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Técnicas de Policiamiento de Trafico en ATM
(Control de Flujo)
Presentador: Cristian Romero Orellana
Profesora: Marta Barría.
Contrato de Tráfico
Acuerdo sobre de tráfico y el nivel de servicio para la conexión entre el cliente y la red en una UNI (User to Network Interface).
Parámetros de Tráfico (Parámetros de policiamiento)
Parámetros de QoS (Calidad de servicio).
Parámetros de QoS
Cell Delay Varation (CDV): Variacion de Retardo de las Celdas
Cell Delay Varation Tolerance (CDVT): Tolerancia de la Variacion de Retardo de las Celdas (Jitter)
Cell Transfer Delay (CTD): Retardo de las Transferencia de las Celdas
Cell Loss Ratio (CLR): Tasa de Perdida de las Celdas
Cualquier tráfico mayor al estipulado en el Contrato de Tráfico debe ser limitado, con el fin de mantener la QoS.
Cuando se realiza una conexión, el CAC (Connection Admission Control) se encarga de limitar el número de conexiones simultáneas, con el fin de garantizar QoS.
Contrato de Tráfico
UPC El UPC (Usage Parameter Control): Conjunto de acciones
tomadas en la red, para monitorizar y controlar el tráfico de los diversos usuarios conectados a ella, con el fin de proteger la red de las violaciones a los parámetros negociados en el Contrato de Tráfico, asegurando la QoS de las conexiones existentes.
Existiendo dos posibilidades para tomar dichas acciones que dependerán de el trafico transportado por la red y los parámetros declarados por los usuarios. Se cumple la condición del Contrato de Trafico. No se cumple la condición del Contrato de Trafico.
Acciones a tomar:
Una celda que no cumple las condiciones puede descartarse, o ser marcada, como celda de baja prioridad (Cell Level Priority = 1). Esta puede transmitirse mientras no interfiera con las demás conexiones y no se produzca una disminución de la QoS establecidas para las otras conexiones existentes en la red en ese momento , lo cuál significaría que se descarte
CLP=1 Celda de bajaprioridad
CLP=0 Celda de altaprioridad
Ignorada para garantizar QoS
Una celda que cumple las condiciones es transmitida por la red.
Técnica usada para asegurar que el transmisor no sature al ente receptor.
El mecanismo de control de flujo se refiere a tráfico punto a punto entre elementos adyacentes dados: involucra realimentación directa entre receptor a emisor para indicarle al emisor lo que sucede en el otro extremo.
Control de Flujo
Maximizar los recursos de la red, Ej.: El ancho de banda Compartir recursos en forma equitativa entre los usuarios y/o
las aplicaciones Es el mecanismo cuya función es evitar congestiones, a la vez
que se asegura una efectiva y equitativa utilización entre las distintas sesiones.
Objetivos del Control de Flujo
Parámetros de Policiamiento
PCR (Peak Cell Rate): Tasa máxima de celdas a emitir. [céldas/seg.].
SCR (Sustained Cell Rate): Tasa media a emitir durante un período de tiempo largo. [celdas/seg.]
MBS (Maximun Burst Size): Longitud máxima de una ráfaga que el emisor puede emitir.
CDVT (Cell Delay Variation Tolerance): Tolerancia de la Variación de Retardo de las Celdas (Jitter)
Los parámetros se especifican para cada conexión y para cada sentido (una conexión puede ser unidireccional).
PCR (Peak Cell Rate)
PCR= 1/3
• Representa la tasa máxima de celdas sobre el tráfico de una Representa la tasa máxima de celdas sobre el tráfico de una conexión ATM.conexión ATM.
• Representa el menor intervalo de tiempo para dos celdas Representa el menor intervalo de tiempo para dos celdas consecutivas.consecutivas.
• Se representa en celdas por segundo.Se representa en celdas por segundo.
• SCR Es el límite superior para la tasa de tx promedio.SCR Es el límite superior para la tasa de tx promedio.
• Las conexiones que utilizan servicio de tasa variable (VBR) Las conexiones que utilizan servicio de tasa variable (VBR) pueden especificar la SCR.pueden especificar la SCR.
• El MBS especifica el máx. Nº de celdas que pueden ser Tx a El MBS especifica el máx. Nº de celdas que pueden ser Tx a tasa peak PCR, mientras cumpla con la SCR contratada.tasa peak PCR, mientras cumpla con la SCR contratada.
SCR (Sustainable Cell Rate)MBS (Maximum Burst Size)
MBS=5PCR=1/2
Parámetros de Tráfico:
Parámetros de Policiamiento
Después de establecer la conexión, el emisor informa PCR, SCR, y MBS a su receptor, y el emisor se compromete a:
Nunca enviar tráfico superior al PCR.
Mantener una tasa SCR durante largos períodos de tiempo.
Mantener la longitud de sus tramas de modo que no sean superior a MBS.
Con esta información el receptor acepta o no la conexión, garantizando el mínimo en el tráfico.
Tipos de Policiamiento Mecanismos de Ventana
Ventana Saltante, Ventana Saltante Sincronizada, Ventana Deslizante.
Generic Cell Rate Algorithm (GCRA)
Leaky Bucket, Virtual Scheduling.
Ventana Saltante
Se establece un tiempo de observación (T) de la conexión que tome en cuenta un número de ranuras de celdas.
Durante este periodo se cuenta el número de celdas transmitidas por el servicio. Todas las celdas que superan el PCR (Tasa máxima de celdas) son marcadas o descartadas.
Una vez terminado el intervalo T se procede a un nueva ventana que corresponde a el intervalo siguiente.
Tx
Línea de transmisión
tt=0t=-
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATMVentana Saltante
Tx
Línea de transmisión
tt=0t=-
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATMVentana Saltante
Tx
Línea de transmisión
tt=0t=-
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATMVentana Saltante
Tx
Línea de transmisión
tt=0t=-
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATMVentana Saltante
Tx
Línea de transmisión
tt=0t=-
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATMVentana Saltante
Tx
Línea de transmisión
tt=0t=-
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATMVentana Saltante
Tx
Línea de transmisión
tt=0t=-
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATMVentana Saltante
Tx
Línea de transmisión
tt=0t=-
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATMVentana Saltante
Tx
Línea de transmisión
tt=-
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATMVentana Saltante
Tx
Línea de transmisión
tt=-
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATMVentana Saltante
Tx
Línea de transmisión
tt=-
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATMVentana Saltante
Tx
Línea de transmisión
tt=-
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATMVentana Saltante
Tx
Línea de transmisión
tt=-
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATMVentana Saltante
Tx
Línea de transmisión
tt=-
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATMVentana Saltante
Es similar a la anterior con la salvedad que una vez terminado el intervalo T se procede a un nueva ventana al momento de recibir una nueva celda.
Ventana Saltante Sincronizada
RxTx
Línea de transmisión
tt=0t=-
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATM
Ventana Saltante Sincronizada
Tx
Línea de transmisión
tt=0t=-
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATM
Ventana Saltante Sincronizada
Tx
Línea de transmisión
tt=0t=-
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATM
Ventana Saltante Sincronizada
Tx
Línea de transmisión
tt=0t=-
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATM
Ventana Saltante Sincronizada
Tx
Línea de transmisión
tt=0t=-
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATM
Ventana Saltante Sincronizada
Tx
Línea de transmisión
tt=0t=-
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATM
Ventana Saltante Sincronizada
Tx
Línea de transmisión
tt=0t=-
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATM
Ventana Saltante Sincronizada
Tx
Línea de transmisión
tt=0t=-
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATM
Ventana Saltante Sincronizada
Tx
Línea de transmisión
tt=-
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATM
Ventana Saltante Sincronizada
Tx
Línea de transmisión
tt=-
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATM
Ventana Saltante Sincronizada
Tx
Línea de transmisión
tt=-
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATM
Ventana Saltante Sincronizada
Tx
Línea de transmisión
tt=-
Basurero
Nivel Máximo
Red ATM
T
Ventana Saltante Sincronizada
Tx
Línea de transmisión
tt=-
Basurero
Nivel Máximo
Red ATM
T
Ventana Saltante Sincronizada
Tx
Línea de transmisión
tt=-
Basurero
Nivel Máximo
Red ATM
T
Ventana Saltante Sincronizada
Tx
Línea de transmisión
tt=-
Basurero
Nivel Máximo
Red ATM
T
Ventana Saltante Sincronizada
La diferencia con los anteriores es que las ventanas no son adyacentes entre si, sino que estas se encuentran superpuestas por un intervalo de tiempo T, solo un numero máximo de celdas (N) es admitido en intervalo T. Este mecanismo permite una tasa máxima de N/T celdas
Ventana Deslizante
RxTx
Línea de transmisión
t=0 tt=-
Basurero
Nivel Máximo
T
Red ATMVentana Deslizante
Tx
Línea de transmisión
t=0
Basurero
Nivel Máximo
T
Red ATM
tt=-
Ventana Deslizante
Tx
Línea de transmisión
t=0
Basurero
Nivel Máximo
T
Red ATM
tt=-
Ventana Deslizante
Tx
Línea de transmisión
t=0
Basurero
T
Nivel Máximo
T
Red ATM
tt=-
Ventana Deslizante
Tx
Línea de transmisión
t=0
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATM
tt=-
Ventana Deslizante
Tx
Línea de transmisión
t=0
Basurero
T
Nivel Máximo
Red ATMVentana Deslizante
Tx
Línea de transmisión
t=0
Basurero
Nivel Máximo
T
Red ATM
tt=-
Ventana Deslizante
Tx
Línea de transmisión
t=0
Basurero
Nivel Máximo
T
Red ATM
tt=-
Ventana Deslizante
Tx
Línea de transmisión
t=0
Basurero
Nivel Máximo
T
Red ATM
tt=-
Ventana Deslizante
Tx
Línea de transmisión
t=0
Basurero
Nivel Máximo
T
Red ATM
tt=-
Ventana Deslizante
Tx
Línea de transmisión
t=0
Basurero
Nivel Máximo
T
Red ATM
tt=-
Ventana Deslizante
Tx
Línea de transmisión
t=0
Basurero
Nivel Máximo
T
Red ATM
tt=-
Ventana Deslizante
Tx
Línea de transmisión
t=0
Basurero
Nivel Máximo
T
Red ATM
tt=-
Ventana Deslizante
Tx
Línea de transmisión
t=0
Basurero
Nivel Máximo
T
Red ATM
tt=-
Ventana Deslizante
Tx
Línea de transmisión
Basurero
Red ATMVentana Deslizante
t=0
Nivel Máximo
T tt=-
Tx
Línea de transmisión
t=0
Basurero
Nivel Máximo
T
Red ATM
tt=-
Ventana Deslizante
Tx
Línea de transmisión
t=0
Basurero
Nivel Máximo
T
Red ATM
tt=-
Ventana Deslizante
Tx
Línea de transmisión
t=0
Basurero
Nivel Máximo
T
Red ATM
tt=-
Ventana Deslizante
Ventanas Saltante, Sincronizada y Deslizante (PCR = 4)
Saltante
Sincronizada
Deslizante
Algoritmos Genéricos de Flujo de Celdas
Algoritmo que controla el tráfico, regulando el flujo de datos, cuando ciertas celdas que exceden un cierto valor de prestaciones o características son descartadas o marcadas.
Más claramente, el algoritmo GCRA supervisará que la velocidad máxima de transmisión de celdas no exceda a la velocidad máxima de celdas acordadas.
Es el que determina cada vez que una celda llega, si está conforme o no al contrato de tráfico.
Algoritmos GCRA: Leaky Bucket, Virtual Scheduling.
Algoritmos Genéricos de Flujo de Celdas
Es una cola de L posiciones (tamaño del Balde). Las celdas al entrar deben dejar una ficha en el balde. Si el balde está lleno, las celdas se descartan o marcan. Una de cada d veces el balde deja salir una ficha. Solo necesita un contador (0-L) y un temporizador (hasta d). d limita la tasa de envío del emisor. Cuanto mayor sea d, menor deberá ser la tasa de la fuente. L corresponde al CDVT (Jitter).
Leaky Bucket
Tamaño balde (L): 5
d = 2
POLICING
EjemploEjemplo Leaky BucketLeaky Bucket
TxUNI
Basurero
Línea de transmisión
Red
Leaky Bucket para CBR: Solo se controla la PCR: d = 1/PCR L = k
Leaky Bucket para VBR: Control mediante doble balde (dual leaky backet): Para PCR: d = 1/PCR L = k Para SCR y MBS: d = 1/SCR L = MBS – [SCR * (MBS-1) / PCR]
Leaky Bucket
POLICING
Tx
UNI
Basurero
Línea de transmisión
Red
Unidad de tiempo
EjemploEjemplo Leaky BucketLeaky Bucket
POLICING
Tx
UNI
Basurero
Línea de transmisión
Red
Unidad de tiempo
EjemploEjemplo Leaky BucketLeaky Bucket
POLICING
Tx
UNI
Basurero
Línea de transmisión
Red
Unidad de tiempo
EjemploEjemplo Leaky BucketLeaky Bucket
POLICING
Tx
UNI
Basurero
Línea de transmisión
Red
Unidad de tiempo
EjemploEjemplo Leaky BucketLeaky Bucket
POLICING
Tx
UNI
Basurero
Línea de transmisión
Red
Unidad de tiempo
EjemploEjemplo Leaky BucketLeaky Bucket
POLICING
Tx
UNI
Basurero
Línea de transmisión
Red
Unidad de tiempo
EjemploEjemplo Leaky BucketLeaky Bucket
POLICING
Tx
UNI
Basurero
Línea de transmisión
Red
Unidad de tiempo
EjemploEjemplo Leaky BucketLeaky Bucket
POLICING
Tx
UNILínea de transmisión
Red
Unidad de tiempo
Basurero
EjemploEjemplo Leaky BucketLeaky Bucket
POLICING
Tx
UNILínea de transmisión
Red
Unidad de tiempo
Basurero
EjemploEjemplo Leaky BucketLeaky Bucket
El algoritmo se inicia con la llegada de la primera celda en el instante ta(1).
Durante su ejecución actualiza el tiempo de llegada teórico (TAT).
Si su llegada es mas tarde que TAT celda aceptada (se transmite) y el TAT se actualiza en ta(k) + I.
Si su llegada es entre TAT y (TAT-L) celda aceptada (se transmite) y el TAT se incrementa en I.
Si la celda llega antes que (TAT-L) celda no aceptada (se descarta o marca)
Virtual Scheduling
Llega celda en ta
ta<(TAT-L) Celda NO ACEPTADACelda ACEPTADA
TAT = max(ta,TAT) + Isino
L = CDVT (Jitter)
I = 1/(Tasa media)
TAT = Tiempo de Llegada Teórico
Virtual Scheduling
I=4,L=2 ta<(TAT-L)
# Celda ta TAT TAT-L Aceptada
1 1 1 -1 Si2 8 5 3 Si3 9 12 10 No4 19 12 10 Si5 20 23 21 No6 21 23 21 Si
Virtual Scheduling
Comparación con Leaky Bucket:
Para que exista equivalencia se debe cumplir:
d=I=1/PCR
Alto del Balde = 1, para evitar acumular crédito.
No es posible acumular crédito.
Si una celda llega tarde, el siguiente valor del TAT es actualizado con el valor de la llegada actual y no con el valor actual del TAT.
Esto permite que no existan grandes flujos a velocidad máxima.
Virtual Scheduling
Conclusiones: La función principal del control de flujo es
velar que el usuario cumpla con el contrato de tráfico establecido.
Para ello es necesario implementar un algoritmo capaz de marcar las celdas que no cumplen con los parámetros del contrato de tráfico.
Entre los algoritmos más comunes, se tienen: Ventanas Saltante, Sincronizada, Deslizante; Leaky Bucket y Virtual Scheduling.
Bibliografía
http://members.fortunecity.com/eruh/control_flujo.htm
http://www.ldc.usb.ve/~redes/Temas/Tema09/top6.html
http://eia.udg.es/~ramon/xdsi/xdsi_tema3_control_trafico_congestion.ppt
http://www.tdx.cesca.es/TESIS_UPC/AVAILABLE/TDX-0803104-111324//05Jmd5de10.pdf
http://www.it.uniovi.es/material/telecomunicacion/conmutacion/teoria/ATM-SoporteQoS.pdf
www.cse.wustl.edu/~jain/cise/ftp/doc/lab8.pdf
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