. <!--$v=641773-->and they are actually identified
  221. <!--$v=644338-->by what are called, "Connection
  222. <!--$v=646949-->Identifiers," or VPI/VCI numbers - you may have heard to them referred.
  223. <!--$v=650522-->VPI being Virtual Path Identifier,
  224. <!--$v=653591-->and VCI being the Virtual Channel Identifier.
  225. <!--$v=656202-->Let's take this concept one step
  226. <!--$v=659362-->further to understand where these VPI and VCIs fit in.
  227. <!--$v=662935-->The main job of the ATM
  228. <!--$v=665867-->cell switch, which is in the center of the
  229. <!--$v=668569-->diagram there, is to swap
  230. <!--$v=671546-->out these VPI/VCI values.  That is the main job of the
  231. <!--$v=675119-->ATM cell switch.  What we
  232. <!--$v=677593-->see - where we have this forwarding information base,
  233. <!--$v=680662-->where we have the input, and the output, and the port, and the
  234. <!--$v=683685-->VPI/VCI number, and all those little numbers in there.
  235. <!--$v=686296-->Basically what the job of the cell switch is this.  
  236. <!--$v=689685-->The cell switch says, "If I see
  237. <!--$v=692067-->a cell coming in as VPI/VCI
  238. <!--$v=694815-->64 on port one, I'm immediately going to my
  239. <!--$v=697701-->forwarding information database, and I will see that
  240. <!--$v=701136-->if I get VPI/VCI
  241. <!--$v=703793-->64 coming in on port one, I need to switch it out
  242. <!--$v=706496-->port three as VPI/VCI 29."  
  243. <!--$v=708923-->And,  it makes that lookup as fast as possible with very, very little latency.  
  244. <!--$v=712404-->And, essentially, 
  245. <!--$v=715107-->the other thing that should be noted here is ATM is very scalable, 
  246. <!--$v=718497-->because these VPI/VCI values are locally
  247. <!--$v=721291-->significant down to the port level.  So,  in other words, what you
  248. <!--$v=724589-->see here as VPI/VCI 29 on port one, 
  249. <!--$v=727795-->has nothing to do with VPI/VCI 29 that's on port
  250. <!--$v=731185-->three, because they're - they are each
  251. <!--$v=733979-->significant and each number means something within
  252. <!--$v=737002-->itself on that particular port.  So,  that's a very important
  253. <!--$v=740529-->concept to grasp as well.
  254. <!--$v=743369-->Now, being from New York City, when I look at this slide I think of
  255. <!--$v=746392-->a subway map.  And I think it's a good analogy
  256. <!--$v=749415-->because it really gives you the ability to look at VP
  257. <!--$v=752804-->switching and VC switching, or Virtual Path switching
  258. <!--$v=755461-->and Virtual Channel switching.  So, let's talk about that for a minute.
  259. <!--$v=758988-->If I have VCI one on port one
  260. <!--$v=762469-->and it's, right now, defined to VPI four,
  261. <!--$v=765080-->the concept of VP switching is that,
  262. <!--$v=767829-->as that virtual channel one moves through the network,
  263. <!--$v=771081-->it will still be virtual channel one when it reaches port three,
  264. <!--$v=774608-->its destination.  And,  the only thing that will change
  265. <!--$v=778180-->in this scenario is the VPI number.  So, 
  266. <!--$v=780837-->this connection would start out as VPI/VCI
  267. <!--$v=783723-->4.1, and when it got to its destination, 
  268. <!--$v=786334-->port three, it would be VPI/VCI 5.1.
  269. <!--$v=789723-->So, in other words, there's a lot less overhead involved
  270. <!--$v=792746-->here because we're only having to swap the VPI value.
  271. <!--$v=795770-->And,  at the same token, if we look at
  272. <!--$v=799297-->the VC switch concept.  If we look at
  273. <!--$v=802091-->VCI one on port one that is on VPI one,
  274. <!--$v=805618-->this would be analogous to a user - to a
  275. <!--$v=808458-->person on the subway having to get off the train and switch trains and get on a different
  276. <!--$v=811939-->seat and so forth, because what we have here is the VPI/VCI
  277. <!--$v=815512-->value has to change through the
  278. <!--$v=818901-->VC switch.  So,  if we have a VPI/VCI
  279. <!--$v=822382-->one on port one and it's destined for port three,
  280. <!--$v=825818-->it has to change values on the VC switch
  281. <!--$v=829390-->to VPI/VCI three and then go out
  282. <!--$v=832459-->port three as VPI/VCI three,
  283. <!--$v=835024-->3.3, actually.  So, 
  284. <!--$v=837544-->this concept of VP switching versus VC switching.  
  285. <!--$v=840750-->And this will become very important when we talk about the
  286. <!--$v=843636-->cell header, but for right now let's look at this
  287. <!--$v=846659-->in what would look like a real network scenario, if you will.
  288. <!--$v=849957-->So, in essence here, what  we
  289. <!--$v=852843-->see is that VC switching applies at the UNI.
  290. <!--$v=855637-->So, we have a cell coming in at the UNI, 
  291. <!--$v=858431-->and it's coming in as VPI/VCI 1.1.
  292. <!--$v=861454-->As it passes through that UNI switch, which is now a VC
  293. <!--$v=864523-->switch, we know both the VPI and the VCI values
  294. <!--$v=868004-->have to change, and here they change to 2.44.
  295. <!--$v=870615-->But, then, through the NNI switch in the middle, which is
  296. <!--$v=874188-->notated as the VP switch, the
  297. <!--$v=877440-->VPI/VCI values become
  298. <!--$v=879959-->26.44.  So, that VCI value remains constant.
  299. <!--$v=882707-->So, it's this logical grouping of
  300. <!--$v=885181-->virtual channels within the virtual path
  301. <!--$v=887563-->that makes ATM a desirable protocol as well.
  302. <!--$v=891044-->Now that we've talked about the physical layer,
  303. <!--$v=894296-->and we've talked about signaling, and we've talked about UNI and NNI,
  304. <!--$v=897686-->and so forth, we - I'd like to move on now
  305. <!--$v=901167-->and talk about the cell format and how it pertains to what we've talked
  306. <!--$v=904419-->to so far.
  307. <!--$v=906892-->Essentially, when you - when we refer to ATM cells -
  308. <!--$v=910099-->a term that you often hear regarding that
  309. <!--$v=912664-->is SAR, or Segmentation and Reassembly.  
  310. <!--$v=915137-->And, essentially, you might hear someone say, "How fast is your SAR
  311. <!--$v=918435-->chip?"  Because if you can't chop up the cells -
  312. <!--$v=921321-->if you can't chop up the packets into cells fast enough,
  313. <!--$v=923932-->then if you - it doesn't matter if you have an OC-192
  314. <!--$v=927413-->pipe, you know.  So, segmentation and
  315. <!--$v=930345-->reassembly is a very important concept to grasp.
  316. <!--$v=933185-->So, an ATM
  317. <!--$v=935795-->cell is basically made up of 53 bytes,
  318. <!--$v=938681-->and speaking very simply the 5-byte -
  319. <!--$v=942254-->there's a 5-byte header and 48 bytes
  320. <!--$v=945277-->of payload.  And, incidentally,
  321. <!--$v=948804-->there was a little argument at first, when the ATM Forum was erected, 
  322. <!--$v=952194-->to figure out whether or not this, you know, how long should this
  323. <!--$v=955171-->cell be.  And,  incidentally,
  324. <!--$v=957553-->the U.S. wanted it to be 64 bytes because it would be a power
  325. <!--$v=960668-->of two and divisible by four, and the Europeans wanted
  326. <!--$v=964103-->it to be 32 bytes because it fit more in line
  327. <!--$v=967218-->with their telephony hardware at that time.
  328. <!--$v=969966-->So,  they settled on 48 bytes of payload
  329. <!--$v=972394-->and decided, you know, 10% of that could be the header, so
  330. <!--$v=975096-->we ended up with 53 bytes, which was kind of evenly bad
  331. <!--$v=978348-->for everybody to reconstruct their hardware and what not.
  332. <!--$v=980959-->But at any rate, 53 bytes is what a cell is made up of.
  333. <!--$v=984165-->Now, something that I mentioned before -
  334. <!--$v=987647-->now that we're going into cell header details,
  335. <!--$v=990990-->something that I mentioned before is that
  336. <!--$v=993372-->the cell header will vary
  337. <!--$v=995846-->depending on whether or not it is a UNI
  338. <!--$v=998869-->cell, or a user-to-network interface cell, and an NNI
  339. <!--$v=1002029-->cell, or a network-to-network interface cell.
  340. <!--$v=1004915-->So, what we see here is a -
  341. <!--$v=1007434-->the ATM UNI cell
  342. <!--$v=1009816-->has a generic flow control field which is about -
  343. <!--$v=1012565-->which is four bits long, and then we have the
  344. <!--$v=1016046-->VPI field which is eight bits long.  So,
  345. <!--$v=1018748-->this is where the NNI and the UNI
  346. <!--$v=1022000-->cells really differ from each other, and what
  347. <!--$v=1024840-->we see is that the VPI value in the
  348. <!--$v=1028092-->UNI cell is much
  349. <!--$v=1030841-->less than that of the NNI cell.  So,  you can
  350. <!--$v=1033268-->get 256 combinations of VPI
  351. <!--$v=1035742-->for the UNI and 4096
  352. <!--$v=1038994-->combinations of VPIs
  353. <!--$v=1041788-->for the NNI.  And,  that's important when we go back to that
  354. <!--$v=1044903-->concept of VP switch versus VC switch,
  355. <!--$v=1047331-->and where the VP switch would be available at the NNI,
  356. <!--$v=1050858-->for example.  So,  that's where that comes in.  That's why that is significant.
  357. <!--$v=1054110-->Incidentally, that generic flow control
  358. <!--$v=1056492-->field in the UNI cell that you see there
  359. <!--$v=1059515-->is not actually used.  They thought that it would be used
  360. <!--$v=1062767-->for congestion control and flow control, but that just never came to fruition.  
  361. <!--$v=1066248-->So that piece - those four bits aren't not - are not yet defined
  362. <!--$v=1069500-->per se.  The remaining part
  363. <!--$v=1072569-->of the ATM cell header for both the UNI and the NNI cell
  364. <!--$v=1076142-->are exactly the same.  They each
  365. <!--$v=1078936-->have a 16-bit VCI field.
  366. <!--$v=1081547-->And,  then they have this field called the PTI,
  367. <!--$v=1084707-->or the Payload Type Identifier field.
  368. <!--$v=1087273-->And,  that's actually comprised of three bits.
  369. <!--$v=1089654-->The first bit says, "Is this user data or is it
  370. <!--$v=1092723-->control data?"  And,  then the second bit says,
  371. <!--$v=1095746-->"If it's turned on, it will say that there is congestion in the network."
  372. <!--$v=1098770-->So,  that's a congestion-indicator bit and we'll talk more
  373. <!--$v=1101472-->about that as it pertains to
  374. <!--$v=1104358-->traffic management later in this talk.  And,  the third bit
  375. <!--$v=1107885-->in that field is known as the last cell bit.  And  that
  376. <!--$v=1110541-->you'll see mainly in, what we call, AAL5,
  377. <!--$v=1113381-->or ATM Adaptation Layer Five,
  378. <!--$v=1115992-->which we'll also go into at a later time, but I just wanted to get
  379. <!--$v=1119107-->that buzzword in your head.  So,  when we talk about AAL5,
  380. <!--$v=1122084-->you'll think of that PTI field and the third bit.
  381. <!--$v=1124466-->Finally we have the CLP bit, or the
  382. <!--$v=1127169-->Cell Loss Priority bit, similar to the
  383. <!--$v=1129825-->disk card eligibility bit in frame relay.
  384. <!--$v=1132574-->If that bit is turned on, it is eligible to be discarded,
  385. <!--$v=1135826-->so that is what the clip bit and - or clipper bit, as they call it - 
  386. <!--$v=1138803-->in ATM does.  And,  then finally we have an 8 bit
  387. <!--$v=1142239-->CRC header error check field.
  388. <!--$v=1145170-->So,  now we've talked about virtual paths, and virtual channels,
  389. <!--$v=1148605-->and we've talked about the cell header, and now I'd like to talk about
  390. <!--$v=1151812-->the different types of connections that are available
  391. <!--$v=1155110-->within ATM.
  392. <!--$v=1157858-->I mentioned, in the very beginning, that ATM is connection oriented,
  393. <!--$v=1161019-->and now we're going to go into more detail on how those connections are actually derived.
  394. <!--$v=1164591-->We have three different types
  395. <!--$v=1166973-->of connections that we'll be covering:  the permanent virtual circuit,
  396. <!--$v=1169676-->the switched virtual circuit, and the soft permanent virtual circuit.
  397. <!--$v=1172974-->Before we do that though,
  398. <!--$v=1175630-->I'd like to just make a quick distinction between
  399. <!--$v=1178424-->connectionless packet routing and connection-oriented
  400. <!--$v=1181539-->cell switching, because, although they are vastly
  401. <!--$v=1184104-->different, it is good to compare them.  Because most of us
  402. <!--$v=1186624-->are more aware of connectionless
  403. <!--$v=1189005-->packet routing.  So, if we compare them, it becomes pretty obvious, 
  404. <!--$v=1191891-->the differences.  So, in a regular routed network
  405. <!--$v=1195235-->that you might have worked on in the past, you might have
  406. <!--$v=1197983-->worked on a network whereby you had Cisco routers running, you know,
  407. <!--$v=1201327-->RIP or, you know, with TCP/IP and what not.  And,  basically what
  408. <!--$v=1204808-->was - what  the case is there is that the data
  409. <!--$v=1207648-->can take different paths to get from source to destination.
  410. <!--$v=1210305-->The burden is on the packet, if you will, to get from source to
  411. <!--$v=1213832-->destination and it's this hop-by-hop routing.
  412. <!--$v=1216809-->And,  in addition, each packet can take a different path every time, 
  413. <!--$v=1220336-->and there is also a burden placed on the
  414. <!--$v=1222718-->destination in that the destination has to reorder all those packets
  415. <!--$v=1225924-->and put them back together so that they make one
  416. <!--$v=1229039-->cohesive data stream, if you will.  Let's
  417. <!--$v=1231879-->contrast that with connection-oriented
  418. <!--$v=1234352-->cell switching.  In a connection-oriented
  419. <!--$v=1237467-->cell switching environment, what happens is source one
  420. <!--$v=1240994-->will actually set up a call to source
  421. <!--$v=1243605-->eight, if you will, or destination eight, as it's listed here.  And, 
  422. <!--$v=1246903-->the data must be - the connection is made - 
  423. <!--$v=1250338-->the data must take the same path and arrive in sequence when it gets
  424. <!--$v=1253682-->to the end station.  So,  there's a lot less burden on the
  425. <!--$v=1256980-->destination to be putting cells back together and what not
  426. <!--$v=1260278-->with regard to ordering.  So, 
  427. <!--$v=1263209-->once that connection has been made and the data's been transferred,
  428. <!--$v=1266553-->in some cases that connection is then brought down, 
  429. <!--$v=1269439-->so then the provision bandwidth can be used elsewhere and
  430. <!--$v=1272050-->what not, and we'll talk about that in a moment.  So,  packet routing versus
  431. <!--$v=1275485-->cell switching.  Cell switching must take
  432. <!--$v=1278463-->the same path each time and the cells
  433. <!--$v=1280936-->must arrive in order when they do reach the destination.
  434. <!--$v=1283547-->So,  first, we'll talk very briefly about
  435. <!--$v=1286387-->the Permanent Virtual Circuit and - or
  436. <!--$v=1289089-->PVC, sometimes known as a Permanent Virtual Channel,
  437. <!--$v=1291838-->or a Permanent Virtual Connection, but PVC - Permanent Virtual Circuit.
  438. <!--$v=1295136-->And,  what happens here is this.  
  439. <!--$v=1298021-->Previously, I talked about that the job of the ATM switch
  440. <!--$v=1301136-->is to look in its forwarding information database and figure out
  441. <!--$v=1304388-->which VPI/VCI values to swap.
  442. <!--$v=1306907-->Well, in this permanent virtual circuit scenario, 
  443. <!--$v=1310343-->what would have to happen here is that if -
  444. <!--$v=1312816-->for each hop in the network - 
  445. <!--$v=1315198-->the network administrator would
  446. <!--$v=1317763-->have to set up by hand the per - the
  447. <!--$v=1320512-->forwarding-information database.  So,  if I had
  448. <!--$v=1323122-->workstation A talking to workstation C, what he -
  449. <!--$v=1326420-->what will have to happen here is the network administration -
  450. <!--$v=1329673-->administrator will have to go to the first switch in the path
  451. <!--$v=1332741-->and actually type in, "If
  452. <!--$v=1335169-->VPI/VCI 29 comes into port 1, switch it out port three
  453. <!--$v=1338696-->as VPI/VCI 45."  And,  then they have to go into the
  454. <!--$v=1341765-->next switch along the path and say, "If VPI/VCI 45
  455. <!--$v=1344513-->comes into this switch on port one,
  456. <!--$v=1346895-->switch it out port two as VPI/VCI 16," and so on
  457. <!--$v=1350331-->until the actu - until the packet actual -
  458. <!--$v=1353216-->or the cells actually reach the destination, which is C in this case.
  459. <!--$v=1356743-->So, the connection is always nailed up,
  460. <!--$v=1359904-->if you will, and the -
  461. <!--$v=1362744-->and it's high overhead you can see involved here.
  462. <!--$v=1365217-->This is still used.  It's a little archaic
  463. <!--$v=1368240-->for ATM technology, but it is still used, 
  464. <!--$v=1370668-->mainly to interconnect public -
  465. <!--$v=1373370-->private ATM networks with the public ATM
  466. <!--$v=1376302-->infrastructure, if you will.  So, that's a permanent virtual
  467. <!--$v=1379417-->circuit.  And,  now we have a little -
  468. <!--$v=1382760-->we take this a little bit to one more sophistication level,
  469. <!--$v=1386058-->if you will, and we have a switched virtual circuit.
  470. <!--$v=1389173-->And, what a switched virtual circuit does 
  471. <!--$v=1391738-->is, it actually uses that UNI and NNI
  472. <!--$v=1394624-->signaling protocols in order to build the
  473. <!--$v=1397922-->connection from end to end.
  474. <!--$v=1400533-->So,  when workstation A wants to wor - talk to workstation C,
  475. <!--$v=1403052-->in this scenario, A will actually
  476. <!--$v=1405938-->speak to the switch that's the UNI connection
  477. <!--$v=1408595-->via UNI signaling and say,
  478. <!--$v=1410976-->"Hey, I want to establish a connection with workstation C."
  479. <!--$v=1414458-->And,  then the route, if you will, is built
  480. <!--$v=1417114-->automatically and dynamically through the network
  481. <!--$v=1419496-->using the NNI signaling.  And then the UNNI -
  482. <!--$v=1422382-->or the UNI - from the, 
  483. <!--$v=1424993-->to the destination workstation and the -
  484. <!--$v=1428245-->through that signaling the connection is then built,   
  485. <!--$v=1431314-->as we can see here.  And the
  486. <!--$v=1434520-->forwarding-information database tables
  487. <!--$v=1437085-->are filled in automatically by the protocols.
  488. <!--$v=1439467-->And then, once that conversation is over, there's kind of a
  489. <!--$v=1442536-->hang-up that happens and that connection is then torn down, as is shown here,
  490. <!--$v=1446017-->and the database is cleared out and now you can use
  491. <!--$v=1448765-->that provision bandwidth for something else.  So,  this concept
  492. <!--$v=1452155-->of switched virtual circuits is very relevant in most of
  493. <!--$v=1455728-->campus ATM networking, such as LAN emulation,
  494. <!--$v=1458797-->for example.  So,
  495. <!--$v=1461316-->that is the switched virtual circuit.
  496. <!--$v=1464477-->Next, we have this hybrid
  497. <!--$v=1467408-->solution, if you will, known as a Soft Permanent
  498. <!--$v=1470614-->Virtual Circuit, or an SPVC, if you will.
  499. <!--$v=1473088-->And,  what happens with an SPVC is this.
  500. <!--$v=1476065-->What you can see here is that the UNI -
  501. <!--$v=1479317-->the connection is built statically, or a static
  502. <!--$v=1482249-->route, if you will is - a static ATM route is built.
  503. <!--$v=1484906-->But then you let the NNI signaling
  504. <!--$v=1487471-->in the center of the ATM cloud build the connection dynamically
  505. <!--$v=1490585-->through the ATM NNI cloud,
  506. <!--$v=1493013-->and then the connection is manually built at the UNI at the other end.
  507. <!--$v=1496586-->So,  what this does, is it - it's kind of
  508. <!--$v=1499380-->the best of both worlds.  So,  if you have - what you'll notice now
  509. <!--$v=1502678-->is station A and station C have become routers.  
  510. <!--$v=1505472-->And that's significant because these soft
  511. <!--$v=1509045-->PVCs are mainly used for devices
  512. <!--$v=1512114-->such as routers, or servers
  513. <!--$v=1515274-->which have a low tolerance for the
  514. <!--$v=1518389-->call-setup latency that they might experience.  
  515. <!--$v=1521183-->Especially if they know that all packets destined,
  516. <!--$v=1524023-->you know, out - it's kind of like a route of last
  517. <!--$v=1527275-->resort, for example.  Then it's easier
  518. <!--$v=1530390-->just to set up a soft PVC and, 
  519. <!--$v=1532909-->therefore, the router doesn't have to do any overhead with regard
  520. <!--$v=1535612-->to UNI processing and so forth.  So, 
  521. <!--$v=1538314-->that's known as a soft PVC.  So,  the PVC
  522. <!--$v=1541154-->is established manually across the UNI at both the source and the
  523. <!--$v=1544131-->destination.  And then the ATM cloud in the middle, or the NNI
  524. <!--$v=1547475-->cloud, that's established dynamically.  So,  you can reroute
  525. <!--$v=1551048-->and so forth in that area.
  526. <!--$v=1553567-->Next, what I'd like to do is
  527. <!--$v=1556407-->kind of cover what we've looked at
  528. <!--$v=1558972-->so far as it pertains to the ATM reference model.
  529. <!--$v=1561995-->So,  a little bit of review and then we'll take it from there,
  530. <!--$v=1564560-->when we talk about the ATM adaptation layers, you'll see.
  531. <!--$v=1567721-->So, the ATM
  532. <!--$v=1570149-->reference model is actually a three-dimensional model,
  533. <!--$v=1572576-->but I've boiled it down into
  534. <!--$v=1575096-->basically three layers.
  535. <!--$v=1577615-->There is the physical layer of ATM,
  536. <!--$v=1580317-->and then there's the ATM layer of ATM,
  537. <!--$v=1583066-->and then there's a new thing called the ATM
  538. <!--$v=1585722-->adaptation layer, well, not new, but new to the
  539. <!--$v=1588654-->audience maybe.  ATM adaptation layer.  So, 
  540. <!--$v=1592043-->when we talk about the physical layer,
  541. <!--$v=1594792-->what you may come across in your reading or your
  542. <!--$v=1598227-->research is that there are two sublayers.
  543. <!--$v=1600746-->There is a Transmission Convergence sublayer, or the
  544. <!--$v=1603953-->TC, and there's a Physical Media Dependent
  545. <!--$v=1606884-->sublayer, or the PMD.
  546. <!--$v=1609312-->Basically the PMD, or the physical media dependent sublayer,
  547. <!--$v=1612885-->is in charge of media coding and putting the bits on the wire.
  548. <!--$v=1616274-->And, also, it is in charge
  549. <!--$v=1619114-->of telling the transmission convergence sublayer which -
  550. <!--$v=1622229-->what kind of framing should be used
  551. <!--$v=1625802-->when the transmission convergence sublayer
  552. <!--$v=1628413-->actually frames the cells into whether it's a copper
  553. <!--$v=1631619-->medium, or a fiber medium, and so forth.
  554. <!--$v=1634734-->So,  the TC and the PMD.
  555. <!--$v=1637161-->And,  this chart should look familiar,
  556. <!--$v=1639589-->and when you think of the physical layer of ATM,
  557. <!--$v=1642154-->you can think of this chart and all of the different data
  558. <!--$v=1644811-->rates and the media type and the framing that's involved within
  559. <!--$v=1648292-->ATM.  So,  this is just an eye chart for reference.
  560. <!--$v=1651453-->Moving along through our review.
  561. <!--$v=1654980-->When we talk about the
  562. <!--$v=1657407-->ATM layer, we've actually already talked about some of the
  563. <!--$v=1660201-->different things that happen at the ATM layer,  the
  564. <!--$v=1662766-->first being the cell header insertion and removal.
  565. <!--$v=1665515-->And, with the cell header insertion and removal, what we're
  566. <!--$v=1668996-->really talking about is swapping out that VPI/VCI
  567. <!--$v=1671882-->value.  So,  when you think of the ATM layer, you can think of that.
  568. <!--$v=1675271-->Now that swapping out of the VPI/VCI
  569. <!--$v=1678248-->value along switches in a path is also known
  570. <!--$v=1680951-->as cell relay.  I think I neglected to mention that
  571. <!--$v=1683379-->before, but cell relay is that swapping of VPI/VCI
  572. <!--$v=1686310-->value.  And,  then finally,
  573. <!--$v=1688692-->the ATM layer will also multiplex and demultiplex
  574. <!--$v=1691898-->cells of different connections through a path.
  575. <!--$v=1694418-->So,  here's another slide that
  576. <!--$v=1697990-->should look somewhat familiar.  So,  this -
  577. <!--$v=1701105-->in this scenario here - the
  578. <!--$v=1704082-->ATM layer would provide the VPI/VCI values in the header,
  579. <!--$v=1707197-->and it would also ensure that the
  580. <!--$v=1709671-->cells stay in the proper order.  And,  anything that has to do with
  581. <!--$v=1713152-->the cell header, like the cell loss priority
  582. <!--$v=1715671-->bit, for example, would be handled at the ATM layer as well.
  583. <!--$v=1719107-->Finally,
  584. <!--$v=1721580-->a new concept here, the concept of ATM adaptation layer.
  585. <!--$v=1725153-->And,  within the ATM adaptation layer, 
  586. <!--$v=1727855-->there are actually two sublayers.  There's the
  587. <!--$v=1731062-->Convergence Sublayer, or the CS, and something that we've already talked about - the
  588. <!--$v=1734451-->Segmentation and Reassembly sublayer, or the SAR.
  589. <!--$v=1737841-->And,  when we talk about these, the convergence
  590. <!--$v=1740772-->sublayer and the SAR, essentially when we talk about
  591. <!--$v=1744253-->the SAR functionality, we've already talked about the fact that
  592. <!--$v=1746727-->the SAR will actually take a packet and chop it up into
  593. <!--$v=1750117-->those 48 byte pieces of payload,
  594. <!--$v=1752819-->or PDU, it's actually called, primary data unit.
  595. <!--$v=1755338-->And, basically, what the
  596. <!--$v=1758590-->convergence sublayer does is it tells the SAR how to chop up those packets.
  597. <!--$v=1762026-->So, in other words, it adds what's called a cell tax.
  598. <!--$v=1765186-->So,  it's not so cut and dry.  That 48 bytes of payload could either
  599. <!--$v=1768439-->be 48 bytes of payload, or, depending on the cell tax,
  600. <!--$v=1771691-->some bytes could be stolen from that payload field
  601. <!--$v=1774714-->in order to accommodate different types of traffic.
  602. <!--$v=1777370-->Now, what am I talking about here?
  603. <!--$v=1779752-->You've probably heard about all the different types of
  604. <!--$v=1782775-->AALs that there are available.  There's AAL1,
  605. <!--$v=1786165-->AAL2, and then AAL3/4 were
  606. <!--$v=1789005-->combined, so now they're AAL3/4, and then there's AAL5.
  607. <!--$v=1792532-->So,  when we talk about AAL1,
  608. <!--$v=1795601-->we're talking about this process whereby, 
  609. <!--$v=1798395-->when the cell is actually
  610. <!--$v=1801464-->chopped up into - when the packet is actually chopped up into
  611. <!--$v=1804579-->cells - one byte per cell is set aside for things
  612. <!--$v=1807419-->like timing and synchronization bits
  613. <!--$v=1810579-->for what we call CBR, Constant Bit Rate,
  614. <!--$v=1813053-->applications mainly.  So, AAL1, when we talk about
  615. <!--$v=1816351-->constant bit rate in a moment when we get to service categories,
  616. <!--$v=1819374-->would apply to constant bit rate.
  617. <!--$v=1821756-->Secondly, we have AAL2, 
  618. <!--$v=1824229-->and AAL2 actually was
  619. <!--$v=1826611-->never completely ratified by the ATM Forum.
  620. <!--$v=1829863-->Where we're seeing AAL2
  621. <!--$v=1832291-->rear its head these days is with
  622. <!--$v=1834810-->regard to something called "composite unit."  And,  what's actually happening
  623. <!--$v=1838245-->with this composite unit concept is that, in the
  624. <!--$v=1841085-->VTOA, or the Voice and Telephony Over ATM
  625. <!--$v=1844063-->forum, if you will, is actually coming up
  626. <!--$v=1846902-->with this idea whereby cells, which were
  627. <!--$v=1849468-->once 48 bytes of payload, might now be,
  628. <!--$v=1851987-->you know, less than that.  And,  basically, 
  629. <!--$v=1854689-->they haven't come to a decision yet.  But making these cells smaller
  630. <!--$v=1857804-->than 53 bytes, essentially, is their goal, 
  631. <!--$v=1860186-->such that they'll be able to accommodate voice and
  632. <!--$v=1862797-->video in a better fashion.
  633. <!--$v=1866049-->So,  AAL2 is really not big.  That's what I would say.  It's not really done
  634. <!--$v=1869393-->yet.  It's - it may never get done.
  635. <!--$v=1872141-->And then, moving along, we'll look at AAL3/4.
  636. <!--$v=1874523-->And AAL3/4 is very high overhead, as you can see.
  637. <!--$v=1878096-->Essentially, AAL3/4
  638. <!--$v=1881210-->is for what we call SMDS traffic.
  639. <!--$v=1884279-->And, essentially, what happens here
  640. <!--$v=1887440-->is that, when the SAR
  641. <!--$v=1889913-->chops up the packet into cells in AAL3/4,
  642. <!--$v=1892662-->it actually reserves 2 bytes of header
  643. <!--$v=1895960-->and 2 bytes of a trailer that are taken
  644. <!--$v=1898845-->from the 48 bytes of payload.  So,  now you only have 44 bytes of payload to work
  645. <!--$v=1902418-->with.  And,  so, suchly, this isn't a very good way
  646. <!--$v=1905487-->to network because you're using most of your payload field where you're
  647. <!--$v=1908464-->going to actually put real information for overhead
  648. <!--$v=1912037-->bits, if you will.  So, incidentally, with this
  649. <!--$v=1915473-->whole story, AAL5 happens to be the
  650. <!--$v=1918083-->clear winner in the AAL
  651. <!--$v=1920694-->story.  And,  AAL5 actually has no cell
  652. <!--$v=1923397-->tax.  When the packets are chopped up
  653. <!--$v=1926420-->in the cells, there's no cell tax applied.  
  654. <!--$v=1928848-->But rather, what happens here
  655. <!--$v=1931229-->is the last cell in a stream of cells
  656. <!--$v=1933657-->is set aside to be able to do a 32-bit
  657. <!--$v=1936863-->CRC check against all the other
  658. <!--$v=1939520-->cells when they're put back together at the destination.
  659. <!--$v=1942177-->So, rather than taking from each cell along the way,
  660. <!--$v=1944971-->it just has one big cell at the end that does the check for all the other ones ahead
  661. <!--$v=1948177-->of it.  So, remember when I mentioned that PTI
  662. <!--$v=1950788-->field, the payload type identifier field,
  663. <!--$v=1953262-->that last bit, the last cell bit?  When that's turned on, we know that
  664. <!--$v=1956697-->that's AAL5.  So,  this
  665. <!--$v=1959445-->concept of cell tax is very important.  AAL5
  666. <!--$v=1962789-->is also known as Native ATM, or sometimes you might hear it,
  667. <!--$v=1965950-->or see it, or read it referred to as SEAL or
  668. <!--$v=1968698-->S-E-A-L.  Simple and Efficient
  669. <!--$v=1971767-->Adaptation Layer is what it was called originally.
  670. <!--$v=1974240-->So,  those are the AALs.  And,  I'll refer
  671. <!--$v=1977538-->back to them when we talk about the
  672. <!--$v=1981111-->different service categories and we talk about constant bit
  673. <!--$v=1984134-->rate, and variable bit rate, and so forth.
  674. <!--$v=1986882-->So, that was quite a bit of information to
  675. <!--$v=1989997-->digest, but now what I'd like to do is take what we've learned so far and talk about
  676. <!--$v=1993524-->a day in the life of a cell with regard to ATM.
  677. <!--$v=1996960-->So,  in this little diagram here I think this
  678. <!--$v=1999616-->helps put it together, like where ATM fits in in the whole big picture.
  679. <!--$v=2002502-->And, essentially, we have a regular
  680. <!--$v=2005892-->TCP packet with the TCP header and the application
  681. <!--$v=2008640-->data.  It then moves down the stack to the IP layer, where it becomes
  682. <!--$v=2012121-->an IP datagram by fixing the AT - the
  683. <!--$v=2014915-->IP header.  And, then,
  684. <!--$v=2017663-->at the data link layer, we add LLC/SNAP information
  685. <!--$v=2021007-->for protocol identifiers and so forth.
  686. <!--$v=2023389-->And,  then we get into the ATM piece of it where the
  687. <!--$v=2026595-->actual convergence sublayer is
  688. <!--$v=2029344-->applied, cell tax is applied, and
  689. <!--$v=2031863-->the segmentation and reassembly happens at the AAL layer.
  690. <!--$v=2034886-->And,  then the ATM layer is where
  691. <!--$v=2037497-->the - now we have all these little 48 bytes of
  692. <!--$v=2040612-->payload or PDUs, if you will, primary
  693. <!--$v=2043268-->data units, coming into the ATM layer.  And,  at that ATM layer, 
  694. <!--$v=2046658-->that's where five - the 5-byte header is added,
  695. <!--$v=2049544-->the - excuse me - the VPI/VCI
  696. <!--$v=2052246-->value, the CLP, or cell loss priority bit, 
  697. <!--$v=2055132-->is either turned on and so forth.  So, that's at the ATM layer.
  698. <!--$v=2058338-->And, as we move down the stack, we get into the physical layer where the
  699. <!--$v=2061819-->transmission convergence sublayer and
  700. <!--$v=2064659-->the physical media dependent sublayer take over, and
  701. <!--$v=2067362-->the bits are put on to the wire.  So, in a
  702. <!--$v=2070660-->nutshell, this is a very easy way to think about how
  703. <!--$v=2073362-->ATM fits into the whole picture.
  704. <!--$v=2075790-->And,  incidentally, there's a lot of debate on whether or not it's a Layer 2 protocol
  705. <!--$v=2079271-->or a Layer 3 protocol and so forth.  I think of it as
  706. <!--$v=2082798-->a Layer 2 protocol myself.  But it does have some of the
  707. <!--$v=2085684-->complexities, as you'll see when we talk about ATM routing and
  708. <!--$v=2089119-->Quality of Service of, you know, it's - and, at times, even more
  709. <!--$v=2092509-->complex than a Layer 3 protocol.  So, that
  710. <!--$v=2095303-->debate remains, and it's, you know, not really a religious argument,
  711. <!--$v=2098830-->but...  At any rate,
  712. <!--$v=2101853-->let's move on now and talk about those ATM
  713. <!--$v=2104326-->service categories that I mentioned before.
  714. <!--$v=2107762-->When we talk about these
  715. <!--$v=2110419-->service categories, it's, first, important
  716. <!--$v=2113029-->to define these traffic
  717. <!--$v=2115686-->descriptors and the Quality of Service parameters.  
  718. <!--$v=2118068-->And then we'll move in and we'll talk about the actual service
  719. <!--$v=2121091-->categories - the BRs:  the CBR, VBR, UBR,
  720. <!--$v=2124664-->AVR.  I don't think I could say that faster.
  721. <!--$v=2127366-->Now, when we talk about
  722. <!--$v=2129977-->ATM service criteria, what we're talking about
  723. <!--$v=2133321-->are end stations making a contract with
  724. <!--$v=2136482-->the network so that their application can be accommodated
  725. <!--$v=2139780-->throughout the ATM cloud.  And, when they make this
  726. <!--$v=2143261-->contract, they actually use different traffic descriptors
  727. <!--$v=2146375-->and different Quality of Service descriptors, if you will.
  728. <!--$v=2149215-->The traffic descriptors listed here - which we will
  729. <!--$v=2152422-->go into - are:  Peak Cell
  730. <!--$v=2155262-->Rate, Sustainable Cell Rate, Maximum Burst
  731. <!--$v=2157873-->Size, and Minimum Cell Rate, and the Quality of
  732. <!--$v=2160712-->Service descriptors are delay and
  733. <!--$v=2163873-->cell loss.  So,  cell delay and cell loss.
  734. <!--$v=2166530-->Let's just touch on these very briefly, because it's important
  735. <!--$v=2169599-->to understand what each of these acronyms means and what
  736. <!--$v=2172897-->not, before we just jump in and talk about the
  737. <!--$v=2175507-->different service categories.  Incidentally,
  738. <!--$v=2179034-->these traffic descriptors are defined in
  739. <!--$v=2181645-->something that I'll talk about in a moment called,
  740. <!--$v=2184302-->"Signaling 4.0 Specification."  And,  they're
  741. <!--$v=2187234-->known as Traffic Management 4.0, or TM 4.0, you may
  742. <!--$v=2190623-->hear it referred to.  So, 
  743. <!--$v=2193005-->within TM 4.0 or Traffic Management 4.0
  744. <!--$v=2195845-->specification, there are several
  745. <!--$v=2198639-->definitions for how these different
  746. <!--$v=2201800-->traffic descriptors can be used.
  747. <!--$v=2204365-->So,  we'll start with the peak cell rate.
  748. <!--$v=2206746-->And,  peak cell rate would be like the
  749. <!--$v=2209357-->application saying to the network, "I need
  750. <!--$v=2212060-->the most amount of bandwidth you can give me for this application."  Peak cell
  751. <!--$v=2215358-->rate is usually an indication that
  752. <!--$v=2217877-->it's a CBR connection or a constant bit rate application.
  753. <!--$v=2221221-->So, that's peak cell rate, the maximum
  754. <!--$v=2224794-->data rate at which the - that the application will need
  755. <!--$v=2227954-->in order to accommodate the given application.
  756. <!--$v=2231481-->Next we have the sustainable cell rate, or
  757. <!--$v=2234917-->the SCR.  And, what this is - it's like the
  758. <!--$v=2237619-->application saying to the network, "I only need this as an average amount
  759. <!--$v=2240963-->of data transfer
  760. <!--$v=2244078-->bandwidth that I'll need through the networks."
  761. <!--$v=2246872-->So, it's the average amount of bandwidth that's needed by the application.
  762. <!--$v=2250444-->And,  then, usually in tandem with sustainable cell
  763. <!--$v=2253605-->rate, is this concept of maximum burst size.
  764. <!--$v=2256262-->So, even though I need this average amount of
  765. <!--$v=2258643-->bandwidth, how many times will I need to
  766. <!--$v=2261163-->burst up to what might be the peak cell rate?  So, 
  767. <!--$v=2263728-->SCR and maximum burst size, or
  768. <!--$v=2266705-->MBS, are usually used in tandem.  And, we'll see that in
  769. <!--$v=2270141-->a moment as well.  And, then, finally, we have the minimum
  770. <!--$v=2273026-->cell rate traffic descriptor,
  771. <!--$v=2276233-->or MCR.  And, basically,
  772. <!--$v=2279118-->MCR is kind of like the "slacker" of the traffic descriptors.  
  773. <!--$v=2281821-->In that, this is an application saying, "Ah, you know,
  774. <!--$v=2284752-->it'll get there when it gets there.  Latency is not really an issue.
  775. <!--$v=2287959-->I just need this minimum amount to get my application through."
  776. <!--$v=2291531-->Next, we have the Quality of
  777. <!--$v=2294051-->Service parameters, starting out with the
  778. <!--$v=2297074-->Maximum Cell Transfer Delay, or the MCTD.
  779. <!--$v=2299502-->And, essentially, the maximum cell transfer
  780. <!--$v=2302708-->delay is the amount of accumulated delay from
  781. <!--$v=2305136-->end points in the network.  So, that accumulated latency and
  782. <!--$v=2308067-->delay that's seen in the network, that would be
  783. <!--$v=2310495-->defined as the maximum cell transfer delay.
  784. <!--$v=2313106-->And, then, finally, we have the
  785. <!--$v=2315533-->Cell Delay Variation Tolerance, the CDVT.
  786. <!--$v=2318602-->And, this is the ability for a -
  787. <!--$v=2321946-->for an application to be able to handle things like jitter, 
  788. <!--$v=2325519-->or, you know, incoming cells coming in at a - at an
  789. <!--$v=2328542-->inconsistent rate, if you will. And,  so when, you know, the
  790. <!--$v=2331886-->picture - hopefully this one's not doing it - but when a picture gets,
  791. <!--$v=2334313-->you know, kind of chopped up and the voice quality
  792. <!--$v=2337153-->gets low and that kind of thing, usually the - they're -
  793. <!--$v=2340726-->the application probably is suffering from a
  794. <!--$v=2343291-->cell delay variation
  795. <!--$v=2345810-->problem.  And, finally, with regard to ATM
  796. <!--$v=2349292-->Quality of Service, there is Cell Loss.  And, there's this concept
  797. <!--$v=2352177-->of a cell loss ratio.  And,  this is where - you know,
  798. <!--$v=2355521-->there are some applications that can tolerate some
  799. <!--$v=2358132-->percentage of cell loss.  For example,
  800. <!--$v=2360789-->now this - right here is where we get into this - the difference
  801. <!--$v=2363308-->really between voice and video traffic versus data
  802. <!--$v=2366239-->traffic.  And,  when we talk about voice and video
  803. <!--$v=2369308-->traffic, delay becomes an issue with
  804. <!--$v=2371828-->them.  For example, if there was a 200 millisecond
  805. <!--$v=2374576-->delay for voice or video, you would see a huge
  806. <!--$v=2377599-->impact in the way that that type of traffic was delivered
  807. <!--$v=2380897-->to the end station.  However, if there's a delay in data of
  808. <!--$v=2383783-->200 milliseconds, it doesn't really make that - it doesn't make a big
  809. <!--$v=2386668-->difference.  Cell loss, however, for voice and
  810. <!--$v=2389600-->video, if you lose a couple cells here and there, it's not going to change the
  811. <!--$v=2393081-->overall scope of what you're seeing or hearing.
  812. <!--$v=2395829-->Whereas cell loss ratio with regard to data applications -
  813. <!--$v=2398669-->if one cell is lost from a
  814. <!--$v=2402242-->packet, then that whole - from a string
  815. <!--$v=2405128-->of cells that make up a packet - then that whole packet is
  816. <!--$v=2408426-->useless, and we're going to go into that.  So, really, this
  817. <!--$v=2411174-->distinction of cell loss ratio is more applicable to
  818. <!--$v=2414106-->data or it's going to have a lesser - data will have a lesser
  819. <!--$v=2417678-->tolerance for cell loss.  Whereas voice and video will have a lesser
  820. <!--$v=2420839-->tolerance for cell delay, if you will.
  821. <!--$v=2424229-->So, now that we've defined all the different
  822. <!--$v=2427664-->traffic parameters and Quality of Service parameters, I'd
  823. <!--$v=2430687-->like to step now into the service categories
  824. <!--$v=2433710-->known as CBR, or constant bit rate; VBR, variable bit
  825. <!--$v=2437283-->rate; UBR, unspecified bit rate; and, finally, ABR,
  826. <!--$v=2440718-->which is available bit rate.  So,
  827. <!--$v=2443970-->now we'll apply a lot of what we have learned up to this point
  828. <!--$v=2446994-->to this piece of the talk.
  829. <!--$v=2450337-->With - and this is really the crux of ATM right here,
  830. <!--$v=2453406-->this ability to be able to
  831. <!--$v=2455788-->apply Quality of Service to a
  832. <!--$v=2458765-->connection, for example.  So, this is really the true differentiator.  This
  833. <!--$v=2462201-->and traffic shaping are really the differentiators between ATM
  834. <!--$v=2465728-->and, like, a technology such as Ethernet.
  835. <!--$v=2468476-->So, with constant bit rate, having said that,
  836. <!--$v=2471270-->constant bit rate is a
  837. <!--$v=2473744-->traffic identifier - a service category, 
  838. <!--$v=2476721-->rather - that is the creme de la creme, if you will,
  839. <!--$v=2479744-->of traffic categories - service categories.  It's kind of like
  840. <!--$v=2483317-->flying first class on, you know, Singapore Air versus, you know,
  841. <!--$v=2486615-->Tower Air to, you know, from New York to Florida, if you will.
  842. <!--$v=2490142-->But at any rate, constant bit
  843. <!--$v=2492661-->rate applications are there to accommodate
  844. <!--$v=2495730-->such things as realtime voice and video
  845. <!--$v=2499257-->applications.  And,  the traffic
  846. <!--$v=2501822-->descriptor that's used in order to negotiate with the network
  847. <!--$v=2504845-->is that peak cell rate traffic
  848. <!--$v=2507777-->descriptor.  And,  in addition, the
  849. <!--$v=2510479-->cell delay and the cell loss tolerance are very low.
  850. <!--$v=2513548-->So,  when negotiating with the network for
  851. <!--$v=2516159-->cell loss ratio and cell delay parameters,
  852. <!--$v=2519411-->those will register very
  853. <!--$v=2522618-->low tolerance for that.  So,  CBR is like, as I said
  854. <!--$v=2525961-->before, like first-class service category.
  855. <!--$v=2529397-->Next, we have a concept known as
  856. <!--$v=2532741-->variable bit rate.  And,  variable bit rate comes in two
  857. <!--$v=2536039-->separate flavors.  Variable bit rate comes in realtime,
  858. <!--$v=2539153-->so VBR-RT, and variable bit rate
  859. <!--$v=2542268-->non-realtime, or NRT.  Variable bit rate
  860. <!--$v=2545566-->is used for
  861. <!--$v=2547994-->types of applications that can handle
  862. <!--$v=2551063-->some cell loss and some cell delay, and so forth.  Things like
  863. <!--$v=2553582-->packetized voice and video, or SNA, for example.
  864. <!--$v=2556605-->Those are two examples of using VBR.
  865. <!--$v=2559445-->Essentially,
  866. <!--$v=2562239-->VBR will use many more traffic descriptors than
  867. <!--$v=2565033-->CBR.  So, for example, it uses actually peak cell
  868. <!--$v=2568194-->rate, and in addition, it uses that sustainable cell
  869. <!--$v=2570988-->rate, which is the average
  870. <!--$v=2574194-->bandwidth that's going to be needed.  And, then, finally, the - it uses
  871. <!--$v=2577217-->that maximum burst size, which works in tandem with the
  872. <!--$v=2580011-->SCR.  And, then what we see on our little Quality of
  873. <!--$v=2583126-->Service tolerance chart here, is that
  874. <!--$v=2585691-->cell loss - I'm sorry, cell delay will vary
  875. <!--$v=2588897-->depending on whether or not it is a realtime applicati -
  876. <!--$v=2591783-->realtime VBR or non-realtime
  877. <!--$v=2594257-->VBR.  So, for example, cell
  878. <!--$v=2596822-->delay for a realtime application is going to be very low.
  879. <!--$v=2599570-->Cell delay tolerance for
  880. <!--$v=2602410-->a non-realtime application is a bit higher.
  881. <!--$v=2604975-->And,  cell loss for both
  882. <!--$v=2607403-->of them is pretty much on a lower part of the chart, because it is
  883. <!--$v=2610746-->mainly for
  884. <!--$v=2613128-->different types of applications that do need some semblance of Quality of Service.
  885. <!--$v=2616426-->So, moving along,
  886. <!--$v=2619083-->next we'll talk about UBR, or unspecified bit
  887. <!--$v=2622152-->rate.  An unspecified bit rate is really the -
  888. <!--$v=2625267-->pretty much - mainly what's used, kind of like how the
  889. <!--$v=2628427-->Internet is today.  Where, you know, you send an e-mail.  You're not
  890. <!--$v=2631130-->sure it's going to get from source to destination, but you can be pretty sure
  891. <!--$v=2634428-->that it's going to get to its destination.
  892. <!--$v=2637130-->So, the way that I describe it is, that it's kind of  "send and
  893. <!--$v=2639924-->pray."  Incidentally,
  894. <!--$v=2642535-->I read a funny quote the other day about the Internet.  And,  it said that the
  895. <!--$v=2646108-->Internet works in practice, but not in theory.  And,  I thought
  896. <!--$v=2648627-->that was kind of funny and very applicable.  So, at any rate, moving
  897. <!--$v=2652017-->along here, UBR, which is kind of,
  898. <!--$v=2655223-->you know, probably the lowest category that you can go, as far as
  899. <!--$v=2658292-->these service categories go, for Quality of Service, has
  900. <!--$v=2661453-->very high tolerance.  It will register very high tolerance for cell
  901. <!--$v=2664980-->delay and cell loss, for example.
  902. <!--$v=2667819-->And,  then finally, probably
  903. <!--$v=2670430-->the most commonly used of these service
  904. <!--$v=2672995-->categories for data is ABR, or Available Bit
  905. <!--$v=2676064-->Rate.  And,  as it's listed here for the applications,
  906. <!--$v=2678858-->ABR's mainly used for LAN
  907. <!--$v=2682065-->interconnect and for data transfers.
  908. <!--$v=2684538-->It uses peak cell rate and minimum cell rate as
  909. <!--$v=2687241-->its traffic descriptors.  Note that minimum cell rate
  910. <!--$v=2690356-->is used because it's data, and it only needs
  911. <!--$v=2693058-->minimum -
  912. <!--$v=2695715-->the cell rate can be minimum because the
  913. <!--$v=2698142-->cells can arrive at any rate, if you will.
  914. <!--$v=2700662-->But, if you notice on our Quality of Service chart,
  915. <!--$v=2703227-->cell loss tolerance is very low.  So, in a data
  916. <!--$v=2706158-->network, it's important to have very
  917. <!--$v=2709273-->low cell loss tolerance, but delay can
  918. <!--$v=2712113-->be, you know, it doesn't matter when it gets here as long as
  919. <!--$v=2714586-->it all gets here.  That's the concept here.
  920. <!--$v=2717609-->One thing that I'll talk about with regard to available bit rate is this
  921. <!--$v=2721182-->concept of congestion feedback mechanisms.
  922. <!--$v=2723656-->And,  we'll get into that in greater
  923. <!--$v=2727000-->detail when we talk about the service categories.
  924. <!--$v=2729565-->Oh, incidentally, 
  925. <!--$v=2731946-->going back a frame here - when we talk about
  926. <!--$v=2735336-->CBR, VBR, UBR, and ABR.  
  927. <!--$v=2738405-->They're - when we - I just want to highend those
  928. <!--$v=2741978-->AALs real quick.  And, basically, when we talk about
  929. <!--$v=2745138-->constant bit rate applications, we're mainly talking about
  930. <!--$v=2748711-->using that AAL1-type frame format - or cell
  931. <!--$v=2752192-->format, in order to accommodate cell - constant bit rate
  932. <!--$v=2755765-->applications.  And,  for available bit rate con -
  933. <!--$v=2758284-->applications or any data applications,
  934. <!--$v=2761491-->AAL5 is the
  935. <!--$v=2763873-->standard of choice for that.  So,  when we think of ABR,
  936. <!--$v=2766758-->mainly thinking of AAL5, and when we think of
  937. <!--$v=2769140-->CBR, mainly thinking of AAL1.
  938. <!--$v=2770713-->And, VBR can really be a mixture of those.
  939. </BODY>
  940. </HTML>
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  942.  
  943.