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RHD 2009 ATM-data 1
ATM et réseaux informatiques
● ATM comme réseau informatique
1) Connecter directement des postes informatiques
=> ATM natif (« socket ATM »)
profite de la QoS ATM
ré-écriture applications ?
Compatibilité avec l'existant ?
=> peu réaliste dans un premier temps
RHD 2009 ATM-data 2
ATM et réseaux informatiques (2)
2) Interconnecter des réseaux informatiques (« legacy network »)
● Hôtes, LAN, WAN ,...● Transporter protocoles connus (Ethernet, IP)● Réutilisation applications● Interconnexion avec réseaux existants● Utilisation fine QoS difficile
– interface non prévue à travers Ethernet ou IP
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ATM et réseaux informatiques (3)
● Deux types de solutions pour 2)● Transport de IP sur ATM
– CLIP (classical IP over ATM) (NHRP, MPOA)
● Transport de LAN (Ethernet) sur ATM– Emulation de LAN : LANE
● Points communs– Utilisation de AAL5– Peu de QoS– Difficulté commune : pas de broadcast ATM
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Encapsulation des paquets
● Au dessus d'AAL5● Défini RFC1483 (remplacé par RFC2684)
– Deux méthodes définies
1) Multiplexage de CV● Un seul protocole (Ipv4, Ipv6, ethernet, ...)
transporté par CV● Protocole connu implicitement● => codage direct du paquet dans AAL5● => moins d'overhead● => plus de CV si plusieurs protocoles
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Encapsulation des paquets (2)
– 2) encapsulation LLC● Plusieurs protocoles => un seul CV● Démultiplexage à l'arrivée grâce à LLC/SNAP● Rappel LLC/SNAP● Champ LLC 3 octets DSAP, SSAP, Cmde
– Dans ce cas en hexa : AA AA 03● Champ SNAP 5 octets autorité (3), proto (2)
– Pour IP autorité = 00 00 00 proto 08 00● Paquet minimal TCP/IP : 40 octets
– + LLC SNAP 8 octets– + entête AAL5 8 octets => plus de 48 octets– => fragmentation en 2 cellules
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Encapsulation des paquets (3)
– Encapsulation LLC pour trames ethernet● LLC = AA AA 03● SNAP autorité 00 80 C2 (IEEE 802)
– Proto 00 01 (si FCS) ou 00 07 (sans FCS)– Autorité différente pour LANE
● La trame ethernet suit – sans préambule– Avec FCS si proto 00 01
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Exemple encapsulation
● Paquet TCP/IP minimal● Multiplexage VCIP(20) TCP(20) 0(2) Longueur(2) CRC(4)
● Total 48 : 1 cellule
● LLCLLC(3) SNAP(5) IP(20) TCP(20) Pad(40) 0(2) Lg(2) CRC(4)
| cellule 1 | cellule 2 |
● Total 96 octets : 2 cellules
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IP sur ATM
● Encapsulation des paquets IP : RFC2684● Etablissement des CV ?● Première solution
– PVC (établi par config. manuelle)– Vu comme un lien point à point– Config. manuelle des adresses IP– Possible pour backbone ATM
● Connectant quelques routeurs● Peu dynamique et extensible
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IP sur backbone ATM et PVC
Backbone ATM
Routage IP
ATM Eth
Routage IP
ATM Eth
Routage IP
Eth ATM
Routage IP
Eth ATM
Eth
Eth
Eth
Eth
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Etablissement des CV
● Etablissement dynamique– Réseau ATM vu comme un réseau
● À accès multiple – Plusieurs noeuds vus par la même interface
● Sans broadcast● = réseau NBMA (Non Broadcast Multiple Access)
– Etablir CV vers @IP x ● => connaître adresse ATM de x● Résolution dynamique d'adresse
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IP sur ATM : RFC 1577
● RFC1577 : Classical IP and ARP over ATM– Mis à jour dans RFC2225– Notion de LIS (Logical IP Subnet)
● Ensemble d'interfaces IP sur ATM– Connectées au même réseau ATM– Adresses IP forment un subnet IP– MTU par défaut 9180 octets– Envoyer paquet @IPA à @IPB
● Nécessite CV ATM entre @ATMA et @ATMB● => nécessite connaître @ATMB● => ATMARP server
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ARP
● ARP Address Resolution Protocol– RFC826 (et RARP RFC 903)– Prévu pour correspondance
● Adresse « physique » <=> adresse réseau– Ethernet <=> IP
– Définir nouveau format physique :● ATM
– Pas de broadcast ● Remplacer par serveur
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Serveur ATMARP
Réseau ATMA B
ARPserver
1 A ouvre CV avec serveur
2 serveur apprend @IP A (RARP)
@IPA <-> @ATMA
3 B ouvre CV avec serveur
4 serveur apprend @IP B (RARP)
@IPB <-> @ATMB
5 A a un paquet pour IPB6 A envoie ARP(@IPB) serveur7 serveur répond @ATMB8 A ouvre CV avec @ATMB9 A envoie paquet IP à B
RARP_req(@ATMA)
RARP_resp(@ATMA,@IPA)ARP_req(@IPB)
ARP_resp(@IPB,@ATMB)
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ATMARP (2)
● SVC maintenus temps limité– Déconnexion après délai sans trafic
● entrées dans les caches Arp– Durée de 15' sur client
● Si SVC ouvert avec distant (comm en cours)– ARP_request pour revalider entrée (sinon éliminée)
– Durée de 20' sur serveur ATMARP● Si SVC encore ouvert avec client
– RARP_request pour revalider (sinon supprimée)
RHD 2009 ATM-data 15
Routage et CLIP
● routeur IP peut avoir– 1 interface ATM et n interfaces LAN/WAN
● Routage IP entre technologies différentes● Utilisation d'ATM comme Backbone
● Grand nombre d'hôtes sur réseau ATM– Vulnérabilité ARP server– Très grand nombre de CV par hôte
● => possibilité plusieurs LIS – sur même réseau ATM– Routage entre LIS
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LIS multiples sans NHRP
● Un seul réseau ATM/ +sieurs LIS● SAR dans les routeurs
LIS1 LIS2 LIS3 H2H1
R1 R2
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LIS multiples et NHRP
● Next Hop Resolution Protocol (RFC2332)● Déterminer l'adresse ATM
– Du destinataire s'il est sur le même ATM– Du routeur de sortie (Next Hop) sinon– En présence de plusieurs LIS
● Notion de NHS : Next Hop Server– Fonction de routage et de résolution– NHRP Resolution Request et Reply
● Transmises saut par saut entre NHS
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LIS multiples avec NHRP
– Un seul réseau ATM/ +sieurs LIS– CV données direct
LIS1 LIS2 LIS3 H2H1
NHS1 NHS2
1 Request(H2) H1=>NHS1
2 Request(H2) NHS1=>NHS23 Reply(H2, @ATMH2)=>NHS14 Reply(H2,@ATMH2)=>H15 CV H1 - H2
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Exemple IP/ATM/DSL
ETH ETH ADSL ADSL PHY PHY
ATM ATM ATM ATM
AAL5 AAL5
PPPoA PPPoAIPIP
IP IP
PHY1
LL1
IP
Ethernet/WiFi
Ligne ADSL Réseau ATM FAI « internet »
PC Modem/routeurADSL
DSLAMDigital Subscriber Line Access Multiplexer
BAS : Broadband Access Server
Routeuragrégation
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Broadcast/multicast IP sur ATM
● Pas de service broadcast sur ATM● Possibilité de CV point à multipoint● Multicast : Solution MARS
– RFC2022– Multicast Address Resolution Server– Similaire à ATM ARP server
● Adresse IP de groupe : classe D 224.0.0.0/4● Exemple 224.0.0.5 (tous routeurs OSPF du LAN)
– Permet de connaître membres d'un groupe
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MARS
● Deux modes de fonctionnement● Mode serveur MCS (multicast server)
– Pour chaque groupe ● Le MCS a un CV PàMP vers les récepteurs● Les émetteurs envoient par un CV PàP vers le MCS
– Nécessite réassemblage/fragmentation sur MCS
– mais un seul CV PàMP à modifier● En cas d'adhésion/retrait
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MARS (2)
● Mode VC mesh– Chaque émetteur crée un CV PàMP
● Pour chaque groupe● Vers tous les récepteurs du groupe● Pas de surcharge d'un MCS● Mais en cas d'adhésion retrait dans un groupe● => modifier N circuits PàMP
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LANE
● LAN Emulation– Émuler un (des) LAN (ethernet, TR) sur ATM
● ELAN (Emulated LAN)● Interconnecter (bridge) des LANs via un ELAN
– Y compris multicast/broadcast● Émulation broadcast
– Gestion automatique des SVC● auto-configuration/résolution d'adresses
– Voir (153 pages)http://www.mfaforum.org/ftp/pub/approved-specs/af-lane-0084.000.pdf
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Composants de LANE
● Sur chaque interface (hôte, bridge)– Connectée à un ELAN– => LEC Lan Emulation Client– Si +sieurs ELAN , +sieurs LEC
● Sur serveurs connectés au réseau ATM– Serveurs d'émulation
● LECS LAN Emulation Configuration Server (1 seul)● LES LAN Emulation Server (1 par ELAN)● BUS Broadcast and Unknown Server (1 par ELAN)
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LEC
● Rôles– Autoconfiguration (avec LECS)– Etablir dynamiquement CV ATM
● Avec autres LEC (grâce aux LES, BUS)● Nécessite correspondance @MAC <=> @ATM
– Emettre trames vers LEC distant● Ou vers BUS si broadcast ou pas de CV vers
destinataire
– Recevoir trame de LEC distant (ou de BUS)– Utilise AAL5 pour encapsuler trames
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LECS
● LAN Emulation Configuration Server– Contient paramètres
● Des différents ELAN – Identificateur– Adresses LES, BUS
● Correspondance entre LEC et ELAN
– Permet de centraliser la configuration– Autoconfiguration des LEC– Adresse ATM bien connue
● Évite de configurer l'adresse du LECS dans chaque LEC
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LES
● LAN Emulation Server– Contrôle un ELAN– Permet résolution @ATM <=> @MAC
● LANE ARP : concept similaire à ATM ARP ● LES a une base de données (~ cache ARP)● LE_ARP_Request
– Du demandeur au LES (puis évent. au demandé)● LE_ARP_Response
– Réponse (du LES ou demandé)
– Rem. @Mac peut être celle d'une station● Derrière un pont ATM/LANE <=> ethernet
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Encapsulation des trames
● 2 méthodes : VC mux ou LLC SNAP● Transportée dans un PDU AAL5, sans FCS● VC mux
– LE Header (2)
● LLC SNAP– LLC (3) SNAP (5) ELAN-ID (4) LE-header (2)– LLC = AA AA 03– SNAP = 00 A0 3E (ATM Forum) Type (000C)
● LE header : LECid émetteur ou 0
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Les CV utilisés
– Data Unicast : entre 2 LEC PàP FD– Data Multicast Send
● Entre LEC et BUS PàP
– Data Multicast Forward● Entre BUS et tous les LEC de l'ELAN PàMP
– Configuration ● LEC à LECS PàP FD
– Control Direct● LEC à LES PàP FD
– Control Distribute● LES vers tous les LEC de l'ELAN PàMP
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Connexion LEC1
Réseau ATMLEC1LEC3
LEC2
BUSLESLECS
1 LEC1 connecte au LECS (Configuration) et se configure (adresse LES, ...)
2 LEC1 connecte au LES (Control Direct) obtient LECid
3 LES connecte LEC1 au Control Distribute 4 LEC1 connecte au BUS (Multicast Send et forward) (@BUS via LE_ARP)
RHD 2009 ATM-data 31
Connexion LEC2
Réseau ATMLEC1LEC3
LEC2
BUSLESLECS
1 LEC2 connecte au LECS (Configuration) et se configure (adresse LES, ...)
2 LEC2 connecte au LES (Control Direct) obtient LECid
3 LES connecte LEC1 au Control Distribute 4 LEC1 connecte au BUS (Multicast Send et forward) (@BUS via LE_ARP)
RHD 2009 ATM-data 32
Communication LEC1 LEC2
Réseau ATMLEC1LEC3
LEC2
BUSLESLECS
1 LEC1 envoie LE_ARP_Req (Mac LEC2) à LES (Control Direct)
2 si inconnu LES broadcast LE_ARP_Req(@Mac LEC2) sur Control Distribute LEC2 répond par Control Direct2bis LES envoie réponse à LEC1 par Control Direct + MaJ cache
1bis en attendant LEC1 broadcast trames à LEC2 via le BUS
3 LEC1 établit CV avec LEC2 et envoie trames
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Bridging
● Un pont Ethernet – ATM– Une ou plusieurs interfaces ethernet– Un (ou plusieurs) LEC connecté à un ELAN
● Doit répondre aux LE_ARP_Req(@Mac)– Pour les adresses Mac côté ethernet
● Dans table de forwarding du bridge
● Doit envoyer en broadcast (vers BUS)– Les trames vers adresses
inconnues/broadcast/multicast– Envoyer LE_ARP_Req si adresse inconnue