Introducción a la categoría de Servicio UBR para ATM Virtual Circuits

Introducción

La categoría de servicio de velocidad de bits no especificada (UBR) es una de las cinco categorías de servicio ATM que figuran en Especificaciones 4.0 de Administración de Tráfico del Fórum de ATM.

Las cinco clases de servicio son:

• Velocidad de bits constante (CBR)

• velocidad de bits variable en tiempo no real (VBR-nrt)

• Velocidad de bits variable en tiempo real (VBR-rt)

• velocidad de bits disponible (ABR)

• velocidad de bit no especificada (UBR) y UBR+

La UBR está orientada a aplicaciones de tiempo no real que no requieren ningún límite máximo en el retardo de transferencia ni en el índice de pérdida de célula.

El propósito de este documento es aclarar las diferencias entre un circuito virtual permanente (PVC) UBR y una Velocidad de bits variable, el tiempo no real (VBR-NRT) PVC ilustrando que dos tales circuitos virtuales (VCs) con las mismas garantías de ancho de banda y prioridades de planificación muy diversas de la experiencia de la velocidad de célula de cresta (PCR). Estas diferencias pueden afectar al nivel de rendimiento que proporcionan los usuarios en la conexión.

prerrequisitos

Requisitos

No hay requisitos específicos para este documento.

Componentes Utilizados

Este documento no tiene restricciones específicas en cuanto a versiones de software y de hardware.

Convenciones

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Ventajas y desventajas de UBR

Lo siguiente es un resumen de las ventajas y desventajas de los VC UBR. Esta categoría de servicio ATM tiene algunas desventajas importantes relacionadas con las garantías de ancho de banda y las prioridades de planificación. Estas desventajas se ilustran más a fondo en las siguientes secciones.

Ventajas:

• Permite un nivel alto de multiplexión estadística al no reservar ningún ancho de banda mínimo por VC. Los VC utilizan el ancho de banda hasta la PCR configurada, cuando está disponible.

• Modela el mejor servicio posible que proporciona normalmente Internet. Adecuado para aplicación con tolerancia a retraso y que no requieran una respuesta en tiempo real. Los ejemplos incluyen el email, la transmisión por fax, las transferencias de archivos, Telnet, el LAN y las conexiones remotas entre oficinas. Tales aplicaciones no son sensibles retrasar, sino que son sensibles a la pérdida de celda. Los switches ATM, como el Catalyst serie 8500 de Cisco, asignan mayores límites máximos de espera en cola por VC para UBR PVC.

  Nota: La formación de colas minimiza la pérdida pero genera un mayor retraso.

  El siguiente ejemplo de resultado de un Catalyst 8510 MSR con una tarjeta de función de espera en cola por flujo (FC-PFQ) muestra cómo un switch ATM asigna mayores límites máximos predeterminados de espera en cola para las clases de servicio ATM, UBR incluido, que no funcionan en tiempo real.

  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

Desventajas:

• Los únicos atributos especificados como parte del UBR son el PCR y la tolerancia de variación de retraso de celda (CVDT). El PCR proporciona solamente una indicación de una limitación del ancho de banda físico dentro de un VC.

  Nota: Una variante de UBR relativamente nueva, denominada UBR+, permite que un sistema extremo ATM señale una velocidad mínima de celdas para un switch ATM en un pedido de conexión y que la red ATM intente mantener este mínimo como una garantía integral. Consulte el documento Comprensión de la categoría de servicio UBR+ para los VC ATM.

• Los circuitos virtuales de otras categorías de servicios ATM tienen una prioridad mayor, tal como puede apreciarse mediante el programador de la segmentación y reensamble (SAR) de la interfaz ATM. Cuando hay competencia por intervalos de tiempo de células, el programador otorga el intervalo de tiempo a un VC de clases de servicio con una prioridad más alta.

• No pone ninguna límites en cuanto a la Proporción de pérdida de celda (CLR) o al retardo en la transferencia de célula (CTD). Se espera que el sistema extremo administre y ajuste cualquier pérdida o retraso de celda.

• No garantiza la entrega de la celda. La retransmisión ocurre en las capas superiores.

Pese a estas desventajas, una red ATM bien diseñada que implementa control de congestión, modelado de tráfico en los sistemas de borde, y mecanismos de descarte de celdas inteligente tales como descarte de paquete temprano (EPD) o descarte de paquete en cola, puede brindar un soporte razonable para UBR. En otras palabras, toda la Calidad de servicio (QoS) proporcionada al PVC de UBR es consecuencia de las pautas de diseño de la red y de las aplicaciones de sistema final, no de algo que funcione dentro de ATM.

Información sobre garantías de banda ancha

Esta sección ilustra cómo un router se asegura de que las garantías de ancho de banda sean resueltas por la reserva o no la Reserva de ancho de banda para un VC determinado dependiendo de su clase de servicio ATM. Al programar la próxima celda que se transmitirá desde un puerto, un proceso que se conoce con el nombre de programador selecciona una celda de un PVC con velocidades de celdas garantizadas.

Esta tabla enumera las velocidades de celda garantizadas por el programador de velocidad para cada categoría de servicio:

Los routers conectados a ATM y los switches ATM toman medidas para cumplir con las garantías de ancho de banda. El siguiente ejemplo muestra cómo un router realiza esto.

En este ejemplo, los PVC están configurados con clases de servicio en un adaptador de puerto ATM PA-A3.

1. Publique el comando show atm interface atm. Observe dos valores de la clave: “Tipo PLIM: SONET - el 155000Kbps" y “bw del resultado el = 155000". Dado que la interfaz aún no admite ningún PVC, el ancho de banda disponible equivale a la velocidad de la línea física.

   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

2. Configure un PVC y asígnelo a la clase de servicio ATM VBR-nrt con un SCR de 50 MB.

   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
   

3. Ejecute el comando show atm interface atm para ver el nuevo valor de ancho de banda disponible. Observe que el router restó el ancho de banda igual al SCR del VC VBR-NRT.

   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

4. Ahora cree un UBR PVC con un PCR del 50 MB. El resultado del comando show atm interface atm confirma que la clase de servicio no brinda garantías de ancho de banda mínimas, y el valor del ancho de banda disponible permanece igual a cuando la interfaz ATM sólo soportaba el PVC nrt-VBR.

   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

En otras palabras, la interfaz de un router ATM primero asigna ancho de banda para la PCR de un VC de CBR. Luego, las clases VBR-rt y VBR-nrt se califican por sus PCR y SCR. Finalmente, usted resta el MCR del ABR VCs. Cualquier ancho de banda restante está disponible para el VCs de las clases del otro servicio como el UBR. Sin embargo, no se garantiza la cantidad de ancho de banda restante ni cuándo aparecerá. En cambio, una ventaja de los PVC UBR es que ofrecen un alto nivel de multiplexado estadístico al no reservar ancho de banda por VC, incluso cuando se configura una PCR no predeterminada.

Comprensión de prioridad de transmisión

Además de fijar cualquier garantía de ancho de banda, la categoría de servicio ATM afecta a la prioridad asignada por el chip SAR en la interfaz ATM. A partir del Software Release 12.2(5) de Cisco IOS®, el SAR en el PA-A3 utiliza seis niveles de prioridad de transmisión internos y asigna un nivel predeterminado a cada VC. La prioridad de transmisión determina eligen a qué célula en la cola para ser transmitida hacia fuera una interfaz durante un tiempo de celda y se asegura de que las clases de servicio ATM que ofrecen típicamente un QoS más robusto y las garantías de tráfico tengan una mayor probabilidad del acceso al slot de tiempo de celda siguiente.

La siguiente tabla lista todas las clases de servicio ATM y sus prioridades de transmisión predeterminadas en el PA-A3.

Nota: Si usted está utilizando el Cisco IOS Software Release 12.2(4) o Anterior, sólo cuatro niveles de prioridad de transmisión SAR están disponibles. Configurar un VBR-NRT PVC con el conjunto PCR y SCR al mismo valor proporciona rendimiento equivalente de clase de servicio en tiempo real en el PA-A3 para el CBR o el VBR-rt para los datos.

En el PA-A3, publique el comando transmit-priority en el modo de configuración del VC de cambiar el valor de prioridad. En la muestra siguiente, un esquema de priorización de encargo es configurado cambiando la prioridad de transmisión de un VC a partir del cuatro a dos.

1. Cree un UBR PVC y especifique un PCR opcional. De forma predeterminada, cuando configure un PVC sin especificar los parámetros de modelado, el router instalará el PVC UBR con un PCR igual a la velocidad de la línea de la interfaz física ATM. A continuación, se configura un PCR no predeterminado de 10 MB.

   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
   

2. Publique el comando show atm vc [vcd-] de ver las características de su PVC. Observe cómo el router asigna un valor de prioridad de transmisión predeterminado de cuatro al UBR PVC.

   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

3. Ingrese el modo de configuración de VC y establezca un valor de prioridad de transmisión no predeterminado. Asegúrese de evitar el uso de una prioridad de transmisión de uno, que debería reservarse para el tráfico de control como OAM y la señalización.

   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
   

4. Publique el comando show atm vc [vcd-] de confirmar otra vez sus configuraciones. Observe cómo el router cambió de hecho la prioridad de transmisión a dos.

   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

Es importante observar que la prioridad de transmisión cambia solamente la probabilidad que el VC será dado el acceso de la prioridad a un intervalo de tiempo de la celda particular. La prioridad de transmisión no modifica el comportamiento del planificador SAR y no implementa una garantía de ancho de banda mínimo. Todas las PVC UBR continúan proporcionando entregas de mejor esfuerzo.

Comparación de PCR con PVC UBR y VBR-nrt

Al provisioning el ATM PVC con una portadora pública, es importante entender las diferencias en cómo el VBR-NRT y el UBR son dirigidos por ambos los sistemas finales atmósfera como un router Cisco y por el Switches ATM. Es importante comprender que la clase de servicio ATM define más que las velocidades del tráfico, como por ejemplo la velocidad de celda pico. La clase de servicio ATM define cómo los dispositivos de la red ATM y el router tratan las células del VC en cuanto a las garantías de ancho de banda, al retardo y a la pérdida de celda.

Nota: Los dos extremos de un vículo físico atmósfera se pueden configurar con diversas clases de servicio. El tipo de clase de servicio no está contenido en ningún lugar del encabezado de la celda. Sin embargo, si usted elige hacer así pues, tenga presente las diferencias antedichas en cómo se maneja el tráfico del VC.

Consideraciones de diseño de red

Cuando realice la provisión de ATM PVC y seleccione una clase de servicio ATM para estos VC, tenga en cuenta estas preguntas:

• ¿Usted necesita proporcionar las garantías de ancho de banda para sus usuarios?

• ¿Necesita fijar límites sobre el retraso y la pérdida de celdas?

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