De servicecategorie Beschikbare bitsnelheid (ABR) voor geldautomaten begrijpen

Inleiding

Het ATM Forum publiceert aanbevelingen van meerdere leveranciers om het gebruik van ATM-technologie te bevorderen. De Traffic Management Specification versie 4.0 definieert vijf ATM-servicecategorieën die zowel het verkeer beschrijven dat door gebruikers naar een netwerk wordt verzonden als de Quality of Service (QoS) die een netwerk voor dat verkeer moet bieden. De vijf servicecategorieën staan hier vermeld:

• Constante bitsnelheid (CBR)

• Variabele bitsnelheid niet-real-time (VBR-nrt)

• Realtime variabele bitsnelheid (VBR-rt)

• beschikbare bitsnelheid (ABR)

• niet-gespecificeerde bitsnelheid (UBR) en UBR+

Dit document richt zich op ABR.

Voorwaarden

Vereisten

Er zijn geen specifieke vereisten van toepassing op dit document.

Gebruikte componenten

Dit document is niet beperkt tot specifieke software- en hardware-versies.

Conventies

Raadpleeg Cisco Technical Tips Conventions (Conventies voor technische tips van Cisco) voor meer informatie over documentconventies.

Wat is een ABR?

Wanneer u een virtueel ATM-circuit toewijst aan de ABR-servicecategorie, configureert het een router om te verzenden met een snelheid die varieert met de hoeveelheid bandbreedte die beschikbaar is in het netwerk of langs het end-to-end transmissiepad. Wanneer het netwerk overbelast is en andere bronapparaten verzenden, is er weinig beschikbare of overgebleven bandbreedte. Wanneer het netwerk echter niet overbelast is, is bandbreedte beschikbaar voor gebruik door andere actieve apparaten. Met ABR kunnen eindsysteemapparaten zoals routers profiteren van deze extra bandbreedte en hun transmissiesnelheden verhogen. Daarom maakt ABR gebruik van mechanismen waarmee ABR VC's op elk moment gebruik kunnen maken van alle beschikbare bandbreedte in het netwerk.

Een ABR VC bindt een bronrouter aan een contract met het ATM-switch netwerk. Als onderdeel van dit contract stemt een bronrouter ermee in om informatie te onderzoeken die aangeeft of het netwerk al dan niet overbelast is en op zijn beurt de brontransmissiesnelheid indien nodig aan te passen. In ruil daarvoor stemt het ATM-switch netwerk ermee in om niet meer dan een maximaal aantal cellen te laten vallen wanneer congestie optreedt. De verhouding tussen gevallen cellen en overgedragen cellen staat bekend als de cell loss ratio (CLR).

Daarnaast maakt een ABR VC gebruik van een closed-loop model. Met een gesloten lus stuurt een bronrouter gegevenscellen of speciale cellen (forward resource management [RM] -cellen genoemd) naar het ATM-netwerk. De switches in het ATM-netwerk markeren of stellen bits in deze cellen in terwijl ze langs het end-to-end-pad stromen. De bestemmingsrouter draait deze cellen om als achterwaartse RM-cellen. Door bepaalde bits of velden in te stellen, bieden het ATM-netwerk en de bestemmingsrouter feedback die wordt gebruikt om de bronsnelheid te regelen als reactie op bandbreedtewijzigingen in het netwerk of op de bestemming.

De ABR-servicecategorie is ontworpen voor VC's die bestandsoverdrachten en ander bursty, niet-realtime verkeer vervoeren waarvoor een minimale hoeveelheid bandbreedte (gespecificeerd via een minimale celsnelheid) beschikbaar moet zijn terwijl de VC is geconfigureerd en actief. Met ABR kan de vertraging of variatie in vertraging van bron tot bestemming router variëren en kan een grote waarde zijn. Dit maakt ABR ongeschikt voor real-time toepassingen. De CBR- en VBR-servicecategorieën zijn gericht op toepassingen waarvoor strikte grenzen voor doorvoer en vertraging nodig zijn.

Resourcebeheercellen

RM-cellen zijn standaard ATM-cellen van 53 bytes, waarbij het veld payload-type in de koptekst is ingesteld op een binaire waarde van 110. Forward RM-cellen worden naar het eindsysteem van de bestemming verzonden op dezelfde VC als gegevenscellen en met een interval dat wordt gedefinieerd door de parameter aantal RM-cellen (NRM). Een ABR-bronapparaat verzendt standaard één voorwaartse RM-cel voor elke 32 gegevenscellen.

RM-cellen bestaan uit verschillende sleutelvelden, zoals weergegeven in deze tabel:

Veld	bytes	Beschrijving
Kop	1-5	ATM-header
ID	6	Protocol-ID
Berichttype	7	Diverse besturingselementen (zie de lijst na deze tabel)
ER	8-9	Explicit cell rate
CCR	10-11	Huidige celsnelheid
MCR	12-13	Minimale celsnelheid
QL	14-17	Lengte wachtrij
SN	18-21	Volgnummer
RSVD	22-52	Gereserveerd
CRC-10	52-53	CRC-10

Het veld Berichttype bestaat uit acht bits. De twee belangrijkste bits voor ABR-service zijn:

• Congestie-indicatie (CI) - ingesteld door switches van het netwerk. Instellen door de bestemming als de bron zijn huidige snelheid verlaagt vanwege congestie in het end-to-end pad.

• Geen toename (NI) - Ingesteld door netwerk switches en/of door de doelgroep om aan te geven dat de bron zijn huidige celsnelheid moet behouden (de bron hoeft de toegestane celsnelheid niet te verlagen). Deze apparaten stellen het NI-bit meestal in wanneer de switch een dreigende congestie voorspelt.

EFCI-bit in ATM-gegevenscellen

Een standaard ATM-celheader bestaat uit vijf bytes. Het veld payload type identifier (PTI) bestaat uit drie bits, die elk een andere parameter definiëren. De eerste bit geeft aan of de cel gebruikersgegevens of controlegegevens bevat. Als de cel gebruikersgegevens bevat, geeft de tweede bit aan of de cel congestie ervaart terwijl deze door het netwerk beweegt. Dit tweede bit staat bekend als de EFCI bit (Explicit Forward Congestion Indication).

Het eerste stroombeheersingsmechanisme dat voor ATM-netwerken werd ingevoerd, gebruikte de EFCI-bit. ATM-switches stellen het EFCI-bit in de koppen van voorwaartse gegevenscellen in om congestie aan te geven. Wanneer een bestemmingsrouter een gegevenscel ontvangt met de EFCI-bitset, markeert deze de congestieindicatiebit in bronbeheercellen om congestie aan te geven en stuurt de bronbeheercellen terug naar de bron.

ABR-parameters

Voordat u ABR-snelheidscontrolemethoden bespreekt, moet u eerst de VC-parameters begrijpen die worden gebruikt met ABR-service. In deze tabel worden deze parameters beschreven.

VC-parameter	Beschrijving
Peak Cell Rate (PCR)	Maximale celsnelheid waarmee de bron kan verzenden.
Minimale celsnelheid (MCR)	Snelheid waarmee een bronrouter altijd kan verzenden.
Initiële celsnelheid (ICR)	Snelheid waarmee een bronrouter moet verzenden wanneer de interface voor het eerst actief wordt en wanneer deze opnieuw begint te verzenden na een inactieve periode.
Beschikbare of toegestane celsnelheid (ACR)	Huidige toegestane snelheid waarmee de bronrouter kan verzenden, op basis van dynamische feedback van het netwerk.
Rate Increase Factor (RIF)	Hoeveelheid waarmee de transmissiesnelheid toeneemt nadat de broninterface een RM-cel ontvangt met NI en CI ingesteld op nul. Gespecificeerd als een (negatief) vermogen van twee (2x) met waarden tussen 1/32768 en één.
Snelheidsverlagingsfactor (RDF)	Hoeveelheid waarmee de transmissiesnelheid afneemt nadat de broninterface een RM-cel ontvangt met de CI-bit ingesteld op één. Gespecificeerd als een vermogen van twee (2x) met waarden tussen één en 1/32768.
Aantal RM-cellen (NRM)	Aantal gegevenscellen dat tussen RM-cellen wordt verzonden. Standaard verzendt de bron één RM-cel voor elke 32 gegevenscellen. Gespecificeerd als een vermogen van twee met (2x) waarden tussen twee en 256.
Voorbijgaande bufferblootstelling (TBE)	Aantal cellen dat een bron kan verzenden voordat feedback van het netwerk wordt ontvangen via een teruggestuurde RM-cel.
Vaste retourtijd (FRTT)	Schatting van de retourtijd of de hoeveelheid tijd die een RM-cel nodig heeft om van de bron naar de bestemming en terug te worden verzonden.

Opmerking: Hoewel de snelheidsparameters de term "celsnelheid" gebruiken, werken Cisco-routers alleen in bits per seconde, niet in cellen per seconde. De waarden in deze tabel moeten bits per seconde weerspiegelen wanneer ze op de interface zijn geconfigureerd.

ABR-stroomregelingsmechanismen

ABR ondersteunt deze drie methoden voor het communiceren van congestiegegevens van ATM-switches en eindbestemmingssystemen naar een bronapparaat:

• Binair - Gebruikt het EFCI-bit in ATM-gegevenscellen. Zie EFCI-bit in ATM-gegevenscellen.

• Relatieve snelheid - Gebruikt de NI- en CI-bits in voorwaarts (naar de bestemming) of achterwaarts (naar de bron) RM-cellen. Er wordt geen werkelijke snelheid ingesteld in velden met RM-celsnelheden.

• Explicit Rate (ER) - gebruikt het veld Explicit Rate in achterwaartse RM-cellen om aan te geven met welke snelheid de bronrouter kan verzenden. Meer specifiek, met de expliciete rate flow-control-methode plaatst een bronrouter zijn huidige transmissiesnelheid in het veld commitment, concurrency en recovery (CCR). Tussentijdse switches communiceren expliciet de snelheid waarmee de bron op dat moment mag verzenden door een waarde in het ER-veld te plaatsen. De bronrouter leest het ER-veld en past de CCR aan op de ER zolang de berekende snelheid niet lager is dan de minimale celsnelheid.

Deze flow-control methoden zijn rate-based, waarbij de ATM switch netwerk communiceert de snelheid waarmee de bron kan verzenden. Op tarieven gebaseerde mechanismen contrasteren met op krediet gebaseerde mechanismen, waarbij het netwerk de hoeveelheid bufferruimte communiceert die beschikbaar is voor een bepaalde durfkapitaal. Het bronapparaat verzendt alleen als het weet dat het netwerk de gegevens kan bufferen.

Explicit rate ABR wordt meestal ingezet in ATM WAN-switches en wordt gebruikt in producten zoals de Cisco 8400 IGX- en 8800 MGX ATM-switches. Relative rate ABR wordt effectiever ingezet op de campus en wordt ondersteund door de Cisco LightStream 1010 en Catalyst 8510 ATM switch routers. De Catalyst 8540 ondersteunt alleen EFCI-markering. EFCI wordt doorgaans gebruikt voor achterwaartse compatibiliteit met bestaande ATM-switches die noch expliciete rate, noch relatieve rate ABR ondersteunen.

Congestiebeheerschema's werken het best wanneer de latentie van het feedbackpad tot een minimum wordt beperkt. De modus Relative Rate kan vertragingen bij feedback aanzienlijk verminderen en betere prestaties leveren dan de EFCI-modus. Dit komt door het vermogen van switches om achterwaartse RM-cellen te gebruiken om de congestie-indicator te verzenden in plaats van te vertrouwen op het bestemmingseindsysteem om voorwaartse RM-cellen te draaien en het EFCI-bit toe te wijzen aan het CI-bit in de achterwaartse RM-cellen.

Cisco ATM-routerinterfaces implementeren alle drie de ABR-snelheidscontrolemechanismen. Er is geen optie om een specifiek mechanisme te selecteren. In plaats daarvan past de router zich aan het formaat en de indicaties die worden ontvangen in de inkomende RM-cellen. Daarom is het gebruikte mechanisme afhankelijk van de configuratie van de ATM-switches.

ABR-configuratieparameters

U kunt de opdracht oude of nieuwe stijl PVC gebruiken om een PVC toe te wijzen aan de ABR-servicecategorie. De oude PVC-opdracht plaatst alle configuratieopties op één regel, zoals in dit voorbeeld wordt getoond:

interface atm slot/port
 atm abr rate-factor <1/RIF> <1/RDF>
 atm pvc     abr   

De nieuwe PVC-opdracht plaatst u in de VC-configuratiemodus, van waaruit u twee sets waarden configureert, zoals hier wordt weergegeven.

interface ATM slot/port
 PVC /
  abr
  abr rate-factor <1/RIF> <1/RDF>

Met de nieuwe opdrachtuitvoer geeft de eerste configuratielijn kbps-snelheden voor de PCR en MCR op. De PCR is de maximale snelheid waarmee een bronrouter mag verzenden. De MCR kan op nul worden ingesteld of kan worden gebruikt om een minimale hoeveelheid bandbreedte aan de bronrouter te garanderen, zelfs tijdens periodes van congestie.

De tweede configuratielijn definieert waarden die de snelheid bepalen waarmee de ACR wordt verhoogd of verlaagd. De standaardwaarden voor zowel RIF als RDF zijn 1/16. Cisco raadt u aan de standaardwaarden te gebruiken.

Na ontvangst van een RM-cel kijkt een bronrouter eerst naar het CI-bit. Als het CI-bit is ingesteld, verlaagt de bron de ACR met ten minste ACR x RDF, maar niet lager dan de MCR-waarde. Als het CI-bit niet is ingesteld, verhoogt de bron zijn ACR met niet meer dan RIF x PCR tot een maximum van de PCR-waarde. De bron kijkt vervolgens naar het NI-bit. Als de NI gelijk is aan nul, verhoogt de bron de ACR niet. Ten slotte, als de bronrouter een expliciete snelheid gebruikt, kijkt hij naar het ER-veld (nadat hij de nieuwe ACR heeft berekend op basis van de CI-bit) en past hij zijn snelheid aan naar welke lager is (de nieuwe ACR of de ER).

De abr-onderhandelingsopdracht specificeert de minimumtarieven die moeten worden gebruikt tijdens de parameteronderhandeling voor een geschakelde VC (SVC). De router verzendt deze parameters in het minimale aanvaardbare verkeersbeschrijvende informatie-element (IE) in het Q.2931-seingevingsbericht. Als het netwerk niet aan het verzoek kan voldoen, wordt de oproep gewist.

De opdracht geen abr-onderhandeling geeft aan dat er geen ABR-tariefonderhandelingen op de betrokken SVC mogen plaatsvinden. Dit betekent dat de minimale aanvaardbare verkeersdescriptor IE niet is opgenomen in het SETUP-bericht.

ABR-interfacehardware

In Cisco IOS® Software Release 11.1CA en 12.0(x)T introduceerde Cisco ondersteuning voor ABR VC's op een beperkt aantal ATM-routerinterfaces, waaronder nu:

• PA-A2

• PA-A3-OC3/DS3/E3 (in de 7200-reeks, 7500-reeks en FlexWAN) en de PA-A3-8T1/E1-IMA. De PA-A3-OC12 ondersteunt geen ABR. Zie PA-A3-OC12 Veelgestelde vragen.

• NM-1A-OC3

• NM-1A-T3 en NM-1A-E3

• NM-4T1/8T1-IMA en NM-4E1/8E1-IMA

• AIM-ATM en AIM-ATM-VOICE 30

In deze secties wordt besproken hoe ABR wordt geïmplementeerd op elk interfacetype.

ABR op de PA-A3

Cisco IOS Software Releases 12.0(4)T en 12.0(5)S introduceerden ondersteuning voor de ABR-serviceklasse op de PA-A3-adapter voor de 7x00-serie. ABR is nu beschikbaar in Cisco IOS Software Releases 12.1 mainline, 12.1T en 12.1E treinen.

Opmerking: Het is niet beschikbaar in Cisco IOS Software Release 12.0 mainline.

Als uw router de Cisco IOS Software Release 12.0T-trein uitvoert, raadt Cisco aan ten minste Cisco IOS Software Release 12.0(7)T (die 12.1(x) mainline werd) of Cisco IOS Software Release 12.0(8)S te gebruiken. Anders kan de PA-A3 voorwaartse RM-cellen ontvangen, maar niet reageren op deze cellen door achterwaartse RM-cellen te genereren. Dit probleem is gedocumenteerd in Cisco bug ID CSCdp31471 (geregistreerde klanten alleen). De uitvoer van de opdracht show atm vc {vcd} toont aan dat er geen voorwaartse RM-cellen zijn ontvangen.

Als uw router Cisco IOS Software Release 12.1 mainline gebruikt, stelt Cisco voor dat u Cisco IOS Software Release 12.1(5) of hoger uitvoert om de problemen te voorkomen die zijn gedocumenteerd in Cisco bug ID's CSCds01236 (alleen geregistreerde klanten) en CSCds35103 (alleen geregistreerde klanten).

ABR-service op de PA-A3 implementeert alle drie de snelheidsregelingsmodi. Deze modus wordt automatisch geselecteerd wanneer de PA-A3 zich aanpast aan het formaat en de indicaties die worden ontvangen in de inkomende RM-cellen.

ABR op de netwerkmodules

De ATM-netwerkmodules voor de multiservicerouters uit de 2600- en 3600-reeks ondersteunen maximaal 100 ABR VC's. Elke module ondersteunt een geselecteerd aantal PCR-waarden, zoals weergegeven in deze tabel. Deze waarden veranderden met de resolutie voor Cisco bug ID CSCdt57977 (geregistreerde klanten alleen). De router rondt alle andere geconfigureerde waarden af op een van de ondersteunde waarden. Alle waarden zijn in bits per seconde.

module	Ondersteunde PCR-waarden
NM-8E1-IMA	15170700, 13238948, 11501092, 9544357, 7585350, 5750546, 3792675, 1896337, 63591
NM-4E1-IMA	7585350, 5750546, 3792675, 1896337, 63591
NM-8T1-IMA	12136561, 10736991, 9106850, 7589042, 6127890, 4553425, 3063945, 4553425, 3063945, 1531973, 63541
NM-4T1-IMA	6068280, 4553425, 3063945, 1531973, 63541
NM-1A-OC3	148772272, 124871490, 99962664, 74971680, 43978976, 25595184, 15975589, 9991030, 3993897, 1919647, 1535728, 767864, 383929, 64016
AIM-ATM AIM-ATM-VOICE 30	Elke waarde van 32000 tot lijnsnelheid met stappen van 1 kbps

Wanneer u een ABR VC configureert in een VC-klasse of in VC-modus, wordt de opgegeven MCR-waarde genegeerd. Een MCR van nul wordt gebruikt, ook al is dit niet duidelijk uit de configuratie.

De AIM-ATM en AIM-ATM-VOICE 30 ondersteunen CBR, VBR-nrt, VBR-rt, ABR en UBR. Verzoeken om pakketten (of cellen) te verzenden worden verzonden via open "kanalen". Gebruik de opdracht show controller atm om het kanaal per VC te zien. Kanalen kunnen worden geconfigureerd met een van de vier prioriteiten en een van de drie verkeersklassen (CBR, VBR, ABR). ATM-forumklassen (CBR, VBR-rt, VBR-nrt, UBR, UBR+) kunnen worden geconfigureerd met behulp van combinaties van kanaalprioriteit en verkeersklasse. CBR krijgt het hoogste prioriteitsniveau toegewezen. Het AIM ondersteunt het commando transmissie-prioriteit niet.

ABR op Cisco ATM Switch Routers

De Catalyst 8540 ondersteunt alleen EFCI-markering. De Catalyst 8510- en LightStream 1010-ATM-switch-routers ondersteunen de EFCI-markering en de methoden voor het regelen van de stroomsnelheid voor ABR-VC's. De opdracht atm-abr-mode {efci | relative-rate | all} bepaalt welke methode de ATM-switch router gebruikt voor snelheidsbeheer op ABR-verbindingen. In dit voorbeeld wordt getoond hoe u de volledige switch configureert om de EFCI-bit in te stellen wanneer een cel op een overbelaste ABR-verbinding aankomt:

Switch(config)#atm abr-mode efci

Gebruik de opdracht show atm resource om de configuratie van de ABR-congestiemeldingsmodus weer te geven.

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

Uw ATM-switch router moet beschikken over een feature card per-flow queuing (FC-PFQ) en Cisco IOS Software Release 11.2(8) of hoger om een niet-nulcelpercentage (MCR) voor ABR VC's te configureren. Als uw switch beschikt over een functiekaart voor wachtrij per klasse (FC-PCQ of FC1) op de routeprocessor, wordt een MCR zonder nulwaarde niet ondersteund.

ABR op WAN-Switches

Op Cisco Stratacom WAN-switches kunt u ABR VCS configureren als een van de twee typen:

• ABR-standaard (ABRSTD).

• ABR met Foresight (ABRFST).

ABRSTD is het standaard ABR-verbindingstype wanneer ABRSTD noch ABRSTD met VS/VD zijn ingeschakeld met de opdracht cnfswfunc. ABRSTD met VS/VD bouwt voort op de ABRSTD-verbinding door virtuele eindpunten toe te voegen voor meer congestiebeheer. De ABRSTD-verbindingsparameters zijn beperkt en worden behandeld in de sectie ABRSTD met VS/VD. De ABRFST- of ABRSTD met VS/VD-functie hoeft alleen op één BPX te worden ingeschakeld om naar alle knooppunten te worden doorgegeven.

Meer informatie over het configureren van ABR op Stratacom-switches is beschikbaar in de configuratiehandleidingen van Stratacom.

• Configuratie van ATM-verbindingen en probleemoplossing voor de Switch uit de Cisco BPX 8600-reeks - ABR-verbindingen

• Witboek - BPX congestie vermijden

Virtuele bron/virtuele bestemming

Het ABR-model fungeert als een closed-loop-feedbackmechanisme, waarbij intermediaire switches en bestemmingseindsystemen bits in gegevens en RM-cellen gebruiken om netwerkcongestie en specifieke snelheden waarmee de bron moet verzenden, te communiceren. In sommige toepassingen kan het wenselijk zijn om het end-to-end pad van een ABR VC te verdelen in afzonderlijk gecontroleerde segmenten die de feedbacklus op een bepaald tussenpunt sluiten. In deze configuratie wordt gezegd dat de tussenliggende apparaten een virtuele bron of een virtuele bestemming zijn.

De Traffic Management Specification 4.0 van het ATM Forum beschrijft het concept van virtuele bron/virtuele bestemming (VS/VD). Het somt twee mogelijke voordelen van VS / VD op:

• Stel beheergrenzen in op basis van de voorkeuren van netwerkbeheerders.

• Verminder de lengte en dus de retourvertraging tussen de twee uiteinden.

Het VS/VD-gedrag wordt niet ondersteund op de Catalyst 8500- of LightStream 1010-reeks ATM-switches.

Gerelateerde informatie

• Inzicht in de CBR-servicecategorie voor geldautomaten
• Inzicht in de VBR-nrt-servicecategorie en verkeersvorming voor ATM-VC's
• Inzicht in de servicecategorie Variable Bit Rate Real Time (VBR-rt) voor geldautomaten
• Inzicht in de UBR-servicecategorie voor geldautomaten
• De UBR+-servicecategorie voor geldautomaten begrijpen
• Ondersteuningspagina's voor ATM-technologie
• Technische ondersteuning en documentatie – Cisco Systems