Die UBR-Servicekategorie für ATM Virtual Circuits
Inhalt
Einleitung
Die UBR-Servicekategorie (Unspecified Bit Rate) ist eine von fünf ATM-Servicekategorien, die in der Traffic Management Specification 4.0 des ATM-Forums definiert sind
.
Die fünf Serviceklassen sind:
-
Unspecified bit rate (UBR) und UBR+
UBR ist für Nicht-Echtzeit-Anwendungen gedacht, die keine Höchstgrenze der Übertragungsverzögerung oder des Zellverlustverhältnisses benötigen.
In diesem Dokument sollen die Unterschiede zwischen einem permanenten virtuellen UBR-Schaltkreis (PVC) und einem PVC mit variabler Bitrate und Nicht-Echtzeit (VBR-nrt) verdeutlicht werden, indem veranschaulicht wird, dass zwei solcher virtuellen Schaltkreise (VCs) mit derselben Peak Cell Rate (PCR) sehr unterschiedliche Bandbreitengarantien und Planungsprioritäten aufweisen. Diese Unterschiede können sich auf das Leistungsniveau auswirken, das die Benutzer für die Verbindung erzielen.
Voraussetzungen
Anforderungen
Es gibt keine spezifischen Anforderungen für dieses Dokument.
Verwendete Komponenten
Dieses Dokument ist nicht auf bestimmte Software- und Hardware-Versionen beschränkt.
Konventionen
Weitere Informationen zu Dokumentkonventionen finden Sie unter Cisco Technical Tips Conventions (Technische Tipps von Cisco zu Konventionen).
Vor- und Nachteile von UBR
Nachfolgend finden Sie eine Zusammenfassung der Vor- und Nachteile von UBR VCs. Diese ATM-Servicekategorie weist einige wichtige Nachteile in Bezug auf Bandbreitengarantien und Planungsprioritäten auf. Diese Nachteile werden in den folgenden Abschnitten näher erläutert.
Vorteile:
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Ermöglicht ein hohes Maß an statistischem Multiplexing, indem keine minimale Bandbreite pro VC reserviert wird. Die VCs nutzen die Bandbreite bis zur konfigurierten PCR, sofern verfügbar.
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Modelliert den Best-Effort-Dienst, der normalerweise vom Internet bereitgestellt wird. Geeignet für verzögerungstolerante Anwendungen ohne Echtzeitreaktion. Beispiele sind E-Mail-, Fax-, Dateitransfer-, Telnet-, LAN- und Zweigstellenverbindungen. Derartige Anwendungen sind nicht verzögerungsempfindlich, aber empfindlich gegenüber Zellverlust. ATM-Switches wie die Cisco Catalyst Serie 8500 weisen UBR-PVCs höhere maximale Warteschlangenlimits pro VC zu.
Hinweis: Durch Warteschlangenverwaltung werden Verluste auf Kosten größerer Verzögerungen minimiert.
Die folgende Beispielausgabe eines Catalyst 8510 MSR mit einer FC-PFQ (Feature Card per-Flow Queueing) zeigt, wie ein ATM-Switch standardmäßig höhere maximale Warteschlangenlimits für ATM-Serviceklassen (einschließlich UBR) zuweist, die nicht in Echtzeit verfügbar sind.
Switch>show atm resource Resource configuration: Over-subscription-factor 8 Sustained-cell-rate-margin-factor 1% Abr-mode: efci Service Category to Threshold Group mapping: cbr 1 vbr-rt 2 vbr-nrt 3 abr 4 ubr 5 Threshold Groups: Group Max Max Q Min Q Q thresholds Cell Name cells limit limit Mark Discard count instal instal instal --------------------------------------------------- 1 65535 63 63 25 % 87 % 0 cbr-default-tg 2 65535 127 127 25 % 87 % 0 vbrrt-default-tg 3 65535 511 31 25 % 87 % 0 vbrnrt-default-tg 4 65535 511 31 25 % 87 % 0 abr-default-tg 5 65535 511 31 25 % 87 % 0 ubr-default-tg 6 65535 1023 1023 25 % 87 % 0 well-known-vc-tg
Nachteile:
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Die einzigen Attribute, die als Teil von UBR angegeben werden, sind die PCR und die CDVT (Cell Delay Variation Tolerance). Der PCR gibt nur einen Hinweis auf eine physische Bandbreitenbeschränkung innerhalb einer VC.
Hinweis: Eine relativ neue Variante von UBR, die als UBR+ bezeichnet wird, ermöglicht es einem ATM-Endsystem, einem ATM-Switch in einer Verbindungsanforderung eine minimale Zellenrate zu signalisieren, und das ATM-Netzwerk versucht, diese als End-to-End-Garantie beizubehalten. Weitere Informationen finden Sie im Dokument Understanding the UBR+ Service Category for ATM VCs.
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VCs anderer ATM-Servicekategorien haben aus Sicht des ATM Interface Segmentation and Reassembly (SAR) Scheduler eine höhere Priorität. Tritt ein Wettbewerb um einen Zell-Timeslot auf, übergibt der Scheduler den Timeslot an eine VC von Service-Klassen mit höherer Priorität.
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Sie stellt keine Grenzen in Bezug auf das Zellverlustverhältnis (CLR) oder die Zelltransferverzögerung (CTD). Es wird erwartet, dass das Endsystem einen Zellverlust oder eine Zellverzögerung behandelt und einstellt.
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Es garantiert keine Zelllieferung. Eine erneute Übertragung erfolgt auf höheren Ebenen.
Trotz dieser Nachteile kann ein gut durchdachtes ATM-Netzwerk, das Überlastungskontrolle, Traffic Shaping an den Endsystemen und intelligente Zellverwerfmechanismen wie Early Packet Discard (EPD) oder Tail Packet Discard implementiert, UBR in angemessener Weise unterstützen. Anders ausgedrückt: Jede QoS, die der UBR-PVC bereitgestellt wird, resultiert aus den Richtlinien für das Netzwerkdesign und den Anwendungen des Endsystems. ATM-interne Prozesse werden dabei vermieden.
Erläuterungen zu Bandbreitengarantien
In diesem Abschnitt wird veranschaulicht, wie ein Router sicherstellt, dass die Bandbreitengarantien erfüllt werden, indem die Bandbreite für eine bestimmte VC je nach ATM-Serviceklasse reserviert wird oder nicht. Bei der Planung der nächsten Zelle, die von einem Port übertragen werden soll, wählt ein Prozess, der als Scheduler bezeichnet wird, eine Zelle aus einem PVC mit garantierten Zellraten aus.
In dieser Tabelle sind die Zellenraten aufgeführt, die vom Ratenplaner für die einzelnen Servicekategorien garantiert werden:
| Servicekategorie | Zellenrate garantiert |
|---|---|
| Constant Bit Rate (CBR) | PCR |
| VBR-rt | Dauerhafte Zellrate (Sustained Cell Rate, SCR) |
| VBR-nrt | SCR |
| Verfügbare Bitrate (ABR) | Minimale Zellenrate ungleich null (MCR), falls angegeben |
| UBR+ | MCR ungleich null, wenn vom Router signalisiert; gilt nur für Switched Virtual Circuit (SVCs) auf dem PA-A3 |
| UBR | None |
Sowohl ATM-angeschlossene Router als auch ATM-Switches unternehmen Schritte, um die Bandbreitengarantie zu erfüllen. Das nachfolgende Beispiel zeigt, wie ein Router dies erreicht.
In diesem Beispiel werden PVCs mit Serviceklassen auf einem PA-A3-ATM-Port-Adapter konfiguriert.
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Geben Sie den Befehl show atm interface atm ein. Beachten Sie zwei Schlüsselwerte: "PLIM-Typ: SONET - 155000 Kbit/s" und "Verfügbare Bandbreite = 15.000". Da die Schnittstelle noch keine PVCs unterstützt, entspricht die verfügbare Bandbreite der physischen Leitungsrate.
Router#show atm interface atm 5/0 Interface ATM5/0: AAL enabled: AAL5 , Maximum VCs: 4096, Current VCCs: 0 Maximum Transmit Channels: 0 Max. Datagram Size: 4528 PLIM Type: SONET - 155000Kbps, TX clocking: LINE Cell-payload scrambling: ON sts-stream scrambling: ON 0 input, 0 output, 0 IN fast, 0 OUT fast, 0 out drop Avail bw = 155000 Config. is ACTIVE -
Konfigurieren Sie einen PVC, und weisen Sie ihn der VBR-nrt ATM-Serviceklasse mit einer SCR von 50 MB zu.
Router(config)#interface atm 5/0 Router(config-if)#pvc 1/200 Router(config-if-atm-vc)#? ATM virtual circuit configuration commands: abr Enter Available Bit Rate (pcr)(mcr) broadcast Pseudo-broadcast class-vc Configure default vc-class name default Set a command to its defaults encapsulation Select ATM Encapsulation for VC exit-vc Exit from ATM VC configuration mode ilmi Configure ILMI management inarp Change the inverse arp timer on the PVC no Negate a command or set its defaults oam Configure oam parameters oam-pvc Send oam cells on this pvc protocol Map an upper layer protocol to this connection. random-detect Configure WRED service-policy Attach a policy-map to a VC transmit-priority set the transmit priority for this VC tx-ring-limit Configure PA level transmit ring limit ubr Configure Unspecified Bit Rate (UBR) for this interface vbr-nrt Enter Variable Bit Rate (pcr)(scr)(bcs) Router(config-if-atm-vc)#vbr-nrt 55000 50000 100 -
Geben Sie den Befehl show atm interface atm ein, um den neuen verfügbaren Bandbreitenwert anzuzeigen. Beachten Sie, dass der Router die Bandbreite entsprechend der SCR der VBR-nrt-VC abgezogen hat.
Router#show atm interface atm 5/0 Interface ATM5/0: AAL enabled: AAL5 , Maximum VCs: 4096, Current VCCs: 0 Maximum Transmit Channels: 0 Max. Datagram Size: 4528 PLIM Type: SONET - 155000Kbps, TX clocking: LINE Cell-payload scrambling: ON sts-stream scrambling: ON 0 input, 0 output, 0 IN fast, 0 OUT fast, 0 out dropVBR-NRT : 50000 Avail bw = 105000 Config. is ACTIVE -
Erstellen Sie jetzt eine UBR-PVC mit einer PCR von 50 MB. Die Ausgabe des Befehls show atm interface atm bestätigt, dass die Service-Klasse keine garantierten Mindestbandbreiten bereitstellt. Der verfügbare Bandbreitenwert bleibt derselbe wie bei der einfachen Unterstützung der nrt-VBR-PVC durch die ATM-Schnittstelle.
Router(config)#interface atm 5/0 Router(config-if)#pvc 1/300 Router(config-if-atm-vc)#ubr 50000 Router#show atm interface atm 5/0 Interface ATM5/0: AAL enabled: AAL5 , Maximum VCs: 4096, Current VCCs: 0 Maximum Transmit Channels: 0 Max. Datagram Size: 4528 PLIM Type: SONET - 155000Kbps, TX clocking: LINE Cell-payload scrambling: ON sts-stream scrambling: ON 0 input, 0 output, 0 IN fast, 0 OUT fast, 0 out dropVBR-NRT : 50000 Avail bw = 105000 Config. is ACTIVE
Mit anderen Worten: Eine Router-ATM-Schnittstelle weist Bandbreite zuerst für die PCR einer CBR VC zu. Anschließend werden die Klassen VBR-rt und VBR-nrt durch ihre PCRs und SCRs charakterisiert. Schließlich subtrahieren Sie die MCR der ABR-VCs. Die verbleibende Bandbreite steht für die VCs der anderen Serviceklassen wie UBR zur Verfügung. Die verbleibende Bandbreite und der Zeitpunkt, an dem sie verfügbar ist, ist jedoch nicht garantiert. Ein weiterer Vorteil von UBR-PVCs besteht darin, dass sie einen hohen Grad an statistischem Multiplexing ermöglichen, da keine Bandbreite pro VC reserviert wird, selbst wenn eine nicht standardmäßige PCR konfiguriert ist.
Verständnis der Übertragungspriorität
Zusätzlich zur Einstellung der Bandbreitengarantien wirkt sich die ATM-Servicekategorie auf die vom SAR-Chip auf der ATM-Schnittstelle zugewiesene Priorität aus. Ab der Cisco IOS® Software-Version 12.2(5) verwendet der SAR auf dem PA-A3 sechs interne Übertragungsprioritätsebenen und weist jeder VC eine Standardstufe zu. Die Übertragungspriorität bestimmt, welche Zelle in der Warteschlange ausgewählt wird, um während einer Zellenzeit von einer Schnittstelle gesendet zu werden, und stellt sicher, dass ATM-Dienstklassen, die in der Regel eine robustere QoS und Verkehrsgarantien bieten, eine höhere Wahrscheinlichkeit des Zugriffs auf den nächsten Zellenzeitschlitz haben.
In der folgenden Tabelle sind die ATM-Serviceklassen und ihre Standard-Übertragungsprioritäten für PA-A3 aufgeführt.
| Servicekategorie | Übertragungspriorität |
|---|---|
| CBR, Operations, Administration and Maintenance (OAM)-Zellen und Signalisierung | 0 |
| ATM Adaption Layer 5 (AAL5) oder AAL2 Voice over ATM (VoATM) VC (beliebige Servicekategorie) | 1 |
| rt-VBR | 2 |
| nrt-VBR | 3 |
| ABR | 4 |
| UBR | 5 |
Hinweis: Wenn Sie Cisco IOS Software 12.2(4) oder früher verwenden, sind nur vier SAR-Übertragungsprioritätsebenen verfügbar. Die Konfiguration eines VBR-nrt-PVC mit dem gleichen Wert für PCR und SCR bietet eine gleichwertige Echtzeit-Serviceklasse-Leistung auf PA-A3 für CBR oder VBR-rt für Daten.
Geben Sie auf der PA-A3 im VC-Konfigurationsmodus den Befehl Transmit-Priority (Übertragungspriorität) ein, um den Prioritätswert zu ändern. Im folgenden Beispiel wird ein benutzerdefiniertes Priorisierungsschema konfiguriert, indem die Übertragungspriorität eines VC von vier auf zwei geändert wird.
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Erstellen Sie einen UBR-PVC, und geben Sie einen optionalen PCR an. Wenn Sie einen PVC ohne Angabe von Shaping-Parametern konfigurieren, installiert der Router standardmäßig einen UBR-PVC mit einer PCR, die der Leitungsgeschwindigkeit der physischen ATM-Schnittstelle entspricht. Im Folgenden wird eine nicht standardmäßige PCR von 10 MB konfiguriert.
Router(config)#interface atm 5/0 Router(config-if)#pvc 1/100 Router(config-if-atm-vc)#ubr ? <1-155000> Output Peak Cell Rate (PCR) in Kbps Router(config-if-atm-vc)#ubr 10000 -
Führen Sie den Befehl show atm vc [vcd#] aus, um die Eigenschaften des PVC anzuzeigen. Beachten Sie, dass der Router dem UBR-PVC eine Standard-Übertragungspriorität von vier zuweist.
Router#show atm vc 2 VC 2 doesn't exist on interface ATM2/0 ATM5/0: VCD: 2, VPI: 1, VCI: 100 UBR, PeakRate: 10000 AAL5-LLC/SNAP, etype:0x0, Flags: 0x20, VCmode: 0x0 OAM frequency: 0 second(s) PA TxRingLimit: 0 particles PA Rx Limit: 0 particles InARP frequency: 15 minutes(s) Transmit priority 4 InPkts: 0, OutPkts: 0, InBytes: 0, OutBytes: 0 InPRoc: 0, OutPRoc: 0, Broadcasts: 0 InFast: 0, OutFast: 0, InAS: 0, OutAS: 0 InPktDrops: 0, OutPktDrops: 0 CrcErrors: 0, SarTimeOuts: 0, OverSizedSDUs: 0 OAM cells received: 0 OAM cells sent: 0 Status: ACTIVE
-
Wechseln Sie in den VC-Konfigurationsmodus, und konfigurieren Sie eine nicht standardmäßige Übertragungspriorität. Achten Sie darauf, dass Sie keine Übertragungspriorität von 1 verwenden, die für Steuerungsdatenverkehr wie OAM und die Signalisierung reserviert werden sollte.
Router(config)#interface atm 5/0 Router(config-if)#pvc 1/100 Router(config-if-atm-vc)#? ATM virtual circuit configuration commands: abr Enter Available Bit Rate (pcr)(mcr) broadcast Pseudo-broadcast class-vc Configure default vc-class name default Set a command to its defaults encapsulation Select ATM Encapsulation for VC exit-vc Exit from ATM VC configuration mode ilmi Configure ILMI management inarp Change the inverse arp timer on the PVC no Negate a command or set its defaults oam Configure oam parameters oam-pvc Send oam cells on this pvc protocol Map an upper layer protocol to this connection. random-detect Configure WRED service-policy Attach a policy-map to a VC transmit-priority set the transmit priority for this VC tx-ring-limit Configure PA level transmit ring limit ubr Configure Unspecified Bit Rate (UBR) for this interface vbr-nrt Enter Variable Bit Rate (pcr)(scr)(bcs) Router(config-if-atm-vc)#transmit-priority ? <1-4> priority level Router(config-if-atm-vc)#transmit-priority 2 -
Führen Sie den Befehl show atm vc [vcd#] erneut aus, um Ihre Einstellungen zu bestätigen. Beachten Sie, dass der Router die Übertragungspriorität tatsächlich auf zwei geändert hat.
Router#show atm vc 2 VC 2 doesn't exist on interface ATM2/0 ATM5/0: VCD: 2, VPI: 1, VCI: 100 UBR, PeakRate: 10000 AAL5-LLC/SNAP, etype:0x0, Flags: 0x20, VCmode: 0x0 OAM frequency: 0 second(s) PA TxRingLimit: 0 particles PA Rx Limit: 0 particles InARP frequency: 15 minutes(s) Transmit priority 2 InPkts: 0, OutPkts: 0, InBytes: 0, OutBytes: 0 InPRoc: 0, OutPRoc: 0, Broadcasts: 0 InFast: 0, OutFast: 0, InAS: 0, OutAS: 0 InPktDrops: 0, OutPktDrops: 0 CrcErrors: 0, SarTimeOuts: 0, OverSizedSDUs: 0 OAM cells received: 0 OAM cells sent: 0 Status: ACTIVE
Dabei ist zu beachten, dass sich die Übertragungspriorität nur in der Wahrscheinlichkeit ändert, dass der VC einen Prioritätszugriff auf einen bestimmten Zellenzeitschlitz erhält. Die Übertragungspriorität ändert nicht das Verhalten des SAR-Schedulers und implementiert keine garantierte Mindestbandbreite. Alle UBR-PVCs bieten auch weiterhin bestmögliche Leistung.
Vergleich von PCR mit VBR-nrt und UBR PVCs
Bei der Bereitstellung von ATM-PVCs für einen öffentlichen Betreiber ist es wichtig, die Unterschiede im Umgang mit VBR-nrt und UBR sowohl für die ATM-Endsysteme (z. B. Cisco Router) als auch für die ATM-Switches zu verstehen. Es ist wichtig zu verstehen, dass die ATM-Serviceklasse mehr als nur die Datenverkehrsraten definiert, z. B. Spitzenwerte in Zellen. Die ATM-Serviceklasse definiert, wie die ATM-Netzwerkgeräte und der Router die Zellen von VC in Bezug auf Bandbreitengarantien, Verzögerung und Zellverlust behandeln.
Hinweis: Die beiden Enden einer physischen ATM-Verbindung können mit unterschiedlichen Serviceklassen konfiguriert werden. Der Dienstklassentyp wird im Zellkopf nirgends übertragen. Beachten Sie dabei jedoch die oben genannten Unterschiede bei der Behandlung des VC-Datenverkehrs.
Überlegungen zum Netzwerkdesign
Berücksichtigen Sie bei der Bereitstellung von ATM-PVCs und der Auswahl einer ATM-Serviceklasse für diese VCs die folgenden Fragen:
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Benötigen Sie Bandbreitengarantien für Ihre Benutzer?
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Müssen Sie Grenzen für Verzögerungen und Zellverlust angeben?
Zugehörige Informationen
- Erläuterungen zur CBR-Servicekategorie für ATM-VCs
- Verständnis der VBR-nrt Servicekategorie und Traffic Shaping für ATM-VCs
- Erläuterungen zur Servicekategorie für die Echtzeit-Services mit variabler Bitrate (VBR-rt) für ATM-VCs
- Verfügbare Bitrate (ABR) - Servicekategorie für ATM-VCs
- Erläuterungen zur UBR+ Servicekategorie für ATM-VCs
- Informationen zur Router-Unterstützung für ATM-Echtzeit-Servicekategorien
- ATM-Technologie-Support
- Technischer Support und Dokumentation für Cisco Systeme
Revisionsverlauf
| Überarbeitung | Veröffentlichungsdatum | Kommentare |
|---|---|---|
1.0 |
05-Jun-2005
|
Erstveröffentlichung |
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