home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Internet Info 1997 December / Internet_Info_CD-ROM_Walnut_Creek_December_1997.iso / drafts / draft_ietf_i / draft-ietf-issll-atm-mapping-02.txt < prev    next >
Text File  |  1997-03-28  |  83KB  |  2,071 lines

  1.  
  2.  
  3. INTERNET-DRAFT                                        Mark W. Garrett,
  4.                                                       Bellcore
  5. Expires 26 September 1997
  6.                                                       Marty Borden,
  7.                                                       New Oak Communications
  8.  
  9.                                                       26 March 1997
  10.  
  11.  
  12.    Interoperation of Controlled-Load and Guaranteed Services with ATM
  13.                  <draft-ietf-issll-atm-mapping-02.txt>
  14.  
  15.  
  16. Status of this Memo
  17.  
  18.    This document is an Internet-Draft.  Internet-Drafts are working
  19.    documents of the Internet Engineering Task Force (IETF), its areas,
  20.    and its working groups.  Note that other groups may also distribute
  21.    working documents as Internet-Drafts.
  22.  
  23.    Internet-Drafts are draft documents valid for a maximum of six months
  24.    and may be updated, replaced, or obsoleted by other documents at any
  25.    time.  It is inappropriate to use Internet- Drafts as reference
  26.    material or to cite them other than as ``work in progress.''
  27.  
  28.    To learn the current status of any Internet-Draft, please check the
  29.    ``1id-abstracts.txt'' listing contained in the Internet- Drafts
  30.    Shadow Directories on ftp.is.co.za (Africa), nic.nordu.net (Europe),
  31.    munnari.oz.au (Pacific Rim), ds.internic.net (US East Coast), or
  32.    ftp.isi.edu (US West Coast).
  33.  
  34. Abstract
  35.  
  36.    Service mappings are an important aspect of effective interoperation
  37.    between Internet Integrated Services and ATM networks.  This document
  38.    provides guidelines for ATM virtual connection features and
  39.    parameters to be used in support of the IP integrated services
  40.    protocols.  The specifications include IP Guaranteed Service,
  41.    Controlled-Load Service and ATM Forum UNI specification, versions
  42.    3.0, 3.1 and 4.0.
  43.  
  44.    These service mappings are intended to facilitate effective end-to-
  45.    end Quality of Service for IP networks containing ATM subnetworks.
  46.    We discuss the various features of the IP and ATM protocols, and
  47.    identify solutions and difficult issues of compatibility and
  48.    interoperation.
  49.  
  50.  
  51.  
  52.  
  53. Garrett, Borden           Expires September 1997                [Page 1]
  54.  
  55. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  56.  
  57.  
  58.                               Table of Contents
  59.  
  60.    0.0 What's New in This Version .........................................   3
  61.  
  62.    1.0 Introduction .......................................................   x
  63.        1.1 General System Architecture ....................................   x
  64.        1.2 Related Documents ..............................................   x
  65.  
  66.    2.0 Discussion of ATM Protocol Features ................................   x
  67.        2.1 Service Category and Bearer Capability .........................   x
  68.            2.1.1 Service Categories for Guaranteed Service ................   x
  69.            2.1.2 Service Categories for Controlled Load ...................   x
  70.            2.1.3 Service Categories for Best Effort .......................   x
  71.        2.2 Cell Loss Priority Bit, Tagging and Conformance Definitions ....   x
  72.        2.3 ATM Adaptation Layer ...........................................   x
  73.        2.4 Broadband Low Layer Information ................................   x
  74.        2.5 Traffic Descriptors ............................................   x
  75.            2.5.1 Translating Traffic Descriptors for Guaranteed Service ...   x
  76.            2.5.2 Translating Traffic Descriptors for Controlled Load Service  x
  77.            2.5.3 Translating Traffic Descriptors for Best Effort Service .... x
  78.        2.6 QoS Classes and Parameters .....................................   x
  79.        2.7 Additional Parameters -- Frame Discard Mode ....................   x
  80.  
  81.    3.0 Discussion of IP-IS Protocol Features ..............................   x
  82.        3.1 Handling of Excess Traffic .....................................   x
  83.        3.2 Use of AdSpec in Guaranteed Service with ATM ...................   x
  84.  
  85.    4.0 Discussion of Miscellaneous Items ..................................   x
  86.        4.1 Units Conversion ...............................................   x
  87.  
  88.    5.0 Summary of ATM VC Setup Parameters for Guaranteed Service ..........   x
  89.        5.1 Encoding GS Using Real-Time VBR ................................   x
  90.        5.2 Encoding GS Using CBR ..........................................   x
  91.        5.3 Encoding GS Using Non-Real-Time VBR ............................   x
  92.        5.4 Encoding GS Using ABR ..........................................   x
  93.        5.5 Encoding GS Using UBR ..........................................   x
  94.        5.6 Encoding GS Using UNI 3.0 and UNI 3.1. .........................   x
  95.  
  96.    6.0 Summary of ATM VC Setup Parameters for Controlled Load Service .....   x
  97.        6.1 Encoding CLS Using ABR .........................................   x
  98.        6.2 Encoding CLS Using Non-Real-Time VBR ...........................   x
  99.        6.3 Encoding CLS Using Real-Time VBR ...............................   x
  100.        6.4 Encoding CLS Using CBR .........................................   x
  101.        6.5 Encoding CLS Using UBR .........................................   x
  102.        6.6 Encoding CLS Using UNI 3.0 and UNI 3.1. ........................   x
  103.  
  104.    7.0 Summary of ATM VC Setup Parameters for Best Effort Service .........   x
  105.        7.1 Encoding Best Effort Service Using UBR .........................   x
  106.  
  107.  
  108.  
  109. Garrett, Borden           Expires September 1997                [Page 2]
  110.  
  111. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  112.  
  113.  
  114.        7.2 Encoding Best Effort Service Using Other ATM Service Categories    x
  115.  
  116.    8.0 Acknowledgements ...................................................   x
  117.  
  118.    Appendix 1  Abbreviations ..............................................   x
  119.    REFERENCES .............................................................   x
  120.    AUTHORS' ADDRESSES .....................................................   x
  121.  
  122.  
  123. 0.0 What's New in This Version
  124.  
  125.    Corrections to VC setup parameter tables.
  126.  
  127.    Deleted specific QoS parameter values in tables.
  128.  
  129.    Section 3.1 on handling of excess traffic.
  130.  
  131.  
  132.  
  133. 1.0 Introduction
  134.  
  135.    We consider the problem of providing IP Integrated Services [1] with
  136.    an ATM subnetwork.  This document is intended to be consistent with
  137.    the rsvp protocol [2] for IP-level resource reservation (although it
  138.    is, strictly speaking, independent of rsvp, since GS and CLS services
  139.    can be supported through other mechanisms).  In the ATM network, we
  140.    consider ATM Forum UNI Signaling, versions 3.0, 3.1 and 4.0 [3, 4,
  141.    5].  The latter uses the more complete service model of The ATM
  142.    Forum's TM 4.0 specification [6, 7].
  143.  
  144.    This is a complex problem with many facets.  In this document, we
  145.    focus on the service types, parameters and signalling elements needed
  146.    for service interoperation.  The resulting service mappings can be
  147.    used to provide effective end-to-end Quality of Service (QoS) for IP
  148.    traffic that traverses ATM networks.
  149.  
  150.    The IP services considered are Guaranteed Service (GS) [8] and
  151.    Controlled Load Service (CLS) [9].  We also treat the default Best
  152.    Effort Service (BE) in parallel with these.  Our recommendations for
  153.    BE are intended to be consistent with RFC 1755 [10], and its revision
  154.    (in progress) [11], which defines how ATM VCs can be used in support
  155.    of normal BE IP service.  The ATM services we consider are:
  156.  
  157.        CBR           Constant Bit Rate
  158.        rtVBR         Real-time Variable Bit Rate
  159.        nrtVBR        Non-real-time Variable Bit Rate
  160.        UBR           Unspecified Bit Rate
  161.        ABR           Available Bit Rate
  162.  
  163.  
  164.  
  165. Garrett, Borden           Expires September 1997                [Page 3]
  166.  
  167. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  168.  
  169.  
  170.    (Note, Appendix 1 provides definitions for all abbreviations.)  In
  171.    the case of UNI 3.0 and 3.1 signaling, where these service are not
  172.    all clearly distinguishable, we identify the appropriate available
  173.    services.
  174.  
  175.    The service mappings which follow most naturally from the service
  176.    definitions are as follows:
  177.  
  178.        Guaranteed Service    ->     CBR or rtVBR
  179.        Controlled Load       ->     nrtVBR or ABR (with a minimum cell rate)
  180.        Best Effort           ->     UBR or ABR
  181.  
  182.    For completeness we provide detailed mappings for all service
  183.    combinations and identify how each meets or fails to meet the
  184.    requirements of the higher level IP services.  The reason for not
  185.    restricting mappings to the most obvious or natural ones is that we
  186.    cannot assume now that these services will always be ubiquitously
  187.    available.  A number of details, such as treatment of packets in
  188.    excess of the flow traffic descriptor, make service mapping a
  189.    complicated subject, which cannot be expressed briefly and accurately
  190.    at the same time.
  191.  
  192.    The remainder of this introduction provides a general discussion of
  193.    the system configuration and other assumptions.  Section 2 considers
  194.    the relevant ATM protocol elements and their effects as related to
  195.    Guaranteed, Controlled Load and Best Effort services (the latter
  196.    being the default "service").  Section 3 discusses a number of
  197.    important features of the IP services and how they can be handled on
  198.    an ATM subnetwork.  Section 4 addresses a few miscellaneous problems
  199.    which are neither distinctly IP nor ATM.  Section 5 gives detailed VC
  200.    setup parameters for Guaranteed Service, and considers the effect of
  201.    using each of the ATM service categories.  Section 6 provides a
  202.    similar treatment for Controlled Load Service.  Section 7 considers
  203.    Best Effort service.
  204.  
  205.    This document is only a part of the total solution to providing the
  206.    interworking of IP integrated services with ATM subnetworks.  The
  207.    important issue of VC management, including flow aggregation, is
  208.    considered in [12].  We do not consider how routing -- QoS sensitive
  209.    or not -- interacts with the use of VCs, especially in the case of
  210.    multicast (or point-to-multipoint) flows.  We expect that a
  211.    considerable degree of implementation latitude will exist, even
  212.    within the guidelines presented here.  Many aspects of interworking
  213.    between IP and ATM will depend on economic factors, and will not be
  214.    subject to standardization.
  215.  
  216.  
  217.  
  218.  
  219.  
  220.  
  221. Garrett, Borden           Expires September 1997                [Page 4]
  222.  
  223. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  224.  
  225.  
  226. 1.1 General System Architecture
  227.  
  228.    We assume that the reader has a general working knowledge of IP, rsvp
  229.    and ATM protocols.  The network architecture we consider is
  230.    illustrated in Figure 1, below.  An IP-attached host may send unicast
  231.    datagrams to another host, or may use an IP multicast address to send
  232.    packets to all of the hosts which have "joined" the multicast "tree".
  233.    In either case, a destination host may then use RSVP to establish
  234.    resource reservation in routers along the internet path for the data
  235.    flow.
  236.  
  237.    An ATM network lies in the path (chosen by the IP routing), and
  238.    consists of one or many ATM switches.  It uses VCs to provide both
  239.    resources and QoS within the ATM cloud.  These connections are set
  240.    up, added to (in the case of multipoint trees), torn down, and
  241.    controlled by the edge devices, which act as both IP routers and ATM
  242.    interfaces, capable of initiating and managing VCs across the ATM
  243.    user-to-network (UNI) interface.  The edge devices are assumed to be
  244.    fully functional in both the IP int-serv/RSVP protocols and the ATM
  245.    UNI protocols, as well as translating between them.
  246.  
  247.  
  248.                                   ATM Cloud
  249.                               ------------------
  250.         H ----\              (                  )          /------- H
  251.         H ---- R -- R -- E --( ATM Sw -- ATM Sw ) -- E -- R -- R -- H
  252.         H ----/     |        (                  )          \
  253.                     |         ------------------            \------ H
  254.         H ----------R
  255.  
  256.               Figure 1:  Network Architecture with hosts (H),
  257.                          Routers (R) and Edge Devices (E).
  258.  
  259.  
  260.    The edge devices may be considered part of the IP internet or part of
  261.    the ATM cloud, or both.  This is not an issue since they must provide
  262.    capabilities of both environments.  The edge devices have normal RSVP
  263.    capability to process RSVP messages, reserve resources, and maintain
  264.    soft state (in the control path), and to classify and schedule
  265.    packets (in the data path).  They also have the normal ATM
  266.    capabilities to initiate connections by signaling, and to accept or
  267.    refuse connections signaled to them.  They police and schedule cells
  268.    going into the ATM cloud.  An IP-level reservation (RESV message)
  269.    triggers the edge device to translate the RSVP service requirements
  270.    into ATM VC (UNI) semantics.
  271.  
  272.    A range of VC management policies are possible, which determine
  273.    whether a flow should initiate a new VC or join an existing one.  VCs
  274.  
  275.  
  276.  
  277. Garrett, Borden           Expires September 1997                [Page 5]
  278.  
  279. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  280.  
  281.  
  282.    are managed according to a combination of standards and local policy
  283.    rules, which are specific to either the implementation (equipment) or
  284.    the operator (network service provider).  Point-to-multipoint
  285.    connections within the ATM cloud can be used to support general IP
  286.    multicast flows.  In ATM, a point to multipoint connection can be
  287.    controlled by the source (or root) node, or a leaf initiated join
  288.    (LIJ) feature in ATM may be used.  Note, the topic of VC management
  289.    and mapping of flows onto VCs is considered at length in another
  290.    issll working group draft [12].
  291.  
  292.    Figure 2 shows the functions of an edge device, summarizing the work
  293.    not part of IP or ATM abstractly as an InterWorking Function (IWF),
  294.    and segregating the control and data planes.  (Note: for expositional
  295.    convenience, policy control and other control functions are included
  296.    as part of the admission control in the diagram.)
  297.  
  298.  
  299.          IP                                                ATM
  300.                                ____________________
  301.                               |        IWF         |
  302.                               |                    |
  303.          admission       <--> | service mapping    | <-->  ATM
  304.          control              | VC management      |       signalling &
  305.                               | address resolution |       admission
  306.                               |....................|       control
  307.                               |                    |
  308.          classification/      |ATM Adaptation Layer|       cell
  309.          policing &      <--> | Segmentation and   | <-->  scheduling/
  310.          scheduling           |  Reassembly        |       shaping
  311.                               | Buffering          |
  312.                                ____________________
  313.  
  314.                  Figure 2: Edge Device Functions showing the IWF
  315.  
  316.  
  317.  
  318.    In the logical view of Figure 2, some functions, such as scheduling,
  319.    are shown separately, since these functions are required of both the
  320.    IP and ATM sides.  However it may be possible in an integrated
  321.    implementation to combine such functions.
  322.  
  323.    It is not possible to completely separate the service mapping and VC
  324.    management functions.  Several illustrative examples come to mind:
  325.    (i) Multiple integrated-services flows may be aggregated to use one
  326.    point-to-multipoint VC.  In this case, we assume the IP flows are of
  327.    the same service type and their parameters have been merged
  328.    appropriately.  (ii) The VC management function may choose to
  329.    allocate extra resources in anticipation of further reservations or
  330.  
  331.  
  332.  
  333. Garrett, Borden           Expires September 1997                [Page 6]
  334.  
  335. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  336.  
  337.  
  338.    based on an empiric of changing TSpecs.  (iii) There must exist a
  339.    path for best effort flows and for sending the rsvp control messages.
  340.    How this interacts with the establishment of VCs for QoS traffic may
  341.    alter the characteristics required of those VCs.  See [12] for
  342.    further details on VC management.
  343.  
  344.    Therefore, in discussing the service-mapping problem, we will assume
  345.    that the VC management function of the IWF can always express its
  346.    result in terms of an IP-level service with some QoS and TSpec.  The
  347.    service mapping algorithm, which is the subject of this document, can
  348.    then identify the appropriate VC parameters, whether the resulting
  349.    action is initiation of a new VC, the addition/deletion of a leaf to
  350.    an existing multipoint tree, or the modification of an existing VC to
  351.    one of another description.
  352.  
  353. 1.2 Related Documents
  354.  
  355.    Earlier ATM Forum documents were called UNI 3.0 and UNI 3.1.  The 3.1
  356.    release was used to correct errors and fix alignment with the ITU.
  357.    Unfortunately UNI 3.0 and 3.1 are incompatible.  However this is in
  358.    terms of actual codepoints, not semantics.  Therefore, descriptions
  359.    of parameter values can generally be used for both.
  360.  
  361.    After 3.1, the ATM Forum decided to release documents separately for
  362.    each technical working group.  The Traffic Management and Signalling
  363.    4.0 documents are available publically at ftp.atmforum.com/pub.  We
  364.    refer to the combination of traffic management and signalling as
  365.    TM/UNI 4.0, although specific references may be made to the TM 4.0
  366.    specification or the UNI SIG 4.0 specification.
  367.  
  368.    Within the IETF area, related material includes the work of the rsvp
  369.    [2], int-serv [1, 8, 9, 13, 14] and ion working groups [10, 11] of
  370.    the IETF.  Rsvp defines the resource reservation protocol (which is
  371.    analogous to signaling in ATM). Int-serv defines the behavior and
  372.    semantics of particular services (analogous e.g., to the Traffic
  373.    Management working group in the ATM Forum).  Ion defines interworking
  374.    of IP and ATM for traditional Best Effort service, and covers all
  375.    issues related to routing and addressing.
  376.  
  377.    A large number of ATM signaling details are covered in RFC 1755 [10],
  378.    e.g., differences between UNI 3.0 and UNI 3.1, encapsulation, frame-
  379.    relay interworking, etc.  These considerations generally extend to IP
  380.    over ATM with QoS as well.  Any description given in this document of
  381.    IP Best Effort service (i.e. the default behavior) over ATM is
  382.    intended to be consistent with RFC 1755 and it's extension for UNI
  383.    4.0 [11], and those documents are to be considered definitive.  In
  384.    some instances with non-best-effort services, certain IP/ATM features
  385.    will diverge from the following RFC 1755.  The authors have attempted
  386.  
  387.  
  388.  
  389. Garrett, Borden           Expires September 1997                [Page 7]
  390.  
  391. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  392.  
  393.  
  394.    to note such differences explicitly.  (For example, best effort VCs
  395.    are taken down on timeout by either edge device, while QoS VCs are
  396.    only removed by the upstream edge device when the corresponding rsvp
  397.    reservation is deleted.)
  398.  
  399.    RFC 1821 [15], represents an early discussions of issues involved
  400.    with interoperating IP and ATM protocols for integrated services and
  401.    QoS.
  402.  
  403.  
  404. 2.0 Discussion of ATM Protocol Features
  405.  
  406.  
  407.    In this section, we discuss each of the items that must be specified
  408.    in the setup of an ATM VC.  For each of these we discuss which
  409.    specified items and values may be most appropriate for each of the
  410.    three integrated services.
  411.  
  412.    The ATM Call Setup is sent by the edge device to the ATM network to
  413.    establish end-to-end (ATM) service.   This setup contains the
  414.    following information.
  415.  
  416.        Service Category/Broadband Bearer Capability
  417.        AAL Parameters
  418.        Broadband Low Layer Information
  419.        Calling and Called Party Addressing Information
  420.        Traffic Descriptors
  421.        QoS Parameters
  422.        Additional Parameters of TM/UNI 4.0
  423.  
  424.    We will discuss each of these, except addressing information, as they
  425.    relate to the translation of GS and CLS to ATM services.  Following
  426.    the discussion of the service categories, we discuss the tagging and
  427.    conformance definitions for IP and ATM, since the policing method is
  428.    implicit in the call setup.  We then continue with mappings of the
  429.    other parameters and information elements.
  430.  
  431.  
  432. 2.1 Service Category and Bearer Capability
  433.  
  434.  
  435.    The highest level of abstraction distinguishing features of ATM VCs
  436.    is in the service category or bearer capability.  Service categories
  437.    were introduced in TM/UNI 4.0; previously the bearer capability was
  438.    used to discriminate at this level.
  439.  
  440.    In each version of the ATM specifications, these indicate the general
  441.    properties required of a VC: whether there is a real-time delay
  442.  
  443.  
  444.  
  445. Garrett, Borden           Expires September 1997                [Page 8]
  446.  
  447. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  448.  
  449.  
  450.    constraint, whether the traffic is constant or variable rate, the
  451.    applicable traffic and QoS description parameters and (implicitly)
  452.    the complexity of some supporting switch mechanisms.
  453.  
  454.    For UNI 3.0 and UNI 3.1, there are only two distinct options for
  455.    bearer capabilities (in our context):
  456.  
  457.        BCOB-A:  constant rate, timing required, unicast/multipoint;
  458.        BCOB-C:  variable rate, timing not required, unicast/multipoint.
  459.  
  460.    There is a third capability, BCOB-X, but in the case of AAL5 (which
  461.    we require -- see below) it can be used interchangeably and
  462.    consistently with the above two capabilities.
  463.  
  464.    In TM/UNI 4.0 the service categories are:
  465.  
  466.        Constant Bit Rate (CBR)
  467.        Real-time Variable Bit Rate (rtVBR)
  468.        Non-real-time Variable Bit Rate (nrtVBR)
  469.        Unspecified Bit Rate (UBR)
  470.        Available Bit Rate (ABR)
  471.  
  472.    The first two of these are real-time services, so that rtVBR is new
  473.    to TM/UNI 4.0.  The ABR service is also new to TM/UNI 4.0.  UBR
  474.    exists in all specifications, except perhaps in name, through the
  475.    ``best effort'' indication flag and/or the QoS Class 0.
  476.  
  477.    The encoding used in 4.0 is consistent with the earlier versions.
  478.    For example, the Service Category is indicated solely by the
  479.    combination of the Bearer Capability and the Best Effort indication
  480.    flag.
  481.  
  482.    In principle, it is possible to support any foreseeable service
  483.    through the use of BCOB-A/CBR.  This is because the CBR service is
  484.    equivalent to having a ``pipe'' with specified bandwidth/timing.
  485.    However, it may be desirable to make better use of the ATM network's
  486.    resources by using other, less demanding, services when available.
  487.    (See RFC 1821 for a discussion of this [15].)
  488.  
  489.  
  490.    2.1.1 Service Categories for Guaranteed Service
  491.  
  492.    There are two possible mappings for GS:
  493.  
  494.        CBR (BCOB-A)
  495.        rtVBR
  496.  
  497.    GS requires real-time support, that is, timing is required.  Thus in
  498.  
  499.  
  500.  
  501. Garrett, Borden           Expires September 1997                [Page 9]
  502.  
  503. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  504.  
  505.  
  506.    UNI 3.x, the bearer class BCOB-A (or an equivalent BCOB-X
  507.    formulation) must be used.  In TM/UNI 4.0 either CBR or rtVBR is
  508.    appropriate.  In both cases, GS would use a value of CLR
  509.    appropriately low for the link (i.e., such that congestion losses are
  510.    dominated by losses due to bit errors).  The use of rtVBR may
  511.    encourage recovery of allocated bandwidth left unused by a source.
  512.    It also accomm odates more bursty sources with a larger bucket
  513.    parameter, and permits the use of tagging for excess traffic (see
  514.    Section 2.2).
  515.  
  516.    Neither the BCOB-C bearer class, nor nrtVBR, UBR, ABR are good
  517.    matches for the GS service.  These provide no delay estimates and
  518.    cannot guarantee consistently low delay for every packet.
  519.  
  520.    Specification of BCOB-A or CBR requires specification of a PCR.  The
  521.    PCR should be specified as the the token bucket rate parameter, with
  522.    appropriate conversion from bytes to cells (accounting for overhead),
  523.    of the GS TSpec.  For both of these, the network provides a nominal
  524.    clearing rate of PCR with jitter toleration (bucket size) CDVT,
  525.    specified in a network specific manner (see below).
  526.  
  527.    Specification of rtVBR requires the specification of two rates, SCR
  528.    and PCR.  This models bursty traffic with specified peak and average
  529.    rates.  With rtVBR, it is appropriate to map the PCR to the line rate
  530.    of incoming traffic and the SCR to the GS TSpec bucket rate.  The ATM
  531.    bucket sizes are CDVT, in a network specific manner, and CDVT+BT,
  532.    respectively for the PCR and SCR parameters (see below).
  533.  
  534.  
  535.    2.1.2 Service Categories for Controlled Load
  536.  
  537.    There are three possible mappings for CLS:
  538.  
  539.        CBR (BCOB-A)
  540.        ABR
  541.        nrtVBR (BCOB-C)
  542.  
  543.    Note that under UNI 3.x, only the first and third choices are
  544.    applicable.   The first, with a CBR/BCOB-A connection, provides a
  545.    higher level of QoS than is necessary, but it may be convenient to
  546.    simply allocate a fixed-rate ``pipe'', which should be ubiquitously
  547.    supported in ATM networks.  However unless this is the only choice
  548.    available, this will probably be wasteful of network resources.
  549.  
  550.    The ABR category with a positive MCR aligns with the CLS idea of
  551.    ``best effort with floor.''  The ATM network agrees to forward cells
  552.    with a rate of at least MCR, which should be directly converted from
  553.    the token bucket rate of the TSpec.  The bucket size parameter
  554.  
  555.  
  556.  
  557. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 10]
  558.  
  559. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  560.  
  561.  
  562.    measures approximately the amount of buffer required at the IWF.
  563.  
  564.    The nrtVBR/BCOB-C category can also be used.  The rtVBR category can
  565.    be used, although the edge device must choose a value for CTD and CDV
  566.    as a matter of local policy.
  567.  
  568.    The UBR category does not provide enough capability for Controlled
  569.    Load.  The point of CLS is to allow an allocation of resources, which
  570.    is facilitated by the token bucket traffic descriptor, and is
  571.    unavailable in UBR.
  572.  
  573.  
  574.    2.1.3 Service Categories for Best Effort
  575.  
  576.    All of the service categories have the capability to carry Best
  577.    Effort service, but the natural service category is UBR (or, in UNI
  578.    3.x, BCOB-C or BCOB-X, with the best effort indication set).  A CBR
  579.    or rtVBR clearly could be used, and since the service is not real-
  580.    time, a nrtVBR connection could also be used.  In these cases the
  581.    rate parameter used reflects a bandwidth allocation in support of the
  582.    edge device's best effort connectivity to the far edge router.  It
  583.    would be normal for traffic from many source/destination pairs to be
  584.    aggregated on this connection; indeed, since Best Effort is the
  585.    default IP behavior, the individual flows are not necessarily
  586.    identified or accounted for.  CBR may be a preferred solution in the
  587.    case where best effort traffic is sufficiently highly aggregated that
  588.    a simple fixed-rate pipe is efficient.  Both CBR and nrt-VBR provide
  589.    bandwidth allocation which may be useful for billing purposes.  An
  590.    ABR connection could similarly be used to support Best Effort
  591.    traffic.  The support of data communications protocols such as TCP/IP
  592.    is the explicit purpose for which ABR was specifically designed.  It
  593.    is conceivable that a separate ABR connection would be made for
  594.    different IP flows, although the normal case would probably have all
  595.    IP Best Effort traffic with a common egress router sharing a single
  596.    ABR connection.
  597.  
  598.    The rt-VBR service category may be considered less suitable, simply
  599.    because both the real-time delay constraint and the use of SCR/BT add
  600.    unnecessary complexity.
  601.  
  602.    See specifications from the IETF ion working group [10, 11] for
  603.    related work on support of Best Effort service with ATM.
  604.  
  605.  
  606. 2.2 Cell Loss Priority Bit, Tagging and Conformance Definitions
  607.  
  608.  
  609.    An ATM header carries the Cell Loss Priority (CLP) bit.  Cells with
  610.  
  611.  
  612.  
  613. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 11]
  614.  
  615. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  616.  
  617.  
  618.    CLP=1 are said to be ``tagged'' and have lower priority.  This
  619.    tagging may be done by the source, to indicate relative priority
  620.    within the VC, or by a switch, to indicate traffic in violation of
  621.    policing parameters.  Options involving the use of tagging are
  622.    decided at call setup time.
  623.  
  624.    A Conformance Definition is a rule that determines whether a cell is
  625.    conforming to the traffic descriptor of the VC.  The conformance
  626.    definition is given in terms of a Generic Cell Rate Algorithm (GCRA),
  627.    also known as a "leaky bucket" algorithm, for CBR and VBR services.
  628.    (UBR and ABR have network-specific conformance definitions.  Note,
  629.    the term "compliance" in ATM is used to describe the behavior of a
  630.    connection.)
  631.  
  632.    The network may tag cells which are non-conforming, rather than
  633.    dropping them only if the VC is set up to request tagging and the
  634.    network supports the tagging option.  When congestion occurs, a
  635.    switch must attempt to discard tagged cells in preference to the
  636.    discarding of CLP=0 cells.  However, the mechanism for doing this is
  637.    completely implementation specific.   Tagged cells are treated with a
  638.    behavior which is Best Effort in the sense that they are transported
  639.    when bandwidth is available, queued when buffers are available, and
  640.    dropped when the resources are overcommitted.
  641.  
  642.    Since GS and CLS services require excess traffic to be treated as
  643.    Best Effort, the tagging option should always be chosen (if
  644.    supported) in the VC setup as a means of ``downgrading'' non-
  645.    conformant cells.  However, the term ``best effort'' seems to be used
  646.    with two distinguishable meanings in the int-serv specs.  The first
  647.    is that of a service class that, in some typical scheduler
  648.    implementations, would correspond to a separate queue.  Placing
  649.    excess traffic in best effort in this sense would be giving it lower
  650.    delay priority.  The other sense is more generic, meaning that the
  651.    network would make a best effort to transport the traffic.  A
  652.    reasonable expectation is that a network with no contending traffic
  653.    would transport the packet, while a very congested network would drop
  654.    the packet.  A packet that could be tagged with lower loss priority
  655.    (such as the ATM CLP bit) would be more likely to be dropped, but
  656.    would not normally be transported out of order with respect to the
  657.    conforming portion of the flow.  Such a mechanism would agree with
  658.    the latter definition of best effort, but not the former.
  659.  
  660.    In TM/UNI 4.0 tagging does not apply to the CBR or ABR services.
  661.    However, there are three conformance definitions of VBR service (for
  662.    both rtVBR and nrtVBR) to consider.  In VBR, only the conformance
  663.    definition VBR.3 supports tagging and applies the GCRA with PCR to
  664.    the aggregate CLP=0+1 cells, and another GCRA with SCR to the CLP=0
  665.    cells.  Thus this conformance definition should always be used in
  666.  
  667.  
  668.  
  669. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 12]
  670.  
  671. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  672.  
  673.  
  674.    support of IP integrated services.  For UBR service, conformance
  675.    definition UBR.2 supports the use of tagging, but a CLP=1 cell does
  676.    not imply non-conformance; it may be a hint of network congestion.
  677.  
  678.    Once an ATM connection is established, and the particular conformance
  679.    definition is determined, the resulting policing action is mandatory.
  680.    Since the conformance algorithm operates on cells, when mapping rates
  681.    and bucket sizes from IP services to corresponding ATM parameters, a
  682.    correction needs to be made (at call setup time) for the ATM
  683.    segmentation overhead.  Unfortunately this overhead, as a ratio,
  684.    depends on packet length, with the overhead largest for small
  685.    packets.  Thus the appropriate correction could be based on minimum
  686.    packet size, expected packet size, or otherwise in a network specific
  687.    manner, determined at the edge device IWF.  See Section 4.1.
  688.  
  689.    It is always better fo the IWF to tag cells when it can anticipate
  690.    that the ATM network would do so.  This is because the IWF knows the
  691.    IP packet boundaries and can tag all of the cells corresponding to a
  692.    packet.  If left to the ATM layer UPC, the network would inevitably
  693.    carry some cells of packets which are worthless, because some other
  694.    cells from those packet are dropped due to non-conformance.
  695.    Therefore, the IWF, knowing the VC GCRA parameters, should always
  696.    anticipate the cells which will be tagged by the ATM UPC and tag all
  697.    of the cells uniformly across each affected packet.
  698.  
  699.  
  700. 2.3 ATM Adaptation Layer
  701.  
  702.  
  703.    The AAL type 5 encoding must be used, as specified in RFC 1483 and
  704.    RFC 1755. AAL5 requires specification of the maximum SDU size in both
  705.    the forward and reverse directions. Both GS and CLS specify a maximum
  706.    packet size as part of the TSpec and this value shall be used as the
  707.    maximum SDU in each direction for unicast connections, but only in
  708.    one direction for point-to-multipoint connections, which are
  709.    unidirectional.  When more than one flow aggregated into a single VC,
  710.    the TSpecs are merged to yield the largest packet size.  In no case
  711.    can this exceed 65535 (or, of course, the MTU of the link).
  712.  
  713.  
  714. 2.4 Broadband Low Layer Information
  715.  
  716.  
  717.    The B-LLI Information Element is transferred transparently by the ATM
  718.    network between the edge devices and is used to specify the
  719.    encapsulation method.  Multiple B-LLI IEs may be sent as part of
  720.    negotiation.  The default encapsulation LLC/SNAP [16] must be
  721.    supported as specified in RFC 1577 and RFC 1755.  Additional
  722.  
  723.  
  724.  
  725. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 13]
  726.  
  727. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  728.  
  729.  
  730.    encapsulations are discussed in RFC 1755 and we refer to the
  731.    discussion there.
  732.  
  733.  
  734. 2.5 Traffic Descriptors
  735.  
  736.  
  737.    The ATM traffic descriptor always contains specification of a peak
  738.    cell rate (PCR) (in each direction).  For variable rate services it
  739.    also contains specification of a sustainable cell rate (SCR) and
  740.    maximum burst size (MBS).  The SCR and MBS form a leaky bucket pair
  741.    (rate, depth), while the bucket depth parameter for PCR is CDVT.
  742.    Note that CDVT is not signaled explicitly, but is determined by the
  743.    network operator, and serves as a measure of the jitter imposed by
  744.    the network.
  745.  
  746.    Since CDVT is not signaled, and is presumed to be small, the leaky
  747.    bucket traffic descriptor (TSpec) of the Internet service cannot
  748.    always be directly mapped into PCR/CDVT parameters.  Additional
  749.    buffering is needed at the IWF to account for the depth of the
  750.    bucket.
  751.  
  752.    The Burst Tolerance is related to MBS (see TM 4.0 for details).
  753.    Roughly, they are both expressions of the bucket depth parameter that
  754.    goes with SCR.  The units of BT is time while the units of MBS is
  755.    cells.  Since both SCR and MBS are signalled, they can be computed
  756.    directly from the IP layer traffic description.  The specific manner
  757.    in which resources are allocated from the traffic description is
  758.    implementation specific.  Note that when translating the traffic
  759.    parameters, the segmentation overhead and minimum policed unit need
  760.    to be taken into account (see Section 4.2 below).
  761.  
  762.    In ATM UNI SIG 4.0 there are the notions of Alternative Traffic
  763.    Descriptors and Minimal Traffic Descriptors.  Alternative Traffic
  764.    Descriptors enumerate other acceptable choices for traffic
  765.    descriptors and are not considered here.  Minimal Traffic Descriptors
  766.    are used in ``negotiation,'' which refers to the specific way in
  767.    which an ATM connection is set up.  Very roughly it works like this,
  768.    taking PCR as an example: A minimal PCR and a requested PCR are
  769.    signalled, the requested PCR being the usual item signalled, and the
  770.    minimal PCR being the absolute minimum that the source edge device
  771.    will accept.  When sensing the existence of both minimal and
  772.    requested parameters, the intermediate switches along the path may
  773.    reduce the requested PCR to a ``comfortable'' level.  This choice is
  774.    part of admission control, and is therefore implementation dependent.
  775.    If at any point the requested PCR falls below the minimal PCR then
  776.    the call is cleared.  Minimal Traffic Descriptors can be used to
  777.    present an acceptable range for parameters and ensure a higher
  778.  
  779.  
  780.  
  781. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 14]
  782.  
  783. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  784.  
  785.  
  786.    likelihood of call admission.  Whether anything more specific about
  787.    Minimal Traffic Descriptors needs to be said here is left for further
  788.    study (FFS).  In general, our discussion of connection parameters
  789.    assumes the values resulting from successful connection setup.
  790.  
  791.    The Best Effort indicator (used only with UBR) and Tagging indicators
  792.    are also part of the signaled information element (IE) containing the
  793.    traffic descriptor.  In the UNI SIG 4.0 traffic descriptor IE there
  794.    is an additional parameter, the Frame Discard indicator (see Section
  795.    2.7).
  796.  
  797.  
  798.    2.5.1 Translating Traffic Descriptors for Guaranteed Service
  799.  
  800.  
  801.    For Guaranteed Service there is a peak rate, p, a source Tspec rate,
  802.    r_s, a receiver Tspec rate r_r, and an Rspec rate, R.  The two Tspec
  803.    rates are intended to support receiver heterogeneity, in the sense
  804.    that different receivers can accept different rates representing
  805.    subsets of the sender's traffic.  In this document we leave this
  806.    feature for further study (FFS), and assume the two Tspec rates are
  807.    always identical.  The Tspec rate describes the traffic itself, and
  808.    is used for policing, while the Rspec rate (which cannot be smaller)
  809.    is the allocated service rate.  A receiver increases R over r to
  810.    reduce the delay.
  811.  
  812.    When mapping Guaranteed Service onto a rtVBR VC, the ATM traffic
  813.    descriptor parameters (PCR, SCR, MBS) can be set within the following
  814.    bounds:
  815.  
  816.                   R <= PCR <= min(p, line rate)
  817.                   r <= SCR <= PCR
  818.                   0 <= MBS <- b.
  819.  
  820.    Note that a receiver can choose R > p to lower the delay.  This
  821.    leaves the first equation somewhat subject to interpretation.  If a
  822.    receiver chooses R > line rate, it seems clear that the admission
  823.    control would simply reject the reservation.
  824.  
  825.    The edge device has a buffer preceding the ATM network which must be
  826.    sufficient to absorb bursts arriving faster than they can be admitted
  827.    into the ATM network.  For example, parameters may be set as PCR = R,
  828.    SCR = r, MBS = b.  The edge device buffer of size b would absorb a
  829.    burst sent at any IP-level peak rate.  Although this buffer exists,
  830.    the ATM network must accept bursts at rate PCR, at least R, to ensure
  831.    that the edge device delay is no greater than b/R.  Since this buffer
  832.    is not in the ATM network, its delay is not included in D_ATM.
  833.  
  834.  
  835.  
  836.  
  837. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 15]
  838.  
  839. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  840.  
  841.  
  842.    For GS over CBR, the service rate is mapped to the PCR parameter,
  843.    using the same constraint for PCR given above.  The edge device again
  844.    requires adequate buffering to accommodate the TSpec bucket depth and
  845.    ensure delay before entering the ATM network of no more than b/R.  If
  846.    PCR is greater than R, the buffer requirement may be relaxed
  847.    accordingly.
  848.  
  849.  
  850.    2.5.2 Translating Traffic Descriptors for Controlled Load Service
  851.  
  852.  
  853.    Controlled Load service has a peak rate, p, a Tspec rate, r, and a
  854.    corresponding bucket depth parameter, b.  The ATM traffic parameters
  855.    for nrtVBR service category are constrained by
  856.  
  857.                   r <= SCR <= PCR <= min(p, line rate)
  858.                   0 <= MBS <- b.
  859.  
  860.  
  861.    For ABR VCs, the Tspec rate would be used to set the minimum cell
  862.    rate (MCR) parameter.  The bucket depth parameter does not map
  863.    directly to a signalled ATM parameter, so the edge device must have a
  864.    buffer of at least b bytes.
  865.  
  866.    For CBR, the Tspec rate sets a lower bound on PCR, and again, the
  867.    available buffering in the edge device must be adequate to
  868.    accommodate possible bursts.
  869.  
  870.  
  871.    2.5.3 Translating Traffic Descriptors for Best Effort Service
  872.  
  873.  
  874.    For Best Effort service, there is no traffic description.  The UBR
  875.    service category allows negotiation of PCR, simply to allow the
  876.    source to discover the smallest physical bottleneck along the path.
  877.  
  878.  
  879. 2.6 QoS Classes and Parameters
  880.  
  881.  
  882.    In TM/UNI 4.0 the three QoS parameters may be individually signalled.
  883.    These parameters are the Cell Loss Ratio (CLR), Cell Transfer Delay
  884.    (CTD), and Cell Delay Variation (CDV).  In UNI 3.x the setup message
  885.    includes only the QoS Class, which is essentially an index to a
  886.    network specific table of values for these three parameters.  A
  887.    network provider may choose to associate other parameters, such as
  888.    Severely Errored Cell Block Ratio, but these are less well understood
  889.    and accepted compared to the basic loss, delay and jitter parameters
  890.  
  891.  
  892.  
  893. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 16]
  894.  
  895. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  896.  
  897.  
  898.    mentioned here.  The ITU has recently included a standard set of
  899.    parameter values for a (small) number of QoS classes in the latest
  900.    version of Recommendation I.356, October 1996.  The network provider
  901.    may choose to define further network-specific QoS classes in addition
  902.    to these.  The problem of agreement between network providers as to
  903.    the definition of QoS classes is completely unaddressed to date.  We
  904.    will adopt a convention expressed in UNI 3.x, that assumes that QoS
  905.    class 1 is appropriate for low-delay, low-loss CBR connections, and
  906.    QoS class 3 is appropriate for variable rate connections with loss
  907.    and delay roughly appropriate for non-real-time data applications.
  908.    Note that the QoS class definitions in the new I.356 version may not
  909.    align with this model.
  910.  
  911.    Since no IP layer counterparts to these ATM QoS parameters exist in
  912.    any of the IP services, they must be set by policy of the edge
  913.    device.  The QoS classes can be chosen relatively easily.  QoS class
  914.    1 should be used with Guaranteed Service and QoS class 3 should be
  915.    used with Controlled Load Service.  Best Effort Service always gets
  916.    QoS class 0, which is unspecified QoS by definition.  There are two
  917.    issues which amount to the same thing: First, the choice of
  918.    individually signalled parameter values (under TM/UNI 4.0) for GS and
  919.    CLS is the edge device policy.  The second issue is choosing
  920.    parameter values for the two QoS classes, which is the ATM network
  921.    policy.  If the same network operator controls both, then these
  922.    problems are identical; if not, an agreement to make the values
  923.    identical would be extremely desirable.
  924.  
  925.    Note that we have mapped QoS class 1 and 3 onto Guaranteed and
  926.    Controlled Load service respectively.  This is regardless of what
  927.    service category is used.  So when running CLS over a CBR pipe, it
  928.    would not be inappropriate to use QoS class 3.  This leaves the delay
  929.    unspecified (or much looser than with QoS 1).  These comments should
  930.    be taken as preliminary, as these issues are far from clear, and
  931.    industry consensus should be sought.
  932.  
  933.  
  934. 2.7 Additional Parameters -- Frame Discard Mode
  935.  
  936.  
  937.    In TM/UNI 4.0 ATM allows the user to choose a mode where a dropped
  938.    cell causes all cells up to the last remaining in the AAL5 PDU to be
  939.    also dropped.  This improves efficiency and the behavior of end-to-
  940.    end protocols such as TCP, since the remaining cells of a damaged PDU
  941.    are useless to the receiver.  For IP over ATM, Frame Discard should
  942.    always be used in both directions, if available, for all services.
  943.  
  944.  
  945.  
  946.  
  947.  
  948.  
  949. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 17]
  950.  
  951. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  952.  
  953.  
  954. 3.0 Discussion of IP-IS Protocol Features
  955.  
  956.  
  957. 3.1 Handling of Excess Traffic
  958.  
  959.  
  960.    (Placeholder for text.)
  961.  
  962.            Reiterate that whole packets should be tagged, See Section
  963.    2.2.
  964.  
  965.  
  966.  
  967. 3.2 Use of AdSpec in Guaranteed Service with ATM
  968.  
  969.  
  970.    The AdSpec is a feature of Guaranteed Service which allows a receiver
  971.    to calculate the worst-case delay associated with a GS flow.  Three
  972.    quantities, C, D, and MPL, are accumulated (by simple addition of
  973.    components, one for each network element) in the PATH message from
  974.    source to receiver.  The resulting values can be different for each
  975.    unique receiver.  The maximum delay is then found by
  976.  
  977.            delay <=  b/R + C/R + D + MPL
  978.  
  979.    The Maximum Path Latency (MPL) includes propagation delay and any
  980.    other unavoidable system delays.  (We neglect the effect of maximum
  981.    packet size and peak rate here; see the GS specification [8] for the
  982.    more detailed equation.)  The service rate requested by the receiver,
  983.    R, can be greater than the sender's Tspec rate, r.  The effect of the
  984.    larger R is to allocate more bandwidth and, through this equation,
  985.    lower the packet delay.  The burst size, b, is the leaky bucket
  986.    parameter from the Tspec, and is not changed by the receiver in the
  987.    Rspec.
  988.  
  989.    The values of C and D which a router advertise will depend on both
  990.    the particular packet scheduling algorithm used in the router, and
  991.    the characteristics of the subnet attached to the router.  We assume
  992.    here that each router (or the source host) takes responsibility for
  993.    its downstream subnet only.  If the subnet is a simple point-to-point
  994.    link, then the subnet-specific parts of C and D will account for the
  995.    link transmission rate and MTU.  An ATM subnet is more complex.
  996.  
  997.    The edge router will always have an internal packet scheduler, which
  998.    will contribute to C and D.  For this discussion we consider only the
  999.    ATM subnet-specific components.  We further assume that the ATM
  1000.    network will be represented as a "pure delay" element, contributing a
  1001.    component to D, but not to C.  The reason for this is that C would
  1002.  
  1003.  
  1004.  
  1005. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 18]
  1006.  
  1007. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  1008.  
  1009.  
  1010.    depend on details of the cell scheduling algorithm inside the ATM
  1011.    switches, which is not known by the edge device, where the AdSpec
  1012.    parameters are accumulated.  (In the special case where the edge
  1013.    device does have enough information to modify C, it would not be
  1014.    precluded.)  Generally the delay behavior of the whole ATM cloud may
  1015.    be expressed abstractly as a fixed constant D_ATM.
  1016.  
  1017.    Since the AdSpec values are incremented before any reservation is
  1018.    made, the edge device must have some knowledge about the VC which
  1019.    would be set up in case a reservation were made.  This does not
  1020.    really add to the complexity of the device, since it must also have
  1021.    this information in order to make an intelligent VC setup request.
  1022.    For example, the edge device may have a cached table with the
  1023.    propagation delay and a reasonable additional delay budget, from
  1024.    which it composes a value of CTD for the VC setup.  The device may
  1025.    learn such information through VC setup negotiation, and, indeed,
  1026.    there may be no other way to obtain that information.  However, it
  1027.    seems reasonable that these values would be cached for later use when
  1028.    new VCs to the same egress router need to be established.
  1029.  
  1030.    Therefore, we will presume a table with values of MPL (which includes
  1031.    propagation delay) and expected queueing delays for each possible
  1032.    egress edge device.  (How such a table is maintained is
  1033.    implementation specific.)  The latter quantity is simply D_ATM, the
  1034.    value added to the AdSpec D term to account for the ATM network.
  1035.    When a RESV message arrives, causing a VC to be set up, the requested
  1036.    value for CTD should then be given by
  1037.  
  1038.            CTD = D_ATM + MPL + S_ATM.
  1039.  
  1040.    The last term, S_ATM is the portion of the slack term applied to the
  1041.    ATM portion of the path.  Recall that the slack term [8] is positive
  1042.    when the receiver can afford more delay than that computed from the
  1043.    AdSpec.  The ATM edge device may take part (or all) of the slack term
  1044.    to relax the delay constraint on the ATM VC.  The distribution of
  1045.    delay slack among the nodes and subnets is network specific.
  1046.  
  1047.    An important detail to note is the relationship between the b/R term
  1048.    of the (Internet) delay and the corresponding MBS/SCR in the ATM
  1049.    network, when using a VBR VC.  The term b/R accounts for the delay
  1050.    experienced by the last byte of a burst, of size b, which encounters
  1051.    a congested node.  In the simple ideal case, where the scheduling
  1052.    algorithm emulates a fixed rate server, at rate R, the delay of the
  1053.    last byte is b/R.  Once this occurs, the stream has been smoothed,
  1054.    and such a delay will not occur at later congested nodes, as long as
  1055.    they also serve at rate R.  The form of the delay equation expresses
  1056.    this ideal behavior with C and D acting as error terms.  Now, since
  1057.    the delay which smooths the burst can occur outside of the ATM cloud,
  1058.  
  1059.  
  1060.  
  1061. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 19]
  1062.  
  1063. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  1064.  
  1065.  
  1066.    the b/R term cannot include any delay within the ATM cloud.  However,
  1067.    a burst of size MBS is permitted to enter the ATM network, and it may
  1068.    be served at a rate no greater than SCR.  We might reasonably expect
  1069.    a queueing delay of MBS/SCR to occur at a congested ATM switch.  If
  1070.    the ATM network will impose this delay, then it must be included in
  1071.    the value of D_ATM advertised.  If the ATM network can increase its
  1072.    bandwidth allocation (e.g., due to CTD being lower than MBS/SCR), to
  1073.    decrease this delay, then this behavior should be reflected in the
  1074.    value of D_ATM.  So, the information from which the edge device
  1075.    determines D_ATM must reflect an accurate abstraction of the actual
  1076.    behavior of the ATM network.  To the extent that D_ATM is approximate
  1077.    (and it must be an upper bound on the actual delay), it reduces the
  1078.    chance that the VC setup will succeed, and/or increases its cost.
  1079.  
  1080. 4.0 Discussion of Miscellaneous Items
  1081.  
  1082. 4.1 Units Conversion
  1083.  
  1084.  
  1085.    In the integrated services domain, bucket sizes and rates are
  1086.    measured in bytes and bytes/sec, respectively, whereas for ATM, they
  1087.    are measured in cells and cells/sec.
  1088.  
  1089.    Packets are segmented into 53 byte cells of which the first 5 bytes
  1090.    are header information.  For
  1091.  
  1092.          B = number of Bytes,
  1093.          C = number of cells,
  1094.  
  1095.    a rough approximation between the token bucket parameters (rate and
  1096.    bucket depth) is
  1097.  
  1098.          C = B/48.
  1099.  
  1100.    This is actually a lower bound on C and does not take into account
  1101.    the extra padding at the end of a partially filled cell, or the 8
  1102.    byte trailer in the last cell of an AAL5 encoding.  The actual
  1103.    relationship between the number of cells and bytes of one packet is
  1104.  
  1105.          C = 1 + int(B/48) + x,
  1106.  
  1107.          where x = 1 if B mod 48 > 41
  1108.                    0 otherwise.
  1109.  
  1110.    where int() is the rounding down operation.  The third term is  0 or
  1111.    1 and is 1 only when the remainder of B/48 is 41 or more.   (An
  1112.    additional cell is needed because the 41 bytes plus 8 byte trailer
  1113.    will not fit in a cell.)
  1114.  
  1115.  
  1116.  
  1117. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 20]
  1118.  
  1119. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  1120.  
  1121.  
  1122.    The above formula is not particularly amenable to engineering
  1123.    considerations.  By equating the number of bytes before and after
  1124.    segmentation we have
  1125.  
  1126.          48 C = B + 8 + A,
  1127.  
  1128.    where A is the additional padding used in the last 2 cells and has
  1129.    the range 0 <= A <= 47.  From this we obtain a number of  useful
  1130.    observations.
  1131.  
  1132.    For example, if one believes that the packet lengths are uniformly
  1133.    distributed mod 48, then on average, 48 C = B + 8 + 47/2, or C = B/48
  1134.    + .65625.
  1135.  
  1136.    We can also make use of the upper bound on A to state that 48 C <= B
  1137.    + 55.  This is true for any one packet.  Considering the number of
  1138.    bytes in a stream of P packets, we have
  1139.  
  1140.          48 C <= B + 55 P.
  1141.  
  1142.    The number of packets P may not be a readily available quantity.
  1143.    However, in terms of the minimum policed unit m, we know that P * m
  1144.    <= B.  Hence P <= B/m and 48 C <= B ( 1 + 55/m).  That is,
  1145.  
  1146.          C <= B/48 * (1 + 55/m).
  1147.  
  1148. 5.0 Summary of ATM VC Setup Parameters for Guaranteed Service
  1149.  
  1150.  
  1151.    This section describes how to create ATM VCs appropriately matched
  1152.    for Guaranteed Service. The key points differentiating among ATM
  1153.    choices are that real-time timing is required, that the data flow may
  1154.    have a variable rate, and that demotion of non-conforming traffic to
  1155.    best effort is required to be in agreement with the definition of GS.
  1156.    For this reason, we prefer an rtVBR service in which tagging is
  1157.    supported.  Another good match is to use CBR with special handling of
  1158.    any non-conforming traffic.
  1159.  
  1160.    Note, in all cases the encodings assume point to multipoint
  1161.    connections, where the backward channel is not used.  This is done to
  1162.    be consistent with rsvp, which generally assumes a multicast
  1163.    scenerio.  If a specific situation does not involve multicast, then
  1164.    the IWF may make use of the backward channel in a point-to-point VC,
  1165.    provided that the QoS parameters are mapped consistently for the
  1166.    service provided.
  1167.  
  1168.  
  1169.  
  1170.  
  1171.  
  1172.  
  1173. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 21]
  1174.  
  1175. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  1176.  
  1177.  
  1178. 5.1 Encoding GS Using Real-Time VBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1179.  
  1180.  
  1181.    AAL
  1182.      Type                            5
  1183.      Forward CPCS-SDU Size           parameter M of TSpec
  1184.      Backward CPCS-SDU Size          0
  1185.      SSCS Type                       0 (Null SSCS)
  1186.  
  1187.    Traffic Descriptor
  1188.      Forward PCR CLP=0+1                                     Note 1
  1189.      Backward PCR CLP=0+1            0
  1190.      Forward SCR CLP=0                                       Note 1
  1191.      Backward SCR CLP=0              0
  1192.      Forward MBS (CLP=0)                                     Note 1
  1193.      Backward MBS (CLP=0)            0
  1194.      BE indicator                    NOT included
  1195.      Forward Frame Discard bit       1
  1196.      Backward Frame Discard bit      1
  1197.      Tagging Forward bit             1 (Tagging requested)
  1198.      Tagging Backward bit            1 (Tagging requested)
  1199.  
  1200.    Broadband Bearer Capability
  1201.      Bearer Class                    16 (BCOB-X)              Note 2
  1202.      ATM Transfer Capability         9  (Real time VBR)       Note 3
  1203.      Susceptible to Clipping         00 (bit encoding for Not
  1204.    susceptible)
  1205.      User Plane Configuration        01 (bit encoding for pt-to-mpt)
  1206.  
  1207.    Broadband Low Layer Information
  1208.      User Information Layer 2
  1209.        Protocol                      12 (ISO 8802/2)
  1210.      User Information Layer 3
  1211.        Protocol                      11 (ISO/IEC TR 9577)    Note 4
  1212.       ISO/IEC TR 9577 IPI            204
  1213.  
  1214.    QoS Class
  1215.      QoS Class Forward               1                       Note 5
  1216.      QoS Class Backward              1                       Note 5
  1217.  
  1218.    QoS Parameters                                            Note 6
  1219.      Acceptable Forward CDV
  1220.      Acceptable Forward CLR
  1221.      Forward Max CTD
  1222.  
  1223.    Note 1:  See discussion Section 2.5.1.
  1224.    Note 2:  Value 3 (BCOB-C) can also be used.
  1225.    Note 3:  The ATC value 19 is not used.  The value 19 implies CLR
  1226.  
  1227.  
  1228.  
  1229. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 22]
  1230.  
  1231. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  1232.  
  1233.  
  1234.             objective applies to the aggregate  CLP=0+1 stream and
  1235.             that does not give desirable treatment of excess
  1236.             traffic in the case of IP.
  1237.    Note 4:  For QoS VCs supporting GS or CLS, the layer 3 protocol should
  1238.             be specified.  For BE VCs, it can be left unspecified, allowing
  1239.             the VC to be shared by multiple protocols, following RFC 1755.
  1240.    Note 5:  Cf ITU I.365 (Oct 1996) for new definition.
  1241.    Note 6:  See section 2.6 for the values to be used  The cumulative CDV
  1242.             is also provided, but it depends on local implementation, and
  1243.             not on values mapped from IP level service parameters.
  1244.  
  1245.  
  1246. 5.2 Encoding GS Using CBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1247.  
  1248.  
  1249.  
  1250.    It is also possible to support GS using a CBR ``pipe.''   The
  1251.    advantage of this is that CBR is probably supported; the disadvantage
  1252.    is that data flows may not fill the pipe (utilization loss) and there
  1253.    is no tagging option available.
  1254.  
  1255.  
  1256.  
  1257.    AAL
  1258.      Type                            5
  1259.      Forward CPCS-SDU Size           parameter M of TSpec
  1260.      Backward CPCS-SDU Size          parameter M of TSpec
  1261.      SSCS Type                       0 (Null SSCS)
  1262.  
  1263.    Traffic Descriptor
  1264.      Forward PCR 0                                           Note 1
  1265.      Backward PCR                    0
  1266.      Forward PCR 0+1                                         Note 1
  1267.      Backward PCR 0+1                0
  1268.      BE indicator                    NOT included
  1269.      Forward Frame Discard bit       1
  1270.      Backward Frame Discard bit      1
  1271.      Tagging Forward bit             1 (Tagging requested)
  1272.      Tagging Backward bit            1 (Tagging requested)
  1273.  
  1274.    Broadband Bearer Capability
  1275.      Bearer Class                    16 (BCOB-X)             Note 2
  1276.      ATM Transfer Capability         5  (CBR)                Note 3, 4
  1277.      Susceptible to Clipping         00 (bit encoding for Not
  1278.    susceptible)
  1279.      User Plane Configuration        01 (bit encoding for pt-to-mpt)
  1280.  
  1281.    Broadband Low Layer Information
  1282.  
  1283.  
  1284.  
  1285. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 23]
  1286.  
  1287. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  1288.  
  1289.  
  1290.      User Information Layer 2
  1291.        Protocol                      12 (ISO 8802/2)
  1292.      User Information Layer 3
  1293.        Protocol                      11 (ISO/IEC TR 9577)    Note 5
  1294.       ISO/IEC TR 9577 IPI            204
  1295.  
  1296.    QoS Class
  1297.      QoS Class Forward               1                       Note 6
  1298.      QoS Class Backward              1                       Note 6
  1299.  
  1300.  
  1301.    QoS Parameters                                            Note 7
  1302.      Acceptable Forward CDV
  1303.      Acceptable Forward CLR
  1304.      Forward Max CTD
  1305.  
  1306.    Note 1:  See discussion Section 2.5.1.
  1307.    Note 2:  Value 1 (BCOB-A) can also be used.
  1308.    Note 3:  If bearer class A is chosen the ATC field must be absent.
  1309.    Note 4:  The ATC value 7 is not used.  The value 7 implies CLR
  1310.             objective applies to the aggregate  CLP=0+1 stream and
  1311.             that does not give desirable treatment of excess
  1312.             traffic in the case of IP.
  1313.    Note 5:  For QoS VCs supporting GS or CLS, the layer 3 protocol should
  1314.             be specified.  For BE VCs, it can be left unspecified, allowing
  1315.             the VC to be shared by multiple protocols, following RFC 1755.
  1316.    Note 6:  Cf ITU I.365 (Oct 1996) for new definition.
  1317.    Note 7:  See section 2.6 for the values to be used  The cumulative CDV
  1318.             is also provided, but it depends on local implementation, and
  1319.             not on values mapped from IP level service parameters.
  1320.  
  1321.  
  1322.  
  1323. 5.3 Encoding GS Using Non-Real-Time VBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1324.  
  1325.  
  1326.  
  1327.    The remaining ATM service categories, including nrtVBR, do not
  1328.    provide delay guarantees and cannot be recommended as the best fits.
  1329.    However in some circumstances, the best fits may not be available.
  1330.  
  1331.    If nrtVBR is used, no hard delay can be given.  However by using a
  1332.    variable rate service with low utilization, delay may be
  1333.    `reasonable', but not controlled.  The encoding of GS as nrtVBR is
  1334.    the same as that for CLS using nrtVBR, except that the Forward PCR
  1335.    would be derived from the Tspec peak rate.  See Section 6.2 below.
  1336.  
  1337.  
  1338.  
  1339.  
  1340.  
  1341. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 24]
  1342.  
  1343. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  1344.  
  1345.  
  1346. 5.4 Encoding GS Using ABR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1347.  
  1348.  
  1349.  
  1350.    This is a very unlikely combination.  The objective of the ABR
  1351.    service is to provide `low' loss rates which, via flow control, can
  1352.    result in delays.  The introduction of delays is contrary to the
  1353.    design objectives of GS.  If ABR were used for GS, the VC parameters
  1354.    would follow as for CLS over ABR.  See Section 6.1.
  1355.  
  1356.  
  1357.  
  1358. 5.5 Encoding GS Using UBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1359.  
  1360.  
  1361.  
  1362.    The UBR service is the default lowest common denominator of the
  1363.    services.  It cannot provide delay or loss guarantees.  However if it
  1364.    is used for GS, it will be encoded in the same way as Best Effort
  1365.    over UBR, with the exception that the PCR would be determined from
  1366.    the peak rate of the Tspec.  See Section 5.1.
  1367.  
  1368.  
  1369. 5.6 Encoding GS Using ATM Forum UNI 3.0/3.1 Specifications
  1370.  
  1371.  
  1372.  
  1373.    It is not recommended to support GS using VBR for the following
  1374.    reasons.  The Class C bearer class does not represent real-time
  1375.    behavior.  Appendix F of UNI 3.1 specification precludes the
  1376.    specification of traffic type "VBR" with the timing requirement "End
  1377.    to End timing Required" in conjunction with bearer class X.
  1378.  
  1379.  
  1380.    It is possible to support GS using a CBR ``pipe.''   The following
  1381.    table specifies the support of GS using CBR.
  1382.  
  1383.  
  1384.  
  1385.    AAL
  1386.      Type                            5
  1387.      Forward CPCS-SDU Size           parameter M of TSpec
  1388.      Backward CPCS-SDU Size          parameter M of TSpec
  1389.      Mode                            1 (Message mode)        Note 1
  1390.      SSCS Type                       0 (Null SSCS)
  1391.  
  1392.    Traffic Descriptor
  1393.      Forward PCR 0                                           Note 2
  1394.  
  1395.  
  1396.  
  1397. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 25]
  1398.  
  1399. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  1400.  
  1401.  
  1402.      Backward PCR                    0
  1403.      Forward PCR 0+1                                         Note 2
  1404.      Backward PCR 0+1                0
  1405.      BE indicator                    NOT included
  1406.      Tagging Forward bit             1 (Tagging requested)
  1407.      Tagging Backward bit            1 (Tagging requested)
  1408.  
  1409.    Broadband Bearer Capability
  1410.      Bearer Class                    16 (BCOB-X)             Note 3
  1411.      Traffic Type                    001 (bit encoding for Constant Bit
  1412.    Rate)
  1413.      Timing Requirements             01 (bit encoding for Timing
  1414.    Required)
  1415.      Susceptible to Clipping         00 (bit encoding for Not
  1416.    susceptible)
  1417.      User Plane Configuration        01 (bit encoding for pt-to-mpt)
  1418.  
  1419.    Broadband Low Layer Information
  1420.      User Information Layer 2
  1421.        Protocol                      12 (ISO 8802/2)
  1422.      User Information Layer 3
  1423.        Protocol                      11 (ISO/IEC TR 9577)    Note 4
  1424.       ISO/IEC TR 9577 IPI            204
  1425.  
  1426.    QoS Class
  1427.      QoS Class Forward               1
  1428.      QoS Class Backward              1
  1429.  
  1430.    QoS Parameters
  1431.      Parameters are implied by the QOS Class
  1432.  
  1433.  
  1434.    Note 1:  Only included for UNI 3.0.
  1435.    Note 2:  See discussion, Section 2.5.1.
  1436.    Note 3:  Value 1 (BCOB-A) can also be used. If BCOB-A is used Traffic
  1437.             Type and Timing Requirements fields are not included.
  1438.    Note 4:  For QoS VCs supporting GS or CLS, the layer 3 protocol should
  1439.             be specified.  For BE VCs, it can be left unspecified, allowing
  1440.             the VC to be shared by multiple protocols, following RFC 1755.
  1441.  
  1442.  
  1443. 6.0 Summary of ATM VC Setup Parameters for Controlled Load Service
  1444.  
  1445.  
  1446.  
  1447.    This section describes how to create ATM VCs appropriately matched
  1448.    for Controlled Load.  CLS traffic is partly delay tolerant and of
  1449.    variable rate.  NrtVBR and ABR (for TM/UNI 4.0 only) are the possible
  1450.  
  1451.  
  1452.  
  1453. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 26]
  1454.  
  1455. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  1456.  
  1457.  
  1458.    choices in supporting CLS.
  1459.  
  1460.    Generally we prefer to use point-to-multipoint connections.  However
  1461.    this is not yet available in ABR. Other than in ABR, the encodings
  1462.    assume a point-to-multipoint connection.  For a unicast connection,
  1463.    the backward parameters would be equal to the forward parameters.
  1464.  
  1465.  
  1466. 6.1 Encoding CLS Using ABR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1467.  
  1468.  
  1469.  
  1470.    AAL
  1471.      Type                            5
  1472.      Forward CPCS-SDU Size           parameter M of TSpec
  1473.      Backward CPCS-SDU Size          parameter M of TSpec
  1474.      SSCS Type                       0 (Null SSCS)
  1475.  
  1476.    Traffic Descriptor
  1477.      Forward PCR CLP=0+1             From line rate
  1478.      Backward PCR CLP=0+1            From line rate
  1479.      Forward MCR CLP 0+1             From TSpec token bucket rate
  1480.      Backward MCR CLP 0+1            From TSpec token bucket rate
  1481.      BE indicator                    NOT included
  1482.      Forward Frame Discard bit       1
  1483.      Backward Frame Discard bit      1
  1484.      Tagging Forward bit             0 (Tagging not requested)
  1485.      Tagging Backward bit            0 (Tagging not requested)
  1486.  
  1487.    Broadband Bearer Capability
  1488.      Bearer Class                    16 (BCOB-X)              Note 1
  1489.      ATM Transfer Capability         12 (ABR)
  1490.      Traffic Type                    010 (Variable Bit Rate)
  1491.      Timing Requirements             10 (Timing Not Required)
  1492.      Susceptible to Clipping         00 (Not susceptible)
  1493.      User Plane Configuration        00 (For pt-to-pt)
  1494.  
  1495.    Broadband Low Layer Information
  1496.      User Information Layer 2
  1497.        Protocol                      12 (ISO 8802/2)
  1498.      User Information Layer 3
  1499.        Protocol                      11 (ISO/IEC TR 9577)    Note 2
  1500.       ISO/IEC TR 9577 IPI            204
  1501.  
  1502.  
  1503.    QoS Class
  1504.      QoS Class Forward               3                       Note 3
  1505.      QoS Class Backward              3                       Note 3
  1506.  
  1507.  
  1508.  
  1509. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 27]
  1510.  
  1511. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  1512.  
  1513.  
  1514.    QoS Parameters                                            Note 4
  1515.      Acceptable Forward CDV
  1516.      Acceptable Forward CLR
  1517.      Forward Max CTD
  1518.  
  1519.    ABR Setup Parameters                                      Note 5 ABR
  1520.    Additional Parameters                                 Note 5
  1521.  
  1522.  
  1523.    Note 1:  Value 3 (BCOB-C) can also be used.
  1524.    Note 2:  For QoS VCs supporting GS or CLS, the layer 3 protocol should
  1525.             be specified.  For BE VCs, it can be left unspecified, allowing
  1526.             the VC to be shared by multiple protocols, following RFC 1755.
  1527.    Note 3:  Cf ITU I.365 (Oct 1996) for new definition.
  1528.    Note 4:  See section 2.6 for the values to be used.  The cumulative CDV
  1529.             is also provided, but it depends on local implementation, and
  1530.             not on values mapped from IP level service parameters.
  1531.    Note 5:  Discussion of these parameters is beyond the scope of this draft.
  1532.  
  1533.  
  1534.  
  1535. 6.2 Encoding CLS Using Non-Real-Time VBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1536.  
  1537.  
  1538.  
  1539.  
  1540.    AAL
  1541.      Type                            5
  1542.      Forward CPCS-SDU Size           parameter M of TSpec
  1543.      Backward CPCS-SDU Size          0
  1544.      SSCS Type                       0 (Null SSCS)
  1545.  
  1546.    Traffic Descriptor
  1547.      Forward PCR CLP=0+1             From line rate
  1548.      Backward PCR CLP=0+1            0
  1549.      Forward SCR CLP=0               From TSpec token bucket rate
  1550.      Backward SCR CLP=0              0
  1551.      Forward MBS (CLP=0)             From TSpec bucket size param
  1552.      Backward MBS (CLP=0)            0
  1553.      BE indicator                    NOT included
  1554.      Forward Frame Discard bit       1
  1555.      Backward Frame Discard bit      1
  1556.      Tagging Forward bit             1 (Tagging requested)
  1557.      Tagging Backward bit            1 (Tagging requested)
  1558.  
  1559.    Broadband Bearer Capability
  1560.      Bearer Class                    16 (BCOB-X)             Note 1
  1561.      ATM Transfer Capability         10 (Non-real time VBR)  Note 2, 3
  1562.  
  1563.  
  1564.  
  1565. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 28]
  1566.  
  1567. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  1568.  
  1569.  
  1570.      Susceptible to Clipping         00 (bit encoding Not susceptible)
  1571.      User Plane Configuration        01 (bit encoding pt-to-mpt)
  1572.  
  1573.    Broadband Low Layer Information
  1574.      User Information Layer 2
  1575.        Protocol                      12 (ISO 8802/2)
  1576.      User Information Layer 3
  1577.        Protocol                      11 (ISO/IEC TR 9577)    Note 4
  1578.       ISO/IEC TR 9577 IPI            204
  1579.  
  1580.  
  1581.    QoS Class
  1582.      QoS Class Forward               3                       Note 5
  1583.      QoS Class Backward              3                       Note 5
  1584.  
  1585.    QoS Parameters                                            Note 6
  1586.      Acceptable Forward CDV
  1587.      Acceptable Forward CLR
  1588.      Forward Max CTD
  1589.  
  1590.  
  1591.    Note 1:  Value 3 (BCOB-C) can also be used.
  1592.    Note 2:  If bearer class C is used, the ATC field must be absent
  1593.    Note 3:  The ATC value 11 is not used.  The value 11 implies CLR
  1594.             objective applies to the aggregate  CLP=0+1 stream and
  1595.             that does not give desirable treatment of excess
  1596.             traffic in the case of IP.
  1597.    Note 4:  For QoS VCs supporting GS or CLS, the layer 3 protocol should
  1598.             be specified.  For BE VCs, it can be left unspecified, allowing
  1599.             the VC to be shared by multiple protocols, following RFC 1755.
  1600.    Note 5:  Cf ITU I.365 (Oct 1996) for new definition.
  1601.    Note 6:  See section 2.6 for the values to be used.  The cumulative CDV
  1602.             is also provided, but it depends on local implementation, and
  1603.             not on values mapped from IP level service parameters.
  1604.  
  1605.  
  1606.  
  1607. 6.3 Encoding CLS Using Real-Time VBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1608.  
  1609.  
  1610.  
  1611.    The encoding of CLS using rtVBR imposes a hard limit on the delay,
  1612.    which is specified as an end-to-end delay in the ATM network.  This
  1613.    is more stringent than the CLS service specifies and may result in
  1614.    less utilization of the network.
  1615.  
  1616.    If rtVBR is used to encode CLS, then the encoding is essentially the
  1617.    same as that for GS.  The exceptions are that the Forward PCR is
  1618.  
  1619.  
  1620.  
  1621. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 29]
  1622.  
  1623. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  1624.  
  1625.  
  1626.    derived from the line rate and probably a different value of the
  1627.    transit delay and CDV will be specified.  See Section 3.1.
  1628.  
  1629.  
  1630.  
  1631. 6.4 Encoding CLS Using CBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1632.  
  1633.  
  1634.  
  1635.    The encoding of CLS using CBR is more stringent than using rtVBR
  1636.    since it does not take into account the variable rate of the data.
  1637.    Consequently there may be even lower utilization of the network.
  1638.  
  1639.    To use CBR for CLS, the same encoding as in Section 3.2 would be
  1640.    used.  However a different set of values of the QoS parameters will
  1641.    likely be used.
  1642.  
  1643.  
  1644.  
  1645. 6.5 Encoding CLS Using UBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1646.  
  1647.  
  1648.  
  1649.    This encoding gives no QoS guarantees and would be done in the same
  1650.    way as for BE traffic.  See Section 5.1.
  1651.  
  1652.  
  1653.  
  1654. 6.6 Encoding CLS Using Non-Real-Time VBR as in UNI 3.0/3.1
  1655. Specifications
  1656.  
  1657.  
  1658.    AAL
  1659.      Type                            5
  1660.      Forward CPCS-SDU Size           parameter M of TSpec
  1661.      Backward CPCS-SDU Size          0
  1662.      Mode                            1 (Message mode)        Note 1
  1663.      SSCS Type                       0 (Null SSCS)
  1664.  
  1665.    Traffic Descriptor
  1666.      Forward PCR CLP=0+1             From line rate
  1667.      Backward PCR CLP=0+1            0
  1668.      Forward SCR CLP=0               From TSpec token bucket rate
  1669.      Backward SCR CLP=0              0
  1670.      Forward MBS (CLP=0)             From TSpec bucket size param
  1671.      Backward MBS (CLP=0)            0
  1672.      BE indicator                    NOT included
  1673.      Tagging Forward bit             1 (Tagging requested)
  1674.  
  1675.  
  1676.  
  1677. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 30]
  1678.  
  1679. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  1680.  
  1681.  
  1682.      Tagging Backward bit            1 (Tagging requested)
  1683.  
  1684.    Broadband Bearer Capability
  1685.      Bearer Class                    16 (BCOB-X)             Note 2
  1686.      Traffic Type                    010 (bit encoding for Variable Bit
  1687.    Rate)
  1688.      Timing Requirements             00 (bit encoding for No Indication)
  1689.      Susceptible to Clipping         00 (bit encoding for Not
  1690.    susceptible)
  1691.      User Plane Configuration        01 (bit encoding for For pt-to-mpt)
  1692.  
  1693.  
  1694.    Broadband Low Layer Information
  1695.      User Information Layer 2
  1696.        Protocol                      12 (ISO 8802/2)
  1697.      User Information Layer 3
  1698.        Protocol                      11 (ISO/IEC TR 9577)    Note 3
  1699.       ISO/IEC TR 9577 IPI            204
  1700.  
  1701.  
  1702.    QoS Class
  1703.      QoS Class Forward               3
  1704.      QoS Class Backward              3
  1705.  
  1706.    QoS Parameters
  1707.      Parameters are implied by the QOS Class
  1708.  
  1709.  
  1710.    Note 1:  Only included for UNI 3.0.
  1711.    Note 2:  Value 3 (BCOB-C) can also be used. If BCOB-C is used Traffic
  1712.             Type and Timing Requirements fields are not included.
  1713.    Note 3:  For QoS VCs supporting GS or CLS, the layer 3 protocol should
  1714.             be specified.  For BE VCs, it can be left unspecified, allowing
  1715.             the VC to be shared by multiple protocols, following RFC 1755.
  1716.  
  1717.  
  1718.  
  1719. 7.0 Summary of ATM VC Setup Parameters for Best Effort Service
  1720.  
  1721.  
  1722. This section describes how to create ATM VCs appropriately matched for
  1723. Best Effort.  The BE service does not need a reservation of resources.
  1724.  
  1725. The following subsections are for information only.  See the IETF ION
  1726. working group draft on ATM signalling support for IP over ATM using UNI
  1727. 4.0 [11] for recommendations.
  1728.  
  1729.  
  1730.  
  1731.  
  1732.  
  1733. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 31]
  1734.  
  1735. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  1736.  
  1737.  
  1738. 7.1 Encoding Best Effort Service Using UBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1739.  
  1740.  
  1741.    This section is for information only.  For recommendation, see the
  1742.    IETF ION working group draft on ATM signalling support for IP over
  1743.    ATM using UNI 4.0 [11].
  1744.  
  1745.    AAL
  1746.      Type                            5
  1747.      Forward CPCS-SDU Size           MTU of link
  1748.      Backward CPCS-SDU Size          MTU of link
  1749.      SSCS Type                       0 (Null SSCS)
  1750.  
  1751.    Traffic Descriptor
  1752.      Forward PCR CLP=0+1             From line rate
  1753.      Backward PCR CLP=0+1            0
  1754.      BE indicator                    included
  1755.      Forward Frame Discard bit       1
  1756.      Backward Frame Discard bit      1
  1757.      Tagging Forward bit             1 (Tagging requested)
  1758.      Tagging Backward bit            1 (Tagging requested)
  1759.  
  1760.    Broadband Bearer Capability
  1761.      Bearer Class                    16 (BCOB-X)                 Note 1
  1762.      ATM Transfer Capability         10 (Non-real time VBR)      Note 2
  1763.      Susceptible to Clipping         00 (bit encoding for Not susceptible)
  1764.      User Plane Configuration        01 (bit encoding for pt-to-mpt)
  1765.  
  1766.    Broadband Low Layer Information
  1767.      User Information Layer 2
  1768.        Protocol                      12 (ISO 8802/2)
  1769.      User Information Layer 3
  1770.        Protocol                      11 (ISO/IEC TR 9577)    Note 3
  1771.       ISO/IEC TR 9577 IPI            204
  1772.  
  1773.  
  1774.    QoS Class
  1775.      QoS Class Forward               0
  1776.      QoS Class Backward              0
  1777.  
  1778.  
  1779.    Note 1:  Value 3 (BCOB-C) can also be used.
  1780.    Note 2:  If bearer class C is used, the ATC field must be absent
  1781.    Note 3:  For QoS VCs supporting GS or CLS, the layer 3 protocol should
  1782.             be specified.  For BE VCs, it can be left unspecified, allowing
  1783.             the VC to be shared by multiple protocols, following RFC 1755.
  1784.     .fi
  1785.  
  1786.  
  1787.  
  1788.  
  1789. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 32]
  1790.  
  1791. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  1792.  
  1793.  
  1794. 7.2 Encoding Best Effort Service Using Other ATM Service Categories
  1795.  
  1796.  
  1797. See the IETF ION working group draft on ATM signalling support for IP
  1798. over ATM using UNI 4.0 [11].
  1799.  
  1800.  
  1801. 8.0 Security
  1802.  
  1803.  
  1804.    Some security issues are raised in the rsvp specification [2], which
  1805.    would apply here as well.  There are no additional security
  1806.    considerations raised in this document.
  1807.  
  1808.  
  1809. 9.0 Acknowledgements
  1810.  
  1811.  
  1812.    The authors would like to thank the members of the ISSLL working
  1813.    group for their input. In particular, thanks to Jon Bennett of Fore
  1814.    Systems, Roch Guerin of IBM and Susan Thomson of Bellcore.
  1815.  
  1816. Appendix 1  Abbreviations
  1817.  
  1818.  
  1819.        AAL           ATM Adaptation Layer
  1820.        ABR           Available Bit Rate
  1821.        ATM           Asynchronous Transfer Mode
  1822.        B-LLI         Broadband Low Layer Information
  1823.        BCOB          Broadband Connection-Oriented Bearer Capability
  1824.        BCOB-{A,C,X}  Bearer Class A, C, or X
  1825.        BE            Best Effort
  1826.        BT            Burst Tolerance
  1827.        CBR           Constant Bit Rate
  1828.        CDV           Cell Delay Variation
  1829.        CDVT          Cell Delay Variation Tolerance
  1830.        CLP           Cell Loss Priority (bit)
  1831.        CLR           Cell Loss Ratio
  1832.        CLS           Controlled Load Service
  1833.        CPCS          Common Part Convergence Sublayer
  1834.        CTD           Cell Transfer Delay
  1835.        EOM           End of Message
  1836.        FFS           For Further Study
  1837.        GCRA          Generic Cell Rate Algorithm
  1838.        GS            Guaranteed Service
  1839.        IE            Information Element
  1840.        IETF          Internet Engineering Task Force
  1841.        IP            Internet Protocol
  1842.  
  1843.  
  1844.  
  1845. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 33]
  1846.  
  1847. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  1848.  
  1849.  
  1850.        IS            Integrated Services
  1851.        ISSLL         Integrated Services over Specific Link Layers
  1852.        ITU           International Telecommunication Union
  1853.        IWF           Interworking Function
  1854.        LIJ           Leaf Initiated Join
  1855.        LLC           Logical Link Control
  1856.        MBS           Maximum Burst Size
  1857.        MCR           Minimum Cell Rate
  1858.        MPL           Minimum Path Latency
  1859.        MTU           Maximum Transfer Unit
  1860.        nrtVBR        Non-real-time VBR
  1861.        PCR           Peak Cell Rate
  1862.        PDU           Protocol Data Unit
  1863.        QoS           Quality of Service
  1864.        RESV          Reservation Message (of rsvp protocol)
  1865.        RFC           Request for Comment
  1866.        RSVP          Resource Reservation Protocol
  1867.        Rspec         Reservation Specification
  1868.        rtVBR         Real-time VBR
  1869.        SCR           Sustained Cell Rate
  1870.        SDU           Service Data Unit
  1871.        SIG           ATM Signaling (ATM Forum document)
  1872.        SNAP          Subnetwork Attachment Point
  1873.        SSCS          Service-Specific Convergence Sub-layer
  1874.        Sw            Switch
  1875.        TCP           Transport Control Protocol
  1876.        TM            Traffic Management
  1877.        TSpec         Traffic Specification
  1878.        UBR           Unspecified Bit Rate
  1879.        UNI           User-Network Interface
  1880.        UPC           Usage Parameter Control (ATM traffic policing function)
  1881.        VBR           Variable Bit Rate
  1882.        VC            (ATM) Virtual Connection
  1883.  
  1884. REFERENCES
  1885.  
  1886.  
  1887.    [1]  R. Braden, D. Clark and S. Shenker, "Integrated Services in the
  1888.         Internet Architecture: an Overview", RFC 1633, June 1994.
  1889.  
  1890.    [2]  R. Braden, L. Zhang, S. Berson, S. Herzog and S. Jamin,
  1891.         "Resource ReSerVation Protocol (RSVP) - Version 1 Functional
  1892.         Specification", Internet Draft, May 1996, <draft-ietf-rsvp-
  1893.         spec-12.txt>
  1894.  
  1895.    [3]  The ATM Forum, "ATM User-Network Interface Specification, Ver-
  1896.         sion 3.0", Prentice Hall, Englewood Cliffs NJ, 1993.
  1897.  
  1898.  
  1899.  
  1900.  
  1901. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 34]
  1902.  
  1903. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  1904.  
  1905.  
  1906.    [4]  The ATM Forum, "ATM User-Network Interface Specification, Ver-
  1907.         sion 3.1", Prentice Hall, Upper Saddle River NJ, 1995.
  1908.  
  1909.    [5]  The ATM Forum, "ATM User-Network Interface (UNI) Signalling
  1910.         Specification, Version 4.0", Prentice Hall, Upper Saddle River
  1911.         NJ, specification finalized July 1996; expected publication,
  1912.         late 1996; available at ftp://ftp.atmforum.com/pub.
  1913.  
  1914.    [6]  The ATM Forum, "ATM Traffic Management Specification, Version
  1915.         4.0", Prentice Hall, Upper Saddle River NJ; specification final-
  1916.         ized April 1996; expected publication, late 1996; available at
  1917.         ftp://ftp.atmforum.com/pub.
  1918.  
  1919.    [7]  M. W. Garrett, "A Service Architecture for ATM: From Applica-
  1920.         tions to Scheduling", IEEE Network Mag., Vol. 10, No. 3, pp. 6-
  1921.         14, May 1996.
  1922.  
  1923.    [8]  S. Shenker, C. Partridge and R. Guerin, "Specification of
  1924.         Guaranteed Quality of Service", Internet Draft, August 1996,
  1925.         <draft-ietf-intserv-guaranteed-svc-06.txt>
  1926.  
  1927.    [9]  J. Wroclawski, "Specification of the Controlled-Load Network
  1928.         Element Service", Internet Draft, August 1996, draft-ietf-
  1929.         intserv-ctrl-load-svc-03.txt
  1930.  
  1931.    [10] M. Perez, F. Liaw, A. Mankin, E. Hoffman, D. Grossman and A.
  1932.         Malis, "ATM Signaling Support for IP over ATM", RFC 1755, Febru-
  1933.         ary 1995.
  1934.  
  1935.    [11] M. Perez and A. Mankin, "ATM Signalling Support for IP over ATM
  1936.         - UNI 4.0 Update", Internet Draft, November 1996, <draft-ietf-
  1937.         ion-sig-uni4.0-01.txt>
  1938.  
  1939.    [12] S. Berson, L. Berger, "IP Integrated Services with RSVP over
  1940.         ATM", Internet Draft, September 1996, <draft-ietf-issll-atm-
  1941.         support-01.txt>
  1942.  
  1943.    [13] S. Shenker and J. Wroclawski, "Network Element Service Specifi-
  1944.         cation Template", Internet Draft, November 1995, <draft-ietf-
  1945.         intserv-svc-template-02.txt>
  1946.  
  1947.    [14] J. Wroclawski, "The Use of RSVP with IETF Integrated Services",
  1948.         Internet Draft, August 1996, <draft-ietf-intserv-use-00.txt>
  1949.  
  1950.    [15] M. Borden, E. Crawley, B. Davie and S. Batsell, "Integration of
  1951.         Real-time Services in an IP-ATM Network Architecture", "IP
  1952.         Authentication Header", RFC 1821, August 1995.
  1953.  
  1954.  
  1955.  
  1956.  
  1957. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 35]
  1958.  
  1959. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  1960.  
  1961.  
  1962.    [16] J. Heinanen, "Multiprotocol Encapsulation over ATM Adaptation
  1963.         Layer 5", RFC 1483, July 1993.
  1964.  
  1965.  
  1966. AUTHORS' ADDRESSES
  1967.  
  1968.  
  1969. Mark W. Garrett                  Marty Borden
  1970. Bellcore                         New Oak Communications, Inc.
  1971. 445 South Street                 42 Nanog Park
  1972. Morristown, NJ 07960             Acton MA, 01720
  1973. USA                              USA
  1974.  
  1975. phone: +1 201 829-4439           phone: +1 508 266-1011
  1976. email: mwg@bellcore.com          email: mborden@newoak.com
  1977.  
  1978.  
  1979.  
  1980.  
  1981.  
  1982.  
  1983.  
  1984.  
  1985.  
  1986.  
  1987.  
  1988.  
  1989.  
  1990.  
  1991.  
  1992.  
  1993.  
  1994.  
  1995.  
  1996.  
  1997.  
  1998.  
  1999.  
  2000.  
  2001.  
  2002.  
  2003.  
  2004.  
  2005.  
  2006.  
  2007.  
  2008.  
  2009.  
  2010.  
  2011.  
  2012.  
  2013. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 36]
  2014.  
  2015. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM      March 1997
  2016.  
  2017.  
  2018. Table of Contents
  2019.  
  2020.  
  2021.  
  2022.  
  2023.  
  2024.  
  2025.  
  2026.  
  2027.  
  2028.  
  2029.  
  2030.  
  2031.  
  2032.  
  2033.  
  2034.  
  2035.  
  2036.  
  2037.  
  2038.  
  2039.  
  2040.  
  2041.  
  2042.  
  2043.  
  2044.  
  2045.  
  2046.  
  2047.  
  2048.  
  2049.  
  2050.  
  2051.  
  2052.  
  2053.  
  2054.  
  2055.  
  2056.  
  2057.  
  2058.  
  2059.  
  2060.  
  2061.  
  2062.  
  2063.  
  2064.  
  2065.  
  2066.  
  2067.  
  2068.  
  2069. Garrett, Borden           Expires September 1997               [Page 37]
  2070.  
  2071.