De UBR-servicecategorie voor virtuele ATM-circuits begrijpen

Inleiding

De UBR-servicecategorie (unspecified bit rate) is een van de vijf ATM-servicecategorieën die zijn gedefinieerd in de ATM Forum's Traffic Management Specification 4.0.

De vijf klassen zijn:

• Constante bitsnelheid (CBR)

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

• Realtime variabele bitsnelheid (VBR-rt)

• Beschikbare bitsnelheid (ABR)

• Niet-gespecificeerde bitsnelheid (UBR) en UBR+

UBR is bedoeld voor niet-real-time toepassingen die geen maximale binding vereisen aan de overdrachtsvertraging of aan de celverliesratio.

Het doel van dit document is om de verschillen tussen een permanent virtueel circuit (PVC) van UBR en een variabel bitrate, non-real time (VBR-nrt) PVC te verduidelijken door aan te tonen dat twee van dergelijke virtuele circuits (VC's) met dezelfde piekcelsnelheid (PCR) zeer verschillende bandbreedtegaranties en planningsprioriteiten ervaren. Deze verschillen kunnen van invloed zijn op het prestatieniveau dat gebruikers op de verbinding krijgen.

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.

Voor- en nadelen van UBR

Hieronder volgt een overzicht van de voor- en nadelen van UBR VC’s. Deze ATM-servicecategorie heeft enkele belangrijke nadelen met betrekking tot bandbreedtegaranties en planningsprioriteiten. Deze nadelen worden verder geïllustreerd in de volgende secties.

Voordelen:

• Maakt een hoge mate van statistische multiplexing mogelijk door geen minimale bandbreedte per VC te reserveren. De VC's gebruiken de bandbreedte tot de geconfigureerde PCR wanneer deze beschikbaar is.

• Modellen zijn de best mogelijke service die normaal door het internet wordt geboden. Geschikt voor toepassingen die bestand zijn tegen vertraging en die geen realtime respons vereisen. Voorbeelden hiervan zijn e-mail, faxtransmissie, bestandsoverdracht, Telnet, LAN en externe kantoorinterconnecties. Dergelijke toepassingen zijn niet gevoelig voor vertraging, maar ze zijn gevoelig voor celverlies. ATM-switches, zoals de Cisco Catalyst 8500-serie, kennen grotere maximale per VC-wachtrijlimieten toe voor UBR-PVC's.

  Opmerking: Wachtrij minimaliseert verlies ten koste van meer vertraging.

  De volgende voorbeelduitvoer van een Catalyst 8510 MSR met een feature card per flow queueing (FC-PFQ) laat zien hoe een ATM-switch standaard grotere maximale wachtrijlimieten toewijst voor de niet-realtime ATM-serviceklassen, inclusief UBR.

  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

Nadelen:

• De enige attributen die als onderdeel van UBR zijn de PCR en de cel vertraging variatie tolerantie (CDVT). De PCR geeft alleen een indicatie van een fysieke bandbreedtebeperking binnen een VC.

  Opmerking: Een relatief nieuwe variant van UBR, genaamd UBR +, maakt het mogelijk dat een ATM-eindsysteem een minimale celsnelheid signaleert aan een ATM-switch in een verbindingsverzoek, en het ATM-netwerk probeert dit minimum te handhaven als een end-to-end-garantie. Raadpleeg het document De UBR+-servicecategorie voor geldautomaten begrijpen.

• VC's van andere ATM-servicecategorieën hebben een hogere prioriteit, zoals wordt bekeken door de ATM-interfacesegmentatie en -reassembly (SAR)-planner. Wanneer de concurrentie voor een cel tijdslot ontstaat, de planner geeft de tijdslot aan een VC van service klassen met een hogere prioriteit.

• Het legt geen grenzen met betrekking tot de celverliesratio (CLR) of de celtransfervertraging (CTD). Het eindsysteem zal naar verwachting omgaan met en aanpassen voor elk celverlies of vertraging.

• Het garandeert geen cellevering. Hertransmissie vindt plaats in hogere lagen.

Ondanks deze nadelen kan een goed ontworpen ATM-netwerk dat congestiebeheersing implementeert, verkeersvorming aan de eindsystemen en intelligente mechanismen voor het weggooien van cellen, zoals vroegtijdig weggooien van pakketten (EPD) of het weggooien van staartpakketten, redelijke ondersteuning bieden voor UBR. Met andere woorden, elke kwaliteit van de dienst (QoS) die aan de UBR PVC wordt geleverd, is het resultaat van de richtlijnen voor het netwerkontwerp en de eindsysteemtoepassingen in tegenstelling tot alles wat binnen ATM werkt.

Inzicht in bandbreedtegaranties

In dit gedeelte wordt geïllustreerd hoe een router ervoor zorgt dat bandbreedtegaranties worden gehaald door bandbreedte al dan niet te reserveren voor een bepaalde durfkapitaal, afhankelijk van de ATM-serviceklasse. Bij het plannen van de volgende cel die vanuit een poort wordt verzonden, selecteert een proces dat de scheduler wordt genoemd een cel uit een PVC met gegarandeerde celsnelheden.

In deze tabel staan de celtarieven die worden gegarandeerd door de tariefplanner voor elke servicecategorie:

Servicecategorie	Cel tarief gegarandeerd
Constante bitsnelheid (CBR)	PCR
VBR-rt	Sustained Cell Rate (SCR)
VBR-nrt	SCR
Beschikbare bitsnelheid (ABR)	Minimumcelsnelheid (MCR) van niet-nul indien gespecificeerd
UBR+	Niet-nul MCR indien gesignaleerd door de router; geldt alleen voor geschakelde virtuele circuits (SVC's) op de PA-A3
UBR	None

Zowel ATM-aangesloten routers als ATM-switches nemen stappen om te voldoen aan bandbreedtegaranties. Het onderstaande voorbeeld laat zien hoe een router dit doet.

In dit voorbeeld worden PVC's geconfigureerd met serviceklassen op een PA-A3 ATM-poortadapter.

1. Geef de opdracht ATM-interface tonen uit. Let op twee sleutelwaarden: "PLIM Type: SONET - 155000Kbps" en "Avail bw = 155000". Aangezien de interface nog geen PVC's ondersteunt, is de beschikbare bandbreedte gelijk aan de fysieke lijnsnelheid.

   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. Configureer een PVC en wijs het toe aan de VBR-nrt ATM-serviceklasse met een SCR van 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. Geef de opdracht ATM-interface tonen op om de nieuwe beschikbare bandbreedtewaarde te zien. Merk op dat de router de bandbreedte aftrok die gelijk is aan de SCR van de VBR-nrt VC.

   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. Maak nu een UBR PVC met een PCR van 50 MB. De uitvoer van de opdracht show atm interface bevestigt dat de serviceklasse geen minimale bandbreedtegaranties biedt, en de beschikbare bandbreedtewaarde blijft hetzelfde als wanneer de ATM-interface gewoon het nrt-VBR PVC ondersteunde.

   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

Met andere woorden, een router ATM-interface wijst eerst bandbreedte toe voor de PCR van een CBR VC. Vervolgens worden de klassen VBR-rt en VBR-nrt gekenmerkt door hun PCR's en SCR's. Ten slotte trekt u het MCR van de ABR-VC's af. Eventuele resterende bandbreedte is beschikbaar voor de VC's van de andere serviceklassen zoals UBR. De hoeveelheid resterende bandbreedte en wanneer deze verschijnt, is echter niet gegarandeerd. Als alternatief is een voordeel van UBR PVC's dat ze een hoge mate van statistische multiplexing mogelijk maken door geen bandbreedte per VC te reserveren, zelfs wanneer een niet-standaard PCR is geconfigureerd.

Inzicht in verzendprioriteit

Naast het instellen van eventuele bandbreedtegaranties, heeft de ATM-servicecategorie invloed op de prioriteit die wordt toegewezen door de SAR-chip op de ATM-interface. Met ingang van Cisco IOS® Software Release 12.2(5), gebruikt de SAR op de PA-A3 zes interne prioriteitsniveaus voor transmissie en wijst een standaardniveau toe aan elke VC. De zendprioriteit bepaalt welke cel in de wachtrij wordt gekozen om tijdens een celtijd via een interface te worden verzonden en zorgt ervoor dat ATM-serviceklassen die doorgaans robuustere QoS- en verkeersgaranties bieden, een grotere kans hebben op toegang tot het volgende celtijdslot.

In de volgende tabel worden de ATM-serviceklassen en hun standaardverzendprioriteiten op de PA-A3 weergegeven.

Servicecategorie	Prioriteit verzenden
CBR, Operation, Administration, and Maintenance (OAM)-cellen en signalering	0
Aanpassingslaag 5 (AAL5) of AAL2 Voice over ATM (VoATM) VC (elke servicecategorie)	1
rt-VBR	2
nrt-VBR	3
ABR	4
UBR	5

Opmerking: als u Cisco IOS Software Release 12.2(4) of eerder gebruikt, zijn er slechts vier prioriteitsniveaus voor SAR-verzending beschikbaar. Het configureren van een VBR-nrt PVC met de PCR en SCR op dezelfde waarde biedt gelijkwaardige real-time service class prestaties op de PA-A3 voor CBR of VBR-rt voor data.

Geef op de PA-A3 de opdracht transmissie-prioriteit in de VC-configuratiemodus op om de prioriteitswaarde te wijzigen. In het volgende voorbeeld wordt een aangepast prioriteringsschema geconfigureerd door de verzendprioriteit van een VC van vier naar twee te wijzigen.

1. Maak een UBR PVC en specificeer een optionele PCR. Wanneer u een PVC configureert zonder vormgevingsparameters op te geven, installeert de router standaard een UBR PVC met een PCR die gelijk is aan de lijnsnelheid van de fysieke ATM-interface. In het volgende venster wordt een niet-standaard PCR van 10 MB geconfigureerd.

   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. Geef de opdracht show atm vc [vcd#] om de kenmerken van uw PVC te bekijken. Merk op hoe de router een standaard zendprioriteitswaarde van vier toewijst aan de 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. Voer de VC-configuratiemodus in en configureer een niet-standaard prioriteitswaarde voor verzending. Zorg ervoor dat u geen verzendprioriteit van één gebruikt, die moet worden gereserveerd voor verkeerscontrole zoals OAM en signalering.

   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. Voer de opdracht show atm vc [vcd#] opnieuw uit om uw instellingen te bevestigen. Merk op hoe de router inderdaad de verzendprioriteit heeft gewijzigd in twee.

   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

Het is belangrijk op te merken dat de prioriteit voor verzending alleen de waarschijnlijkheid verandert dat de VC voorrang krijgt bij toegang tot een bepaald tijdslot voor de cel. Zendprioriteit verandert het gedrag van de SAR-planner niet en voert geen minimale bandbreedtegarantie in. Alle UBR PVC's blijven leveren met de beste inspanning.

Vergelijking van PCR met VBR-nrt en UBR PVCs

Bij het leveren van ATM PVC's met een openbare vervoerder, is het belangrijk om de verschillen te begrijpen in hoe VBR-nrt en UBR worden behandeld door zowel de ATM-eindsystemen zoals een Cisco-router en door de ATM-switches. Het is belangrijk om te begrijpen dat de ATM-serviceklasse meer definieert dan de verkeerstarieven, zoals de piekcelsnelheid. De ATM-serviceklasse definieert hoe de ATM-netwerkapparaten en de router de cellen van VC behandelen met betrekking tot bandbreedtegaranties, vertraging en celverlies.

Opmerking: De twee uiteinden van een fysieke ATM-koppeling kunnen worden geconfigureerd met verschillende serviceklassen. Het type serviceklasse wordt nergens in de koptekst van de cel meegenomen. Als u er echter voor kiest om dit te doen, houd dan rekening met de bovenstaande verschillen in de manier waarop het VC-verkeer wordt afgehandeld.

Overwegingen bij netwerkontwerp

Overweeg bij het leveren van ATM-PVC's en het selecteren van een ATM-serviceklasse voor deze VC's deze vragen:

• Moet u uw gebruikers bandbreedtegaranties bieden?

• Moet u grenzen stellen aan vertraging en celverlies?

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
• De servicecategorie Beschikbare bitsnelheid (ABR) voor geldautomaten begrijpen
• De UBR+-servicecategorie voor geldautomaten begrijpen
• Inzicht in routerondersteuning voor ATM-servicecategorieën in realtime
• Ondersteuning voor ATM-technologie
• Technische ondersteuning en documentatie – Cisco Systems