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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

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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


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


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


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)


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)


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


LIS multiples sans NHRP

● Un seul réseau ATM/ +sieurs LIS● SAR dans les routeurs

LIS1 LIS2 LIS3 H2H1

R1 R2


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


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


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


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


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


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


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


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)


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


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


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


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


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


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)


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)


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


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


PHY

ATM

AAL5

LEC LANE

Bridging

Ethernet


Bridging (suite)

● Plusieurs ELAN sur réseau ATM– Analogue aux VLAN (à venir)

● Possibilité bridger VLAN différents– Via des ELAN différents (1 LEC par VLAN)– En envoyant des trames taggées

● un seul ELAN/LEC

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