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Text File  |  1998-04-21  |  64.4 KB  |  1,052 lines

  1. <HTML>
  2. <HEAD>
  3. </HEAD>
  4. <BODY>
  5. <!--$v=0-->We can now move on and talk about some traffic management
  6. <!--$v=3389-->techniques within ATM.
  7. <!--$v=6137-->And in doing so,
  8. <!--$v=8611-->it's important to understand why we need traffic management,
  9. <!--$v=11268-->and then we'll talk about some traffic control techniques.
  10. <!--$v=14520-->And then we'll talk about those available bit rate congestion feedback
  11. <!--$v=18001-->mechanisms that I mentioned previously.
  12. <!--$v=20658-->So, why do we need traffic management in an ATM
  13. <!--$v=23956-->network?  Actually in any network you want to have
  14. <!--$v=26566-->some level of traffic management, I guess.
  15. <!--$v=28994-->And - but basically what you want to do in an ATM network is
  16. <!--$v=32200-->the actual goal is to prevent congestion from happening
  17. <!--$v=35636-->in the first place.  So kind of like preventative maintenance
  18. <!--$v=38338-->on congestion.  And then if congestion happens,
  19. <!--$v=41316-->being able to isolate it so that it only
  20. <!--$v=44110-->stays in one small part of the network rather than spreading to the rest
  21. <!--$v=47408-->of the network.  Those are really the main reasons behind
  22. <!--$v=50706-->combating congestion.
  23. <!--$v=53271-->Also we have this concept that I have here written as
  24. <!--$v=55653-->provision for priority control.  And what that means
  25. <!--$v=58767-->now is that basically now
  26. <!--$v=61561-->the buffer mechanisms and so forth will be a little bit different
  27. <!--$v=64264-->in an ATM switch, because now that we have
  28. <!--$v=67424-->this Quality of Service layer added to the whole equation
  29. <!--$v=70768-->it's no longer first-in, first-out of the cell switch,
  30. <!--$v=74204-->but rather a CBR application which
  31. <!--$v=77502-->comes into the - a CBR cell which comes into the switch
  32. <!--$v=80845-->may have higher priority than maybe a, you know, UBR cell.
  33. <!--$v=83731-->So it's going to - even though the UBR cell arrived first,
  34. <!--$v=86892-->the CBR cell would be the first
  35. <!--$v=90144-->one to actually traverse the switch even though it came in after
  36. <!--$v=93304-->that UBR cell, for example.  So provisioning for priority
  37. <!--$v=96098-->control, and we'll talk about different mechanisms
  38. <!--$v=99351-->that are used for that.
  39. <!--$v=102099-->So when we talk about, you know, why do we need this
  40. <!--$v=105443-->traffic management, I think this is a good illustration of why it's needed.
  41. <!--$v=109015-->Essentially, the concept
  42. <!--$v=112039-->goes like this:  if you have a 1500-byte Ethernet packet,
  43. <!--$v=115107-->that is chopped up into 32 53-byte
  44. <!--$v=118176-->cells.  Now, as those cells are traversing
  45. <!--$v=121383-->the ATM network, if one of those cells is lost
  46. <!--$v=123902-->the rest are deemed useless when they reach the destination.
  47. <!--$v=126788-->So therefore we can get into this
  48. <!--$v=129765-->concept whereby we get this thing called congestion collapse.
  49. <!--$v=133338-->Whereby if
  50. <!--$v=135765-->cells are dropped randomly
  51. <!--$v=138147-->from different TCP/IP packets
  52. <!--$v=141400-->then the - all those TCP/IP packets
  53. <!--$v=144239-->when they get to the destination will be deemed useless,
  54. <!--$v=146850-->they will have to be retransmitted, that retransmission will
  55. <!--$v=150057-->cause more congestion, causing more drops, causing more
  56. <!--$v=153034-->re-transmissions, etc.  So we get into this concept known as
  57. <!--$v=156607-->exponential congestion, or congestion collapse.  That's
  58. <!--$v=159447-->the result of that.  So
  59. <!--$v=162012-->this is the - cell loss is data's
  60. <!--$v=164806-->critical enemy when we're talking about traffic management.
  61. <!--$v=167783-->And we'll go into some things that - some different techniques that, you know,
  62. <!--$v=171356-->we'll do a quick Cisco commentary and talk about some of our
  63. <!--$v=174929-->special traffic control techniques, and then we'll talk about
  64. <!--$v=178089-->some generic ones as well.
  65. <!--$v=181570-->So, when we look at traffic control techniques there's really three
  66. <!--$v=184594-->phases that happen.  The first one is
  67. <!--$v=187250-->the - how to control traffic during the connection
  68. <!--$v=190090-->setup, or the connection management.  So really just the -
  69. <!--$v=192839-->connection management's kind of the acceptance of the call in the first place.
  70. <!--$v=195862-->And then we have traffic management, which has to do with policing.  So,
  71. <!--$v=199434-->once the call is made and once the
  72. <!--$v=202137-->Quality of Service parameters were agreed on by both the network
  73. <!--$v=205435-->and the end user, making sure that
  74. <!--$v=208183-->the end user is actually abiding by that contract, if you will.
  75. <!--$v=211527-->So that's called policing, and we'll go into detail on that.
  76. <!--$v=214413-->And then finally we have traffic smoothing, or making the traffic
  77. <!--$v=217619-->look like something that it's not.  So making it look smoother
  78. <!--$v=220505-->than it actually really is in order to abide
  79. <!--$v=223436-->by any traffic parameters that you have
  80. <!--$v=226963-->set in the network.  So, when I think of this
  81. <!--$v=230215-->I think of the connection management as the
  82. <!--$v=232826-->acceptance, that's kind of like the judge, and traffic management is the policeman, and traffic
  83. <!--$v=236124-->smoothing would be kind of like the lawyer of these things.
  84. <!--$v=239102-->So, that's my little way to think of those.
  85. <!--$v=242491-->At any rate, this should look somewhat
  86. <!--$v=244873-->familiar, this traffic control techniques slide.
  87. <!--$v=248446-->And essentially, you know, bringing back into our talk here
  88. <!--$v=251973-->this concept of the end station making a contract with the
  89. <!--$v=255179-->ATM network using our traffic parameters that we described
  90. <!--$v=258202-->before.  So
  91. <!--$v=260996-->what would happen here, for example, is we would have a workstation,
  92. <!--$v=264432-->who would be saying, " I want a virtual circuit.
  93. <!--$v=267180-->And I'll tell you want I want;  I want X megabits per second, at Y delay, with
  94. <!--$v=270295-->Z cell loss."
  95. <!--$v=272722-->And he will ask that of the network.
  96. <!--$v=275333-->Well then the network must - the network switches
  97. <!--$v=278036-->must talk amongst themselves, and they do this via
  98. <!--$v=281288-->a protocol known as CAC, or
  99. <!--$v=283670-->Connection Admission Control. And what they do is,
  100. <!--$v=286372-->based on the
  101. <!--$v=288754-->request that was made from the end stations,
  102. <!--$v=292281-->the switches talk amounts themselves, they check their different
  103. <!--$v=295121-->buffer levels, and their memory buffers,
  104. <!--$v=298144-->and the bandwidth, per-port bandwidth, and they
  105. <!--$v=300709-->answer yes or no, can I accommodate this connection?  And if
  106. <!--$v=303961-->not, they will send back a negotiating value.
  107. <!--$v=306710-->And so, there's this negotiation between the end
  108. <!--$v=310099-->station and the network, which is known as CAC, or
  109. <!--$v=312939-->Call Admission Control, as I said before.  So
  110. <!--$v=315596-->now the connection is made and the user is happy,
  111. <!--$v=318573-->and the application is going along, and then all of a sudden
  112. <!--$v=322146-->there's this rebel application that comes into the network,
  113. <!--$v=324757-->and all of a sudden the end station
  114. <!--$v=327643-->is not conforming to the contract that was made before.
  115. <!--$v=331078-->So now this is where that policing function steps in.
  116. <!--$v=334559-->And that policing function is also known
  117. <!--$v=337399-->as Usage Parameter Control, or UPC.
  118. <!--$v=339781-->And what that policing function does is it says, "Hey," -
  119. <!--$v=342529-->and it's residing on the ingress
  120. <!--$v=345507-->switch into the ATM cloud - and it says, "Hey, this end
  121. <!--$v=348301-->station is not keeping with the traffic contract
  122. <!--$v=351049-->that we had laid out before."  So I have a decision
  123. <!--$v=353522-->to make.  I can either just pass these cells randomly and just let them go,
  124. <!--$v=356866-->or I can start marking that CLP, or that clipper bit,
  125. <!--$v=360256-->the cell loss priority bit, which would say that if there is
  126. <!--$v=363096-->congestion down the road, drop this - this
  127. <!--$v=365569-->will be, you know, eligible for discard first.
  128. <!--$v=368501-->And then finally, I could just - the policing function could also say, "I'm
  129. <!--$v=371570-->just dropping these cells on the spot, because this
  130. <!--$v=374409-->person is causing too much congestion
  131. <!--$v=377387-->at my layer."   So that would be an example of
  132. <!--$v=380135-->isolating the connection - the congestion at that one
  133. <!--$v=383296-->single point.  So, in this connect - in this
  134. <!--$v=386823-->scenario, we have our policeman up there, our UPC.
  135. <!--$v=389846-->And basically, as I said before, the
  136. <!--$v=393281-->policing function can either pass, or mark the clipper bit, or
  137. <!--$v=396487-->simply drop the cell on the spot if there is
  138. <!--$v=399602-->congestion.  Generically, or I should say,
  139. <!--$v=403083-->in the public UNI space,
  140. <!--$v=405969-->this UPC functionality is also known as
  141. <!--$v=408443-->GCRA, or Generic Cell Rate Algorithm.
  142. <!--$v=411557-->So that's worth mentioning, because sometimes if you're
  143. <!--$v=414214-->negotiating with your public service provider, you may have
  144. <!--$v=417512-->to find out, you know, what the GCRA
  145. <!--$v=420443-->parameters are and things like that.
  146. <!--$v=423054-->So moving along with traffic
  147. <!--$v=426444-->management, there's this concept of tail packet
  148. <!--$v=429650-->discard, and the way the tail packet discard works is this:
  149. <!--$v=433223-->tail packet discard works
  150. <!--$v=436063-->such that when cells are passing through the switch
  151. <!--$v=438674-->and when
  152. <!--$v=441376-->congestion starts to be seen, the switch will then
  153. <!--$v=444903-->make a decision to start dropping cells.  Well, rather than just
  154. <!--$v=448018-->start dropping cells randomly, because we saw what can happen
  155. <!--$v=450492-->there with that congestion collapse scenario,
  156. <!--$v=452873-->the switch has to be equipped to be able
  157. <!--$v=456400-->to discard cells all from the same bad packet.
  158. <!--$v=459011-->So, that's the concept with
  159. <!--$v=461576-->tail packet discard, is dropping all the cells
  160. <!--$v=464737-->from the same bad packet, rather than just dropping them randomly.
  161. <!--$v=468264-->And there are basically - and this would be, this is kind of a
  162. <!--$v=471653-->Cisco commercial here, a couple of Cisco's
  163. <!--$v=474768-->ways to deal with traffic management in the LightStream 1010 line.
  164. <!--$v=478249-->We have two different mechanisms
  165. <!--$v=480998-->basically to deal with this.  We have this
  166. <!--$v=483471-->concept of Intelligent Tail Packet Discard, or ITPD,
  167. <!--$v=486907-->which says not only - it's kind of a, you know, it's tail packet discard
  168. <!--$v=490342-->which I just mentioned, which basically will drop all the
  169. <!--$v=492724-->cells from the same bad packet, but in addition, because
  170. <!--$v=495701-->this is AAL5 data traffic, it will take that last
  171. <!--$v=499045-->cell bit and it will turn the clip -
  172. <!--$v=501839-->clipper bit to zero, send it to the destination
  173. <!--$v=504770-->so the destination knows that,
  174. <!--$v=507152-->okay, all the other cells that were involved in this stream were dropped
  175. <!--$v=510496-->previously.  But now what you can do is put together what you got,
  176. <!--$v=512970-->and then go back to the source and have them
  177. <!--$v=515535-->resend what you need right away, rather than waiting for retransmission timers and so forth
  178. <!--$v=519016-->to set to time out and whatnot.  So that's the concept
  179. <!--$v=522176-->of intelligent tail packet discard.
  180. <!--$v=524558-->And then secondly we have this concept known as early packet discard.
  181. <!--$v=528039-->And what early packet discard does is it allows you
  182. <!--$v=531566-->to set up, basically, policies within the network,
  183. <!--$v=534269-->and thresholds, which say, "If this
  184. <!--$v=537063-->threshold is met, this threshold of congestion is met,
  185. <!--$v=539765-->then based on this policy, I want to start dropping
  186. <!--$v=543201-->cells from this type of traffic."
  187. <!--$v=545903-->So, this is the concept of early packet discard.
  188. <!--$v=548652-->So early packet discard tries to
  189. <!--$v=551125-->deal with congestion before it becomes a problem, so
  190. <!--$v=554469-->proactively combating congestion, versus tail packet discard,
  191. <!--$v=558042-->which says, "Wow, there's a lot of congestion, I better
  192. <!--$v=561431-->kick into ITPD mode," if you will.
  193. <!--$v=564180-->So these concepts are both known as -
  194. <!--$v=566561-->the combination of these is known as what Cisco calls UBR+,
  195. <!--$v=569539-->or Unspecified Bit Rate Plus.  Now
  196. <!--$v=572287-->when we talk about - this is a good illustration
  197. <!--$v=575127-->of how this works and why
  198. <!--$v=577646-->this is very important, this concept of, you know, intelligent packet discard
  199. <!--$v=581036-->and intelligent tail packet discard, and so forth.
  200. <!--$v=584334-->Essentially on the top here, we see that  maybe we're getting more
  201. <!--$v=587540-->cells through the switch, however
  202. <!--$v=590288-->the problem is that when the cells get to the destination,
  203. <!--$v=592945-->how many are useable if when you put them back into the
  204. <!--$v=595922-->packet format there are some cells missing?  They're going to have to ask
  205. <!--$v=599083-->for a re-transmission.  So essentially the bottom
  206. <!--$v=602473-->piece of this diagram here, which
  207. <!--$v=605450-->shows the switch with intelligent packet discard,
  208. <!--$v=608290-->it just simply dropped everything from that blue stream,
  209. <!--$v=611450-->and just tried to concentrate on the red and yellow stream.  And incidentally,
  210. <!--$v=614840-->in the long run, what we've done is we've
  211. <!--$v=617359-->maximized what's called "goodput," or the number of
  212. <!--$v=620749-->useable packets that reach the destination.  So
  213. <!--$v=623268-->incidentally, it's very important when looking at
  214. <!--$v=626429-->ATM vendors it's not just cell-in, cell-out, how fast can you switch cells,
  215. <!--$v=629726-->it's really a concept of being able to
  216. <!--$v=632383-->take advantage of these traffic management techniques
  217. <!--$v=635040-->to maximize goodput.  So finally the
  218. <!--$v=637468-->converse of traffic
  219. <!--$v=640857-->policing would be traffic smoothing,
  220. <!--$v=643560-->or traffic shaping if you will.  And essentially
  221. <!--$v=646812-->where you see traffic shaping is on the egress switch going from
  222. <!--$v=649331-->your private ATM network into the public
  223. <!--$v=652537-->ATM network.  So essentially what you can do here is,
  224. <!--$v=656110-->you can take very bursty traffic
  225. <!--$v=658950-->that might be in your public - your private ATM network, if you will,
  226. <!--$v=662294-->and you can shape it such that even though it's
  227. <!--$v=664676-->going crazy back here in the private arena,
  228. <!--$v=667653-->when it gets out into the public ATM network
  229. <!--$v=670081-->it's moved out there very smoothly in a very contiguous manner
  230. <!--$v=673516-->such that it can comply with whatever your public ATM network has
  231. <!--$v=676631-->given you as far as the
  232. <!--$v=679746-->generic cell rate algorithm and so forth goes.  The
  233. <!--$v=682860-->method I want to mention very quickly by which
  234. <!--$v=685746-->the switch will actually
  235. <!--$v=689319-->enforce the traffic smoothing, the
  236. <!--$v=691930-->traffic shaping, the policing and so forth, is this concept of the
  237. <!--$v=695273-->leaky bucket algorithm.  That is a standard,
  238. <!--$v=697747-->and you can find more information
  239. <!--$v=701136-->on that on the ATM Forum.  It gets a little bit more in depth
  240. <!--$v=704663-->to this talk than I wanted to get, but
  241. <!--$v=708190-->essentially the leaky bucket algorithm
  242. <!--$v=710710-->is a way to use that - the peak
  243. <!--$v=713183-->cell rate, and the maximum burst size, and things like that,
  244. <!--$v=715657-->in order to make sure that traffic is passing through the
  245. <!--$v=718634-->switch at the specified rate.
  246. <!--$v=721932-->So that's the leaky bucket algorithm in a quick
  247. <!--$v=724451-->nutshell, and as I said before I have a listing at the end
  248. <!--$v=727749-->of this talk of a bunch of Web pages
  249. <!--$v=730314-->on which that is mentioned as one of them.
  250. <!--$v=733612-->So we've talked a little bit about
  251. <!--$v=735994-->some generic traffic control techniques for packet discard,
  252. <!--$v=739567-->and now what I'd like to do is talk briefly about
  253. <!--$v=742224-->these available bit rate congestion
  254. <!--$v=745384-->feedback mechanisms that
  255. <!--$v=747949-->are in place in ATM networks.
  256. <!--$v=750881-->Basically, these congestion feedback mechanisms
  257. <!--$v=754087-->use what's called Resource Management
  258. <!--$v=757064-->cells, or RM cells, which are basically
  259. <!--$v=759996-->just cells that are dropped out onto the network as "control"
  260. <!--$v=763156-->cells.  So in that PTI field, in that
  261. <!--$v=765630-->first bit, where we talked about whether or not it was user data
  262. <!--$v=768653-->or control data, the RM, if it's an RM cell, that
  263. <!--$v=771951-->control - it would be indicated there as a control
  264. <!--$v=774882-->cell.  So at any rate,
  265. <!--$v=777448-->there are basically four flavors of this feedback
  266. <!--$v=780150-->mechanism that we're going to talk about.  There's
  267. <!--$v=783494-->EFCI market - marking rather,
  268. <!--$v=786288-->Explicit Forward Congestion Indicator marking,
  269. <!--$v=788853-->and then there's relative rate marking,
  270. <!--$v=791418-->and then there's explicit rate marking,
  271. <!--$v=793800-->and then there's this concept known as Virtual Source/Virtual Destination,
  272. <!--$v=797373-->also known as VS/VD.  So we'll go through each of the
  273. <!--$v=800671-->these right now.  With regard
  274. <!--$v=803602-->to the first one that I mentioned, the EFCI
  275. <!--$v=806671-->marking, the Explicit Forward Congestion Indicator
  276. <!--$v=809145-->marking.  What happens here is we have
  277. <!--$v=812580-->a source workstation which forwards a cell through the ATM
  278. <!--$v=815374-->network and as the - as that
  279. <!--$v=818397-->cell traverses the ATM network in a forward direction,
  280. <!--$v=821924-->the - if the switches along the way
  281. <!--$v=825176-->start to experience congestion, what they'll do is they'll
  282. <!--$v=828703-->set the
  283. <!--$v=831223-->congestion indicator and the -
  284. <!--$v=834017-->so those are now known as - the EFCI is set on those cells.
  285. <!--$v=837223-->As those cells then traverse the destination
  286. <!--$v=840429-->workstation, if you will,
  287. <!--$v=843224-->that destination workstation has the
  288. <!--$v=845972-->ability to drop out those RM cells onto the network
  289. <!--$v=849499-->in a backward direction, so that
  290. <!--$v=852339-->now these resource management cells when
  291. <!--$v=854950-->they reach the source, the source will say, "Oh, the destination's telling me that there is
  292. <!--$v=857973-->a problem because there is congestion in the network."
  293. <!--$v=860904-->Well, then the source can start
  294. <!--$v=863378-->sending slower and whatnot, but as you can see here that
  295. <!--$v=866401-->this feedback loop is really large,
  296. <!--$v=869149-->and there's a lot of burden on the destination to drop out these
  297. <!--$v=871989-->resource management cells.  So
  298. <!--$v=874371-->you know, as it's illustrated here, it looks good on
  299. <!--$v=877028-->paper, but I sometimes wonder
  300. <!--$v=879730-->how effective it actually is, because by the time the
  301. <!--$v=882845-->congestion indicators reach the source to slow down that congestion
  302. <!--$v=886418-->problem could have gone away.  So
  303. <!--$v=889029-->that's one of the shortcomings of EFCI marking, although
  304. <!--$v=891777-->you do see it used.
  305. <!--$v=894204-->Secondly, and a little more effectively, is this concept of
  306. <!--$v=897594-->relative rate marking.  And the way that relative rate marking
  307. <!--$v=901167-->works is this:  essentially if there is
  308. <!--$v=904419-->congestion experienced,
  309. <!--$v=907167-->either in the forward or the backward
  310. <!--$v=909732-->direction, the switches
  311. <!--$v=912206-->can send RM cells, they can just drop RM cells
  312. <!--$v=915550-->into this stream in a backward motion
  313. <!--$v=919122-->saying that there is congestion.  So we're kind
  314. <!--$v=921962-->of shortening the feedback loop a little bit more.  So now
  315. <!--$v=924711-->the onus is no longer on the destination to
  316. <!--$v=928100-->drop out the RM cells, but now the ATM cells in the cloud
  317. <!--$v=931169-->can actually drop them out for the source
  318. <!--$v=933734-->to be aware that there is congestion and it should slow down.
  319. <!--$v=936666-->So that's relative rate marking.  And then finally we have
  320. <!--$v=940101-->explicit rate marking which takes
  321. <!--$v=942529-->us to a whole other level, which gets very fancy,
  322. <!--$v=945827-->whereby if there is congestion,
  323. <!--$v=948438-->you know, starting to be experienced in the network
  324. <!--$v=951781-->what can happen at this point is the
  325. <!--$v=954209-->ATM switches
  326. <!--$v=956591-->can now drop out RM cells in both the forward and the backward
  327. <!--$v=959935-->direction.  And not only can they just
  328. <!--$v=963095-->send out these RM cells that have a generic, like, "Oh there's
  329. <!--$v=966210-->congestion," but they can say, "There's this much
  330. <!--$v=969416-->congestion experienced.  You, Mr. Destination, need to slow down this much," or,
  331. <!--$v=971890-->"There's this
  332. <!--$v=974730-->much congestion, you, Mr. Source, need to slow down this much."
  333. <!--$v=978302-->So being able to say, the switch being able to indicate exactly
  334. <!--$v=981234-->how much the source and destination need to slow down in order to
  335. <!--$v=984486-->maintain this flow control.
  336. <!--$v=986868-->And then finally, we'll see that this
  337. <!--$v=989616-->concept of congestion feedback
  338. <!--$v=992090-->really shortens that congestion feedback loop down when we get
  339. <!--$v=995296-->to VS/VD, Virtual Source/Virtual Destination.
  340. <!--$v=998686-->Essentially what happens here is the
  341. <!--$v=1002029-->feedback loop is broken down between
  342. <!--$v=1004457-->two switches within the ATM cloud.  So in this case
  343. <!--$v=1007984-->the two ATM
  344. <!--$v=1010824-->switches in the middle will talk amongst themselves
  345. <!--$v=1013847-->to try to combat congestion at an even closer range.
  346. <!--$v=1017008-->Now, what I'd  like to mention here is that
  347. <!--$v=1019619-->this congestion feedback mechanism for VS/VD, this is mainly for wide area networks
  348. <!--$v=1022596-->where you might have, you know,
  349. <!--$v=1025711-->a sprawling amount of ATM switches.
  350. <!--$v=1028505-->VS/VD is actually supported on the
  351. <!--$v=1031803-->StrataCom line of Cisco ATM
  352. <!--$v=1034963-->switches, whereas the
  353. <!--$v=1037437-->relative rate marking and EFCI marking and so forth
  354. <!--$v=1040597-->are seen on the LightStream 1010
  355. <!--$v=1043804-->campus ATM switches, if you will. So, that's really the differentiator.
  356. <!--$v=1047239-->And then what always come to my mind is, you know,
  357. <!--$v=1050079-->when you start looking at different vendors and overhead taken
  358. <!--$v=1053423-->it's kind of like well, do you get into a situation where you're
  359. <!--$v=1055850-->spending more time trying to proactively combat things
  360. <!--$v=1059057-->versus, you know, spending more CPU cycles on that, versus
  361. <!--$v=1062446-->spending it just on moving cells faster.
  362. <!--$v=1064920-->So there becomes this diminishing return that, you know,
  363. <!--$v=1067897-->that different vendors have to reach.
  364. <!--$v=1070508-->So I would urge you that if you did want to use these congestion
  365. <!--$v=1073119-->feedback mechanisms, you know, no matter who the vendor is,
  366. <!--$v=1076188-->is to make sure that the -
  367. <!--$v=1079394-->this - there's a good level there of CPU versus
  368. <!--$v=1082600-->what you're trying to avoid in the first place.
  369. <!--$v=1085120-->Finally, with regard to traffic control
  370. <!--$v=1087960-->techniques is the concept of how buffers work in an ATM
  371. <!--$v=1090341-->network, and right here I would just want to
  372. <!--$v=1093823-->quickly reiterate the difference between
  373. <!--$v=1096892-->a frame switch and a cell switch with regard to buffers.
  374. <!--$v=1100144-->Essentially, in a frame switch, or a packet switch,
  375. <!--$v=1103579-->buffers can be distributed on a per-port
  376. <!--$v=1106969-->basis and you just need big buffers to combat
  377. <!--$v=1109763-->congestion and whatnot,
  378. <!--$v=1112786-->and head of line blocking and that sort of thing.
  379. <!--$v=1115259-->With an ATM switch, however, usually
  380. <!--$v=1118053-->what you'll see is that the buffers are centrally located.
  381. <!--$v=1120848-->And the reason is is that now when a pack - when
  382. <!--$v=1123367-->a cell actually traverses a cell switch, the
  383. <!--$v=1126573-->buffers are not just FIFO buffers, where it's first-in first-out for example,
  384. <!--$v=1130009-->but rather it's this concept of being able
  385. <!--$v=1132757-->to take traffic mixes of CBR, and UBR, and VBR, and whatnot,
  386. <!--$v=1136284-->and being able to accommodate one priority traffic
  387. <!--$v=1139628-->over another.  And having a centralized
  388. <!--$v=1142147-->cell buffer pool, if you will, is one way of
  389. <!--$v=1145078-->doing that.  So that's an important
  390. <!--$v=1147964-->thing to note with regard to buffering.
  391. <!--$v=1151400-->So moving along now,
  392. <!--$v=1154194-->we'll talk now about some of the ATM
  393. <!--$v=1156575-->transport standards that are available today.
  394. <!--$v=1159553-->And first we'll start talking about
  395. <!--$v=1162072-->the - we'll talk a little bit about the ATM Forum and where that started.
  396. <!--$v=1165599-->Then we'll talk about the ATM UNI.
  397. <!--$v=1168347-->There is UNI 3.0 and 3.1
  398. <!--$v=1171325-->and 4.0.  And we'll talk about the ILMI
  399. <!--$v=1174577-->address management, and then finally we'll talk about
  400. <!--$v=1177188-->the ATM NNI.
  401. <!--$v=1179890-->So first just to take note,
  402. <!--$v=1182272-->the ATM Forum was actually founded in the fall of 1991,
  403. <!--$v=1185799-->and Cisco, along with several others,
  404. <!--$v=1188318-->were co-founding members, if you will.  It's now a worldwide
  405. <!--$v=1191891-->forum with over 700 members.
  406. <!--$v=1194365-->And the main works that they have come out with
  407. <!--$v=1197067-->in the past several years are the UNI
  408. <!--$v=1200457-->and NNI signaling,
  409. <!--$v=1202976-->known as UNI 3.0, 3.1 etc., and PNNI,
  410. <!--$v=1206503-->and LANE, LAN Emulation, and MPOA,
  411. <!--$v=1209892-->Multi-Protocol Over ATM.  Those are examples of what the ATM
  412. <!--$v=1213282-->Forum has worked on.  And
  413. <!--$v=1215664-->finally, on this slide we also see a listing
  414. <!--$v=1218779-->for the ATM Forum Web page, which I would urge you
  415. <!--$v=1221756-->to become, you know, become active on that page if you're
  416. <!--$v=1224367-->interested in the trends with regard to ATM.
  417. <!--$v=1227390-->There is a monthly newsletter that comes
  418. <!--$v=1230825-->out known - they call it <I>53 Bytes</I>.
  419. <!--$v=1233253-->Go figure.  And so the <I>53 Byte Newsletter</I>
  420. <!--$v=1235726-->comes out monthly and I would urge
  421. <!--$v=1239253-->you if you want to keep up with the specifications that are in
  422. <!--$v=1242414-->ballot right now and whatnot, that
  423. <!--$v=1245162-->is a good one shot
  424. <!--$v=1248414-->publication to get.
  425. <!--$v=1251071-->So when we talk about ATM transport standards, let's
  426. <!--$v=1254644-->first talk about - we talked about the UNI in a very generic
  427. <!--$v=1258079-->way, the way that, you know, it was a user workstation talking to an
  428. <!--$v=1261194-->ATM cloud, if you will, or non-ATM
  429. <!--$v=1263713-->device talking into an ATM switch.
  430. <!--$v=1266645-->So, at any rate, we have the UNI 3.0
  431. <!--$v=1269576-->and 3.1 as two ways that this is
  432. <!--$v=1272737-->defined.  It should be noted that 3.0 and 3.1 are not
  433. <!--$v=1275943-->interoperable.  So if you're using,
  434. <!--$v=1278508-->obviously, 3.0 in your network, you want to make sure it's 3.0
  435. <!--$v=1281257-->across the board.  And the reason that they're not
  436. <!--$v=1284142-->interoperable, and you'll hear bits and pieces on this,
  437. <!--$v=1287349-->but basically UNI 3.0
  438. <!--$v=1290509-->uses data link signaling protocol known as Q.SAAL,
  439. <!--$v=1293807-->whereas the 3.1 standard uses
  440. <!--$v=1296510-->the data link signaling known as SSCOP,
  441. <!--$v=1299441-->or Service-Specific Convergence Protocol.
  442. <!--$v=1302144-->So they are not interoperable is the main
  443. <!--$v=1305167-->thing to get there.
  444. <!--$v=1307640-->When we talk about the ATM
  445. <!--$v=1310847-->Forum and we talk about the UNI,
  446. <!--$v=1313458-->it's important to - one of the things that we really need to appreciate
  447. <!--$v=1316801-->about what the ATM Forum has done for us is this concept of
  448. <!--$v=1319458-->automatic address management.  So,
  449. <!--$v=1322527-->here for example is an example of an ATM address,
  450. <!--$v=1326054-->and this is known and as NSAP address,
  451. <!--$v=1328482-->which is 20 bytes long, or 40 digits.
  452. <!--$v=1331184-->And Network Service Access Point is kind of
  453. <!--$v=1334574-->the - an OSI term that
  454. <!--$v=1337185-->kind of applies to the way that this - the ATM
  455. <!--$v=1340437-->address is built.  But at any rate,
  456. <!--$v=1343093-->there are several types of ATM addresses out there.  There's
  457. <!--$v=1346117-->this NSAP address which is used for private
  458. <!--$v=1349552-->ATM clouds, if you will.  And then there's a public
  459. <!--$v=1352987-->address space known as E.164
  460. <!--$v=1355781-->addresses, which are 15 digits long.
  461. <!--$v=1358621-->And then - so what we need is, between the public
  462. <!--$v=1362057-->and the private sector we need some kind of mechanism to
  463. <!--$v=1365584-->tie them together. So there is a standard known as E.161
  464. <!--$v=1368882-->that will basically translate between our
  465. <!--$v=1371905-->40-digit NSAP addresses, and our 15-digit
  466. <!--$v=1375111-->E.164
  467. <!--$v=1378455-->addresses.  So at any rate
  468. <!--$v=1381478-->the - moving right along here,
  469. <!--$v=1384043-->let's just get an idea of what a real NSAP
  470. <!--$v=1386654-->address look like.  In your network what would a real NSAP address look like?
  471. <!--$v=1389952-->Well, this is what it would basically look like, and I've broken it down into
  472. <!--$v=1393296-->this ATM prefix and then the MAC address.
  473. <!--$v=1396136-->And
  474. <!--$v=1398517-->then there's that - the yellow area there that's known as the selector byte.
  475. <!--$v=1401678-->And incidentally the selector byte is used
  476. <!--$v=1404151-->differently by different vendors, and if you're using a Cisco
  477. <!--$v=1407312-->product, one thing to note is that the selector byte can be a good
  478. <!--$v=1410335-->indicator of what sub-interface on the router
  479. <!--$v=1413725-->switch is being used.  So that's a good troubleshooting mechanism
  480. <!--$v=1417297-->there.  But at any rate, you have this ATM
  481. <!--$v=1419725-->prefix, and then the MAC.  And the MAC address is just really the burned-in MAC
  482. <!--$v=1422840-->address of the end station.  So
  483. <!--$v=1425588-->when we look at this NSAP address,
  484. <!--$v=1429115-->and we think about how does that
  485. <!--$v=1432230-->NSAP address get to the end station?  Well, essentially -
  486. <!--$v=1435803-->I myself would not want to
  487. <!--$v=1438826-->go to each end station and type that in, and I
  488. <!--$v=1441437-->don't think any of you would either - but essentially
  489. <!--$v=1444185-->what the ATM Forum has done is within the UNI
  490. <!--$v=1447712-->spec they have penciled in this
  491. <!--$v=1451056-->concept of ILMI automatic addresses management,
  492. <!--$v=1454170-->Interim Local Management Interface
  493. <!--$v=1456690-->auto address management.  And the way that
  494. <!--$v=1459163-->this works is that the end station is aware of its MAC
  495. <!--$v=1462599-->address, its burned-in MAC address, and
  496. <!--$v=1465301-->the end station will then talk to
  497. <!--$v=1468004-->the ATM switch over a well-known VPI/VCI 0.16,
  498. <!--$v=1471576-->and  it will say, "Hey, Mister
  499. <!--$v=1474279-->ATM switch, I know my MAC address.  Can you please send me
  500. <!--$v=1477760-->my ATM prefix?"  The switch will then, via
  501. <!--$v=1481058-->ILMI, send back the ATM prefix to the end station.
  502. <!--$v=1484264-->The end station will put together the ATM
  503. <!--$v=1487654-->prefix with its MAC address, and then tag on the
  504. <!--$v=1490952-->selector byte, and then there you have it.  You have the ATM
  505. <!--$v=1493563-->address configured on the end station without
  506. <!--$v=1497090-->manual configuration.  So, the ATM Forum has
  507. <!--$v=1500067-->really saved us from having to go around and type in a
  508. <!--$v=1503319-->40-digit address per ATM end station.
  509. <!--$v=1506205-->That's very key in this whole development.
  510. <!--$v=1509411-->One thing
  511. <!--$v=1512251-->that is worth mentioning here is that UNI 3.X
  512. <!--$v=1515366-->or 3.0 and 3.1 - there are two
  513. <!--$v=1518023-->basic types of connections.  There's a point-to-point
  514. <!--$v=1521046-->connection, it can be uni-directional or bi-directional, and that's all straightforward.
  515. <!--$v=1523794-->However,
  516. <!--$v=1526176-->UNI 3.X becomes a little convoluted when we start looking at point-to-multipoint
  517. <!--$v=1529428-->connections.
  518. <!--$v=1531993-->Because ATM is a connection oriented network,
  519. <!--$v=1535108-->this can become kind of a
  520. <!--$v=1537994-->problem point in an ATM network.
  521. <!--$v=1540650-->And with UNI 3.X we have a root or
  522. <!--$v=1544177-->a - the main device over here,
  523. <!--$v=1546605-->which has then several leaves
  524. <!--$v=1549033-->coming off of it, maybe in the case of a multicast.
  525. <!--$v=1551460-->And in this case, in UNI 3.X
  526. <!--$v=1554300-->applications, each - when a leaf
  527. <!--$v=1556819-->wants to join a - there's no concept of group addressing,
  528. <!--$v=1559934-->so the root has to incrementally add
  529. <!--$v=1562408-->the leaves that want to be part of like a multicast,
  530. <!--$v=1565843-->if you will.  So this can be -
  531. <!--$v=1568729-->this can present somewhat of a problem
  532. <!--$v=1571248-->and it is addressed in UNI 4.0.
  533. <!--$v=1574042-->Essentially, UNI 4.0
  534. <!--$v=1577157-->is basically
  535. <!--$v=1579768-->an arm of another document known
  536. <!--$v=1582974-->as signaling 4.0.
  537. <!--$v=1585356-->So we have signaling 4.0, which contains UNI 4.0
  538. <!--$v=1588883-->and also our friend traffic management 4.0.
  539. <!--$v=1591906-->And so traffic management 4.0 would be things like
  540. <!--$v=1594975-->the CBR, VBR,
  541. <!--$v=1598136-->and that sort of thing, and peak cell rate,
  542. <!--$v=1600609-->and etc., the traffic descriptors.  UNI 4.0
  543. <!--$v=1603861-->is another flavor of UNI, if you will,
  544. <!--$v=1606930-->that basically has
  545. <!--$v=1609404-->support for multicast.  So we can now - we now
  546. <!--$v=1612793-->have a concept of group addressing, and a concept
  547. <!--$v=1615358-->of leaf initiated joins.
  548. <!--$v=1617740-->Additionally with UNI 4.0,
  549. <!--$v=1620305-->Quality of Service definitions will be able to
  550. <!--$v=1622687-->be applied at the virtual channel level.
  551. <!--$v=1625252-->So, better Quality of Service definitions will also happen with UNI 4.0.
  552. <!--$v=1628779-->And UNI 4.0
  553. <!--$v=1631665-->is a standard today, it is being used.
  554. <!--$v=1634276-->And it should be mentioned that UNI 4.0
  555. <!--$v=1637345-->is part of what the ATM Forum calls the Anchorage Accord.
  556. <!--$v=1640688-->And what that means is that other protocol,
  557. <!--$v=1644078-->other UNIs that will follow UNI 4.0 will be
  558. <!--$v=1647330-->backward compatible with UNI 4.0.
  559. <!--$v=1649758-->So, we've talked about UNI now and all
  560. <!--$v=1652827-->of its flavors.  Now I'd like to talk about the NNI,
  561. <!--$v=1655941-->and we basically have two flavors
  562. <!--$v=1658323-->of the NNI protocol that were developed by the ATM Forum.
  563. <!--$v=1661621-->We have IISP, or the
  564. <!--$v=1665194-->Interim Inter-Switch Protocol - Interim Inter-switch Signaling Protocol
  565. <!--$v=1668400-->I should say.  And that's also known as
  566. <!--$v=1671057-->PNNI Phase 0.  And then we have the dynamic
  567. <!--$v=1674538-->routing protocol known as PNNI, just regular PNNI
  568. <!--$v=1677699-->phase one, which is the one that we - it's more dynamic,
  569. <!--$v=1680814-->takes advantage of Quality of Service.  So,
  570. <!--$v=1683837-->prior to talking about that, just to draw
  571. <!--$v=1687272-->a comparison again with our packet-based networks,
  572. <!--$v=1689654-->traditionally in a router-based network, shown here,
  573. <!--$v=1692906-->you might use protocols such as RIP, and IGRP,
  574. <!--$v=1696158-->and OSPF, and EIGRP, in order to
  575. <!--$v=1699044-->determine the best path through the network.
  576. <!--$v=1702113-->And each of those different routing protocols for
  577. <!--$v=1705228-->TCP/IP has different algorithms in place
  578. <!--$v=1707930-->and different
  579. <!--$v=1710541-->types of techniques that they use in order to keep track
  580. <!--$v=1713610-->of IP routes and update IP routes and whatnot.  So,
  581. <!--$v=1716496-->if we were going to make a comparison with ATM,
  582. <!--$v=1719473-->really these  -  this IISP
  583. <!--$v=1722954-->and PNNI are really just different ways
  584. <!--$v=1725702-->to do ATM-based routing, if you will.
  585. <!--$v=1729275-->So that's really - I just want to
  586. <!--$v=1732527-->make that distinction that - just so that we know
  587. <!--$v=1734955-->that these are really like ATM routing protocols.  That's the way that
  588. <!--$v=1737795-->I think of it.  When we talk about
  589. <!--$v=1740543-->first - IISP, or Interim Inter-switch Signaling Protocol,
  590. <!--$v=1744116-->it gets a little convoluted.  And
  591. <!--$v=1747551-->basically, the way that IISP works is
  592. <!--$v=1750666-->you define static routes in the ATM switches, and you can have multiple
  593. <!--$v=1753689-->
  594. <!--$v=1756071-->routes, going between switches,
  595. <!--$v=1758453-->from your source A to your destination B.
  596. <!--$v=1761339-->And what then happens is
  597. <!--$v=1763812-->it is dynamic in that when the call is actually set up,
  598. <!--$v=1767293-->even though these - the connection
  599. <!--$v=1770408-->between the switches is an NNI connection,
  600. <!--$v=1773065-->they'll use this forum of UNI 3.0 and 3.1
  601. <!--$v=1776409-->signaling in order to bring up a call based on the
  602. <!--$v=1779936-->static routes that were put in from the ATM perspective.
  603. <!--$v=1782775-->So, really this was just a way for the
  604. <!--$v=1786165-->ATM Forum to say, "You know, we're not going to be ready with the real PNNI for a while,
  605. <!--$v=1789555-->so let's take advantage of what we do have, which is UNI,
  606. <!--$v=1792898-->to build the routes - to actually build the
  607. <!--$v=1796334-->connections dynamically
  608. <!--$v=1798807-->but having the routes there statically."  Incidentally,
  609. <!--$v=1802334-->IISP is very effective for
  610. <!--$v=1804991-->smaller networks and whatnot, and
  611. <!--$v=1807464-->also for networks that aren't yet ready to
  612. <!--$v=1810442-->take advantage of Quality of Service,
  613. <!--$v=1813465-->because IISP offers no Quality of Service.
  614. <!--$v=1816809-->With PNNI,
  615. <!--$v=1819374-->PNNI Phase I, which is where we are today,
  616. <!--$v=1822901-->essentially PNNI is a routing protocol
  617. <!--$v=1826382-->in that it will find you the best route through the
  618. <!--$v=1829039-->network, but not only will it find you the best route
  619. <!--$v=1831787-->or, you know, be there for reachability
  620. <!--$v=1834214-->but it will also work as a signaling protocol.
  621. <!--$v=1836688-->And when I say it works as a signaling protocol what I mean is
  622. <!--$v=1840123-->that it can also gauge and route
  623. <!--$v=1843055-->cells through the network based on Quality of Service
  624. <!--$v=1846444-->definitions as well. So,
  625. <!--$v=1849559-->when we look at PNNI as a routing protocol
  626. <!--$v=1852903-->it looks very much like
  627. <!--$v=1856292-->OSPF. There are a couple of elements
  628. <!--$v=1858858-->of PNNI that are analogous to OSPF.
  629. <!--$v=1861926-->Starting with a PG, or a peer group -
  630. <!--$v=1864537-->a peer group is a set of switches that
  631. <!--$v=1867469-->interrelate in the same way that maybe an OSPF area
  632. <!--$v=1870171-->might relate in OSPF terms.
  633. <!--$v=1872645-->And then there's a concept of a peer group leader, or a PGL,
  634. <!--$v=1876126-->which is in charge of talking - of this area
  635. <!--$v=1879424-->talking to everyone else's area.
  636. <!--$v=1881806-->So the peer group leader could be
  637. <!--$v=1884508-->analogous to the designated router, if you will, within OSPF.
  638. <!--$v=1887440-->Or the
  639. <!--$v=1890188-->area border router, or the ABR, in OSPF.
  640. <!--$v=1893074-->So the other thing that
  641. <!--$v=1896051-->makes PNNI look very much like OSPF is just the
  642. <!--$v=1899303-->fact that it works as a link state data base.
  643. <!--$v=1902052-->So for example, it's a link state routing protocol in that
  644. <!--$v=1905624-->each switch will keep a copy of
  645. <!--$v=1908648-->all the other switches' data bases within its own -
  646. <!--$v=1911671-->within its own data base such that it always
  647. <!--$v=1914373-->knows where - it has a full map of the network, if you will.
  648. <!--$v=1917396-->Rather than hop by hop, which would be the case with RIP or
  649. <!--$v=1920190-->IGRP for example. So this is how PNNI -
  650. <!--$v=1923672-->this is, you know, a very rough
  651. <!--$v=1926374-->way that PNNI looks
  652. <!--$v=1928848-->and it can be very hierarchical, so it can be very
  653. <!--$v=1931825-->powerful. You can get something like a hundred different hierarchies
  654. <!--$v=1935031-->within PNNI and the reason is
  655. <!--$v=1937505-->is that that incept address is so long that you can
  656. <!--$v=1940299-->accommodate several different hierarchies within there.
  657. <!--$v=1943551-->One - so we've talked about now PNNI as a routing
  658. <!--$v=1946712-->protocol and how it really looks and smells like OSPF.
  659. <!--$v=1949185-->Now as a signaling protocol,
  660. <!--$v=1952162-->where Quality of Service is brought into the equation,
  661. <!--$v=1955277-->what we have is a - this concept
  662. <!--$v=1958529-->of call admission control, which I've mentioned
  663. <!--$v=1961873-->before, whereby if a connection
  664. <!--$v=1964713-->is made from the source to the destination
  665. <!--$v=1967919-->in - during the connection or the call setup phase
  666. <!--$v=1970530-->this call admission control will
  667. <!--$v=1972958-->happen, whereby the different switches in the network
  668. <!--$v=1975843-->will negotiate among themselves to make sure that they cannot
  669. <!--$v=1979370-->only provide the route to the destination,
  670. <!--$v=1982119-->but that they can provide the Quality of Service that's also being
  671. <!--$v=1985279-->asked for by the source. So let's say we
  672. <!--$v=1988211-->meet - we reach a point in the B portion of this network,
  673. <!--$v=1991738-->B.3, and all of a sudden that switch says,
  674. <!--$v=1994303-->"I do not have enough buffers," or, "I
  675. <!--$v=1996685-->do not have enough port bandwidth to be able to handle this connection in this way."
  676. <!--$v=2000258-->Then what will happen is this process known as
  677. <!--$v=2003235-->crank-back. And what crank-back does, it will
  678. <!--$v=2005937-->crank back the connection that was made back to the
  679. <!--$v=2009327-->ingress point into that peer group B and it'll
  680. <!--$v=2012350-->reroute the call through
  681. <!--$v=2015740-->an alternate route.  It will reconnect the call through an alternate route
  682. <!--$v=2019221-->that can accommodate the Quality of Service parameters being
  683. <!--$v=2022107-->asked for. So this concept of crank-back and rerouting
  684. <!--$v=2025313-->is very important, and this all happens during the
  685. <!--$v=2028565-->call setup portion of the call.
  686. <!--$v=2031176-->So,
  687. <!--$v=2033649-->that was PNNI in a nutshell.  And now what I'd like
  688. <!--$v=2036947-->to do is talk about the crux of some of the ways that we can
  689. <!--$v=2039650-->keep our legacy local area networks
  690. <!--$v=2042581-->in place, or our legacy campus networks in place
  691. <!--$v=2045055-->while still utilizing some of the powers of ATM
  692. <!--$v=2048261-->within the network. So,
  693. <!--$v=2050643-->some of the - we'll first talk about some of the challenges
  694. <!--$v=2053529-->with, you know, maintaining what you have and integrating
  695. <!--$v=2056048-->ATM into a solution, and then we'll
  696. <!--$v=2058888-->talk about some of the standards that are more
  697. <!--$v=2061636-->prevalent today, are more
  698. <!--$v=2064339-->noteworthy, such as LANE 1.0, LANE 2.0,
  699. <!--$v=2067224-->and then finally MPOA, or multi-protocol over ATM.
  700. <!--$v=2070797-->So first just to touch briefly on the
  701. <!--$v=2074233-->challenges that are involved.
  702. <!--$v=2076614-->Basically there are three challenges that I see.
  703. <!--$v=2079638-->The first one is there is no real API or application programming
  704. <!--$v=2083210-->interface that is made to accommodate
  705. <!--$v=2086188-->ATM traffic just yet.  So there's no - there's no real,
  706. <!--$v=2089715-->you know, application program interface that is going to accommodate
  707. <!--$v=2093150-->ATM addressing, or is going to accommodate
  708. <!--$v=2095898-->Quality of Service and that sort of thing.
  709. <!--$v=2098280-->So that's the first kind of fallback, if you will, or the first hurdle
  710. <!--$v=2101807-->that we're going to see. The second one is that because
  711. <!--$v=2105014-->ATM is an NBMA, or a Non-Broadcast Media
  712. <!--$v=2108449-->Access, and we're mainly working
  713. <!--$v=2111518-->in campus environments with chatty protocols such as IP and
  714. <!--$v=2114907-->IPX there has to be some kind of
  715. <!--$v=2117289-->mechanism in an ATM network to
  716. <!--$v=2119809-->be able to handle broadcasts and multicasts
  717. <!--$v=2122465-->very efficiently.  So broadcast
  718. <!--$v=2124893-->handling is another hurdle that we need to overcome
  719. <!--$v=2128145-->when we start introducing ATM into our traditional campus networks.
  720. <!--$v=2131306-->And then finally a picture to kind of illustrate
  721. <!--$v=2134695-->that there are several layers of addressing
  722. <!--$v=2138039-->now at work within the ATM - within the network itself.  So we have
  723. <!--$v=2141474-->our regular burned-in MAC addresses at some
  724. <!--$v=2143994-->point, and then we have our network addresses on our end stations, like IP,
  725. <!--$v=2147566-->or IPX internal network numbers, and then we have our ATM
  726. <!--$v=2150956-->addresses. So, we need now just yet another layer of
  727. <!--$v=2154117-->address resolution, if you will.  So these multiple
  728. <!--$v=2157552-->layers of addressing also need to be
  729. <!--$v=2161033-->addressed.  And the way that these
  730. <!--$v=2163919-->problems are addressed are through several
  731. <!--$v=2166392-->standards.  The IETF came up with two
  732. <!--$v=2169141-->standards - oh, more than two but
  733. <!--$v=2171614-->the two that are relevant to this talk are
  734. <!--$v=2174591-->RFC1483 and RFC1577.
  735. <!--$v=2177889-->RFC1483
  736. <!--$v=2180958-->is basically a
  737. <!--$v=2184439-->way to set up static routers within an ATM network
  738. <!--$v=2187325-->and it's used very widely today, actually,
  739. <!--$v=2190073-->in smaller routed networks, for
  740. <!--$v=2192455-->example, but we're not going to touch too much on that.
  741. <!--$v=2195524-->Secondly, there is
  742. <!--$v=2198089-->RFC1577, which is classical IP and ARP
  743. <!--$v=2201525-->over ATM.  And this - classical IP and ARP over ATM,
  744. <!--$v=2204868-->or 1577, is very
  745. <!--$v=2208166-->useful in IP-only networks that are not
  746. <!--$v=2211648-->broadcast intensive and that are not very, I would say -
  747. <!--$v=2215175-->that don't need real high
  748. <!--$v=2218243-->network availability because, for example,
  749. <!--$v=2220763-->if a component of RFC1577 goes away like
  750. <!--$v=2224336-->something called an ARP server that does this IP
  751. <!--$v=2227267-->address to ATM address resolution,
  752. <!--$v=2229649-->if that goes away on the network there's no provision
  753. <!--$v=2232626-->for a backup, for example. So I've
  754. <!--$v=2235100-->decided to focus mainly on LANE, LAN Emulation, and
  755. <!--$v=2238352-->MPOA, or Multi-Protocol Over ATM,
  756. <!--$v=2240871-->in this talk today. So
  757. <!--$v=2243848-->starting out with LANE 1.0 which has been out there
  758. <!--$v=2246872-->for quite some time - there are a lot of proven networks using LANE today.
  759. <!--$v=2249986-->Essentially, what happens with LANE 1.0
  760. <!--$v=2253193-->is that you can have your legacy
  761. <!--$v=2255666-->network - maybe you'll have a, you know, a switch
  762. <!--$v=2258369-->with a bunch of Ethernet clients on it, like a Catalyst
  763. <!--$v=2261392-->5500 for example, and then you'll have one card
  764. <!--$v=2264140-->within that switch that is known as a LANE
  765. <!--$v=2266980-->card, and it may have an OC-3 pipe into an ATM switch
  766. <!--$v=2270507-->that - so in other words,
  767. <!--$v=2273164-->the Ethernet
  768. <!--$v=2276233-->clients don't even know that ATM is running out there. So it's a really good way
  769. <!--$v=2279760-->to preserve your current infrastructure for example.
  770. <!--$v=2282737-->So when you - when we talk about LANE 1.0
  771. <!--$v=2285577-->we have to make sure that there are LAN switches that have an ATM
  772. <!--$v=2288783-->adapter, if you will, that talk LANE, that
  773. <!--$v=2291394-->can do the translation for the Ethernet clients.  Or if you
  774. <!--$v=2294097-->have a server that you want to speak LANE you would have to make
  775. <!--$v=2297349-->sure that the NIC card in the server supported LANE directly.
  776. <!--$v=2300647-->And, again, if you had a router that you wanted
  777. <!--$v=2303166-->to support LANE it would also have an ATM card
  778. <!--$v=2305548-->that would be - that would operate the LANE
  779. <!--$v=2308892-->protocol. So,
  780. <!--$v=2311319-->how does LANE actually work?  Well, there's several
  781. <!--$v=2314663-->pieces of terminology, believe it or not, within LANE
  782. <!--$v=2317915-->that need to be understood first.
  783. <!--$v=2320389-->The first is this concept of a LAN Emulation
  784. <!--$v=2323091-->client. And a LAN Emulation client is
  785. <!--$v=2325565-->just any ATM - ATM attached
  786. <!--$v=2329046-->device in the LANE cloud that requests
  787. <!--$v=2331977-->services throughout the network.  And when we talk about the
  788. <!--$v=2334955-->services that - this brings up the next
  789. <!--$v=2337611-->few pieces of LANE terminology.
  790. <!--$v=2340085-->The services are the
  791. <!--$v=2342558-->LECS, or the LAN Emulation Configuration Server.
  792. <!--$v=2345490-->And the LAN Emulation configuration server
  793. <!--$v=2348421-->is just a way for clients to be initialized
  794. <!--$v=2350895-->as they join a LANE network.  And then we have
  795. <!--$v=2354239-->the LAN Emulation server. And the LAN Emulation
  796. <!--$v=2357674-->server's main job is to do the ATM
  797. <!--$v=2361109-->address to - or MAC address to ATM address resolution.
  798. <!--$v=2364361-->And then finally we have the Broadcast and Unknown
  799. <!--$v=2367797-->Server, or the BUS - and usually the LES/BUS work together.
  800. <!--$v=2370637-->And the broadcast and unknown server is,
  801. <!--$v=2373980-->you guessed it, it's for broadcast and - broadcast
  802. <!--$v=2376729-->packets, and also for packets which are -
  803. <!--$v=2379798-->have an unknown destination. So that's the
  804. <!--$v=2382683-->broadcast and unknown server. Incidentally, when I was
  805. <!--$v=2386073-->talking about the LES the -
  806. <!--$v=2388684-->basically the job of the LES is to translate
  807. <!--$v=2391570-->MAC address to ATM address. This is what makes LANE
  808. <!--$v=2394593-->usable for multiple protocols
  809. <!--$v=2396975-->is because now we're not doing IP address to
  810. <!--$v=2399356-->ATM address resolution, but rather we're doing MAC
  811. <!--$v=2402792-->address to ATM address resolution. So,
  812. <!--$v=2405448-->just wanted to kind of clarify that. The best
  813. <!--$v=2408151-->way to talk about LANE is really to have an example.
  814. <!--$v=2410762-->And essentially what happens in a LANE
  815. <!--$v=2414106-->network is there are several virtual
  816. <!--$v=2416808-->channels that are created - or virtual channel connections that are
  817. <!--$v=2419602-->created, and this is all done automatically over SVCs.
  818. <!--$v=2423038-->SVCs, or Switch Virtual Circuits, are a
  819. <!--$v=2426015-->prerequisite for this technology, and essentially
  820. <!--$v=2429267-->what happens is one client will - if a
  821. <!--$v=2432840-->client wants to establish a connection with another client what that client
  822. <!--$v=2436321-->will do is first it will talk to its LECS, or the
  823. <!--$v=2439115-->LAN Emulation Configuration Server, and that LAN Emulation configuration
  824. <!--$v=2442321-->server will say, "You,
  825. <!--$v=2444795-->Mr. End Station need to be in this
  826. <!--$v=2447177-->emulated LAN, or ELAN, and this is your -
  827. <!--$v=2450337-->the address of your LAN Emulation server that you'll be working with today."
  828. <!--$v=2453269-->And then the
  829. <!--$v=2456796-->LAN Emulation client says, "Thank you very much," and it makes a
  830. <!--$v=2459269-->connection with the LAN Emulation server, and then as the LAN
  831. <!--$v=2462796-->emulation server is
  832. <!--$v=2465316-->negotiate - or trying to resolve, rather, the ATM address to - the
  833. <!--$v=2468888-->MAC address to ATM address resolution, the connection
  834. <!--$v=2472003-->is also made to the broadcast and unknown server
  835. <!--$v=2474522-->to start getting packets forwarded out to
  836. <!--$v=2477179-->the destination until the resolution is made.
  837. <!--$v=2479744-->Once the resolution is made
  838. <!--$v=2482172-->we get to our end goal in LANE, which is basically
  839. <!--$v=2485195-->what's called a data direct VCC, or a
  840. <!--$v=2488172-->data direct Virtual Channel Connection, between
  841. <!--$v=2491104-->the source LEC and the destination LEC.
  842. <!--$v=2494356-->So essentially, all these
  843. <!--$v=2497104-->steps have to happen and there're all these different types of VCCs
  844. <!--$v=2499715-->that have to be available in order for just one client
  845. <!--$v=2503288-->to talk to another client. But within
  846. <!--$v=2505807-->ATM this is an important
  847. <!--$v=2508372-->specification when we start to look at preserving our current
  848. <!--$v=2511808-->network and our current Ethernet LANs, if you will.
  849. <!--$v=2515380-->So LANE 1.0 does have some
  850. <!--$v=2518312-->deficiencies, if you will, that are
  851. <!--$v=2521702-->addressed in what was just ratified as LANE 2.0.
  852. <!--$v=2524725-->And LANE 2.0 is made up of two components,
  853. <!--$v=2527656-->one of which is done now.
  854. <!--$v=2530084-->It's made up of the LUNI spec
  855. <!--$v=2532466-->and the LNNI spec. The
  856. <!--$v=2535443-->LUNI spec, or LUNI spec, has
  857. <!--$v=2538649-->been completed. It was completed in May of last year, right around the MPOA
  858. <!--$v=2542222-->spec because they are - MPOA, a
  859. <!--$v=2545749-->prerequisite for MPOA, is this LUNI spec.
  860. <!--$v=2548452-->And essentially
  861. <!--$v=2551566-->LNNI is still being worked out. But essentially what LANE 2.0 is giving
  862. <!--$v=2554956-->us is first of all LANE 2.0 is kind of
  863. <!--$v=2557521-->the backbone of MPOA, or one of the components of MPOA
  864. <!--$v=2560040-->I should say, not really the backbone.  But in addition
  865. <!--$v=2562834-->what LANE 2.0 will give us is
  866. <!--$v=2565995-->this concept of better efficiency of virtual channels.
  867. <!--$v=2569568-->So whereas we saw all these different channels had to be built
  868. <!--$v=2572591-->in a couple slides back we had all the spaghetti of
  869. <!--$v=2575385-->VCCs in the middle of the cloud while this data
  870. <!--$v=2578179-->direct VCC was trying to be made, the LANE
  871. <!--$v=2581111-->2.0 spec will make better efficiency of these virtual channels.
  872. <!--$v=2584134-->In addition,
  873. <!--$v=2586516-->the LANE 1.0 spec has no
  874. <!--$v=2589218-->component right now for Quality of Service.
  875. <!--$v=2591646-->So sometimes it's kind of a misnomer in an ATM
  876. <!--$v=2594165-->network when someone chooses LANE over Gigabit Ethernet,
  877. <!--$v=2597692-->they say that they're doing it because they get Quality of Service.
  878. <!--$v=2600440-->Well, in a LANE 1.0 environment you're not getting Quality of Service.
  879. <!--$v=2603876-->But the idea is that in LANE 2.0 there will be
  880. <!--$v=2606441-->Quality of Service, so if you build it today you can think that
  881. <!--$v=2609189-->Quality of Service will be there tomorrow. And then there's a
  882. <!--$v=2612670-->concept of a Special Multicast Server, or an
  883. <!--$v=2615281-->SMS, that is also another component of LANE 2.0,
  884. <!--$v=2618808-->whereby the dispersion of
  885. <!--$v=2622106-->multicast will be done in a more orderly format rather than just having
  886. <!--$v=2625267-->the BUS do all the work, or the Broadcast and Unknown Server do all the
  887. <!--$v=2628519-->work. And then finally
  888. <!--$v=2631130-->there's this concept of server redundancy.
  889. <!--$v=2633695-->And essentially, if you think about our ATM
  890. <!--$v=2637130-->example, if our LECS, or our LAN Emulation client -
  891. <!--$v=2640474-->I'm sorry, our LAN Emulation Configuration Server
  892. <!--$v=2643726-->went down, no other clients could join their
  893. <!--$v=2647161-->specified ELAN because the
  894. <!--$v=2650368-->initialization server has gone down.  And
  895. <!--$v=2653712-->incidentally, if the LES/BUS goes down, no two
  896. <!--$v=2656551-->stations would be able to talk to each other because they can
  897. <!--$v=2659391-->no longer do the MAC address to ATM address resolution or
  898. <!--$v=2662873-->broadcast and unknown cells could not be
  899. <!--$v=2665850-->transferred across the network. So in other words, there is no
  900. <!--$v=2669148-->server redundancy built in in LANE 1.0.
  901. <!--$v=2671575-->Commercial break for Cisco right now
  902. <!--$v=2674232-->is that with LANE 1.0 we actually do offer a
  903. <!--$v=2677209-->protocol called SSRP, or Simple Server
  904. <!--$v=2680462-->Redundancy Protocol, that does provide for
  905. <!--$v=2683256-->a backup mechanism, if you will, if the LECS or
  906. <!--$v=2685912-->the LES/BUS should fail. So Cisco as a, you know, as a
  907. <!--$v=2688981-->semi-proprietary solution, although we do
  908. <!--$v=2691913-->interoperate with other vendors with SSRP
  909. <!--$v=2695302-->is - does provide for a mechanism for
  910. <!--$v=2698784-->redundancy in a LANE environment today.  In addition,
  911. <!--$v=2701715-->the LANE 2.0 spec is also providing for server
  912. <!--$v=2705288-->redundancy and, incidentally,
  913. <!--$v=2707945-->the ATM Forum server redundancy
  914. <!--$v=2710739-->protocol looks very much like Cisco's SSRP. I'm not sure
  915. <!--$v=2714266-->why, but at any rate it couldn't be because there's a -
  916. <!--$v=2717289-->the chairman of the committee is
  917. <!--$v=2719991-->working for Cisco, no, no.  At any rate,
  918. <!--$v=2722511-->moving right along here we said
  919. <!--$v=2725167-->before that LANE 2.0, or the LUNI portion of LANE,
  920. <!--$v=2728511-->is used in multi-protocol over ATM.
  921. <!--$v=2731488-->Well, what is MPOA?
  922. <!--$v=2733870-->Essentially, what MPOA does is
  923. <!--$v=2736298-->this:  if we were to look at a LANE environment
  924. <!--$v=2739733-->as it were, in order to go from one ELAN or one virtual
  925. <!--$v=2743031-->LAN to another virtual LAN, those packets or
  926. <!--$v=2746192-->cells would still have to traverse the router
  927. <!--$v=2748757-->in order to make that Layer 3 decision,
  928. <!--$v=2751185-->for example at the TCP layer, the MAC
  929. <!--$v=2754437-->rewrite, and the IP checksum, and the TTL decrement
  930. <!--$v=2756864-->would still have to go to the router. So, the
  931. <!--$v=2760071-->router obviously in this situation could present
  932. <!--$v=2762956-->somewhat of a bottleneck.
  933. <!--$v=2765384-->And so things like MPOA were developed such that
  934. <!--$v=2768041-->now we have this concept of cut-through routing.
  935. <!--$v=2771201-->And with MPOA
  936. <!--$v=2773904-->the way it works is this:  there is a
  937. <!--$v=2776698-->multi-protocol client, Multi-Protocol over ATM Client,
  938. <!--$v=2780225-->known as the MPC, and a multi-protocol over
  939. <!--$v=2783798-->ATM server. And they work in tandem
  940. <!--$v=2786958-->in order to provide the cut-through routing.
  941. <!--$v=2790210-->So let's go over a little bit about what these components are and then we'll
  942. <!--$v=2793508-->go through a quick example.  The
  943. <!--$v=2796302-->MPS, or the MPOA server, is actually -
  944. <!--$v=2799829-->don't tell anyone but it's really just a router, and basically the
  945. <!--$v=2802578-->MPOA server which can just be a regular Cisco
  946. <!--$v=2805372-->7500 router, if you will, will run
  947. <!--$v=2808807-->regular IP routing protocol such as IGRP or
  948. <!--$v=2811968-->OSPF or whatnot, and what it
  949. <!--$v=2814487-->does then is it will
  950. <!--$v=2816869-->basically provide the MPOA client with
  951. <!--$v=2820442-->viable routes through the network for destinations.
  952. <!--$v=2823785-->So the route server can just be there to provide
  953. <!--$v=2826580-->forwarding paths to the MPOA client,
  954. <!--$v=2829557-->or it can be there as what's called the default forwarder.
  955. <!--$v=2832717-->And essentially the reason you would want a default forwarder
  956. <!--$v=2836061-->is that, for example, if you had a short-lived flow in the network,
  957. <!--$v=2839634-->such as a ping or something to that
  958. <!--$v=2842886-->effect, where - or, you know, a DNS query, then in
  959. <!--$v=2846184-->that case you would want a
  960. <!--$v=2848978-->default forwarder such as a router in the picture in order to
  961. <!--$v=2851910-->quickly just take care of the
  962. <!--$v=2854475-->routing decision and the routing of the packet without having to go through the
  963. <!--$v=2857590-->whole downloading of a route from the
  964. <!--$v=2859971-->MPOA to the MPOA client and so forth.
  965. <!--$v=2862995-->So that's the job of a default forwarder, and usually the
  966. <!--$v=2866155-->default forwarder will be disguised as a router.
  967. <!--$v=2868629-->And then we have the MPOA client.
  968. <!--$v=2871377-->And usually the MPOA client would be
  969. <!--$v=2873804-->something like the 5500 LANE card
  970. <!--$v=2876324-->running the MPOA client
  971. <!--$v=2878935-->software.  And so this edge device is
  972. <!--$v=2882278-->there such that when the Ethernet clients request,
  973. <!--$v=2885805-->you know, want to get from source to destination
  974. <!--$v=2888737-->and it - normally what would be a Layer 3 hop through a router,
  975. <!--$v=2891623-->the MPOA client now will request
  976. <!--$v=2894188-->the routes from the server, the MPS,
  977. <!--$v=2896799-->such that it can make that Layer 3 decision
  978. <!--$v=2899913-->on the spot without having to forward packets to the
  979. <!--$v=2902387-->router.  And the same thing happens within the MPOA
  980. <!--$v=2905547-->client. There is still a MAC rewrite.  There's still a TTL
  981. <!--$v=2909120-->decrement.  There's still an IP checksum.  So there's
  982. <!--$v=2911823-->still IP routing going on there, but it's happening -
  983. <!--$v=2914296-->in Cisco solution we're going to do it in hardware and
  984. <!--$v=2917823-->by the time this video is out perhaps
  985. <!--$v=2920434-->Cisco solution will already be out as well.  But at any rate,
  986. <!--$v=2923274-->the MPOA client functionality will be done
  987. <!--$v=2926297-->in hardware so it will be done very quickly.  Finally,
  988. <!--$v=2929732-->also seen as an MPOA client, or a viable
  989. <!--$v=2932756-->option for an MPOA client, would be an enterprise server.
  990. <!--$v=2935824-->So, for example, if a NIC card or a NIC vendor decided
  991. <!--$v=2938481-->to make their server be able to talk MPC
  992. <!--$v=2941917-->then that server could also work as a
  993. <!--$v=2944756-->MPOA client and also be kind of a pseudo
  994. <!--$v=2948146-->router in the network.  So those are some different components of
  995. <!--$v=2951352-->MPOA.  And then
  996. <!--$v=2953917-->finally just to look at a quick example of
  997. <!--$v=2956620-->what MPOA would look like.  MPOA
  998. <!--$v=2959093-->uses this concept of query response.  And what query
  999. <!--$v=2962437-->and response is, basically, is that if there's
  1000. <!--$v=2965185-->an end station off of an emulated LAN on a
  1001. <!--$v=2968117-->switch and it wants to go from subnet A
  1002. <!--$v=2971415-->to subnet B in this example, the client, the
  1003. <!--$v=2974988-->MPOA client, shown as the switch in the bottom of the diagram,
  1004. <!--$v=2978423-->where emulated LAN A is, would actually
  1005. <!--$v=2981171-->query the route server, or the router if you
  1006. <!--$v=2984424-->will, to find out the best - to find out what the Layer
  1007. <!--$v=2987492-->3 information is before it could
  1008. <!--$v=2989874-->traverse the ATM cloud.
  1009. <!--$v=2992806-->So, in essence the LUNI
  1010. <!--$v=2996104-->spec is used in order for this - for these
  1011. <!--$v=2998990-->devices to talk amongst themselves and build the
  1012. <!--$v=3001692-->route tables.  And then in addition the
  1013. <!--$v=3004715-->NHRP, or Next Hop Router Protocol, is also used
  1014. <!--$v=3007280-->in order for these routes to be forwarded through the network
  1015. <!--$v=3010349-->to the edge devices.  And really the result
  1016. <!--$v=3013739-->is that the packets would no longer have to
  1017. <!--$v=3017312-->traverse a router if they want to go
  1018. <!--$v=3020518-->from one subnet to another, but now there's this
  1019. <!--$v=3023220-->direct cut-through virtual channel
  1020. <!--$v=3025602-->that is built in order to accommodate that Layer 3
  1021. <!--$v=3028121-->traffic.  So,
  1022. <!--$v=3031099-->now we've taken it from -
  1023. <!--$v=3033526-->we've talked about all the ATM fundamentals.  We've talked about
  1024. <!--$v=3036916-->UNI.  We've talked about NNI.  We've talked about the ATM cell header.  We've talked
  1025. <!--$v=3040443-->about PVCs and SVCs and all the
  1026. <!--$v=3043833-->ATM service categories, and traffic management,
  1027. <!--$v=3046214-->and the different transport standards with regard to
  1028. <!--$v=3049329-->UNI 3.X and 4.X, and
  1029. <!--$v=3052032-->PNNI, and some campus internetworking
  1030. <!--$v=3055559-->terms.  So it's been a very well rounded session if
  1031. <!--$v=3058857-->you will, I think, and but
  1032. <!--$v=3061330-->essentially here are some ATM
  1033. <!--$v=3063758-->references that you can refer to
  1034. <!--$v=3066277-->with regard to different
  1035. <!--$v=3068888-->places you can look for further information.  And
  1036. <!--$v=3072003-->on this slide I would say that the Indiana
  1037. <!--$v=3075575-->University Web page that's listed here
  1038. <!--$v=3078324-->has a lot of good Q&A type -
  1039. <!--$v=3080797-->question and answer type
  1040. <!--$v=3083500-->forums that they allow you to send questions in
  1041. <!--$v=3086294-->and things like that.  So that's actually a really good
  1042. <!--$v=3088951-->Web page, as well as the ATM Forum
  1043. <!--$v=3091332-->Web page as I mentioned before.
  1044. <!--$v=3093714-->So that will wrap up
  1045. <!--$v=3096142-->the talk. Thank you very much for your time and if there are any
  1046. <!--$v=3099348-->questions stemming from this, my e-mail address is
  1047. <!--$v=3102646--><B>seast@cisco.com.</B> Thank you very much.
  1048. <!--$v=3105715-->
  1049. </BODY>
  1050. </HTML>
  1051.  
  1052.