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-03.txt < prev    next >
Text File  |  1997-08-04  |  104KB  |  2,405 lines

  1.  
  2. INTERNET-DRAFT                                        Mark W. Garrett,
  3. ISSLL WG                                              Bellcore 
  4. Expires: 25 January 1998
  5.                                                       Marty Borden,
  6.                                                       New Oak Communications
  7.  
  8.                                                       25 July 1997
  9.  
  10.  
  11. Interoperation of Controlled-Load Service and Guaranteed Service with ATM
  12.                  <draft-ietf-issll-atm-mapping-03.txt>
  13.  
  14.  
  15. Status of this Memo
  16.  
  17.    This document is an Internet-Draft.  Internet-Drafts are working
  18.    documents of the Internet Engineering Task Force (IETF), its areas,
  19.    and its working groups.  Note that other groups may also distribute
  20.    working documents as Internet-Drafts.
  21.  
  22.    Internet-Drafts are draft documents valid for a maximum of six months
  23.    and may be updated, replaced, or obsoleted by other documents at any
  24.    time.  It is inappropriate to use Internet- Drafts as reference
  25.    material or to cite them other than as "work in progress."
  26.  
  27.    To learn the current status of any Internet-Draft, please check the
  28.    "1id-abstracts.txt" listing contained in the Internet- Drafts Shadow
  29.    Directories on ftp.is.co.za (Africa), nic.nordu.net (Europe),
  30.    munnari.oz.au (Pacific Rim), ds.internic.net (US East Coast), or
  31.    ftp.isi.edu (US West Coast).
  32.  
  33. Abstract
  34.  
  35.    This document provides guidelines for mapping service classes, and
  36.    traffic management features and parameters between Internet and ATM
  37.    technologies.  The service mappings are useful for providing
  38.    effective interoperation and end-to-end Quality of Service for IP
  39.    Integrated Services networks containing ATM subnetworks.
  40.  
  41.    The discussion and specifications given here support the IP
  42.    integrated services protocols for Guaranteed Service (GS),
  43.    Controlled-Load Service (CLS) and the ATM Forum UNI specification,
  44.    versions 3.0, 3.1 and 4.0.  Some discussion of IP best effort service
  45.    over ATM is also included.
  46.  
  47.  
  48.  
  49.  
  50.  
  51.  
  52. Garrett, Borden           Expires January 1998                  [Page 1]
  53.  
  54. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  55.  
  56.  
  57.                               Table of Contents
  58.  
  59.    0.0 What's New in This Version .........................................   3
  60.  
  61.    1.0 Introduction .......................................................   3
  62.        1.1 General System Architecture ....................................   5
  63.        1.2 Related Documents ..............................................   7
  64.  
  65.    2.0 Major Protocol Features for Traffic Management and QoS .............   8
  66.        2.1 Service Category and Bearer Capability .........................   8
  67.            2.1.1 Service Categories for Guaranteed Service ................   8
  68.            2.1.2 Service Categories for Controlled Load ...................   9
  69.            2.1.3 Service Categories for Best Effort .......................  10
  70.        2.2 Cell Loss Priority Bit, Tagging and Conformance Definitions ....  12
  71.        2.3 ATM Adaptation Layer ...........................................  13
  72.        2.4 Broadband Low Layer Information ................................  13
  73.        2.5 Traffic Descriptors ............................................  13
  74.            2.5.1 Translating Traffic Descriptors for Guaranteed Service ...  14
  75.            2.5.2 Translating Traffic Descriptors for Controlled Load Service 17
  76.            2.5.3 Translating Traffic Descriptors for Best Effort Service ....19
  77.        2.6 QoS Classes and Parameters .....................................  20
  78.        2.7 Additional Parameters -- Frame Discard Mode ....................  22
  79.  
  80.    3.0 Additional IP-Integrated Services Protocol Features ................  22
  81.        3.1 Path Characterization Parameters for IP Integrated Services ....  22
  82.        3.2 Handling of Excess Traffic .....................................  23
  83.        3.3 Use of Guaranteed Service Adspec Parameters and Slack Term .....  24
  84.  
  85.    4.0 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.  
  106.  
  107.  
  108. Garrett, Borden           Expires January 1998                  [Page 2]
  109.  
  110. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  111.  
  112.  
  113.        7.1 Encoding Best Effort Service Using UBR .........................   x
  114.  
  115.    8.0 Acknowledgements ...................................................   x
  116.  
  117.    Appendix 1  Abbreviations ..............................................   x
  118.    References .............................................................   x
  119.    Authors' Addresses .....................................................   x
  120.  
  121.  
  122. 0.0 What's New in This Version
  123.  
  124. New sections on path characterization parameters (Section 3.1), and
  125. on handling of excess traffic (Section 3.2) have been added.  The
  126. sections on translating traffic descriptors (Section 2.5) and QoS
  127. paremeters (Section 2.6) have been substantially revised.  Minor
  128. improvements were made in the mapping tables in Sections 5, 6, 7.
  129.  
  130.  
  131.  
  132. 1.0 Introduction
  133.  
  134.    We consider the problem of providing IP Integrated Services [1] with
  135.    an ATM subnetwork.  This document is intended to be consistent with
  136.    the rsvp protocol [2] for IP-level resource reservation, although it
  137.    is, strictly speaking, independent of rsvp, since GS and CLS services
  138.    can be supported through other mechanisms.  In the ATM network, we
  139.    consider ATM Forum UNI Signaling, versions 3.0, 3.1 and 4.0 [3, 4,
  140.    5].  The latter uses the more complete service model of the ATM
  141.    Forum's TM 4.0 specification [6, 7].
  142.  
  143.    This is a complex problem.  In this document, we focus on the service
  144.    types, parameters and signalling elements needed for service
  145.    interoperation.  The resulting service mappings can be used to
  146.    provide effective end-to-end Quality of Service (QoS) for IP traffic
  147.    that traverses ATM networks.
  148.  
  149.    The IP services considered are Guaranteed Service (GS) [8] and
  150.    Controlled Load Service (CLS) [9].  We also treat the default Best
  151.    Effort Service (BE) in parallel with these.  Our recommendations for
  152.    BE are intended to be consistent with RFC 1755 [10], and its revision
  153.    (in progress) [11], which defines how ATM VCs can be used in support
  154.    of normal BE IP service.  The ATM services we consider are:
  155.  
  156.        CBR           Constant Bit Rate
  157.        rtVBR         Real-time Variable Bit Rate
  158.        nrtVBR        Non-real-time Variable Bit Rate
  159.        UBR           Unspecified Bit Rate
  160.        ABR           Available Bit Rate
  161.  
  162.  
  163.  
  164. Garrett, Borden           Expires January 1998                  [Page 3]
  165.  
  166. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  167.  
  168.  
  169.    In the case of UNI 3.0 and 3.1 signalling, where these service are
  170.    not all clearly distinguishable, we identify the appropriate
  171.    available services.
  172.  
  173.    The service mappings which follow most naturally from the service
  174.    definitions are as follows:
  175.  
  176.        Guaranteed Service    ->     CBR or rtVBR
  177.        Controlled Load       ->     nrtVBR or ABR (with a minimum cell rate)
  178.        Best Effort           ->     UBR or ABR
  179.  
  180.    For completeness we provide detailed mappings for all service
  181.    combinations in Sections 5, 6, 7) and identify how each meets or
  182.    fails to meet the requirements of the higher level IP services.  The
  183.    reason for not restricting mappings to the most obvious or natural
  184.    ones is that we cannot predict how widely available all of these
  185.    services will be as ATM deployment evolves.  A number of details,
  186.    such as the difference in service definitions and the treatment of
  187.    packets in excess of the flow traffic descriptor, make service
  188.    mapping a relatively complicated subject.
  189.  
  190.  
  191.    The remainder of this introduction provides a general discussion of
  192.    the system configuration and other assumptions.  Section 2 considers
  193.    the relevant ATM protocol elements and their effects as related to
  194.    Guaranteed, Controlled Load and Best Effort services (the latter
  195.    being the default "service").  This section discusses features of the
  196.    IP services as well; we chose to organize the main discussion by ATM
  197.    features only because ATM is more complex in structure.  Section 3
  198.    discusses a number of remaining features of the IP services and how
  199.    they can be handled on an ATM subnetwork.  Section 4 addresses an
  200.    issue (units conversion) that is neither distinctly IP nor ATM.
  201.    Section 5 gives the detailed VC setup parameters for Guaranteed
  202.    Service, and considers the effect of using each of the ATM service
  203.    categories.  Section 6 provides a similar treatment for Controlled
  204.    Load Service.  Section 7 considers Best Effort service.
  205.  
  206.    This document is only a part of the total solution to providing the
  207.    interworking of IP integrated services with ATM subnetworks.  The
  208.    important issue of VC management, including flow aggregation, is
  209.    considered in [12,18,19].  We do not consider how routing, QoS
  210.    sensitive or not, interacts with the use of VCs.  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. Garrett, Borden           Expires January 1998                  [Page 4]
  221.  
  222. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  223.  
  224.  
  225. 1.1 General System Architecture
  226.  
  227.    We assume that the reader has a general working knowledge of IP, rsvp
  228.    and ATM protocols.  The network architecture we consider is
  229.    illustrated in Figure 1.  An IP-attached host may send unicast
  230.    datagrams to another host, or may use an IP multicast address to send
  231.    packets to all of the hosts which have "joined" the multicast "tree".
  232.    In either case, a destination host may then use RSVP to establish
  233.    resource reservation in routers along the internet path for the data
  234.    flow.
  235.  
  236.    An ATM network lies in the path (chosen by the IP routing), and
  237.    consists of one or more ATM switches.  It uses SVCs to provide both
  238.    resources and QoS within the ATM cloud.  These connections are set
  239.    up, added to (in the case of multipoint trees), torn down, and
  240.    controlled by the edge devices, which act as both IP routers and ATM
  241.    interfaces, capable of initiating and managing VCs across the ATM
  242.    user-to-network (UNI) interface.  The edge devices are assumed to be
  243.    fully functional in both the IP int-serv/RSVP protocols and the ATM
  244.    UNI protocols, as well as translating between them.
  245.  
  246.  
  247.                                   ATM Cloud
  248.                               ------------------
  249.         H ----\              (                  )          /------- H
  250.         H ---- R -- R -- E --( ATM Sw -- ATM Sw ) -- E -- R -- R -- H
  251.         H ----/     |        (                  )          \
  252.                     |         ------------------            \------ H
  253.         H ----------R
  254.  
  255.               Figure 1:  Network Architecture with Hosts (H),
  256.                          Routers (R) and Edge Devices (E).
  257.  
  258.  
  259.    When considering the edge devices with respect to traffic flowing
  260.    from source to destination, the upstream edge device is called the
  261.    "ingress" point and the downstream device the "egress" point.  The
  262.    edge devices may be considered part of the IP internet or part of the
  263.    ATM cloud, or both.  They process RSVP messages, reserve resources,
  264.    and maintain soft state (in the control path), and classify and
  265.    schedule packets (in the data path).  They also initiate ATM
  266.    connections by signalling, and accept or refuse connections signaled
  267.    to them.  They police and schedule cells going into the ATM cloud.
  268.    The service mapping function occurs when an IP-level reservation
  269.    (RESV message) triggers the edge device to translate the RSVP service
  270.    requirements into ATM VC (UNI) semantics.
  271.  
  272.    A range of VC management policies are possible, which determine
  273.  
  274.  
  275.  
  276. Garrett, Borden           Expires January 1998                  [Page 5]
  277.  
  278. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  279.  
  280.  
  281.    whether a flow should initiate a new VC or join an existing one.  VCs
  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 other issll
  290.    working group drafts [12,18,19].
  291.  
  292.  
  293.    Figure 2 shows the functions of an edge device, summarizing the work
  294.    not part of IP or ATM abstractly as an InterWorking Function (IWF),
  295.    and segregating the control and data planes.  (Note: for expositional
  296.    convenience, policy control and other control functions are included
  297.    as part of the admission control in the diagram.)
  298.  
  299.  
  300.          IP                                                ATM
  301.                                ____________________
  302.                               |        IWF         |
  303.                               |                    |
  304.          admission       <--> | service mapping    | <-->  ATM
  305.          control              | VC management      |       signalling &
  306.                               | address resolution |       admission
  307.                               |....................|       control
  308.                               |                    |
  309.          classification/      |ATM Adaptation Layer|       cell
  310.          policing &      <--> | Segmentation and   | <-->  scheduling/
  311.          scheduling           |  Reassembly        |       shaping
  312.                               | Buffering          |
  313.                                ____________________
  314.  
  315.                  Figure 2: Edge Device Functions showing the IWF
  316.  
  317.  
  318.  
  319.    In the logical view of Figure 2, some functions, such as scheduling,
  320.    are shown separately, since these functions are required of both the
  321.    IP and ATM sides.  However it may be possible in an integrated
  322.    implementation to combine such functions.
  323.  
  324.    It is not possible to completely separate the service mapping and VC
  325.    management functions.  Several illustrative examples come to mind:
  326.    (i) Multiple integrated-services flows may be aggregated to use one
  327.    point-to-multipoint VC.  In this case, we assume the IP flows are of
  328.    the same service type and their parameters have been merged
  329.  
  330.  
  331.  
  332. Garrett, Borden           Expires January 1998                  [Page 6]
  333.  
  334. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  335.  
  336.  
  337.    appropriately.  (ii) The VC management function may choose to
  338.    allocate extra resources in anticipation of further reservations or
  339.    based on an empiric of changing TSpecs.  (iii) There must exist a
  340.    path for best effort flows and for sending the rsvp control messages.
  341.    How this interacts with the establishment of VCs for QoS traffic may
  342.    alter the characteristics required of those VCs.  See [12,18,19] for
  343.    further details on VC management.
  344.  
  345.    Therefore, in discussing the service-mapping problem, we will assume
  346.    that the VC management function of the IWF can always express its
  347.    result in terms of an IP-level service with some QoS and TSpec.  The
  348.    service mapping algorithm can then identify the appropriate VC
  349.    parameters, whether the resulting action uses new or existing VCs.
  350.  
  351. 1.2 Related Documents
  352.  
  353.    Earlier ATM Forum documents were called UNI 3.0 and UNI 3.1.  The 3.1
  354.    release was used to correct errors and fix alignment with the ITU.
  355.    Unfortunately UNI 3.0 and 3.1 are incompatible.  However this is in
  356.    terms of actual codepoints, not semantics.  Therefore, descriptions
  357.    of parameter values can generally be used for both.
  358.  
  359.    After 3.1, the ATM Forum began to release documents separately for
  360.    each technical working group.  The Traffic Management and Signalling
  361.    4.0 documents are available publically at ftp.atmforum.com/pub.  We
  362.    refer to the combination of traffic management and signalling as
  363.    TM/UNI 4.0, although specific references may be made to the TM 4.0
  364.    specification or the UNI Signalling 4.0 specification.
  365.  
  366.    Within the IETF, related material includes the work of the rsvp [2],
  367.    int-serv [1, 8, 9, 13, 14] and ion working groups [10, 11].  Rsvp
  368.    defines the resource reservation protocol (which is analogous to
  369.    signalling in ATM). Int-serv defines the behavior and semantics of
  370.    particular services (analogous e.g., to the Traffic Management
  371.    working group in the ATM Forum).  Ion defines interworking of IP and
  372.    ATM for traditional Best Effort service, and covers issues related to
  373.    routing and addressing.
  374.  
  375.    A large number of ATM signalling details are covered in RFC 1755
  376.    [10], e.g., differences between UNI 3.0 and UNI 3.1, encapsulation,
  377.    frame-relay interworking, etc.  These considerations generally extend
  378.    to IP over ATM with QoS as well.  Any description given in this
  379.    document of IP Best Effort service (i.e. the default behavior) over
  380.    ATM is intended to be consistent with RFC 1755 and it's extension for
  381.    UNI 4.0 [11], and those documents are to be considered definitive.
  382.    In some instances with non-best-effort services, certain IP/ATM
  383.    features will diverge from the following RFC 1755.  The authors have
  384.    attempted to note such differences explicitly.  (For example, best
  385.  
  386.  
  387.  
  388. Garrett, Borden           Expires January 1998                  [Page 7]
  389.  
  390. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  391.  
  392.  
  393.    effort VCs are taken down on timeout by either edge device, while QoS
  394.    VCs are only removed by the upstream edge device when the
  395.    corresponding rsvp reservation is deleted.)
  396.  
  397.    RFC 1821 [15], represents an early discussion of issues involved with
  398.    interoperating IP and ATM protocols for integrated services and QoS.
  399.  
  400.  
  401. 2.0 Major Protocol Features for Traffic Management and QoS
  402.  
  403.  
  404.    In this section, we discuss each of the items that must be specified
  405.    in the setup of an ATM VC.  For each of these we discuss which
  406.    specified items and values may be most appropriate for each of the
  407.    three integrated services.
  408.  
  409.    The ATM Call Setup is sent by the ingress edge device to the ATM
  410.    network to establish end-to-end (ATM) service.   This setup contains
  411.    the following information.
  412.  
  413.        Service Category/Broadband Bearer Capability
  414.        AAL Parameters
  415.        Broadband Low Layer Information
  416.        Calling and Called Party Addressing Information
  417.        Traffic Descriptors
  418.        QoS Class and/or Parameters
  419.        Additional Parameters of TM/UNI 4.0
  420.  
  421.    We discuss each of these as they relate to the translation of GS and
  422.    CLS to ATM services.  We do not discuss addressing at all, since it
  423.    is (at least presently) independent of QoS.  Following the section on
  424.    service categories, we discuss tagging and conformance definitions
  425.    for IP and ATM.  These do not appear explicitly as set-up parameters
  426.    since the policing method used is implicit in the call setup.
  427.  
  428.  
  429. 2.1 Service Category and Bearer Capability
  430.  
  431.  
  432.    The highest level of abstraction distinguishing features of ATM VCs
  433.    is in the service category or bearer capability.  Service categories
  434.    were introduced in TM/UNI 4.0; previously the bearer capability was
  435.    used to discriminate at this level.
  436.  
  437.    These parameters indicate the general properties required of a VC:
  438.    whether there is a real-time delay constraint, whether the traffic is
  439.    constant or variable rate, the applicable traffic and QoS description
  440.    parameters and (implicitly) the complexity of some supporting switch
  441.  
  442.  
  443.  
  444. Garrett, Borden           Expires January 1998                  [Page 8]
  445.  
  446. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  447.  
  448.  
  449.    mechanisms.
  450.  
  451.    For UNI 3.0 and UNI 3.1, there are only two distinct options for
  452.    bearer capabilities (in our context):
  453.  
  454.        BCOB-A:  constant rate, timing required, unicast/multipoint;
  455.        BCOB-C:  variable rate, timing not required, unicast/multipoint.
  456.  
  457.    A third capability, BCOB-X, can be used as a substitute for the above
  458.    two capabilities, with its dependent parameters (traffic type and
  459.    timing requirement) set appropriately.  The distinction between the
  460.    BCOB-X formulation and the "equivalent" (for our purposes) BCOB-A and
  461.    BCOB-C constructs is whether the ATM network is to provide pure cell
  462.    relay service or interwork with other technologies (with
  463.    interoperable signalling), such as narrowband ISDN.  Where this
  464.    distinction is applicable, the appropriate code should be used (see
  465.    [5] and related ITU specs, e.g., I.371).
  466.  
  467.    In TM/UNI 4.0 the service categories are:
  468.  
  469.        Constant Bit Rate (CBR)
  470.        Real-time Variable Bit Rate (rtVBR)
  471.        Non-real-time Variable Bit Rate (nrtVBR)
  472.        Unspecified Bit Rate (UBR)
  473.        Available Bit Rate (ABR)
  474.  
  475.    The first two of these are real-time services, so that rtVBR is new
  476.    to TM/UNI 4.0.  The ABR service is also new to TM/UNI 4.0.  UBR
  477.    exists in all specifications, except perhaps in name, through the
  478.    "best effort" indication flag and/or the use of QoS Class 0.
  479.  
  480.    The Service Category in TM/UNI 4.0 is encoded into the same signalled
  481.    Information Element (IE) as the Bearer Capability in UNI 3.x, for the
  482.    purpose of backward compatibilty.  Thus, we use the convention of
  483.    referring to Service Category (CBR, rtVBR, nrtVBR, UBR, ABR) for
  484.    TM/UNI 4.0 (where the bearer capability is implicit).  When we refer
  485.    to the Bearer Capability explicitly (BCOB-A, BCOB-C, BCOB-X), we are
  486.    describing a UNI 3.x signalling message.
  487.  
  488.    In principle, it is possible to support any service through the use
  489.    of BCOB-A/CBR.  This is because the CBR service is equivalent to
  490.    having a "pipe" with specified bandwidth/timing.  However, it may be
  491.    desirable to make better use of the ATM network's resources by using
  492.    other, less demanding, services when available.  (See RFC 1821 for a
  493.    discussion of this [15].)
  494.  
  495.  
  496.    2.1.1 Service Categories for Guaranteed Service
  497.  
  498.  
  499.  
  500. Garrett, Borden           Expires January 1998                  [Page 9]
  501.  
  502. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  503.  
  504.  
  505.    There are two possible mappings for GS:
  506.  
  507.        CBR (BCOB-A)
  508.        rtVBR
  509.  
  510.    GS requires real-time support.  Thus in UNI 3.x, the bearer class
  511.    BCOB-A (or an equivalent BCOB-X formulation) must be used.  In TM/UNI
  512.    4.0 either CBR or rtVBR is appropriate.  The use of rtVBR may
  513.    encourage recovery of allocated bandwidth left unused by a source.
  514.    It also accommodates more bursty sources with a larger token bucket
  515.    burst parameter, and permits the use of tagging for excess traffic
  516.    (see Section 2.2).
  517.  
  518.    Neither the BCOB-C bearer class, nor nrtVBR, UBR, ABR are good
  519.    matches for the GS service.  These provide no delay estimates and
  520.    cannot guarantee consistently low delay for every packet.
  521.  
  522.    Specification of BCOB-A or CBR requires specification of a peak cell
  523.    rate (PCR).  In these cases, PCR is the nominal clearing rate with
  524.    jitter toleration (bucket size) CDVT, which is generally small.
  525.  
  526.    Specification of rtVBR requires two rates, PCR and SCR.  This models
  527.    bursty traffic with specified peak and sustainable rates.  The
  528.    corresponding ATM token bucket depth values are CDVT, and CDVT+BT,
  529.    respectively.
  530.  
  531.  
  532.  
  533.    2.1.2 Service Categories for Controlled Load
  534.  
  535.    There are three possible good mappings for CLS:
  536.  
  537.        CBR (BCOB-A)
  538.        ABR
  539.        nrtVBR (BCOB-C)
  540.  
  541.    Note that under UNI 3.x, there are equivalent services to CBR and
  542.    nrtVBR, but not ABR.  The first, with a CBR/BCOB-A connection,
  543.    provides a higher level of QoS than is necessary, but it may be
  544.    convenient to simply allocate a fixed-rate "pipe", which we expect to
  545.    be ubiquitously supported in ATM networks.  However unless this is
  546.    the only choice available, this will probably be wasteful of network
  547.    resources.
  548.  
  549.    The nrtVBR/BCOB-C category is perhaps the best match, since it
  550.    provides for allocation of bandwidth and buffers with an additional
  551.    peak rate indication, similar to the CLS TSpec.
  552.  
  553.  
  554.  
  555.  
  556. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 10]
  557.  
  558. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  559.  
  560.  
  561.    The ABR category with a positive MCR aligns with the CLS idea of
  562.    "best effort with a floor."  The ATM network agrees to forward cells
  563.    with a rate of at least MCR, which should be directly converted from
  564.    the token bucket rate of the receiver TSpec.  The bucket size
  565.    parameter measures approximately the amount of buffer required at the
  566.    IWF.  This buffer serves to absorb the bursts allowed by the token
  567.    bucket, since they cannot be passed directly into a ABR VC.
  568.  
  569.    The rtVBR category can be used, although the edge device must
  570.    determine a value for CTD and CDV.  Since there are no corresponding
  571.    IP-level parameters, their values are set as a matter of local
  572.    policy.
  573.  
  574.    The UBR category does not provide enough capability for Controlled
  575.    Load.  The point of CLS is to allow an allocation of resources, which
  576.    is facilitated by the token bucket traffic descriptor, and is
  577.    unavailable with UBR.
  578.  
  579.  
  580.    2.1.3 Service Categories for Best Effort
  581.  
  582.    All of the service categories have the capability to carry Best
  583.    Effort service, but the natural service category is UBR (or, in UNI
  584.    3.x, BCOB-C or BCOB-X, with the best effort indication set).  A CBR
  585.    or rtVBR clearly could be used, and since the service is not real-
  586.    time, a nrtVBR connection could also be used.  In these cases the
  587.    rate parameter used reflects a bandwidth allocation in support of the
  588.    ingress edge device's best effort connectivity to the egress edge
  589.    router.  It would be normal for traffic from many source/destination
  590.    pairs to be aggregated on this connection; indeed, since Best Effort
  591.    is the default IP behavior, the individual flows are not necessarily
  592.    identified or accounted for.  CBR may be a preferred solution in the
  593.    case where best effort traffic is sufficiently highly aggregated that
  594.    a simple fixed-rate pipe is efficient.  Both CBR and nrt-VBR provide
  595.    bandwidth allocation which may be useful for billing purposes.
  596.  
  597.    An ABR connection could similarly be used to support Best Effort
  598.    traffic.  Indeed, the support of data communications protocols such
  599.    as TCP/IP is the explicit purpose for which ABR was designed.  It is
  600.    conceivable that a separate ABR connection would be made for
  601.    different IP flows, although the normal case would probably have all
  602.    IP Best Effort traffic with a common egress router sharing a single
  603.    ABR connection.
  604.  
  605.    The rt-VBR service category may be considered less suitable, simply
  606.    because both the real-time delay constraint and the use of SCR/BT add
  607.    unnecessary complexity.
  608.  
  609.  
  610.  
  611.  
  612. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 11]
  613.  
  614. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  615.  
  616.  
  617.    See specifications from the IETF ion working group [10, 11] for
  618.    related work on support of Best Effort service with ATM.
  619.  
  620.  
  621. 2.2 Cell Loss Priority Bit, Tagging and Conformance Definitions
  622.  
  623.  
  624.    Each ATM cell header carries a Cell Loss Priority (CLP) bit.  Cells
  625.    with CLP=1 are said to be "tagged" or "marked" and have lower
  626.    priority.  This tagging may be done by the source, to indicate
  627.    relative priority within the VC, or by a switch, to indicate traffic
  628.    in violation of policing parameters.  Options involving the use of
  629.    tagging are decided at call setup time.
  630.  
  631.    A Conformance Definition is a rule that determines whether a cell is
  632.    conforming to the traffic descriptor of the VC.  The conformance
  633.    definition is given in terms of a Generic Cell Rate Algorithm (GCRA),
  634.    also known as a "leaky bucket" algorithm, for CBR and VBR services.
  635.    (UBR and ABR have network implementation-specific conformance
  636.    definitions.  Note, the term "compliance" in ATM is used to describe
  637.    the behavior of a connection, as opposed to "conformance", which
  638.    applies to a single cell.)
  639.  
  640.    The network may tag cells that are non-conforming, rather than
  641.    dropping them if the VC set-up requests tagging and the network
  642.    supports the tagging option.  When congestion occurs, a switch must
  643.    attempt to discard tagged cells in preference to discarding CLP=0
  644.    cells.  However, the mechanism for doing this is completely
  645.    implementation specific.  The behavior that best meets the
  646.    requirements of IP Integrated Services is where tagged cells are
  647.    treated as "best effort" in the sense that they are transported when
  648.    bandwidth is available, queued when buffers are available, and
  649.    dropped when resources are overcommitted.  ATM standards, however, do
  650.    not explicitly specify treatment of tagged traffic.  Providers of GS
  651.    and CLS service with ATM subnetworks should ascertain the actual
  652.    behavior of ATM implementation with respect to tagged cells.
  653.  
  654.    Since GS and CLS services require excess traffic to be treated as
  655.    best effort, the tagging option should always be chosen (if
  656.    supported) in the VC setup as a means of "downgrading" the cells
  657.    comprising non-conformant packets.  However, the term "best effort"
  658.    can be interpreted in two distinct ways.  The first is as a service
  659.    class that, in some typical scheduler implementations, would
  660.    correspond to a separate queue.  Placing excess traffic in best
  661.    effort in this sense would be giving it lower delay priority.  The
  662.    other sense is more generic, meaning that the network would make a
  663.    best effort to transport the traffic.  A reasonable expectation is
  664.    that a network with no contending traffic would transport the packet,
  665.  
  666.  
  667.  
  668. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 12]
  669.  
  670. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  671.  
  672.  
  673.    while a very congested network would drop the packet.  A packet that
  674.    could be tagged with lower loss priority (such as with the ATM CLP
  675.    bit) would be more likely to be dropped, but would not be reordered
  676.    with respect to the conforming portion of the flow.  Such a mechanism
  677.    would agree with the latter definition of best effort, but not the
  678.    former.  This interpretation is left to the implementation.
  679.  
  680.    There are three conformance definitions of VBR service (for both
  681.    rtVBR and nrtVBR) to consider.  In VBR, only the conformance
  682.    definition VBR.3 supports tagging and applies the GCRA with rate PCR
  683.    to the aggregate CLP=0+1 cells, and another GCRA with rate SCR to the
  684.    CLP=0 cells.  This conformance definition should always be used with
  685.    a VBR service supporting IP integrated services.  For UBR service,
  686.    conformance definition UBR.2 supports the use of tagging, but a CLP=1
  687.    cell does not imply non-conformance; rather, it may be used to
  688.    indicate network congestion.
  689.  
  690.    In TM/UNI 4.0 tagging does not apply to the CBR or ABR services.
  691.    More precisely, the conformance definitions listed in TM 4.0 for CBR
  692.    and ABR do not use tagging.  Since conformance definitions are
  693.    network specific, it may be possible that implementations of CBR or
  694.    ABR with tagging can exist.  Wherever an ATM network does support
  695.    tagging, in the sense of transporting CLP=1 cells on a "best effort"
  696.    basis, it is a useful and preferable mechanism for handling excess
  697.    traffic.
  698.  
  699.    It is always better for the IWF to tag cells when it can anticipate
  700.    that the ATM network would do so.  This is because the IWF knows the
  701.    IP packet boundaries and can tag all of the cells corresponding to a
  702.    packet.  If left to the ATM layer UPC, the network would inevitably
  703.    drop some of the cells of a packet while carrying others, which would
  704.    then be dropped by the receiver.  Therefore, the IWF, knowing the VC
  705.    GCRA parameters, should always anticipate the cells which will be
  706.    tagged by the ATM UPC and tag all of the cells uniformly across each
  707.    affected packet.
  708.  
  709.  
  710. 2.3 ATM Adaptation Layer
  711.  
  712.  
  713.    The AAL type 5 encoding must be used, as specified in RFC 1483 and
  714.    RFC 1755. AAL5 requires specification of the maximum SDU size in both
  715.    the forward and reverse directions. Both GS and CLS specify a maximum
  716.    packet size as part of the TSpec and this value shall be used as the
  717.    maximum SDU in each direction for unicast connections, and for
  718.    unidirectional point-to-multipoint connections.  When multiple flows
  719.    are aggregated into a single VC, the M parameters of the receiver
  720.    TSpecs are merged according to rules given in the GS and CLS specs.
  721.  
  722.  
  723.  
  724. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 13]
  725.  
  726. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  727.  
  728.  
  729. 2.4 Broadband Low Layer Information
  730.  
  731.  
  732.    The B-LLI Information Element is transferred transparently by the ATM
  733.    network between the edge devices and is used to specify the
  734.    encapsulation method.  Multiple B-LLI IEs may be sent as part of
  735.    negotiation.  The default encapsulation LLC/SNAP [16] must be
  736.    supported as specified in RFC 1577 [17] and RFC 1755 [10].  See RFC
  737.    1755 for information on additional encapsulations.
  738.  
  739.  
  740. 2.5 Traffic Descriptors
  741.  
  742.  
  743.    The ATM traffic descriptor always contains a peak cell rate (PCR)
  744.    (for each direction).  For variable rate services it also contains a
  745.    sustainable cell rate (SCR) and maximum burst size (MBS).  The SCR
  746.    and MBS form a leaky bucket pair (rate, depth), while the bucket
  747.    depth parameter for PCR is CDVT.  Note that CDVT is not signaled
  748.    explicitly, but is determined by the network operator, and serves as
  749.    a measure of the jitter imposed by the network.
  750.  
  751.    Since CDVT is generally presumed to be small (equivalent to a few
  752.    cells of token bucket depth), and cannot be set independently for
  753.    each connection, it cannot be used to account for the burstiness
  754.    permitted by b of the IP-layer TSpec.  Additional buffering is needed
  755.    at the IWF to account for the depth of the token bucket.
  756.  
  757.    The ATM Burst Tolerance (BT) is equivalent to MBS (see TM 4.0 [6] for
  758.    the exact equation).  They are both expressions of the bucket depth
  759.    parameter that goes with SCR.  The units of BT is time while the
  760.    units of MBS is cells.  Since both SCR and MBS are signalled, they
  761.    can be computed directly from the IP layer traffic description.  The
  762.    specific manner in which resources are allocated from the traffic
  763.    description is implementation specific.  Note that when translating
  764.    the traffic parameters, the segmentation overhead and minimum policed
  765.    unit need to be taken into account (see Section 4.1 below).
  766.  
  767.    In ATM UNI Signalling 4.0 there are the notions of Alternative
  768.    Traffic Descriptors and Minimal Traffic Descriptors.  Alternative
  769.    Traffic Descriptors enumerate other acceptable choices for traffic
  770.    descriptors and are not considered here.  Minimal Traffic Descriptors
  771.    are used in "negotiation," which refers to the specific way in which
  772.    an ATM connection is set up.  To illustrate, roughly, taking PCR as
  773.    an example: A minimal PCR and a requested PCR are signalled, the
  774.    requested PCR being the usual item signalled, and the minimal PCR
  775.    being the absolute minimum that the source edge device will accept.
  776.    When sensing the existence of both minimal and requested parameters,
  777.  
  778.  
  779.  
  780. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 14]
  781.  
  782. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  783.  
  784.  
  785.    the intermediate switches along the path may reduce the requested PCR
  786.    to a "comfortable" level.  This choice is part of admission control,
  787.    and is therefore implementation dependent.  If at any point the
  788.    requested PCR falls below the minimal PCR then the call is cleared.
  789.    Minimal Traffic Descriptors can be used to present an acceptable
  790.    range for parameters and ensure a higher likelihood of call
  791.    admission.  In general, our discussion of connection parameters
  792.    assumes the values resulting from successful connection setup.
  793.  
  794.    The Best Effort indicator (used only with UBR) and Tagging indicators
  795.    are also part of the signaled information element (IE) containing the
  796.    traffic descriptor.  In the UNI 4.0 traffic descriptor IE there is an
  797.    additional parameter, the Frame Discard indicator, which is discussed
  798.    below in Section 2.7.
  799.  
  800.  
  801.    2.5.1 Translating Traffic Descriptors for Guaranteed Service
  802.  
  803.  
  804.    For Guaranteed Service the source TSpec contains peak rate, rate and
  805.    and bucket depth parameters, p_s, r_s, b_s.  The receiver TSpec
  806.    contains corresponding parameters p_r, r_r, b_r.  The (receiver)
  807.    Rspec also has a rate, R.  The two different TSpec rates are intended
  808.    to support receiver heterogeneity, in the sense that receivers can
  809.    accept different rates representing different subsets of the sender's
  810.    traffic.  Whenever rates from different receivers differ, the values
  811.    will always be merged appropriately before being mapping into ATM
  812.    parameters.
  813.  
  814.    Note that when the sender and receiver TSpec rates r_s, r_r differ,
  815.    there is no mechanism specified (in either rsvp or the int-serv
  816.    specs) for indicating which subset of the traffic is to be
  817.    transported.  Implementation of this feature is therefore completely
  818.    network specific.  Hence the ambiguity in how policing and scheduling
  819.    use the two rates is an inherent and currently unresolved issue in
  820.    IP-IS technology.
  821.  
  822.    The receiver TSpec rate describes the traffic for which resources are
  823.    to be reserved, and may be used for policing, while the Rspec rate
  824.    (which cannot be smaller) is the allocated service bandwidth (or
  825.    strictly speaking, a lower bound on this).  A receiver increases R
  826.    over r_r to reduce the delay.
  827.  
  828.  
  829.    When mapping Guaranteed Service onto a rtVBR VC, the ATM traffic
  830.    descriptor parameters (PCR, SCR, MBS) can often be set cannonically
  831.    as:
  832.  
  833.  
  834.  
  835.  
  836. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 15]
  837.  
  838. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  839.  
  840.  
  841.                                 PCR = p_r
  842.                                 SCR = R
  843.                                 MBS = b_r.
  844.  
  845.  
  846.    There are a number of conditions that may lead to different choices.
  847.    The following discussion is not intended so much to set hard
  848.    requirements, but to provide some interpretation and guidance on the
  849.    bounds of possible parameter mappings.  The ingress edge device
  850.    generally includes a buffer preceeding the ATM network interface.
  851.    This buffer can be used to absorb bursts that fall within the IP-
  852.    level TSpec, but not within the ATM traffic descriptor.  The minimal
  853.    requirement for guaranteed service is that the delay in this buffer
  854.    may not exceed b/R, and the delays within the ATM network must be
  855.    accurately accounted for in the values of Adspec parameters C and D
  856.    advertised by the ingress router (see Section 3.3 below).
  857.  
  858.    In general, if either an edge device buffer of size b_r exists or the
  859.    ATM maximum burst size (MBS) parameter is at least b_r, then the
  860.    various rate parameters will generally exhibit the following
  861.    relationship:
  862.  
  863.                      r_r <= SCR <= R <= PCR <= APB <= line rate
  864.  
  865.                      r_r <=       p_r       <= APB
  866.  
  867.  
  868.    APB refers to the General Characterization Parameter,
  869.    AVAILABLE_PATH_BANDWIDTH, which is negotiated in the Adspec portion
  870.    of the PATH message.  APB reflects the narrowest bottleneck rate
  871.    along the path, and so is always bounded by the local line rate.  The
  872.    receiver must choose a peak rate no greater than APB for the
  873.    reservation to be accepted, although the source peak rate, p_s, could
  874.    be higher, as the source does not know the value of APB.  There is no
  875.    advantage to allocating any rate above APB of course, so it is an
  876.    upper bound for all the other parameters.
  877.  
  878.    We might normally expect to find R <= p_r, as would be necessary for
  879.    the simple mapping of PCR = p_r, SCR = R given above.  However, a
  880.    receiver is free to choose R > p_r to lower the GS delay [8].  In
  881.    this case, PCR cannot be set below R, because a burst of size b
  882.    arriving into the buffer must be cleared at rate R to keep the first
  883.    component of GS delay down to b/R.  So here we will have PCR = R.
  884.  
  885.    In the case R <= p_r, we may still choose R <= PCR < p_r.  The edge
  886.    device buffer is then necessary (and sufficient) to absorb the bursts
  887.    (limited to size b_r) which arrive faster than they depart.  For
  888.    example, it may be the case that the cost of the ATM VC depends on
  889.  
  890.  
  891.  
  892. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 16]
  893.  
  894. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  895.  
  896.  
  897.    PCR, while the cost of the Internet service reservation is not
  898.    strongly dependent on the IP-level peak rate.  The user may the have
  899.    an incentive to set p_r to APB, while the operator of the IP/ATM edge
  900.    router has an incentive to reduce PCR as much as possible.  This may
  901.    be a realistic concern, since the charging models of IP and ATM are
  902.    historically different as far as usage sensitivity, and the value of
  903.    p_r, if set close to APB, could be many times the nominal GS
  904.    allocated rate of R.  Thus, we can set PCR to R, with a buffer of
  905.    size b, with no loss of traffic, and no violation of the GS delay
  906.    bound.
  907.  
  908.    A more subtle, and perhaps controversial case is where we set SCR to
  909.    a value below R.  The major feature of the GS service is to allow a
  910.    receiver to specify the allocated rate R to be larger than the rate
  911.    r_r sufficient to transport the traffic, in order to lower the
  912.    queueing delay (roughly) from b/r + C_TOT/r + D_TOT to b/R + C_TOT/R
  913.    + D_TOT.  To effectively allocate bandwidth R to the flow, we set SCR
  914.    to match R.  (Note it is unnecessary in any case to set SCR above R,
  915.    so the relation, SCR <= R, is still true.)  It is possible to set SCR
  916.    to a value as low as r_r, without violating the delay bounds or
  917.    overflowing the edge device buffer.  With PCR = R, a burst of size b
  918.    will be buffered and sent into the ATM network at rate R, so the last
  919.    byte suffers delay only b/R.  Any further traffic will be limited to
  920.    rate r_r, which is SCR, so with the arriving and departing rates
  921.    matched, its delay will also be no more than b/R.
  922.  
  923.    While this scenerio meets the GS service requirements, the penalty
  924.    for allocating SCR = r_r rather than R is that the delay in the ATM
  925.    network will have a component of MBS/SCR, which will be b/r rather
  926.    than b/R, contained in the D term advertised for the ATM sub-network
  927.    (see further discussion in Section 3.3 below).  It is also true that
  928.    allocating r instead of R in a portion of the path is rather against
  929.    the spirit of GS.  As mentioned above, this mapping may however be
  930.    useful in practice in the case where pricing in the ATM network leads
  931.    to different incentives in the tradeoff between delay and bandwidth
  932.    than those of the user who buys IP integrated services.
  933.  
  934.    Another point of view on parameter mapping suggests that SCR should
  935.    merely reflect the traffic description, hence SCR = r_r, while the
  936.    service requirement is expressed in the QoS parameter as CDV = b/R.
  937.    Thus the ATM network may internally allocate bandwidth R, but it is
  938.    free to use other methods as well to achieve the delay constraint.
  939.    Mechanisms such as statistical flow/connection aggregation may be
  940.    implemented in the ATM network and hidden from the user (or parameter
  941.    mapping module in the edge router) which sees only the interface
  942.    implemented in the signaled parameters.
  943.  
  944.    Note that this discussion considers an edge device buffer size of
  945.  
  946.  
  947.  
  948. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 17]
  949.  
  950. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  951.  
  952.  
  953.    b_r.  In practice, it may be necessary for the AAL/segmentation
  954.    module to buffer M bytes in converting packets to cells.  Also an
  955.    additional amount of buffer equal to C_sum + R D_sum is generally
  956.    necessary to absorb jitter imposed by the upstream network [8].
  957.  
  958.    With ATM, it is possible to have little or no buffer in the edge
  959.    router, because the ATM VC can be set to accept bursts at peak rate.
  960.    This may be unusual, since the edge router normally has enough buffer
  961.    to absorb bursts according to the TSpec token bucket parameters.  We
  962.    consider two cases.  First, if PCR >= p_r, then MBS can be set to b_r
  963.    and no buffering is necessary to absorb normal bursts.  The extra
  964.    buffering needed to absorb jitter can also be transferred to MBS.
  965.    This effectively moves the buffering across the UNI into the ATM
  966.    network.
  967.  
  968.    For completeness, we consider an edge router with no burst-absorbing
  969.    buffers and an MBS parameter of approximately zero.  In this case it
  970.    is sufficient to set the rate parameters to PCR = SCR = max (R, p_r).
  971.    This amounts to peak-rate allocation of bandwidth, which will not
  972.    usually be very cost effective.  One reason for mentioning this case
  973.    might be that IP routers and ATM switches differ so substantially in
  974.    their buffering designs that IP-level users typically specify much
  975.    larger burst parameters than can be handled in the ATM subnet.
  976.    Peak-rate bandwidth allocation provides a means to work around this
  977.    problem.  It is also true that intermediate tradeoffs can be
  978.    formulated, where the burst-absorbing buffer is less than b bytes,
  979.    and SCR is set above R and below p_r.  Note that jitter-absorbing
  980.    buffers (C_sum + R D_sum) can not be avoided, generally, by
  981.    increasing ATM rates, unless SCR is set to exceed the physical line
  982.    rate(s) into the edge device for the flow.
  983.  
  984.    For GS over CBR, the value of PCR may be mapped to the Rspec rate R,
  985.    if the edge device has a buffer of size b_r.  With little or no burst
  986.    buffering, the requirements resemble the zero-buffer case above, and
  987.    we have PCR = max (R, p_r).  Additional buffers sufficient to absorb
  988.    network jitter, given by C_sum, D_sum, must always be provided in the
  989.    edge router, or in the ATM network via MBS.
  990.  
  991.  
  992.    2.5.2 Translating Traffic Descriptors for Controlled Load Service
  993.  
  994.  
  995.    The Controlled Load service TSpec has a peak rate, p, a "token
  996.    bucket" rate, r, and a corresponding token bucket depth parameter, b.
  997.    The receiver TSpec values are used to determine resource allocation,
  998.    and a simple mapping for the nrtVBR service category is given by,
  999.  
  1000.                                 PCR = p_r
  1001.  
  1002.  
  1003.  
  1004. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 18]
  1005.  
  1006. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  1007.  
  1008.  
  1009.                                 SCR = r_r
  1010.                                 MBS = b_r.
  1011.  
  1012.  
  1013.    The discussions in the preceeding section on using edge device
  1014.    buffers to reduce PCR, increasing buffers to reduce PCR and trading
  1015.    off between such buffers and MBS, apply generally to the CLS over
  1016.    nrtVBR case as well.  Extra buffers to accommodate jitter accumulated
  1017.    (beyond the b_r burst size allowed at the source) must be provided.
  1018.    For CLS, there are no Adspec parameters C and D, so the estimation of
  1019.    such buffers is an implementation design issue.
  1020.  
  1021.    For ABR VCs, the TSpec rate r_r is used to set the minimum cell rate
  1022.    (MCR) parameter.  Since there is no corresponding signalled bucket
  1023.    depth parameter, the edge device must have a buffer of at least b_r
  1024.    bytes.  Since the actual transfer rate can vary substantially with
  1025.    ABR, the buffering should not be made so large that the, in an
  1026.    attempt to avoid loss, that delays exceed higher-layer timeouts,
  1027.    e.g., TCP retransmission.
  1028.  
  1029.    For CBR, the TSpec rate r_r sets a lower bound on PCR, and again, the
  1030.    available buffering in the edge device must be adequate to
  1031.    accommodate possible bursts of b_r.
  1032.  
  1033.    The requirement for CLS that network delays approximate "best-effort
  1034.    service under unloaded conditions", is interpreted here to mean that
  1035.    an allocation of (at least) r_r, resulting in the last byte of a
  1036.    burst of size b_r having delay approximately b_r/r_r, is sufficient.
  1037.    A network element e.g., with no cross-traffic, work conserving
  1038.    scheduling and output link rate of r_L might provide delays in the
  1039.    range from M/r_L to b_r/r_L, which may be much better.
  1040.  
  1041.  
  1042.    2.5.3 Translating Traffic Descriptors for Best Effort Service
  1043.  
  1044.  
  1045.    For Best Effort service, there is no traffic description.  The UBR
  1046.    service category allows negotiation of PCR, simply to allow the
  1047.    source to discover the smallest physical bottleneck along the path.
  1048.    (The ingress edge router should set PCR to the ATM line rate, and may
  1049.    wish to make use of the returned value when the VC is set up.)  Often
  1050.    a service provider will want to statically configure large VCs with a
  1051.    certain bandwidth allocation to handle all best effort traffic
  1052.    between two edge routers.  ABR, CBR or nrtVBR VCs are appropriate for
  1053.    this with traffic parameters set to comfortably accommodate the
  1054.    expected traffic load.  See [10,11].
  1055.  
  1056.  
  1057.  
  1058.  
  1059.  
  1060. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 19]
  1061.  
  1062. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  1063.  
  1064.  
  1065. 2.6 QoS Classes and Parameters
  1066.  
  1067.  
  1068.  
  1069.    In UNI 3.x the quality of service is indicated by a single parameter
  1070.    called "QoS Class," which is essentially an index to a network
  1071.    specific table of values for the actual QoS parameters.  In TM/UNI
  1072.    4.0 three QoS parameters may be individually signalled, and the
  1073.    signalled values override those implied by the QoS Class, which is
  1074.    still present.  These parameters are the Cell Loss Ratio (CLR), Cell
  1075.    Transfer Delay (CTD), and Cell Delay Variation (CDV) [6].
  1076.  
  1077.    A network provider may choose to associate other parameters, such as
  1078.    Severely Errored Cell Block Ratio, with a QoS Class definition, but
  1079.    these cannot be signalled individually.  The ATM Forum UNI 3.0, 3.1
  1080.    and TM 4.0 specs, following prior ITU specs, give vague qualitative
  1081.    definitions for QoS Classes 1 to 4.  (QoS Class 0 is well-defined as
  1082.    "no QoS parameters defined".)  Since our mapping is based on these
  1083.    specifications, we generally follow this guidance by setting QoS
  1084.    Class value to 0 for UBR and ABR (as required), 1 for CBR and rtVBR
  1085.    and 3 for nrtVBR.  Note that the QoS Class follows the ATM service
  1086.    category, and not the IP service, to avoid combination that are
  1087.    unlikely to be supported.  For example, if only nrtVBR is available
  1088.    for GS, then choosing QoS Class = 1 would probably result in
  1089.    connection failure, rather than a way to add real-time behavior to an
  1090.    inherently non-real-time service.
  1091.  
  1092.    The ITU has recently included a standard set of parameter values for
  1093.    a (small) number of QoS Classes in the latest version of
  1094.    Recommendation I.356, October 1996.  Network providers may choose to
  1095.    define further network-specific QoS Classes in addition to these.
  1096.    Note that the QoS class definitions in the new I.356 version may not
  1097.    align with the model we follow from the UNI specs.  Apart from these
  1098.    definitions, the problem of agreement between network providers as to
  1099.    the definition of QoS Classes has not, to our knowledge, been
  1100.    addressed.
  1101.  
  1102.    The ATM QoS parameters have no explicitly signalled IP layer
  1103.    counterparts.  The values that should be signalled in the ATM network
  1104.    are determined by knowledge of certain network characteristics and
  1105.    the IP service definitions.
  1106.  
  1107.    The ingress edge router must keep a table of QoS information for the
  1108.    set of egress routers that it may establish VCs with.  This table may
  1109.    be simplified by using default values, but it will probably be good
  1110.    network practice to maintain a table of current data for the most
  1111.    popular egress points.  An ATM network generally needs to have some
  1112.    way to propose initial value for CDV and CTD, even if changed by
  1113.  
  1114.  
  1115.  
  1116. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 20]
  1117.  
  1118. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  1119.  
  1120.  
  1121.    negotiation; so by positing such a table, we are not creating any new
  1122.    design burden.  Cached information can be updated when VCs are
  1123.    successfully established, and to the extent that IP-layer
  1124.    reservations can wait for VCs to complete, the values can be refined
  1125.    through iterated negotiation.  In general the construction of this
  1126.    table is implementation specific.
  1127.  
  1128.    Both GS and CLS require that losses of packets due to congestion
  1129.    should be minimized, so that the loss rate is approximately the same
  1130.    as for an unloaded network.  The characteristic loss behavior of the
  1131.    link-layer medium not due to congestion (e.g., bit errors or fading
  1132.    on wireless channels) determines the order of the permitted packet
  1133.    loss rate.  The ingress edge device will choose a value of CLR that
  1134.    provides the appropriate IP-level packet loss rate.  The CLR value
  1135.    may be uniform over all egress points in the ATM network, or may
  1136.    differ, e.g., when wireless or satellite ATM links in the path.  The
  1137.    determination of CLR should account for the effects of packet size
  1138.    distribution and ATM Frame Discard mode (which can change the
  1139.    effective packet loss rate by orders of magnitude, given the same
  1140.    underlying cell loss rate [20]).
  1141.  
  1142.    The ingress router will also tabulate values for the Minimum Path
  1143.    Latency (MPL) and estimated queueing delays (D_ATM) for each egress
  1144.    point.  The latter will be used as part of the Adspec "D" parameter
  1145.    for GS, but its use here applies to CLS as well.  MPL represents all
  1146.    non-congestion related delays, including propagation delay.  D_ATM
  1147.    accounts for the variable component of delays in the ATM network.
  1148.    (It may depend on parameters such as CDVT, etc.) Hence, when a VC is
  1149.    set up, the delay-related QoS parameters are given by
  1150.  
  1151.                                 CDV = D_ATM
  1152.                                 CTD = D_ATM + MPL.
  1153.  
  1154.    (CDV and CTD may be increased by the slack term in GS, see Section
  1155.    3.3 below.)  For rtVBR, the value of CDV will generally have a
  1156.    component of MBS/SCR analogous to the b/R term in the delay of GS
  1157.    service.  It may have other components that depend on the ATM switch
  1158.    implementation.  In cases where the ATM network uses statistical
  1159.    resouce allocation methods, it may be possible to establish VCs with
  1160.    CDV less than MBS/SCR.  This capability should be reflected in the
  1161.    D_ATM values advertised in GS and used to determine CDV in for VCs
  1162.    supporting both GS and CLS.
  1163.  
  1164.    It is interesting (and perhaps unfortunate) to note that in a typical
  1165.    GS/rtVBR service, the delay bound advertised can contain two
  1166.    components of b/R instead of one.  Consider the case where SCR = R
  1167.    and MBS = b.  Parekh's theory, which is the basis of the GS delay
  1168.    formula [8] states that the b/R delay term occurs only once, because
  1169.  
  1170.  
  1171.  
  1172. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 21]
  1173.  
  1174. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  1175.  
  1176.  
  1177.    once a burst of size b has been served by a congested node at rate R,
  1178.    the packets will not arrive at a subsequent node as a single burst.
  1179.    However, we can't tell if this bottleneck will occur in the ATM
  1180.    network or elsewhere in the IP network, so the declaration of CDV
  1181.    must account for it.  Once CDV is set, the ATM network can impose
  1182.    that delay.  Since the delay b/R can also occur elsewhere, it cannot
  1183.    be removed from the first term of the GS delay formula.  The ATM b/R
  1184.    delay component appears in the third term, D_tot.  See Section 3.3
  1185.    below for more on GS Adspec parameters.  This effect may be
  1186.    unapparent when the ATM network employs more efficient statistical
  1187.    resource allocation schemes.
  1188.  
  1189.  
  1190. 2.7 Additional Parameters -- Frame Discard Mode
  1191.  
  1192.  
  1193.    TM/UNI 4.0 allows the user to choose a mode where the ATM network is
  1194.    aware, for the purpose of congestion management, of PDUs larger than
  1195.    an ATM cell (i.e., AAL PDUs that correspond in our context to IP
  1196.    packets).  This facilitates implementation of algorithms such as
  1197.    partial packet discard, where a dropped cell causes subsequent cells
  1198.    in the AAL5 PDU to be dropped as well.  Several other applicable
  1199.    buffer management schemes have been proposed [20, 21].
  1200.  
  1201.    Frame discard can improve efficiency and the performance of end-to-
  1202.    end protocols such as TCP, since the remaining cells of a damaged PDU
  1203.    are generally useless to the receiver.  For IP over ATM, Frame
  1204.    Discard should always be indicated, if available.
  1205.  
  1206.  
  1207. 3.0 Additional IP-Integrated Services Protocol Features
  1208.  
  1209.  
  1210. 3.1 Path Characterization Parameters for IP Integrated Services with ATM
  1211.  
  1212.  
  1213.  
  1214.    This section discusses the setting of General Characterization
  1215.    Parameters (GCPs) at an ATM egress edge router.  GCPs are signalled
  1216.    from source to destination, and modified by intermediate nodes using
  1217.    the Adspec portion of PATH messages in rsvp.  The GS-specific Adspec
  1218.    parameters are discussed below in Section 3.3.  These parameters are
  1219.    denoted as <x,y> where x is the service and y is the parameter
  1220.    number.  Service number 1 indicates default or general parameter
  1221.    values.  Please refer to [22] for definitions and details.
  1222.  
  1223.    The IS break bit <1,2> should, of course, be left alone by
  1224.    implementations following these guidelines (as they are presumably
  1225.  
  1226.  
  1227.  
  1228. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 22]
  1229.  
  1230. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  1231.  
  1232.  
  1233.    IS-aware).  Similarly, the router should always increment IS_HOPS
  1234.    <1,4>.  The GS and CLS service-specific break bits, <2,2> and <5,2>
  1235.    respectively, should be set if the support of the service is
  1236.    inadequate.  In general GS is adequately supported by CBR (BCOB-A)
  1237.    and rtVBR service categories, and not adequately supported by UBR,
  1238.    ABR and nrtVBR because delays are not controlled.  CLS may be
  1239.    adequately supported by all service categories except UBR (or Best
  1240.    Effort in UNI 3.x).  See Sections 5, 6 for further discussion.
  1241.  
  1242.    For GS, the ATM network must meet the delay performance advertised
  1243.    through the Adspec parameters, MPL, C, and D.  If it cannot
  1244.    predictably meet these requirements, the GS break bit should be set.
  1245.    Similarly both break bits should be set if reservations are honored,
  1246.    but sufficient resources to avoid congestion loss are not allocated
  1247.    in practice.  If the service break bits are not set, then the
  1248.    corresponding service hop counters, <2,4>, <5,4>, should be
  1249.    incremented.
  1250.  
  1251.    The Available Path Bandwidth (APB) parameters <x,6> indicate the
  1252.    minimum physical bottleneck rate along the path.  This may be
  1253.    discoverable in an ATM network as the negotiated PCR value for a UBR
  1254.    VC along the path.  This value should be corrected for AAL, ATM and
  1255.    physical-layer headers, as necessary, to reflect the effective IP
  1256.    datagram bandwidth.  With ATM, it is possible that there is some
  1257.    policy limitation on the value of PCR, below the physical link
  1258.    bottleneck.  In this case, the advertised value of APB (in general
  1259.    and for each service if different) should reflect this limit, since
  1260.    excess traffic beyond this rate will be dropped.  (Note that there is
  1261.    no tagging of traffic in excess of PCR for TM/UNI 4.0.)  These values
  1262.    should generally be cached by the ingress router for the set of
  1263.    egress routers that it typically needs to establish VCs to.  The
  1264.    Adspec parameters <x,6> are only adjusted down, to reflect the
  1265.    minimum as the composed value.
  1266.  
  1267.    In the case of a multipoint VC, the value of several parameters can
  1268.    be different for each egress point.  In this case, the IWF at the
  1269.    egress routers must correct these values in PATH messages as they
  1270.    exit the ATM network.  This is the only case where the egress router
  1271.    needs to operate on rsvp control messages.  (A similar correction
  1272.    must be implemented for any non-rsvp set-up mechanism).  The
  1273.    parameters that require such correction are specifically the
  1274.    Available Path Bandwidth (APB), the Minimum Path Latency (MPL), the
  1275.    Path MTU (although for ATM/AAL5 this may typically be constant), and
  1276.    the ATM-specific components of the GS Adspec parameters C_ATM and
  1277.    D_ATM.
  1278.  
  1279.    The ingress router table must store values for the ATM-network MPL
  1280.    <x,7> for the various egress points.  The composed values <x,8> are
  1281.  
  1282.  
  1283.  
  1284. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 23]
  1285.  
  1286. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  1287.  
  1288.  
  1289.    formed by addition and forwarded along the path.  In the cases where
  1290.    ATM routing chooses different paths for VCs to a given egress point,
  1291.    depending on the service category, the table will generally reflect
  1292.    different values for each service.  If the ATM network is very large
  1293.    and complex, it may become difficult to predict the routes that VCs
  1294.    will take once they are set up.  This could be a significant source
  1295.    of misconfiguration, resulting in discrepencies between GS delay
  1296.    advertisements and actual results.  The RSpec Slack term may be
  1297.    useful in mitigating this problem.
  1298.  
  1299.    AAL 5 will support any message size up to 65,535 bytes, so setting
  1300.    the AAL SDU to the receiver TSpec M parameter value should generally
  1301.    not be a issue.  In the PATH Adspec, however, the PATH_MTU parameter
  1302.    <x,10> for each service should be set to 9180 bytes, which is the
  1303.    default MTU for AAL 5.
  1304.  
  1305.  
  1306.  
  1307. 3.2 Handling of Excess Traffic
  1308.  
  1309.  
  1310.  
  1311.    CLS requires and GS recommends that network elements transport
  1312.    traffic in excess of the TSpec parameters whenever physical resources
  1313.    (bandwidth, buffers and processing) are available.  While excess
  1314.    traffic should be supported on a best effort basis, it should not
  1315.    interfere with the QoS (delay and loss) of conforming CLS and GS
  1316.    traffic, nor with normal service of non-reserved best effort traffic.
  1317.  
  1318.    There are several solutions with ATM: the most attractive is to use a
  1319.    VBR service category (with an appropriate conformance definition) and
  1320.    tag excess traffic as low priority using the CLP bit.  This avoids
  1321.    reordering of the flow, but requires care in the design of the egress
  1322.    router scheduler.  To avoid reordering, the excess traffic would be
  1323.    queued with confoming traffic.  A threshold must be used to ensure
  1324.    that conforming traffic is not unnecessarily delayed by the excess.
  1325.    Also, for GS, the extra delay that would be incurred due to excess
  1326.    traffic below the threshold would have to be accurately reflected in
  1327.    the delay advertisement.  Note that the egress router should
  1328.    uniformly tag all the cells of each non-conforming packet, rather
  1329.    than letting the ATM network apply tagging due to ATM-level non-
  1330.    conformance.
  1331.  
  1332.    There is no requirement in ATM standards that tagged cells, marked
  1333.    either by the user or by policing, must be transported if possible.
  1334.    Therefore, the operator of an edge router supporting IP-IS should
  1335.    ascertain the actual behavior of the ATM equipment in the path, which
  1336.    may span multiple administrative domains in the ATM network.  If
  1337.  
  1338.  
  1339.  
  1340. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 24]
  1341.  
  1342. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  1343.  
  1344.  
  1345.    tagged cells are simply dropped at some point, regardless of load,
  1346.    then the operator may consider setting the break bit, at least for
  1347.    CLS service.
  1348.  
  1349.    The other solutions generally involve a separate VC to carry the
  1350.    excess.  A distinct VC can be set up for each VC supporting a GS or
  1351.    CLS flow, or, if many flows are aggregated into a single QoS VC, then
  1352.    another VC can handle the excess traffic for that set of flows.  A VC
  1353.    can be set up to handle all excess traffic from the ingress router to
  1354.    the egress point.  Since the QoS of the excess traffic is not
  1355.    particularly constrained, the design is quite flexible.  The service
  1356.    category for the excess-traffic VC may typically be UBR or ABR,
  1357.    although one could use CBR or nrtVBR if the excess traffic were
  1358.    predictable enough to know what rate to allocate.  (This wouldn't
  1359.    normally be expected for excess traffic, though.)
  1360.  
  1361.    Whether a separate VC is used may be influenced by the design of the
  1362.    router scheduler.  The CLS spec suggests two possible
  1363.    implementations: one where excess traffic shares the Best Effort
  1364.    class scheduler allocation, but at lower priority than other best
  1365.    effort traffic.  The other where a separate allocation is made.  The
  1366.    first would allow excess traffic to use the same VC as normal best
  1367.    effort traffic, and the second would suggest a separate VC.
  1368.  
  1369.    TM/UNI 4.0. does not support tagging of traffic in excess of PCR.
  1370.    Although UNI 3.x does have a separate PCR parameter for CLP=0 cells
  1371.    only, we do not recommend using this feature for reasons of
  1372.    interoperability.  This restricts CBR VCs to use solutions other than
  1373.    tagging.  The value of PCR can be set higher than necessary for
  1374.    conformant traffic, in an effort to support excess traffic on the
  1375.    same VC.  In some cases this may be a viable solution, such as when
  1376.    there is little additional cost imposed for a high PCR.  If PCR can
  1377.    be set as high as APB, then the excess traffic is fully accommodated.
  1378.  
  1379.  
  1380. 3.3 Use of Guaranteed Service Adspec Parameters and Slack Term
  1381.  
  1382.  
  1383.    The Adspec is used by the Guaranteed Service to allow a receiver to
  1384.    calculate the worst-case delay associated with a GS flow.  Three
  1385.    quantities, C, D, and MPL, are accumulated (by simple addition of
  1386.    components corresponding to each network element) in the PATH message
  1387.    from source to receiver.  The resulting delay values can be different
  1388.    for each unique receiver.  The maximum delay is then computed as
  1389.  
  1390.                   delay <=  b_r/R + C_TOT/R + D_TOT + MPL
  1391.  
  1392.    The Minimum Path Latency (MPL) includes propagation delay, while
  1393.  
  1394.  
  1395.  
  1396. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 25]
  1397.  
  1398. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  1399.  
  1400.  
  1401.    b_r/R accounts for bursts and C and D include other queueing,
  1402.    scheduling and serialization delays.  (We neglect the effect of
  1403.    maximum packet size and peak rate here; see the GS specification [8]
  1404.    for a more detailed equation.)  The service rate requested by the
  1405.    receiver, R, can be greater than the TSpec rate, r_r, resulting in
  1406.    lower delay.  The burst size, b_r, is the leaky bucket parameter from
  1407.    the receiver TSpec.
  1408.  
  1409.    The values of C and D that a router advertises depend on both the
  1410.    router packet scheduler, and the characteristics of the subnet
  1411.    attached to the router.  Each router (or the source host) takes
  1412.    responsibility for its downstream subnet in its advertisement.  For
  1413.    example, if the subnet is a simple point-to-point link, the subnet-
  1414.    specific parts of C and D need to account for the link transmission
  1415.    rate and MTU.  An ATM subnet is generally more complex.
  1416.  
  1417.    For this discussion, we consider only the ATM subnet-specific
  1418.    components, denoted C_ATM and D_ATM.  The ATM network can be
  1419.    represented as a "pure delay" element, where the variable queueing
  1420.    delay, given by CVD is captured in D_ATM, and C_ATM = 0.  It is
  1421.    possible to use C_ATM only when the ATM service rate equals R.  This
  1422.    may be the case, for example with a CBR VC with PCR = R.  Usually it
  1423.    will be simpler to just advertise the total delay variation (CDV) in
  1424.    D_ATM.
  1425.  
  1426.    As discussed in Section 2.6, the edge router keeps a table with
  1427.    values of MPL and D_ATM for each egress router it needs to share VCs
  1428.    with.  The values of D_ATM contribute to the D parameter advertised
  1429.    by the edge router, and should accurately reflect the CDV that the
  1430.    router will get in a VC when it is set up.  Factors that affect CDV,
  1431.    such as statistical multiplexing in the ATM network, should be taken
  1432.    into account when compiling data for the router's table.  In case of
  1433.    uncertainty, D_ATM can be set to an upper bound.
  1434.  
  1435.    When a RESV message arrives, causing a VC to be set up, the requested
  1436.    values for CTD and CDV can be relaxed using the slack term in the
  1437.    receiver RSpec:
  1438.  
  1439.            CTD = D_ATM + MPL + S_ATM
  1440.            CDV = D_ATM + S_ATM.
  1441.  
  1442.    The term S_ATM is the portion of the slack term applied to the ATM
  1443.    portion of the path.  Recall that the slack term [8] is positive when
  1444.    the receiver can afford more delay than that computed from the
  1445.    Adspec.  The ATM edge device may take part (or all) of the slack term
  1446.    S.  The distribution of delay slack among the nodes and subnets is
  1447.    network specific.
  1448.  
  1449.  
  1450.  
  1451.  
  1452. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 26]
  1453.  
  1454. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  1455.  
  1456.  
  1457.    Note that with multipoint VCs the egress edge router may need to
  1458.    correct advertised values of C and D.  See discussion in Section 3.1.
  1459.  
  1460.  
  1461. 4.0 Miscellaneous Items
  1462.  
  1463. 4.1 Units Conversion
  1464.  
  1465.  
  1466.    All rates and token bucket depth parameters that are mapped from IP-
  1467.    level parameters to ATM parameters must be corrected for the effects
  1468.    of cell headers, AAL headers and segmentation of packets into cells.
  1469.    At the IP layer, bucket depths and rates are measured in bytes and
  1470.    bytes/sec, respectively, whereas for ATM, they are measured in cells
  1471.    and cells/sec.
  1472.  
  1473.    Packets are segmented into 53 byte cells of which the first 5 bytes
  1474.    are header information.  For
  1475.  
  1476.          B = number of Bytes,
  1477.          C = number of cells,
  1478.  
  1479.    a rough approximation between the token bucket parameters (rate and
  1480.    bucket depth) is
  1481.  
  1482.          C = B/48.
  1483.  
  1484.    This is actually a lower bound on C and does not take into account
  1485.    the extra padding at the end of a partially filled cell, or the 8
  1486.    byte trailer in the last cell of an AAL5 encoding.  The actual
  1487.    relationship between the number of cells and bytes of one packet is
  1488.  
  1489.          C = 1 + int(B/48) + x,
  1490.  
  1491.          where x = 1 if B mod 48 > 41
  1492.                    0 otherwise.
  1493.  
  1494.    where int() is the rounding down operation.  The third term is  0 or
  1495.    1 and is 1 only when the remainder of B/48 is 41 or more.   (An
  1496.    additional cell is needed because the 41 bytes plus 8 byte trailer
  1497.    will not fit in a cell.)
  1498.  
  1499.    The above formula is not particularly amenable to engineering
  1500.    considerations.  By equating the number of bytes before and after
  1501.    segmentation we have
  1502.  
  1503.          48 C = B + 8 + A,
  1504.  
  1505.  
  1506.  
  1507.  
  1508. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 27]
  1509.  
  1510. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  1511.  
  1512.  
  1513.    where A is the additional padding used in the last 2 cells and has
  1514.    the range 0 <= A <= 47.  From this we obtain a number of  useful
  1515.    observations.
  1516.  
  1517.    For example, if one believes that the packet lengths are uniformly
  1518.    distributed mod 48, then on average, 48 C = B + 8 + 47/2, or C = B/48
  1519.    + .65625.
  1520.  
  1521.    We can also make use of the upper bound on A to state that 48 C <= B
  1522.    + 55.  This is true for any one packet.  Considering the number of
  1523.    bytes in a stream of P packets, we have
  1524.  
  1525.          48 C <= B + 55 P.
  1526.  
  1527.    The number of packets P may not be a readily available quantity.
  1528.    However, in terms of the minimum policed unit m, we know that P * m
  1529.    <= B.  Hence P <= B/m and 48 C <= B ( 1 + 55/m).  That is,
  1530.  
  1531.          C <= B/48 * (1 + 55/m).
  1532.  
  1533. 5.0 Summary of ATM VC Setup Parameters for Guaranteed Service
  1534.  
  1535.  
  1536.    This section describes how to create ATM VCs appropriately matched
  1537.    for Guaranteed Service. The key points differentiating among ATM
  1538.    choices are that real-time timing is required, that the data flow may
  1539.    have a variable rate, and that demotion of non-conforming traffic to
  1540.    best effort is required to be in agreement with the definition of GS.
  1541.    For this reason, we prefer an rtVBR service in which tagging is
  1542.    supported.  Another good match is to use CBR with special handling of
  1543.    any non-conforming traffic, usually through another VC, since a CBR
  1544.    VC will not accommodate traffic in excess of PCR.
  1545.  
  1546.    Note, these encodings assume point to multipoint connections, where
  1547.    the backward channel is not used.  If the IP session is unicast only,
  1548.    then a point-to-point VC may be used and the IWF may make use of the
  1549.    backward channel, provided that the QoS parameters are mapped
  1550.    consistently for the service provided.
  1551.  
  1552.  
  1553. 5.1 Encoding GS Using Real-Time VBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1554.  
  1555.  
  1556.    AAL
  1557.      Type                            5
  1558.      Forward CPCS-SDU Size           parameter M of receiver TSpec
  1559.      Backward CPCS-SDU Size          0
  1560.      SSCS Type                       0 (Null SSCS)
  1561.  
  1562.  
  1563.  
  1564. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 28]
  1565.  
  1566. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  1567.  
  1568.  
  1569.    Traffic Descriptor
  1570.      Forward PCR CLP=0+1                                     Note 1
  1571.      Backward PCR CLP=0+1            0
  1572.      Forward SCR CLP=0                                       Note 1
  1573.      Backward SCR CLP=0              0
  1574.      Forward MBS (CLP=0)                                     Note 1
  1575.      Backward MBS (CLP=0)            0
  1576.      BE indicator                    NOT included
  1577.      Forward Frame Discard bit       1
  1578.      Backward Frame Discard bit      1
  1579.      Tagging Forward bit             1 (Tagging requested)
  1580.      Tagging Backward bit            1 (Tagging requested)
  1581.  
  1582.    Broadband Bearer Capability
  1583.      Bearer Class                    16 (BCOB-X)              Note 2
  1584.      ATM Transfer Capability         9  (Real time VBR)       Note 3
  1585.      Susceptible to Clipping         00 (bit encoding for Not
  1586.    susceptible)
  1587.      User Plane Configuration        01 (bit encoding for pt-to-mpt)
  1588.  
  1589.    Broadband Low Layer Information
  1590.      User Information Layer 2
  1591.        Protocol                      12 (ISO 8802/2)
  1592.      User Information Layer 3
  1593.        Protocol                      11 (ISO/IEC TR 9577)    Note 4
  1594.       ISO/IEC TR 9577 IPI            204
  1595.  
  1596.    QoS Class
  1597.      QoS Class Forward               1                       Note 5
  1598.      QoS Class Backward              1                       Note 5
  1599.  
  1600.    QoS Parameters                                            Note 6
  1601.      Acceptable Forward CDV
  1602.      Acceptable Forward CLR
  1603.      Forward Max CTD
  1604.  
  1605.    Note 1:  See discussion Section 2.5.1.
  1606.    Note 2:  Value 3 (BCOB-C) can also be used.
  1607.    Note 3:  The ATC value 19 is not used.  The value 19 implies CLR
  1608.             objective applies to the aggregate  CLP=0+1 stream and
  1609.             that does not give desirable treatment of excess
  1610.             traffic in the case of IP.
  1611.    Note 4:  For QoS VCs supporting GS or CLS, the layer 3 protocol should
  1612.             be specified.  For BE VCs, it can be left unspecified, allowing
  1613.             the VC to be shared by multiple protocols, following RFC 1755.
  1614.    Note 5:  Cf ITU I.365 (Oct 1996) for new QoS Class definitions.
  1615.    Note 6:  See Section 2.6 for the values to be used.
  1616.  
  1617.  
  1618.  
  1619.  
  1620. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 29]
  1621.  
  1622. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  1623.  
  1624.  
  1625. 5.2 Encoding GS Using CBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1626.  
  1627.  
  1628.  
  1629.    It is also possible to support GS using a CBR "pipe."   The advantage
  1630.    of this is that CBR is probably supported; the disadvantage is that
  1631.    data flows may not fill the pipe (utilization loss) and there is no
  1632.    tagging option available.
  1633.  
  1634.  
  1635.  
  1636.    AAL
  1637.      Type                            5
  1638.      Forward CPCS-SDU Size           parameter M of receiver TSpec
  1639.      Backward CPCS-SDU Size          parameter M of receiver TSpec
  1640.      SSCS Type                       0 (Null SSCS)
  1641.  
  1642.    Traffic Descriptor
  1643.      Forward PCR CLP=0+1                                     Note 1
  1644.      Backward PCR CLP=0+1            0
  1645.      BE indicator                    NOT included
  1646.      Forward Frame Discard bit       1
  1647.      Backward Frame Discard bit      1
  1648.      Tagging Forward bit             0 (Tagging not requested)
  1649.      Tagging Backward bit            0 (Tagging not requested)
  1650.  
  1651.    Broadband Bearer Capability
  1652.      Bearer Class                    16 (BCOB-X)             Note 2
  1653.      ATM Transfer Capability         5  (CBR)                Note 3, 4
  1654.      Susceptible to Clipping         00 (bit encoding for Not
  1655.    susceptible)
  1656.      User Plane Configuration        01 (bit encoding for pt-to-mpt)
  1657.  
  1658.    Broadband Low Layer Information
  1659.      User Information Layer 2
  1660.        Protocol                      12 (ISO 8802/2)
  1661.      User Information Layer 3
  1662.        Protocol                      11 (ISO/IEC TR 9577)    Note 5
  1663.       ISO/IEC TR 9577 IPI            204
  1664.  
  1665.    QoS Class
  1666.      QoS Class Forward               1                       Note 6
  1667.      QoS Class Backward              1                       Note 6
  1668.  
  1669.  
  1670.    QoS Parameters                                            Note 7
  1671.      Acceptable Forward CDV
  1672.      Acceptable Forward CLR
  1673.  
  1674.  
  1675.  
  1676. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 30]
  1677.  
  1678. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  1679.  
  1680.  
  1681.      Forward Max CTD
  1682.  
  1683.    Note 1:  See discussion Section 2.5.1.
  1684.    Note 2:  Value 1 (BCOB-A) can also be used.
  1685.    Note 3:  If bearer class A is chosen the ATC field must be absent.
  1686.    Note 4:  The ATC value 7 is not used.  The value 7 implies CLR
  1687.             objective applies to the aggregate  CLP=0+1 stream and
  1688.             that does not give desirable treatment of excess
  1689.             traffic in the case of IP.
  1690.    Note 5:  For QoS VCs supporting GS or CLS, the layer 3 protocol should
  1691.             be specified.  For BE VCs, it can be left unspecified, allowing
  1692.             the VC to be shared by multiple protocols, following RFC 1755.
  1693.    Note 6:  Cf ITU I.365 (Oct 1996) for new QoS Class definitions.
  1694.    Note 7:  See Section 2.6 for the values to be used.
  1695.  
  1696.  
  1697.  
  1698. 5.3 Encoding GS Using Non-Real-Time VBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1699.  
  1700.  
  1701.  
  1702.    The remaining ATM service categories, including nrtVBR, do not
  1703.    provide delay guarantees and cannot be recommended as the best fits.
  1704.    However in some circumstances, the best fits may not be available.
  1705.  
  1706.    If nrtVBR is used, no hard delay can be given.  However by using a
  1707.    variable rate service with low utilization, delay may be
  1708.    `reasonable', but not controlled.  The encoding of GS as nrtVBR is
  1709.    the same as that for CLS using nrtVBR, except that the Forward PCR
  1710.    would be derived from the TSpec peak rate.  See Section 6.2 below.
  1711.  
  1712.  
  1713.  
  1714. 5.4 Encoding GS Using ABR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1715.  
  1716.  
  1717.  
  1718.    GS using ABR is a very unlikely combination.  The objective of the
  1719.    ABR service is to provide "low" loss rates.  The delay objectives for
  1720.    ABR should be expected to be very loose.  If ABR were used for GS,
  1721.    the VC parameters would follow as for CLS over ABR.  See Section 6.1.
  1722.  
  1723.  
  1724. 5.5 Encoding GS Using UBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1725.  
  1726.  
  1727.  
  1728.    The UBR service is the default lowest common denominator of the
  1729.  
  1730.  
  1731.  
  1732. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 31]
  1733.  
  1734. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  1735.  
  1736.  
  1737.    services.  It cannot provide delay or loss guarantees.  However if it
  1738.    is used for GS, it will be encoded in the same way as Best Effort
  1739.    over UBR, with the exception that the PCR would be determined from
  1740.    the peak rate of the receiver TSpec.  See Section 7.1.
  1741.  
  1742.  
  1743. 5.6 Encoding GS Using ATM Forum UNI 3.0/3.1 Specifications
  1744.  
  1745.  
  1746.  
  1747.    It is not recommended to support GS using UNI 3.x VBR mode for the
  1748.    following reasons.  The Class C bearer class does not represent
  1749.    real-time behavior.  Appendix F of UNI 3.1 specification precludes
  1750.    the specification of traffic type "VBR" with the timing requirement
  1751.    "End to End timing Required" in conjunction with bearer class X.
  1752.  
  1753.  
  1754.    It is possible to support GS using a CBR "pipe."   The following
  1755.    table specifies the support of GS using CBR.
  1756.  
  1757.  
  1758.  
  1759.    AAL
  1760.      Type                            5
  1761.      Forward CPCS-SDU Size           parameter M of receiver TSpec
  1762.      Backward CPCS-SDU Size          parameter M of receiver TSpec
  1763.      Mode                            1 (Message mode)        Note 1
  1764.      SSCS Type                       0 (Null SSCS)
  1765.  
  1766.    Traffic Descriptor
  1767.      Forward PCR CLP=0                                       Note 2
  1768.      Backward PCR CLP=0              0
  1769.      Forward PCR CLP=0+1                                     Note 2
  1770.      Backward PCR CLP=0+1            0
  1771.      BE indicator                    NOT included
  1772.      Tagging Forward bit             1 (Tagging requested)
  1773.      Tagging Backward bit            1 (Tagging requested)
  1774.  
  1775.    Broadband Bearer Capability
  1776.      Bearer Class                    16 (BCOB-X)             Note 3
  1777.      Traffic Type                    001 (bit encoding for Constant Bit
  1778.    Rate)
  1779.      Timing Requirements             01 (bit encoding for Timing
  1780.    Required)
  1781.      Susceptible to Clipping         00 (bit encoding for Not
  1782.    susceptible)
  1783.      User Plane Configuration        01 (bit encoding for pt-to-mpt)
  1784.  
  1785.  
  1786.  
  1787.  
  1788. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 32]
  1789.  
  1790. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  1791.  
  1792.  
  1793.    Broadband Low Layer Information
  1794.      User Information Layer 2
  1795.        Protocol                      12 (ISO 8802/2)
  1796.      User Information Layer 3
  1797.        Protocol                      11 (ISO/IEC TR 9577)    Note 4
  1798.       ISO/IEC TR 9577 IPI            204
  1799.  
  1800.    QoS Class
  1801.      QoS Class Forward               1
  1802.      QoS Class Backward              1
  1803.  
  1804.    QoS Parameters
  1805.      Parameters are implied by the QOS Class
  1806.  
  1807.  
  1808.    Note 1:  Only included for UNI 3.0.
  1809.    Note 2:  See discussion, Section 2.5.1.  PCR CLP=0 should be set identical
  1810.             to PCR CLP=0+1.  Although this culd potentially allow a CBR VC
  1811.             to carry excess traffic as tagged cells, it is not recommended
  1812.             since it is not supported in UNI 4.0
  1813.    Note 3:  Value 1 (BCOB-A) can also be used. If BCOB-A is used Traffic
  1814.             Type and Timing Requirements fields are not included.
  1815.    Note 4:  For QoS VCs supporting GS or CLS, the layer 3 protocol should
  1816.             be specified.  For BE VCs, it can be left unspecified, allowing
  1817.             the VC to be shared by multiple protocols, following RFC 1755.
  1818.  
  1819.  
  1820. 6.0 Summary of ATM VC Setup Parameters for Controlled Load Service
  1821.  
  1822.  
  1823.  
  1824.    This section describes how to create ATM VCs appropriately matched
  1825.    for Controlled Load.  CLS traffic is partly delay tolerant and of
  1826.    variable rate.  NrtVBR and ABR (for TM/UNI 4.0 only) are the best
  1827.    choices in supporting CLS.
  1828.  
  1829.    Note, these encodings assume point to multipoint connections, where
  1830.    the backward channel is not used.  If the IP session is unicast only,
  1831.    then a point-to-point VC may be used and the IWF may make use of the
  1832.    backward channel, provided that the QoS parameters are mapped
  1833.    consistently for the service provided.
  1834.  
  1835.  
  1836. 6.1 Encoding CLS Using ABR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1837.  
  1838.  
  1839.  
  1840.    AAL
  1841.  
  1842.  
  1843.  
  1844. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 33]
  1845.  
  1846. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  1847.  
  1848.  
  1849.      Type                            5
  1850.      Forward CPCS-SDU Size           parameter M of receiver TSpec
  1851.      Backward CPCS-SDU Size          parameter M of receiver TSpec
  1852.      SSCS Type                       0 (Null SSCS)
  1853.  
  1854.    Traffic Descriptor
  1855.      Forward PCR CLP=0+1                                      Note 1
  1856.      Backward PCR CLP=0+1            0
  1857.      Forward MCR CLP=0+1                                      Note 1
  1858.      Backward MCR CLP=0+1            0
  1859.      BE indicator                    NOT included
  1860.      Forward Frame Discard bit       1
  1861.      Backward Frame Discard bit      1
  1862.      Tagging Forward bit             0 (Tagging not requested)
  1863.      Tagging Backward bit            0 (Tagging not requested)
  1864.  
  1865.    Broadband Bearer Capability
  1866.      Bearer Class                    16 (BCOB-X)              Note 2
  1867.      ATM Transfer Capability         12 (ABR)
  1868.      Traffic Type                    010 (Variable Bit Rate)
  1869.      Timing Requirements             10 (Timing Not Required)
  1870.      Susceptible to Clipping         00 (Not susceptible)
  1871.      User Plane Configuration        00 (For pt-to-pt)
  1872.  
  1873.    Broadband Low Layer Information
  1874.      User Information Layer 2
  1875.        Protocol                      12 (ISO 8802/2)
  1876.      User Information Layer 3
  1877.        Protocol                      11 (ISO/IEC TR 9577)    Note 3
  1878.       ISO/IEC TR 9577 IPI            204
  1879.  
  1880.  
  1881.    QoS Class
  1882.      QoS Class Forward               0                       Note 4
  1883.      QoS Class Backward              0                       Note 4
  1884.  
  1885.  
  1886.    QoS Parameters                                            Note 5
  1887.      Acceptable Forward CDV
  1888.      Acceptable Forward CLR
  1889.      Forward Max CTD
  1890.  
  1891.    ABR Setup Parameters                                      Note 6
  1892.    ABR Additional Parameters                                 Note 6
  1893.  
  1894.  
  1895.    Note 1:  See discussion, Section 2.5.2.
  1896.    Note 2:  Value 3 (BCOB-C) can also be used.
  1897.  
  1898.  
  1899.  
  1900. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 34]
  1901.  
  1902. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  1903.  
  1904.  
  1905.    Note 3:  For QoS VCs supporting GS or CLS, the layer 3 protocol should
  1906.             be specified.  For BE VCs, it can be left unspecified, allowing
  1907.             the VC to be shared by multiple protocols, following RFC 1755.
  1908.    Note 4:  Cf ITU I.365 (Oct 1996) for new QoS Class definitions.
  1909.    Note 5:  See Section 2.6 for the values to be used.
  1910.    Note 6:  Discussion of ABR-specific parameters is beyond the scope of
  1911.             this document.  These generally depend on local implementation and
  1912.             not on values mapped from IP level service parameters (with the
  1913.             exception of MCR).
  1914.  
  1915.  
  1916.  
  1917. 6.2 Encoding CLS Using Non-Real-Time VBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1918.  
  1919.  
  1920.  
  1921.  
  1922.    AAL
  1923.      Type                            5
  1924.      Forward CPCS-SDU Size           parameter M of receiver TSpec
  1925.      Backward CPCS-SDU Size          parameter M of receiver TSpec
  1926.      SSCS Type                       0 (Null SSCS)
  1927.  
  1928.    Traffic Descriptor
  1929.      Forward PCR CLP=0+1                                     Note 1
  1930.      Backward PCR CLP=0+1            0
  1931.      Forward SCR CLP=0                                       Note 1
  1932.      Backward SCR CLP=0              0
  1933.      Forward MBS (CLP=0)                                     Note 1
  1934.      Backward MBS (CLP=0)            0
  1935.      BE indicator                    NOT included
  1936.      Forward Frame Discard bit       1
  1937.      Backward Frame Discard bit      1
  1938.      Tagging Forward bit             1 (Tagging requested)
  1939.      Tagging Backward bit            1 (Tagging requested)
  1940.  
  1941.    Broadband Bearer Capability
  1942.      Bearer Class                    16 (BCOB-X)             Note 2
  1943.      ATM Transfer Capability         10 (Non-real time VBR)  Note 3, 4
  1944.      Susceptible to Clipping         00 (bit encoding Not susceptible)
  1945.      User Plane Configuration        01 (bit encoding pt-to-mpt)
  1946.  
  1947.    Broadband Low Layer Information
  1948.      User Information Layer 2
  1949.        Protocol                      12 (ISO 8802/2)
  1950.      User Information Layer 3
  1951.        Protocol                      11 (ISO/IEC TR 9577)    Note 5
  1952.       ISO/IEC TR 9577 IPI            204
  1953.  
  1954.  
  1955.  
  1956. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 35]
  1957.  
  1958. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  1959.  
  1960.  
  1961.    QoS Class
  1962.      QoS Class Forward               3                       Note 6
  1963.      QoS Class Backward              3                       Note 6
  1964.  
  1965.    QoS Parameters                                            Note 7
  1966.      Acceptable Forward CDV
  1967.      Acceptable Forward CLR
  1968.      Forward Max CTD
  1969.  
  1970.  
  1971.    Note 1:  See discussion, Section 2.5.2.
  1972.    Note 2:  Value 3 (BCOB-C) can also be used.
  1973.    Note 3:  If bearer class C is used, the ATC field must be absent
  1974.    Note 4:  The ATC value 11 is not used.  The value 11 implies CLR
  1975.             objective applies to the aggregate  CLP=0+1 stream and
  1976.             that does not give desirable treatment of excess
  1977.             traffic in the case of IP.
  1978.    Note 5:  For QoS VCs supporting GS or CLS, the layer 3 protocol should
  1979.             be specified.  For BE VCs, it can be left unspecified, allowing
  1980.             the VC to be shared by multiple protocols, following RFC 1755.
  1981.    Note 6:  Cf ITU I.365 (Oct 1996) for new QoS Class definitions.
  1982.    Note 7:  See Section 2.6 for the values to be used.
  1983.  
  1984.  
  1985.  
  1986. 6.3 Encoding CLS Using Real-Time VBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1987.  
  1988.  
  1989.  
  1990.    The encoding of CLS using rtVBR imposes a hard limit on the delay,
  1991.    which is specified as an end-to-end delay in the ATM network.  This
  1992.    is more stringent than the CLS service requires.
  1993.  
  1994.    If rtVBR is used to encode CLS, then the encoding is essentially the
  1995.    same as that for GS.  See Section 5.1 and discussion in Section
  1996.    2.5.2.
  1997.  
  1998.  
  1999. 6.4 Encoding CLS Using CBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  2000.  
  2001.  
  2002.  
  2003.    Although CBR does not explicitly take into account the variable rate
  2004.    of source data, it may be convenient to use ATM connectivity between
  2005.    edge routers to provide a simple "pipe" service, as a leased line
  2006.    replacement.
  2007.  
  2008.    To use CBR for CLS, the same encoding for GS over CBR (Section 5.2
  2009.  
  2010.  
  2011.  
  2012. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 36]
  2013.  
  2014. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  2015.  
  2016.  
  2017.    would be used.  See Section 2.5.2.
  2018.  
  2019.  
  2020. 6.5 Encoding CLS Using UBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  2021.  
  2022.  
  2023.  
  2024.    This encoding gives no QoS guarantees.  If used, it is coded in the
  2025.    same way as for BE over UBR, except that the PCR would be determined
  2026.    from the peak rate of the receiver TSpec.  See Section 7.1.
  2027.  
  2028.  
  2029. 6.6 Encoding CLS Using ATM Forum UNI 3.0/3.1 Specifications
  2030.  
  2031.  
  2032.  
  2033.    This encoding is equivalent to the nrtVBR service category.
  2034.  
  2035.    AAL
  2036.      Type                            5
  2037.      Forward CPCS-SDU Size           parameter M of receiver TSpec
  2038.      Backward CPCS-SDU Size          0
  2039.      Mode                            1 (Message mode)        Note 1
  2040.      SSCS Type                       0 (Null SSCS)
  2041.  
  2042.    Traffic Descriptor
  2043.      Forward PCR CLP=0+1                                     Note 2
  2044.      Backward PCR CLP=0+1            0
  2045.      Forward SCR CLP=0                                       Note 2
  2046.      Backward SCR CLP=0              0
  2047.      Forward MBS (CLP=0)                                     Note 2
  2048.      Backward MBS (CLP=0)            0
  2049.      BE indicator                    NOT included
  2050.      Tagging Forward bit             1 (Tagging requested)
  2051.      Tagging Backward bit            1 (Tagging requested)
  2052.  
  2053.    Broadband Bearer Capability
  2054.      Bearer Class                    16 (BCOB-X)             Note 3
  2055.      Traffic Type                    010 (bit encoding for Variable Bit
  2056.    Rate)
  2057.      Timing Requirements             00 (bit encoding for No Indication)
  2058.      Susceptible to Clipping         00 (bit encoding for Not
  2059.    susceptible)
  2060.      User Plane Configuration        01 (bit encoding for For pt-to-mpt)
  2061.  
  2062.  
  2063.    Broadband Low Layer Information
  2064.      User Information Layer 2
  2065.  
  2066.  
  2067.  
  2068. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 37]
  2069.  
  2070. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  2071.  
  2072.  
  2073.        Protocol                      12 (ISO 8802/2)
  2074.      User Information Layer 3
  2075.        Protocol                      11 (ISO/IEC TR 9577)    Note 4
  2076.       ISO/IEC TR 9577 IPI            204
  2077.  
  2078.  
  2079.    QoS Class
  2080.      QoS Class Forward               3
  2081.      QoS Class Backward              3
  2082.  
  2083.    QoS Parameters
  2084.      Parameters are implied by the QOS Class
  2085.  
  2086.  
  2087.    Note 1:  Only included for UNI 3.0.
  2088.    Note 2:  See discussion, Section 2.5.2.
  2089.    Note 3:  Value 3 (BCOB-C) can also be used. If BCOB-C is used Traffic
  2090.             Type and Timing Requirements fields are not included.
  2091.    Note 4:  For QoS VCs supporting GS or CLS, the layer 3 protocol should
  2092.             be specified.  For BE VCs, it can be left unspecified, allowing
  2093.             the VC to be shared by multiple protocols, following RFC 1755.
  2094.  
  2095.  
  2096. 7.0 Summary of ATM VC Setup Parameters for Best Effort Service
  2097.  
  2098. This section should be considered informational only.  RFC 1755 [10] and
  2099. the IETF ION working group draft on ATM signalling support for IP over
  2100. ATM using UNI 4.0 [11] provide more definitive specification of Best
  2101. Effort IP service over ATM.
  2102.  
  2103. The best-matched ATM service category to IP Best Effort is UBR.  We
  2104. provide the setup details for this case below.  The BE service does not
  2105. require reservation of resources.
  2106.  
  2107. Note, VCs supporting best effort service are usually point to point,
  2108. rather than point to multipoint, and the backward channels of VCs are
  2109. used.  In specific cases where VCs are set up to support best effort
  2110. multicast sessions, multipoint VCs can be used and the backward channels
  2111. would be not have resources reserved.  Related situations include
  2112. transport of excess traffic on IP-multicast QoS sessions, or to support
  2113. the subset of multicast end systems that have not made rsvp
  2114. reservations.
  2115.  
  2116.  
  2117. 7.1 Encoding Best Effort Service Using UBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  2118.  
  2119.  
  2120.  
  2121.  
  2122.  
  2123.  
  2124. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 38]
  2125.  
  2126. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  2127.  
  2128.  
  2129.    AAL
  2130.      Type                            5
  2131.      Forward CPCS-SDU Size           9180 (default MTU for AAL5)
  2132.      Backward CPCS-SDU Size          9180 (default MTU for AAL5)
  2133.      SSCS Type                       0 (Null SSCS)
  2134.  
  2135.    Traffic Descriptor
  2136.      Forward PCR CLP=0+1                                         Note 1
  2137.      Backward PCR CLP=0+1            0
  2138.      BE indicator                    included
  2139.      Forward Frame Discard bit       1
  2140.      Backward Frame Discard bit      1
  2141.      Tagging Forward bit             1 (Tagging requested)
  2142.      Tagging Backward bit            1 (Tagging requested)
  2143.  
  2144.    Broadband Bearer Capability
  2145.      Bearer Class                    16 (BCOB-X)                 Note 2
  2146.      ATM Transfer Capability         10 (Non-real time VBR)      Note 3
  2147.      Susceptible to Clipping         00 (bit encoding for Not susceptible)
  2148.      User Plane Configuration        01 (bit encoding for pt-to-mpt)
  2149.  
  2150.    Broadband Low Layer Information
  2151.      User Information Layer 2
  2152.        Protocol                      12 (ISO 8802/2)
  2153.      User Information Layer 3
  2154.        Protocol                      11 (ISO/IEC TR 9577)    Note 4
  2155.       ISO/IEC TR 9577 IPI            204
  2156.  
  2157.  
  2158.    QoS Class
  2159.      QoS Class Forward               0
  2160.      QoS Class Backward              0
  2161.  
  2162.  
  2163.    Note 1:  See discussion, Section 2.5.3.
  2164.    Note 2:  Value 3 (BCOB-C) can also be used.
  2165.    Note 3:  If bearer class C is used, the ATC field must be absent
  2166.    Note 4:  For QoS VCs supporting GS or CLS, the layer 3 protocol should
  2167.             be specified.  For BE VCs, it can be left unspecified, allowing
  2168.             the VC to be shared by multiple protocols, following RFC 1755.
  2169.  
  2170.  
  2171.  
  2172. 8.0 Security
  2173.  
  2174.  
  2175.    Some security issues are raised in the rsvp specification [2], which
  2176.    would apply here as well.  There are no additional security
  2177.  
  2178.  
  2179.  
  2180. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 39]
  2181.  
  2182. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  2183.  
  2184.  
  2185.    considerations raised in this document.
  2186.  
  2187.  
  2188. 9.0 Acknowledgements
  2189.  
  2190.  
  2191.    The authors would like to thank the members of the ISSLL working
  2192.    group for their input. In particular, thanks to Drew Perkins and Jon
  2193.    Bennett of Fore Systems, Roch Guerin of IBM, Susan Thomson and Sudha
  2194.    Ramesh of Bellcore.
  2195.  
  2196. Appendix 1  Abbreviations
  2197.  
  2198.  
  2199.        AAL           ATM Adaptation Layer
  2200.        ABR           Available Bit Rate
  2201.        APB           Available Path Bandwidth (int-serv GCP)
  2202.        ATM           Asynchronous Transfer Mode
  2203.        B-LLI         Broadband Low Layer Information
  2204.        BCOB          Broadband Connection-Oriented Bearer Capability
  2205.        BCOB-{A,C,X}  Bearer Class A, C, or X
  2206.        BE            Best Effort
  2207.        BT            Burst Tolerance
  2208.        CBR           Constant Bit Rate
  2209.        CDV           Cell Delay Variation
  2210.        CDVT          Cell Delay Variation Tolerance
  2211.        CLP           Cell Loss Priority (bit)
  2212.        CLR           Cell Loss Ratio
  2213.        CLS           Controlled Load Service
  2214.        CPCS          Common Part Convergence Sublayer
  2215.        CTD           Cell Transfer Delay
  2216.        EOM           End of Message
  2217.        FFS           For Further Study
  2218.        GCP           General Characterization Parameter
  2219.        GCRA          Generic Cell Rate Algorithm
  2220.        GS            Guaranteed Service
  2221.        IE            Information Element
  2222.        IETF          Internet Engineering Task Force
  2223.        IP            Internet Protocol
  2224.        IPI           Initial Protocol Identifier
  2225.        IS            Integrated Services
  2226.        ISSLL         Integrated Services over Specific Link Layers
  2227.        ITU           International Telecommunication Union
  2228.        IWF           Interworking Function
  2229.        LIJ           Leaf Initiated Join
  2230.        LLC           Logical Link Control
  2231.        MBS           Maximum Burst Size
  2232.        MCR           Minimum Cell Rate
  2233.  
  2234.  
  2235.  
  2236. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 40]
  2237.  
  2238. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  2239.  
  2240.  
  2241.        MPL           Minimum Path Latency
  2242.        MTU           Maximum Transfer Unit
  2243.        nrtVBR        Non-real-time VBR
  2244.        PCR           Peak Cell Rate
  2245.        PDU           Protocol Data Unit
  2246.        PVC           Permanent Virtual Connection
  2247.        QoS           Quality of Service
  2248.        RESV          Reservation Message (of rsvp protocol)
  2249.        RFC           Request for Comment
  2250.        RSVP          Resource Reservation Protocol
  2251.        Rspec         Reservation Specification
  2252.        rtVBR         Real-time VBR
  2253.        SCR           Sustained Cell Rate
  2254.        SDU           Service Data Unit
  2255.        SNAP          Subnetwork Attachment Point
  2256.        SSCS          Service-Specific Convergence Sub-layer
  2257.        SVC           Switched Virtual Connection
  2258.        Sw            Switch
  2259.        TCP           Transport Control Protocol
  2260.        TM            Traffic Management
  2261.        TSpec         Traffic Specification
  2262.        UBR           Unspecified Bit Rate
  2263.        UNI           User-Network Interface
  2264.        UPC           Usage Parameter Control (ATM traffic policing function)
  2265.        VBR           Variable Bit Rate
  2266.        VC            (ATM) Virtual Connection
  2267.  
  2268. References
  2269.  
  2270.  
  2271.    [1]  R. Braden, D. Clark and S. Shenker, "Integrated Services in the
  2272.         Internet Architecture: an Overview", RFC 1633, June 1994.
  2273.  
  2274.    [2]  R. Braden, L. Zhang, S. Berson, S. Herzog and S. Jamin,
  2275.         "Resource ReSerVation Protocol (RSVP) - Version 1 Functional
  2276.         Specification", Internet Draft, May 1996, <draft-ietf-rsvp-
  2277.         spec-12.txt>
  2278.  
  2279.    [3]  The ATM Forum, "ATM User-Network Interface Specification, Ver-
  2280.         sion 3.0", Prentice Hall, Englewood Cliffs NJ, 1993.
  2281.  
  2282.    [4]  The ATM Forum, "ATM User-Network Interface Specification, Ver-
  2283.         sion 3.1", Prentice Hall, Upper Saddle River NJ, 1995.
  2284.  
  2285.    [5]  The ATM Forum, "ATM User-Network Interface (UNI) Signalling
  2286.         Specification, Version 4.0", Prentice Hall, Upper Saddle River
  2287.         NJ, specification finalized July 1996; expected publication,
  2288.         late 1996; available at ftp://ftp.atmforum.com/pub/approved-
  2289.  
  2290.  
  2291.  
  2292. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 41]
  2293.  
  2294. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  2295.  
  2296.  
  2297.         specs/af-sig-0061.000.ps.
  2298.  
  2299.    [6]  The ATM Forum, "ATM Traffic Management Specification, Version
  2300.         4.0", Prentice Hall, Upper Saddle River NJ; specification final-
  2301.         ized April 1996; expected publication, late 1996; available at
  2302.         ftp://ftp.atmforum.com/pub/approved-specs/af-tm-0056.000.ps.
  2303.  
  2304.    [7]  M. W. Garrett, "A Service Architecture for ATM: From Applica-
  2305.         tions to Scheduling", IEEE Network Mag., Vol. 10, No. 3, pp. 6-
  2306.         14, May 1996.
  2307.  
  2308.    [8]  S. Shenker, C. Partridge and R. Guerin, "Specification of
  2309.         Guaranteed Quality of Service", Internet Draft, July 1997,
  2310.         <draft-ietf-intserv-guaranteed-svc-08.txt>
  2311.  
  2312.    [9]  J. Wroclawski, "Specification of the Controlled-Load Network
  2313.         Element Service", Internet Draft, November 1996, <draft-ietf-
  2314.         intserv-ctrl-load-svc-04.txt>
  2315.  
  2316.    [10] M. Perez, F. Liaw, A. Mankin, E. Hoffman, D. Grossman and A.
  2317.         Malis, "ATM Signaling Support for IP over ATM", RFC 1755, Febru-
  2318.         ary 1995.
  2319.  
  2320.    [11] M. Perez and A. Mankin, "ATM Signaling Support for IP over ATM -
  2321.         UNI 4.0 Update", Internet Draft, May 1997, <draft-ietf-ion-sig-
  2322.         uni4.0-04.txt>
  2323.  
  2324.    [12] S. Berson, L. Berger, "IP Integrated Services with RSVP over
  2325.         ATM", Internet Draft, September 1996, <draft-ietf-issll-atm-
  2326.         support-01.txt>
  2327.  
  2328.    [13] S. Shenker and J. Wroclawski, "Network Element Service Specifi-
  2329.         cation Template", Internet Draft, November 1995, <draft-ietf-
  2330.         intserv-svc-template-02.txt>
  2331.  
  2332.    [14] J. Wroclawski, "The Use of RSVP with IETF Integrated Services",
  2333.         Internet Draft, August 1996, <draft-ietf-intserv-use-00.txt>
  2334.  
  2335.    [15] M. Borden, E. Crawley, B. Davie and S. Batsell, "Integration of
  2336.         Real-time Services in an IP-ATM Network Architecture", "IP
  2337.         Authentication Header", RFC 1821, August 1995.
  2338.  
  2339.    [16] J. Heinanen, "Multiprotocol Encapsulation over ATM Adaptation
  2340.         Layer 5", RFC 1483, July 1993.
  2341.  
  2342.    [17] M. Laubach, "Classical IP and ARP over ATM", RFC 1577, January
  2343.         1994.
  2344.  
  2345.  
  2346.  
  2347.  
  2348. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 42]
  2349.  
  2350. INTERNET DRAFT     Interoperation of CLS and GS with ATM       July 1997
  2351.  
  2352.  
  2353.    [18] L. Berger, "RSVP over ATM Implementation Requirements", Internet
  2354.         Draft, July 1997, <draft-ietf-issll-atm-imp-req-00.txt>
  2355.  
  2356.    [19] L. Berger, "RSVP over ATM Implementation Guidelines", Internet
  2357.         Draft, July 1997, <draft-ietf-issll-imp-guide-01.txt>
  2358.  
  2359.    [20] A. Romanow, S. Floyd, "Dynamics of TCP Traffic over ATM Net-
  2360.         works", IEEE J. Sel. Areas in Commun., Vol. 13, No. 4, pp. 633-
  2361.         -41, May 1995,
  2362.  
  2363.    [21] S. Floyd, V. Jacobson, "Link-sharing and Resource Management
  2364.         Models for Packet Networks", IEEE/ACM Trans. Networking, Vol. 3,
  2365.         No. 4, August 1995.
  2366.  
  2367.    [22] S. Shenker and J. Wroclawski, "General Characterization Parame-
  2368.         ters for Integrated Service Network Elements", Internet Draft,
  2369.         July 1997, <draft-ietf-intserv-charac-03.txt>
  2370.  
  2371.  
  2372. Authors' Addresses
  2373.  
  2374.  
  2375. Mark W. Garrett                  Marty Borden
  2376. Bellcore                         New Oak Communications, Inc.
  2377. 445 South Street                 42 Nagog Park
  2378. Morristown, NJ 07960             Acton MA, 01720
  2379. USA                              USA
  2380.  
  2381. phone: +1 201 829-4439           phone: +1 508 266-1011
  2382. email: mwg@bellcore.com          email: mborden@newoak.com
  2383.  
  2384.  
  2385.  
  2386.  
  2387.  
  2388.  
  2389.  
  2390.  
  2391.  
  2392.  
  2393.  
  2394.  
  2395.  
  2396.  
  2397.  
  2398.  
  2399.  
  2400.  
  2401.  
  2402.  
  2403.  
  2404. Garrett, Borden           Expires January 1998                 [Page 43]
  2405.