home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Internet Core Protocols / Oreilly-InternetCoreProtocols.iso / RFCs / rfc2381.txt < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1999-10-14  |  107.1 KB  |  2,412 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.  
  7. Network Working Group                                        M. Garrett
  8. Request for Comments: 2381                                     Bellcore
  9. Category: Standards Track                                     M. Borden
  10.                                                            Bay Networks
  11.                                                             August 1998
  12.  
  13.  
  14.                Interoperation of Controlled-Load Service
  15.                     and Guaranteed Service with ATM
  16.  
  17. Status of this Memo
  18.  
  19.    This document specifies an Internet standards track protocol for the
  20.    Internet community, and requests discussion and suggestions for
  21.    improvements.  Please refer to the current edition of the "Internet
  22.    Official Protocol Standards" (STD 1) for the standardization state
  23.    and status of this protocol.  Distribution of this memo is unlimited.
  24.  
  25. Copyright Notice
  26.  
  27.    Copyright (C) The Internet Society (1998).  All Rights Reserved.
  28.  
  29. Abstract
  30.  
  31.    This document provides guidelines for mapping service classes, and
  32.    traffic management features and parameters between Internet and ATM
  33.    technologies.  The service mappings are useful for providing
  34.    effective interoperation and end-to-end Quality of Service for IP
  35.    Integrated Services networks containing ATM subnetworks.
  36.  
  37.    The discussion and specifications given here support the IP
  38.    integrated services protocols for Guaranteed Service (GS),
  39.    Controlled-Load Service (CLS) and the ATM Forum UNI specification,
  40.    versions 3.0, 3.1 and 4.0.  Some discussion of IP best effort service
  41.    over ATM is also included.
  42.  
  43.    The key words "MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL NOT",
  44.    "SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED", "MAY", and "OPTIONAL" in this
  45.    document are to be interpreted as described in RFC 2119 [1].  (Note,
  46.    in many cases the use of "MUST" or "REQUIRED" reflects our
  47.    interpretation of the requirements of a related standard, e.g., ATM
  48.    Forum UNI 4.0, rsvp, etc.)
  49.  
  50.  
  51.  
  52.  
  53.  
  54.  
  55.  
  56.  
  57.  
  58. Garrett & Borden            Standards Track                     [Page 1]
  59.  
  60. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  61.  
  62.  
  63. Table of Contents
  64.  
  65. 1.0 Introduction ....................................................  3
  66.     1.1 General System Architecture .................................  4
  67.     1.2 Related Documents ...........................................  7
  68. 2.0 Major Protocol Features for Traffic Management and QoS ..........  8
  69.     2.1 Service Category and Bearer Capability ......................  8
  70.         2.1.1 Service Categories for Guaranteed Service .............  9
  71.         2.1.2 Service Categories for Controlled Load ................ 10
  72.         2.1.3 Service Categories for Best Effort .................... 11
  73.     2.2 Cell Loss Priority Bit, Tagging and Conformance Definitions . 11
  74.     2.3 ATM Adaptation Layer ........................................ 13
  75.     2.4 Broadband Low Layer Information ............................. 13
  76.     2.5 Traffic Descriptors ......................................... 13
  77.         2.5.1 Translating Traffic Descriptors for Guaranteed Service. 15
  78.         2.5.2 Translating Traffic Descriptors for Controlled Load
  79.               Service  .............................................. 18
  80.         2.5.3 Translating Traffic Descriptors for Best Effort Service 19
  81.     2.6 QoS Classes and Parameters .................................. 19
  82.     2.7 Additional Parameters -- Frame Discard Mode ................. 22
  83. 3.0 Additional IP-Integrated Services Protocol Features ............. 22
  84.     3.1 Path Characterization Parameters for IP Integrated Services . 22
  85.     3.2 Handling of Excess Traffic .................................. 24
  86.     3.3 Use of Guaranteed Service Adspec Parameters and Slack Term .. 25
  87. 4.0 Miscellaneous Items ............................................. 26
  88.     4.1 Units Conversion ............................................ 26
  89. 5.0 Summary of ATM VC Setup Parameters for Guaranteed Service ....... 27
  90.     5.1 Encoding GS Using Real-Time VBR ............................. 28
  91.     5.2 Encoding GS Using CBR ....................................... 29
  92.     5.3 Encoding GS Using Non-Real-Time VBR ......................... 30
  93.     5.4 Encoding GS Using ABR ....................................... 30
  94.     5.5 Encoding GS Using UBR ....................................... 30
  95.     5.6 Encoding GS Using UNI 3.0 and UNI 3.1. ...................... 31
  96. 6.0 Summary of ATM VC Setup Parameters for Controlled Load Service .. 32
  97.     6.1 Encoding CLS Using Non-Real-Time VBR ........................ 32
  98.     6.2 Encoding CLS Using ABR ...................................... 33
  99.     6.3 Encoding CLS Using CBR ...................................... 35
  100.     6.4 Encoding CLS Using Real-Time VBR ............................ 35
  101.     6.5 Encoding CLS Using UBR ...................................... 35
  102.     6.6 Encoding CLS Using UNI 3.0 and UNI 3.1. ..................... 35
  103. 7.0 Summary of ATM VC Setup Parameters for Best Effort Service ...... 36
  104.     7.1 Encoding Best Effort Service Using UBR ...................... 37
  105. 8.0 Security Considerations ......................................... 38
  106. 9.0 Acknowledgements ................................................ 38
  107. Appendix 1  Abbreviations ........................................... 39
  108. References .......................................................... 40
  109. Authors' Addresses .................................................. 42
  110. Full Copyright Statement ............................................ 43
  111.  
  112.  
  113.  
  114. Garrett & Borden            Standards Track                     [Page 2]
  115.  
  116. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  117.  
  118.  
  119. 1.0 Introduction
  120.  
  121.    We consider the problem of providing IP Integrated Services [2] with
  122.    an ATM subnetwork.  This document is intended to be consistent with
  123.    the rsvp protocol [3] for IP-level resource reservation, although it
  124.    applies also in the general case where GS and CLS services are
  125.    supported through other mechanisms.  In the ATM network, we consider
  126.    ATM Forum UNI Signaling, versions 3.0, 3.1 and 4.0 [4, 5, 6].  The
  127.    latter uses the more complete service model of the ATM Forum's TM 4.0
  128.    specification [7, 8].
  129.  
  130.    This is a complex problem with many facets.  In this document, we
  131.    focus on the service types, parameters and signalling elements needed
  132.    for service interoperation.  The resulting service mappings can be
  133.    used to provide effective end-to-end Quality of Service (QoS) for IP
  134.    traffic that traverses ATM networks.
  135.  
  136.    The IP services considered are Guaranteed Service (GS) [9] and
  137.    Controlled Load Service (CLS) [10].  We also discuss the default Best
  138.    Effort Service (BE) in parallel with these.  Our recommendations for
  139.    BE are intended to be consistent with RFC 1755 [11], and [12], which
  140.    define how ATM VCs can be used in support of normal BE IP service.
  141.    The ATM services we consider are:
  142.  
  143.         CBR           Constant Bit Rate
  144.         rtVBR         Real-time Variable Bit Rate
  145.         nrtVBR        Non-real-time Variable Bit Rate
  146.         UBR           Unspecified Bit Rate
  147.         ABR           Available Bit Rate
  148.  
  149.    In the case of UNI 3.x signalling, where these service are not all
  150.    clearly distinguishable, we identify the appropriate available
  151.    services.
  152.  
  153.    We recommend the following service mappings, since they follow most
  154.    naturally from the service definitions:
  155.  
  156.         Guaranteed Service    ->     CBR or rtVBR
  157.         Controlled Load       ->     nrtVBR or ABR (with a minimum
  158.                                      cell rate)
  159.         Best Effort           ->     UBR or ABR
  160.  
  161.    For completeness, however, we provide detailed mappings for all
  162.    service combinations in Sections 5, 6, 7 and identify how each meets
  163.    or fails to meet the requirements of the higher level IP services.
  164.    The reason for not restricting mappings to the most obvious or
  165.    natural ones is that we cannot predict how widely available all of
  166.    these services will be as ATM deployment evolves.  A number of
  167.  
  168.  
  169.  
  170. Garrett & Borden            Standards Track                     [Page 3]
  171.  
  172. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  173.  
  174.  
  175.    differences in service definitions, such as the treatment of packets
  176.    in excess of the flow traffic descriptor, make service mapping a
  177.    relatively complicated subject.
  178.  
  179.    The remainder of this introduction provides a general discussion of
  180.    the system configuration and other assumptions.  Section 2 considers
  181.    the relevant ATM protocol elements and the corresponding features of
  182.    Guaranteed, Controlled Load and Best Effort services (the latter
  183.    being the default "service").  Section 3 discusses a number of
  184.    remaining features of the IP services and how they can be handled on
  185.    an ATM subnetwork.  Section 4 addresses the conversion of traffic
  186.    descriptors to account for ATM-layer overheads.  Section 5 gives the
  187.    detailed VC setup parameters for Guaranteed Service, and considers
  188.    the effect of using each of the ATM service categories.  Section 6
  189.    provides a similar treatment for Controlled Load Service.  Section 7
  190.    considers Best Effort service.
  191.  
  192.    This document is only a part of the total solution to providing the
  193.    interworking of IP integrated services with ATM subnetworks.  The
  194.    important issue of VC management, including flow aggregation, is
  195.    considered in [13, 14, 15].  We do not consider how routing, QoS
  196.    sensitive or not, interacts with the use of ATM VCs.  We expect that
  197.    a considerable degree of implementation latitude will exist, even
  198.    within the guidelines presented here.  Many aspects of interworking
  199.    between IP and ATM will depend on economic factors, and will not be
  200.    subject to standardization.
  201.  
  202. 1.1 General System Architecture
  203.  
  204.    We assume that the reader has a general working knowledge of IP, rsvp
  205.    and ATM protocols.  The network architecture we consider is
  206.    illustrated in Figure 1.  An IP-attached host may send unicast
  207.    datagrams to another host, or may use an IP multicast address to send
  208.    packets to all of the hosts which have "joined" the multicast "tree".
  209.    In either case, a destination host may then use RSVP to establish
  210.    resource reservation in routers along the internet path for the data
  211.    flow.
  212.  
  213.    An ATM network lies in the path (chosen by the IP routing), and
  214.    consists of one or more ATM switches.  It uses SVCs to provide both
  215.    resources and QoS within the ATM cloud.  These connections are set
  216.    up, added to (in the case of multipoint trees), torn down, and
  217.    controlled by the edge devices, which act as both IP routers and ATM
  218.    interfaces, capable of initiating and managing VCs across the ATM
  219.    user-to-network (UNI) interface.  The edge devices are assumed to be
  220.    fully functional in both the IP int-serv/RSVP protocols and the ATM
  221.    UNI protocols, as well as translating between them.
  222.  
  223.  
  224.  
  225.  
  226. Garrett & Borden            Standards Track                     [Page 4]
  227.  
  228. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  229.  
  230.  
  231.                                  ATM Cloud
  232.                             -----------------
  233.         H ----\            (                 )       /------- H
  234.         H ---- R -- R -- E-( X  --  X  --  X )-E -- R -- R -- H
  235.         H ----/     |      (                 )       \
  236.                     |       -----------------         \------ H
  237.         H ----------R
  238.  
  239.             Figure 1:  Network Architecture with Hosts (H),
  240.                        Routers (R), Edge Devices (E) and ATM
  241.                        Switches (X).
  242.  
  243.  
  244.    When considering the edge devices with respect to traffic flowing
  245.    from source to destination, the upstream edge device is called the
  246.    "ingress" point and the downstream device the "egress" point.  The
  247.    edge devices may be considered part of the IP internet or part of the
  248.    ATM cloud, or both.  They process RSVP messages, reserve resources,
  249.    and maintain soft state (in the control path), and classify and
  250.    schedule packets (in the data path).  They also initiate ATM
  251.    connections by signalling, and accept or refuse connections signalled
  252.    to them.  They police and schedule cells going into the ATM cloud.
  253.    The service mapping function occurs when an IP-level reservation
  254.    (RESV message) triggers the edge device to translate the RSVP service
  255.    requirements into ATM VC (UNI) semantics.
  256.  
  257.    A range of VC management policies are possible, which determine
  258.    whether a flow initiates a new VC or joins an existing one.  VCs are
  259.    managed according to a combination of standards and local policy
  260.    rules, which are specific to either the implementation (equipment) or
  261.    the operator (network service provider).  Point-to-multipoint
  262.    connections within the ATM cloud can be used to support general IP
  263.    multicast flows.  In ATM, a point to multipoint connection can be
  264.    controlled by the source (or root) node, or a leaf initiated join
  265.    (LIJ) feature in ATM may be used.  The topic of VC management is
  266.    considered at length in other ISSLL documents [13, 14, 15].
  267.  
  268.    Figure 2 shows the functions of an edge device, summarizing the work
  269.    not part of IP or ATM abstractly as an InterWorking Function (IWF),
  270.    and segregating the control and data planes.
  271.  
  272.  
  273.  
  274.  
  275.  
  276.  
  277.  
  278.  
  279.  
  280.  
  281.  
  282. Garrett & Borden            Standards Track                     [Page 5]
  283.  
  284. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  285.  
  286.  
  287.    IP                                                ATM
  288.                          ____________________
  289.                         |        IWF         |
  290.                         |                    |
  291.    admission and   <--> | service mapping    | <-->  ATM
  292.    policy control       | VC management      |       signalling &
  293.                         | address resolution |       admission
  294.                         |....................|       control
  295.                         |                    |
  296.    classification,      |ATM Adaptation Layer|       cell
  297.    policing &      <--> | Segmentation and   | <-->  scheduling/
  298.    scheduling           |  Reassembly        |       shaping
  299.                         | Buffering          |
  300.                          ____________________
  301.  
  302.            Figure 2: Edge Device Functions showing the IWF
  303.  
  304.  
  305.    In the logical view of Figure 2, some functions, such as scheduling,
  306.    are shown separately, since these functions are present on both the
  307.    IP and ATM sides.  However it may be possible in an integrated
  308.    implementation to combine such functions.
  309.  
  310.    The service mapping and VC management functions can be highly
  311.    interdependent.  For example: (i) Multiple integrated-services flows
  312.    may be aggregated to use one point-to-multipoint VC.  In this case,
  313.    we assume the IP flows are of the same service type and their
  314.    parameters have been merged appropriately.  (ii) The VC management
  315.    function may choose to allocate extra resources in anticipation of
  316.    further reservations or based on an empiric of changing TSpecs.
  317.    (iii) There MUST exist a path for best effort flows and for sending
  318.    the rsvp control messages.  How this interacts with the establishment
  319.    of VCs for QoS traffic may alter the desired characteristics of those
  320.    VCs.  See [13, 14, 15] for further details on VC management.
  321.  
  322.    Therefore, in discussing the service mapping problem, we will assume
  323.    that the VC management function of the IWF can always express its
  324.    result in terms of an IP-level service with some QoS and TSpec.  The
  325.    service mapping algorithm can then identify the appropriate VC
  326.    parameters as if a new VC were to be created for this service.  The
  327.    VC management function can then use this information consistent with
  328.    its own policy, which determines whether the resulting action uses
  329.    new or existing VCs.
  330.  
  331.  
  332.  
  333.  
  334.  
  335.  
  336.  
  337.  
  338. Garrett & Borden            Standards Track                     [Page 6]
  339.  
  340. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  341.  
  342.  
  343. 1.2 Related Documents
  344.  
  345.    Earlier ATM Forum documents combined signalling, traffic management
  346.    and other areas into a single document, e.g., UNI 3.0 [4] and UNI 3.1
  347.    [5].  The 3.1 release was used to correct errors and fix alignment
  348.    with the ITU.  While UNI 3.0 and 3.1 are incompatible in terms of
  349.    actual codepoints, the semantics are generally the same.  Therefore,
  350.    we will often refer to UNI 3.x to mean either version of the ATM
  351.    protocol.
  352.  
  353.    After 3.1, the ATM Forum released documents separately for each
  354.    technical working group.  The UNI Signalling 4.0 [6] and Traffic
  355.    Management 4.0 [7] documents represent a consistent overall ATM
  356.    protocol, and we will sometime refer to the combination as TM/UNI
  357.    4.0.
  358.  
  359.    Within the IETF, related material includes the work of the rsvp [3],
  360.    int-serv [2, 9, 10, 16, 17] and ion working groups [11, 12].  Rsvp
  361.    defines the resource reservation protocol (which is analogous to
  362.    signalling in ATM). Int-serv defines the behavior and semantics of
  363.    particular services (analogous to the Traffic Management working
  364.    group in the ATM Forum).  Ion defines interworking of IP and ATM for
  365.    traditional Best Effort service, and generally covers issues related
  366.    to IP/ATM routing and addressing.
  367.  
  368.    A large number of ATM signalling details are covered in RFC 1755
  369.    [10]; e.g., differences between UNI 3.0 and UNI 3.1, encapsulation,
  370.    frame-relay interworking, etc.  These considerations extend to IP
  371.    over ATM with QoS as well.  The description given in this document of
  372.    IP Best Effort service (i.e. the default behavior) over ATM is
  373.    intended to be consistent with RFC 1755 and it's extension for UNI
  374.    4.0 [11], and those documents are to be considered definitive.  For
  375.    non-best-effort services, certain IP/ATM features will diverge from
  376.    the following RFC 1755.  We have attempted to note such differences
  377.    explicitly.  (For example, best effort VCs may be taken down on
  378.    timeout by either edge device, while QoS VCs are only removed by the
  379.    upstream edge device when the corresponding rsvp reservation is
  380.    deleted.)
  381.  
  382.    Another related document is RFC 1821 [17], which represents an early
  383.    discussion of issues involved with interoperating IP and ATM
  384.    protocols for integrated services and QoS.
  385.  
  386.  
  387.  
  388.  
  389.  
  390.  
  391.  
  392.  
  393.  
  394. Garrett & Borden            Standards Track                     [Page 7]
  395.  
  396. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  397.  
  398.  
  399. 2.0 Major Protocol Features for Traffic Management and QoS
  400.  
  401.    The ATM Call Setup is sent by the ingress edge device to the ATM
  402.    network to establish end-to-end (ATM) service.   This setup contains
  403.    the following information.
  404.  
  405.         Service Category/Broadband Bearer Capability
  406.         AAL Parameters
  407.         Broadband Low Layer Information
  408.         Calling and Called Party Addressing Information
  409.         Traffic Descriptors
  410.         QoS Class and/or Parameters
  411.         Additional Parameters of TM/UNI 4.0
  412.  
  413.    In this section, we discuss each of these items as they relate to
  414.    creating ATM VCs suitable for GS, CLS and BE services.  We do not
  415.    discuss routing and addressing at all, since they are (at least
  416.    presently) independent of QoS.  Following the section on service
  417.    categories, we discuss tagging and conformance definitions for IP and
  418.    ATM.  These do not appear explicitly as set-up parameters in the
  419.    above list, since they are implied by the policing method used.
  420.  
  421. 2.1 Service Category and Bearer Capability
  422.  
  423.    The highest level of abstraction distinguishing features of ATM VCs
  424.    is in the service category or bearer capability.  Service categories
  425.    were introduced in TM/UNI 4.0; previously the bearer capability was
  426.    used to discriminate at this level.
  427.  
  428.    These elements indicate the general properties of a VC: whether there
  429.    is a real-time delay constraint, whether the traffic is constant or
  430.    variable rate, the applicable traffic and QoS description parameters
  431.    and (implicitly) the complexity of some supporting switch mechanisms
  432.    (e.g., ABR).
  433.  
  434.    For UNI 3.0 and UNI 3.1, there are only two distinct options for
  435.    bearer capabilities (in our context):
  436.  
  437.         BCOB-A:  constant rate, timing required, unicast/multipoint;
  438.         BCOB-C:  variable rate, timing not required, unicast/multipoint.
  439.  
  440.    A third capability, BCOB-X, can be used as a substitute for the above
  441.    two capabilities, with its dependent parameters (traffic type and
  442.    timing requirement) set appropriately.  The distinction between the
  443.    BCOB-X formulation and the "equivalent" (for our purposes) BCOB-A and
  444.    BCOB-C constructs is whether the ATM network is to provide pure cell
  445.    relay service or interwork with other technologies (with
  446.    interoperable signalling), such as narrowband ISDN.  Where this
  447.  
  448.  
  449.  
  450. Garrett & Borden            Standards Track                     [Page 8]
  451.  
  452. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  453.  
  454.  
  455.    distinction is applicable, the appropriate code SHOULD be used (see
  456.    [5] and related ITU specs, e.g., I.371).
  457.  
  458.    In TM/UNI 4.0 the service categories are:
  459.  
  460.         Constant Bit Rate (CBR)
  461.         Real-time Variable Bit Rate (rtVBR)
  462.         Non-real-time Variable Bit Rate (nrtVBR)
  463.         Unspecified Bit Rate (UBR)
  464.         Available Bit Rate (ABR)
  465.  
  466.    The first two of these are real-time services, so that rtVBR is new
  467.    to TM/UNI 4.0.  The ABR service is also new to TM/UNI 4.0.  UBR
  468.    exists in all specifications, although it is called "best effort" in
  469.    UNI 3.x.  In either case it is indicated by the "best effort"
  470.    indication flag (and the QoS Class set to 0).
  471.  
  472.    The Service Category in TM/UNI 4.0 is encoded into the same signalled
  473.    Information Element (IE) as the Bearer Capability in UNI 3.x, for the
  474.    purpose of backward compatibilty.  Thus, we use the convention of
  475.    referring to Service Category (CBR, rtVBR, nrtVBR, UBR, ABR) for
  476.    TM/UNI 4.0 (where the bearer capability is implicit).  When we refer
  477.    to the Bearer Capability explicitly (BCOB-A, BCOB-C, BCOB-X), we are
  478.    describing a UNI 3.x signalling message.
  479.  
  480.    In principle, it is possible to support any service through the use
  481.    of BCOB-A/CBR.  This is because the CBR service is equivalent to
  482.    having a "pipe" of a specified bandwidth.  However, it may be
  483.    significantly more efficient to use the other ATM services where
  484.    applicable and available [17].
  485.  
  486. 2.1.1 Service Categories for Guaranteed Service
  487.  
  488.    There are two possible mappings for GS:
  489.  
  490.         CBR (BCOB-A)
  491.         rtVBR
  492.  
  493.    Real-time support is REQUIRED for GS.  Thus in UNI 3.x, the Bearer
  494.    Class BCOB-A (or an equivalent BCOB-X formulation) MUST be used.  In
  495.    TM/UNI 4.0 either CBR or rtVBR is appropriate.  The use of rtVBR may
  496.    encourage recovery of allocated bandwidth left unused by a source.
  497.    It also accommodates more bursty sources with a larger token bucket
  498.    burst parameter, and permits the use of tagging for excess traffic
  499.    (see Section 2.2).
  500.  
  501.  
  502.  
  503.  
  504.  
  505.  
  506. Garrett & Borden            Standards Track                     [Page 9]
  507.  
  508. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  509.  
  510.  
  511.    Neither the BCOB-C Bearer Class, nor nrtVBR, UBR, ABR are good
  512.    matches for the GS service.  These provide no delay estimates and
  513.    cannot guarantee consistently low delay for every packet.
  514.  
  515.    For BCOB-A or CBR, specification of a peak cell rate (PCR) is
  516.    REQUIRED by ATM standards.  In these cases, PCR is the nominal
  517.    clearing rate with a nominal jitter toleration (bucket size), CDVT.
  518.  
  519.    When rtVBR is specifed, two rates, PCR and SCR are REQUIRED (by ATM
  520.    standards).  This models bursty traffic with specified peak and
  521.    sustainable rates.  The corresponding ATM token bucket depth values
  522.    are CDVT, and CDVT+BT, respectively.
  523.  
  524. 2.1.2 Service Categories for Controlled Load
  525.  
  526.    There are three possible good mappings for CLS:
  527.  
  528.         CBR (BCOB-A)
  529.         nrtVBR (BCOB-C)
  530.         ABR
  531.  
  532.    Note that under UNI 3.x, there are equivalent services to CBR and
  533.    nrtVBR, but not ABR.  The first, with a CBR/BCOB-A connection,
  534.    provides a higher level of QoS than is necessary, but it may be
  535.    convenient to simply allocate a fixed-rate "pipe", which we expect to
  536.    be ubiquitously supported in ATM networks.  However unless this is
  537.    the only choice available, it would probably be wasteful of network
  538.    resources.
  539.  
  540.    The nrtVBR/BCOB-C category is perhaps the best match, since it
  541.    provides for allocation of bandwidth and buffers with an additional
  542.    peak rate indication, similar to the CLS TSpec.  Excess traffic can
  543.    be handled by CLP bit tagging with VBR.
  544.  
  545.    The ABR category with a positive MCR aligns with the CLS idea of
  546.    "best effort with a floor."  The ATM network agrees to forward cells
  547.    with a rate of at least MCR, which MUST be directly converted from
  548.    the token bucket rate of the receiver TSpec.  The bucket size
  549.    parameter measures approximately the amount of buffer necessary at
  550.    the IWF.  This buffer serves to absorb the bursts allowed by the
  551.    token bucket, since they cannot be passed directly into an ABR VC.
  552.  
  553.    The rtVBR category can be used, although the edge device MUST then
  554.    determine values for CTD and CDV.  Since there are no corresponding
  555.    IP-level parameters, their values are set as a matter of local
  556.    policy.
  557.  
  558.  
  559.  
  560.  
  561.  
  562. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 10]
  563.  
  564. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  565.  
  566.  
  567.    The UBR category does not provide enough capability for Controlled
  568.    Load.  The point of CLS is to allow an allocation of resources.  This
  569.    is facilitated by the token bucket traffic descriptor, which is
  570.    unavailable with UBR.
  571.  
  572. 2.1.3 Service Categories for Best Effort
  573.  
  574.    All of the service categories have the capability to carry Best
  575.    Effort service, but the natural service category is UBR (or, in UNI
  576.    3.x, BCOB-C or BCOB-X, with the best effort indication set).  CBR or
  577.    rtVBR clearly could be used, and since the service is not real-time,
  578.    a nrtVBR connection could also be used.  In these cases the rate
  579.    parameter used reflects a bandwidth allocation in support of the
  580.    ingress edge device's best effort connectivity to the egress edge
  581.    router.  It would be normal for traffic from many source/destination
  582.    pairs to be aggregated on this connection; indeed, since Best Effort
  583.    is the default IP behavior, the individual flows are not normally
  584.    identified or accounted for.  CBR may be a preferred solution in the
  585.    case where best effort traffic is sufficiently highly aggregated that
  586.    a simple fixed-rate pipe is efficient.  Both CBR and nrt-VBR provide
  587.    explicit bandwidth allocation which may be useful for billing
  588.    purposes.  In the case of UBR, the network operator SHOULD allocate
  589.    bandwidth for the overall service through the admission control
  590.    function, although such allocation is not done explicitly per VC.
  591.  
  592.    An ABR connection could similarly be used to support Best Effort
  593.    traffic.  Indeed, the support of data communications protocols such
  594.    as TCP/IP is the explicit purpose for which ABR was designed.  It is
  595.    conceivable that a separate ABR connection would be made for each IP
  596.    flow, although the normal case would probably have all IP Best Effort
  597.    traffic with a common egress router sharing a single ABR connection.
  598.  
  599.    The rt-VBR service category may be considered less suitable, simply
  600.    because both the real-time delay constraint and the use of SCR/BT add
  601.    unnecessary complexity.
  602.  
  603.    See specifications from the IETF ion working group [10, 11] for
  604.    related work on support of Best Effort service with ATM.
  605.  
  606. 2.2 Cell Loss Priority Bit, Tagging and Conformance Definitions
  607.  
  608.    Each ATM cell header carries a Cell Loss Priority (CLP) bit.  Cells
  609.    with CLP=1 are said to be "tagged" or "marked" and have lower
  610.    priority.  This tagging may be done by the source, to indicate
  611.    relative priority within the VC, or by a switch, to indicate traffic
  612.    in violation of policing parameters.  Options involving the use of
  613.    tagging are decided at call setup time.
  614.  
  615.  
  616.  
  617.  
  618. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 11]
  619.  
  620. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  621.  
  622.  
  623.    A Conformance Definition is a rule that determines whether a cell is
  624.    conforming to the traffic descriptor of the VC.  The conformance
  625.    definition is given in terms of a Generic Cell Rate Algorithm (GCRA),
  626.    also known as a "leaky bucket" algorithm, for CBR and VBR services.
  627.    The conformance definition also specifies rules for tagging traffic
  628.    in excess of the {SCR, MBS} GCRA traffic descriptor.  (Note, the term
  629.    "compliance" in ATM is used to describe the behavior of a connection,
  630.    as opposed to "conformance", which applies to a single cell.)
  631.  
  632.    The network may tag cells that are non-conforming, rather than
  633.    dropping them if the VC set-up requests tagging and the network
  634.    supports the tagging option.  When tagging is used and congestion
  635.    occurs, a switch MUST attempt to discard tagged cells in preference
  636.    to discarding CLP=0 cells.  However, the mechanism for doing this is
  637.    completely implementation specific.  The behavior that best meets the
  638.    requirements of IP Integrated Services is where tagged cells are
  639.    treated as "best effort" in the sense that they are transported when
  640.    bandwidth is available, queued when buffers are available, and
  641.    dropped when resources are overcommitted.  ATM standards, however, do
  642.    not explicitly specify treatment of tagged traffic.  Providers of GS
  643.    and CLS service with ATM subnetworks SHOULD ascertain the actual
  644.    behavior of ATM implementation with respect to tagged cells.
  645.  
  646.    Since GS and CLS services REQUIRE excess traffic to be treated as
  647.    best effort, the tagging option SHOULD always be chosen (if
  648.    supported) in the VC setup as a means of "downgrading" the cells
  649.    comprising non-conformant packets.  The term "best effort" can be
  650.    interpreted in two ways.  The first is as a service class that, for
  651.    example, may be implemented as a separate queue.  The other sense is
  652.    more generic, meaning that the network makes a best effort to
  653.    transport the traffic.  A reasonable interpretation of this is that a
  654.    network with no contending traffic would transport the packet, while
  655.    a very congested network would drop the packet.  A mechanism that
  656.    tags best effort packets with lower loss priority (such as with the
  657.    ATM CLP bit) would drop some of these packets, but would not reorder
  658.    the remaining ones with respect to the conforming portion of the
  659.    flow.  The "best effort" mechanism for excess traffic does not
  660.    necessarily have to be the same as that for best effort "service", as
  661.    long as it fits this generic sense of best effort.
  662.  
  663.    There are three conformance definitions of VBR service (for both
  664.    rtVBR and nrtVBR) to consider.  In VBR, only the conformance
  665.    definition VBR.3 supports tagging and applies the GCRA with rate PCR
  666.    to the aggregate CLP=0+1 cells, and another GCRA with rate SCR to the
  667.    CLP=0 cells.  This conformance definition SHOULD always be used with
  668.    a VBR service supporting IP integrated services.  For UBR service,
  669.    conformance definition UBR.2 supports the use of tagging, but a CLP=1
  670.    cell does not imply non-conformance; rather, it may be used by the
  671.  
  672.  
  673.  
  674. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 12]
  675.  
  676. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  677.  
  678.  
  679.    network to indicate congestion.
  680.  
  681.    In TM/UNI 4.0 tagging is not a feature of the conformance definitions
  682.    for the CBR or ABR service categories.  (Since conformance
  683.    definitions are generally network specific, some implementations CBR
  684.    or ABR may, in fact, use tagging in some way.)  Wherever an ATM
  685.    network does support tagging, in the sense of transporting CLP=1
  686.    cells on a "best effort" basis, it is a useful and preferable
  687.    mechanism for handling excess traffic.
  688.  
  689.    It is always better for the IWF to tag cells when it can anticipate
  690.    that the ATM network would do so.  This is because the IWF knows the
  691.    IP packet boundaries and can tag all of the cells corresponding to a
  692.    packet.  If left to the ATM layer UPC, the network would inevitably
  693.    drop some of the cells of a packet while carrying others, which would
  694.    then be dropped by the receiver.  Therefore, the IWF, knowing the VC
  695.    GCRA parameters, SHOULD always anticipate the cells which will be
  696.    tagged by the ATM UPC and tag all of the cells uniformly across each
  697.    affected packet.  See Section 3.2 for further discussion of excess
  698.    traffic.
  699.  
  700. 2.3 ATM Adaptation Layer
  701.  
  702.    The AAL type 5 encoding SHOULD be used, as specified in RFC 1483 and
  703.    RFC 1755.  For AAL-5, specification of the maximum SDU size in both
  704.    the forward and reverse directions is REQUIRED.  Both GS and CLS
  705.    specify a maximum packet size, M, as part of the TSpec and this value
  706.    SHOULD be used (corrected for AAL headers) as the maximum SDU in each
  707.    direction for unicast connections, and for unidirectional point-to-
  708.    multipoint connections.  When multiple flows are aggregated into a
  709.    single VC, the M parameters of the receiver TSpecs are merged
  710.    according to rules given in the GS and CLS specs.
  711.  
  712. 2.4 Broadband Low Layer Information
  713.  
  714.    The B-LLI Information Element is transferred transparently by the ATM
  715.    network between the edge devices and is used to specify the
  716.    encapsulation method.  Multiple B-LLI IEs may be sent as part of
  717.    negotiation.  The LLC/SNAP encapsulation [18] SHOULD be supported as
  718.    the default, but "null" or "VC encapsulation" MAY also be allowed.
  719.    Implementations SHOULD follow RFC 1577 [19] and RFC 1755 [10] for
  720.    BLLI usage.
  721.  
  722. 2.5 Traffic Descriptors
  723.  
  724.    The ATM traffic descriptor always contains a peak cell rate (PCR)
  725.    (for each direction).  For VBR services it also contains a
  726.    sustainable cell rate (SCR) and maximum burst size (MBS).  The SCR
  727.  
  728.  
  729.  
  730. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 13]
  731.  
  732. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  733.  
  734.  
  735.    and MBS form a leaky bucket pair (rate, depth), while the bucket
  736.    depth parameter for PCR is CDVT.  Note that CDVT is not signalled
  737.    explicitly, but is determined by the network operator, and can be
  738.    viewed as a measure of the jitter imposed by the network.
  739.  
  740.    Since CDVT is generally presumed to be small (equivalent to a few
  741.    cells of token bucket depth), and cannot be set independently for
  742.    each connection, it cannot be used to account for the burstiness
  743.    permitted by b of the IP-layer TSpec.  Additional buffering may be
  744.    needed at the IWF to account for the depth of the token bucket.
  745.  
  746.    The ATM Burst Tolerance (BT) is equivalent to MBS (see TM 4.0 [6] for
  747.    the exact equation).  They are both expressions of the bucket depth
  748.    parameter associated with SCR.  The units of BT are time while the
  749.    units of MBS are cells.  Since both SCR and MBS are signalled, they
  750.    can be computed directly from the IP layer traffic description.  The
  751.    specific manner in which resources are allocated from the traffic
  752.    description is implementation specific.  Note that when translating
  753.    the traffic parameters, the segmentation overhead and minimum policed
  754.    unit need to be taken into account (see Section 4.1 below).
  755.  
  756.    In ATM UNI Signalling 4.0 there are the notions of Alternative
  757.    Traffic Descriptors and Minimal Traffic Descriptors.  Alternative
  758.    Traffic Descriptors enumerate other acceptable choices for traffic
  759.    descriptors and are not considered here.  Minimal Traffic Descriptors
  760.    are used in "negotiation," which refers to the specific way in which
  761.    an ATM connection is set up.  To illustrate, roughly, taking PCR as
  762.    an example: A minimal PCR and a requested PCR are signalled, the
  763.    requested PCR being the usual item signalled, and the minimal PCR
  764.    being the absolute minimum that the source edge device will accept.
  765.    When both minimal and requested parameters are present, the
  766.    intermediate switches along the path may reduce the requested PCR to
  767.    a "comfortable" level.  This choice is part of admission control, and
  768.    is therefore implementation specific.  If at any point the requested
  769.    PCR falls below the minimal PCR then the call is cleared.  Minimal
  770.    Traffic Descriptors can be used to present an acceptable range for
  771.    parameters and ensure a higher likelihood of call admission.  In
  772.    general, our discussion of connection parameters assumes the values
  773.    resulting from successful connection setup.
  774.  
  775.    The Best Effort indicator (used only with UBR) and Tagging indicators
  776.    (see Section 2.2) are also part of the signalled information element
  777.    (IE) containing the traffic descriptor.  In the UNI 4.0 traffic
  778.    descriptor IE there is an additional parameter, the Frame Discard
  779.    indicator, which is discussed below in Section 2.7.
  780.  
  781.  
  782.  
  783.  
  784.  
  785.  
  786. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 14]
  787.  
  788. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  789.  
  790.  
  791. 2.5.1 Translating Traffic Descriptors for Guaranteed Service
  792.  
  793.    For Guaranteed Service the source TSpec contains peak rate, rate and
  794.    and bucket depth parameters, p_s, r_s, b_s.  The receiver TSpec
  795.    contains corresponding parameters p_r, r_r, b_r.  The (receiver)
  796.    RSpec also has a rate, R.  The two different TSpec rates are intended
  797.    to support receiver heterogeneity, in the sense that receivers can
  798.    accept different rates representing different subsets of the sender's
  799.    traffic.  Whenever rates from different receivers differ, the values
  800.    MUST always be merged appropriately before being mapping into ATM
  801.    parameters.
  802.  
  803.    Note that when the sender and receiver TSpec rates r_s, r_r differ,
  804.    there is no mechanism specified (in either rsvp or the int-serv
  805.    specs) for indicating which subset of the traffic is to be
  806.    transported.  Implementation of this feature is therefore completely
  807.    network specific.  The policing and scheduling mechanisms may simply
  808.    be parameterized with the (lower) receiver rate, resulting in the
  809.    random loss of traffic sufficient to make up the difference in rates.
  810.  
  811.    The receiver TSpec rate describes the traffic for which resources are
  812.    to be reserved, and may be used for policing, while the RSpec rate
  813.    (which cannot be smaller) is used (perhaps in an implementation
  814.    specific way) to modify the allocated service bandwidth in order to
  815.    reduce the delay.
  816.  
  817.    When mapping Guaranteed Service onto a rtVBR VC, the ATM traffic
  818.    descriptor parameters (PCR, SCR, MBS) can be set cannonically as:
  819.  
  820.         PCR = p_r
  821.         SCR = R
  822.         MBS = b_r.
  823.  
  824.    There are a number of conditions that may lead to different choices.
  825.    The following discussion is not intended to set hard requirements,
  826.    but to provide some interpretation and guidance on the bounds of
  827.    possible parameter mappings.  The ingress edge device generally
  828.    includes a buffer preceding the ATM network interface.  This buffer
  829.    can be used to absorb bursts that fall within the IP-level TSpec, but
  830.    not within the ATM traffic descriptor.  The minimal REQUIREMENT for
  831.    guaranteed service is that the delay in this buffer MUST NOT exceed
  832.    b/R, and the delays within the ATM network MUST be accurately
  833.    accounted for in the values of Adspec parameters C and D advertised
  834.    by the ingress router (see Section 3.3 below).
  835.  
  836.    If either an edge device buffer of size b_r exists or the ATM maximum
  837.    burst size (MBS) parameter is at least b_r, then the various rate
  838.    parameters will generally exhibit the following relationship:
  839.  
  840.  
  841.  
  842. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 15]
  843.  
  844. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  845.  
  846.  
  847.         r_r <= SCR <= R <= PCR <= APB <= line rate
  848.  
  849.         r_r <=       p_r       <= APB
  850.  
  851.    APB refers to the General Characterization Parameter,
  852.    AVAILABLE_PATH_BANDWIDTH, which is negotiated in the Adspec portion
  853.    of the PATH message.  APB reflects the narrowest bottleneck rate
  854.    along the path, and so is always no larger than the local line rate.
  855.    The receiver SHOULD choose a peak rate no greater than APB for the
  856.    reservation to be accepted, although the source peak rate, p_s, could
  857.    be higher, as the source does not know the value of APB.  There is no
  858.    advantage to allocating any rate above APB of course, so it is an
  859.    upper bound for all the other parameters.
  860.  
  861.    We might normally expect to find R <= p_r, as would be necessary for
  862.    the simple mapping of PCR = p_r, SCR = R given above.  However, a
  863.    receiver is free to choose R > p_r to lower the GS delay [8].  In
  864.    this case, PCR cannot be set below R, because a burst of size b
  865.    arriving into the buffer MUST be cleared at rate R to keep the first
  866.    component of GS delay down to b/R.  So here we will have PCR = R.  It
  867.    may seem that PCR = p_r would be sufficient to avoid buffer overflow,
  868.    since data is generated at the source at a rate bounded by p_r.
  869.    However, setting PCR < R, can result in the delay bound advertised by
  870.    C and D not being met.  Also, traffic is always subject to jitter in
  871.    the network, and the arrival rate at a network element can exceed p_r
  872.    for short periods of time.
  873.  
  874.    In the case R <= p_r, we may still choose PCR such that R <= PCR <
  875.    p_r.  The edge device buffer is then necessary (and sufficient) to
  876.    absorb the bursts (limited to size b_r + C_sum + R D_sum) which
  877.    arrive faster than they depart.  For example, it may be the case that
  878.    the cost of the ATM VC depends on PCR, while the cost of the Internet
  879.    service reservation is not strongly dependent on the IP-level peak
  880.    rate.  The user may then have an incentive to set p_r to APB, while
  881.    the operator of the IP/ATM edge router has an incentive to reduce PCR
  882.    as much as possible.  This may be a realistic concern, since the
  883.    charging models of IP and ATM are historically different as far as
  884.    usage sensitivity, and the value of p_r, if set close to APB, could
  885.    be many times the nominal GS allocated rate of R.  Thus, we can set
  886.    PCR to R, with a buffer of size b_r + C_sum + R D_sum, with no loss
  887.    of traffic, and no violation of the GS delay bound.
  888.  
  889.    A more subtle, and perhaps controversial case is where we set SCR to
  890.    a value below R.  The major feature of the GS service is to allow a
  891.    receiver to specify the allocated rate R to be larger than the rate
  892.    r_r sufficient to transport the traffic, in order to lower the
  893.    queueing delay (roughly) from b/r + C_TOT/r + D_TOT to b/R + C_TOT/R
  894.    + D_TOT.  To effectively allocate bandwidth R to the flow, we set SCR
  895.  
  896.  
  897.  
  898. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 16]
  899.  
  900. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  901.  
  902.  
  903.    to match R.  (Note it is unnecessary in any case to set SCR above R,
  904.    so the relation, SCR <= R, is still true.)  It is possible to set SCR
  905.    to a value as low as r_r, without violating the delay bounds or
  906.    overflowing the edge device buffer.  With PCR = R, a burst of size b
  907.    will be buffered and sent into the ATM network at rate R, so the last
  908.    byte suffers delay only b/R.  Any further traffic will be limited to
  909.    rate r_r, which is SCR, so with the arriving and departing rates
  910.    matched, its delay will also be no more than b/R.
  911.  
  912.    While this scenario meets the GS service requirements, the penalty
  913.    for allocating SCR = r_r rather than R is that the delay in the ATM
  914.    network will have a component of MBS/SCR, which will be b/r rather
  915.    than b/R, contained in the D term advertised for the ATM sub-network
  916.    (see further discussion in Section 3.3 below).  It is also true that
  917.    allocating r instead of R in a portion of the path is rather against
  918.    the spirit of GS.  As mentioned above, this mapping may however be
  919.    useful in practice in the case where pricing in the ATM network leads
  920.    to different incentives in the tradeoff between delay and bandwidth
  921.    than those of the user who buys IP integrated services.
  922.  
  923.    Another point of view on parameter mapping suggests that SCR may
  924.    merely reflect the traffic description, hence SCR = r_r, while the
  925.    service requirement is expressed in the QoS parameter as CDV = b/R.
  926.    Thus the ATM network may internally allocate bandwidth R, but it is
  927.    free to use other methods as well to achieve the delay constraint.
  928.    Mechanisms such as statistical flow/connection aggregation may be
  929.    implemented in the ATM network and hidden from the user (or parameter
  930.    mapping module in the edge router) which sees only the interface
  931.    implemented in the signalled parameters.
  932.  
  933.    Note that this discussion considers an edge device buffer size of
  934.    b_r.  In practice, it may be necessary for the AAL/segmentation
  935.    module to buffer M bytes in converting packets to cells.  Also an
  936.    additional amount of buffer equal to C_sum + R D_sum is generally
  937.    necessary to absorb jitter imposed by the upstream network [8].
  938.  
  939.    With ATM, it is possible to have little or no buffer in the edge
  940.    router, because the ATM VC can be set to accept bursts at peak rate.
  941.    This may be unusual, since the edge router normally has enough buffer
  942.    to absorb bursts according to the TSpec token bucket parameters.  We
  943.    consider two cases.  First, if PCR >= p_r, then MBS can be set to b_r
  944.    and no buffering is necessary to absorb non-excessive bursts.  The
  945.    extra buffering needed to absorb jitter can also be transferred to
  946.    MBS.  This effectively moves the buffering across the UNI into the
  947.    ATM network.
  948.  
  949.  
  950.  
  951.  
  952.  
  953.  
  954. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 17]
  955.  
  956. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  957.  
  958.  
  959.    For completeness, we consider an edge router with no burst-absorbing
  960.    buffers and an MBS parameter of approximately zero.  In this case it
  961.    is sufficient to set the rate parameters to PCR = SCR = max (R, p_r).
  962.    This amounts to peak-rate allocation of bandwidth, which will not
  963.    usually be very cost effective.  This case may be relevant where the
  964.    IP routers and ATM switches differ substantially in their buffering
  965.    designs.  IP-level users may typically specify much larger burst
  966.    parameters than can be handled in the ATM subnet.  Peak-rate
  967.    bandwidth allocation provides a means to work around this problem.
  968.    It is also true that intermediate tradeoffs can be formulated, where
  969.    the burst-absorbing buffer is less than b bytes, and SCR is set above
  970.    R and below p_r.  Note that jitter-absorbing buffers (C_sum + R
  971.    D_sum) can not be avoided, generally, by increasing ATM rates, unless
  972.    SCR is set to exceed the physical line rate(s) into the edge device
  973.    for the flow.
  974.  
  975.    For GS over CBR, the value of PCR may be mapped to the RSpec rate R,
  976.    if the edge device has a buffer of size b_r + C_sum + R D_sum.  With
  977.    little or no burst buffering, the requirements resemble the zero-
  978.    buffer case above, and we have PCR = max (R, p_r).  Additional
  979.    buffers sufficient to absorb network jitter, given by C_sum, D_sum,
  980.    MUST always be provided in the edge router, or in the ATM network via
  981.    MBS.
  982.  
  983. 2.5.2 Translating Traffic Descriptors for Controlled Load Service
  984.  
  985.    The Controlled Load service TSpec has a peak rate, p, a "token
  986.    bucket" rate, r, and a corresponding token bucket depth parameter, b.
  987.    The receiver TSpec values are used to determine resource allocation,
  988.    and a simple mapping for the nrtVBR service category is given by,
  989.  
  990.         PCR = p_r
  991.         SCR = r_r
  992.         MBS = b_r.
  993.  
  994.    The discussions in the preceding section on using edge device buffers
  995.    to reduce PCR and/or MBS apply generally to the CLS over nrtVBR case
  996.    as well.  Extra buffers to accommodate jitter accumulated (beyond the
  997.    b_r burst size allowed at the source) MUST be provided.  For CLS,
  998.    there are no Adspec parameters C and D, so the dimensioning of such
  999.    buffers is an implementation design issue.
  1000.  
  1001.    For ABR VCs, the TSpec rate r_r is used to set the minimum cell rate
  1002.    (MCR) parameter.  Since there is no corresponding signalled bucket
  1003.    depth parameter, the edge device SHOULD have a buffer of at least b_r
  1004.    bytes, plus additional buffers to absorb jitter.  With ABR, the ATM
  1005.    network can quickly throttle the actual transfer rate down to MCR, so
  1006.    a source transmitting above that rate can experience high loss at the
  1007.  
  1008.  
  1009.  
  1010. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 18]
  1011.  
  1012. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  1013.  
  1014.  
  1015.    ingress edge device when the ATM network becomes congested.
  1016.  
  1017.    For CBR, the TSpec rate r_r sets a lower bound on PCR, and again, the
  1018.    available buffering in the edge device SHOULD be adequate to
  1019.    accommodate possible bursts of b_r.
  1020.  
  1021.    The REQUIREMENT for CLS that network delays approximate "best-effort
  1022.    service under unloaded conditions", is interpreted here to mean that
  1023.    it would be sufficient to allocate bandwidth resources so that the
  1024.    last byte of a burst of size b_r sees a delay approximately b_r/r_r.
  1025.    For example, a network element with no cross-traffic, a work
  1026.    conserving scheduler and an output link rate of r_L, might provide
  1027.    delays in the range from M/r_L to b_r/r_L, that are much lower than
  1028.    b_r/r_r.  While the access to the full link bandwidth (r_L), as
  1029.    reflected in this example, is a more literal interpretation of delay
  1030.    "under unloaded conditions" for a shared link, an ATM VC may only
  1031.    have access to bandwidth equal to its nominal allocation (some
  1032.    implementation specific function of SCR and PCR).
  1033.  
  1034. 2.5.3 Translating Traffic Descriptors for Best Effort Service
  1035.  
  1036.    For Best Effort service, there is no traffic description.  The UBR
  1037.    service category allows negotiation of PCR simply to allow the source
  1038.    to discover the smallest physical bottleneck along the path.  The
  1039.    ingress edge router may set PCR to the ATM line rate, and then when
  1040.    the VC setup is complete, the returned value indicates an upper bound
  1041.    on throughput.  For UBR service, resources may be allocated for the
  1042.    overall service (i.e., not per-VC) using the (implementation
  1043.    specific) admission control features of the ATM switches.
  1044.  
  1045.    Often a service provider will statically configure large VCs with a
  1046.    certain bandwidth allocation to handle all best effort traffic
  1047.    between two edge routers.  ABR, CBR or nrtVBR VCs are appropriate for
  1048.    this design, with traffic parameters set to comfortably accommodate
  1049.    the expected traffic load.  See IETF ION specifications for IP over
  1050.    ATM signalling [10, 11].
  1051.  
  1052. 2.6 QoS Classes and Parameters
  1053.  
  1054.    In UNI 3.x the quality of service is indicated by a single parameter
  1055.    called "QoS Class," which is essentially an index to a network
  1056.    specific table of values for the actual QoS parameters.  In TM/UNI
  1057.    4.0 three QoS parameters may be individually signalled, and the
  1058.    signalled values override those implied by the QoS Class, which is
  1059.    still present.  These parameters are the Cell Loss Ratio (CLR), Cell
  1060.    Transfer Delay (CTD), and Cell Delay Variation (CDV) [6].
  1061.  
  1062.  
  1063.  
  1064.  
  1065.  
  1066. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 19]
  1067.  
  1068. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  1069.  
  1070.  
  1071.    A network provider may choose to associate other parameters, such as
  1072.    Severely Errored Cell Block Ratio, with a QoS Class definition, but
  1073.    these cannot be signalled individually.  The ATM Forum UNI 3.0, 3.1
  1074.    and TM 4.0 specs, following prior ITU specs, give vague qualitative
  1075.    definitions for QoS Classes 1 to 4.  (QoS Class 0 is well-defined as
  1076.    "no QoS parameters defined".)  Since our mapping is based on these
  1077.    specifications, we generally follow this guidance by setting the QoS
  1078.    Class value to 0 for UBR and ABR (as REQUIRED), 1 for CBR and rtVBR
  1079.    and 3 for nrtVBR.  Note that the QoS Class follows the ATM service
  1080.    category, and not the IP service, to avoid combination that are
  1081.    unlikely to be supported.  For example, if only nrtVBR is available
  1082.    for GS, then choosing QoS Class = 1 would probably result in
  1083.    connection failure.  The QoS Class MUST NOT be interpreted as a way
  1084.    to add real-time behavior to an inherently non-real-time service.
  1085.  
  1086.    The ITU has included a standard set of parameter values for a (small)
  1087.    number of QoS Classes in the latest version of Recommendation I.356
  1088.    [21].  Network providers may choose to define further network-
  1089.    specific QoS Classes in addition to these.  Note that the QoS class
  1090.    definitions in the new I.356 version might not align with the model
  1091.    we follow from the ATM Forum UNI specs.  Apart from these
  1092.    definitions, there is no consistent agreement on QoS Class
  1093.    definitions among providers in practice.
  1094.  
  1095.    The ATM QoS parameters have no explicitly signalled IP layer
  1096.    counterparts.  The values that are signalled in the ATM network are
  1097.    determined by the IP service definitions and knowledge of the
  1098.    underlying ATM network characteristics, as explained below.
  1099.  
  1100.    The ingress edge router SHOULD keep a table of QoS information for
  1101.    the set of egress routers that it may establish VCs with.  This table
  1102.    may be simplified by using default values, but it will probably be
  1103.    good practice to maintain a table of current data for the most
  1104.    popular egress points.  An edge device that initiates VC setup
  1105.    generally needs to have some way to propose initial value for CDV and
  1106.    CTD, even if they are changed by negotiation; so by positing such a
  1107.    table, we are not creating any new design burden.  Cached information
  1108.    can be updated when VCs are successfully established, and to the
  1109.    extent that IP-layer reservations can wait for VCs to complete, the
  1110.    values can be refined through iterated negotiation.
  1111.  
  1112.    Both GS and CLS REQUIRE that losses of packets due to congestion be
  1113.    minimized, so that the loss rate is approximately the same as for an
  1114.    unloaded network.  The characteristic loss behavior of the physical
  1115.    medium not due to congestion (e.g., bit errors or fading on wireless
  1116.    channels) determines the order of the permitted packet loss rate.
  1117.    The ingress edge device MUST choose a value of CLR that provides the
  1118.    appropriate IP-level packet loss rate.  The CLR value may be uniform
  1119.  
  1120.  
  1121.  
  1122. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 20]
  1123.  
  1124. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  1125.  
  1126.  
  1127.    over all egress points in the ATM network, or may differ, e.g., when
  1128.    wireless or satellite ATM links are in some paths.  The determination
  1129.    of CLR MUST account for the effects of packet size distribution and
  1130.    ATM Frame Discard mode (which can change the effective packet loss
  1131.    rate by orders of magnitude [22]).
  1132.  
  1133.    The ingress router will also tabulate values for the Minimum Path
  1134.    Latency (MPL) and estimated queueing delays (D_ATM) for each egress
  1135.    point.  The latter will be used as part of the Adspec "D" parameter
  1136.    for GS, but its use here applies to CLS as well (when the VC setup
  1137.    includes delay parameters).  MPL represents all constant (non-
  1138.    congestion related) delays, including propagation delay.  D_ATM
  1139.    accounts for the variable component of delays in the ATM network.
  1140.    (It may depend on non-signalled parameters such as CDVT.)  Given
  1141.    these quantities, a new VC can be set up with delay-related QoS
  1142.    parameters given by
  1143.  
  1144.         CDV = D_ATM
  1145.         CTD = D_ATM + MPL.
  1146.  
  1147.    (CDV and CTD may be adjusted (increased) by the slack term in GS, see
  1148.    Section 3.3 below.)
  1149.  
  1150.    It is interesting (and perhaps unfortunate) to note that in a typical
  1151.    GS/rtVBR service, the delay bound advertised can contain two
  1152.    components of b/R instead of one.  Consider the simple case where SCR
  1153.    = R is the rate allocated to the flow in both IP routers and ATM
  1154.    switches along the path, and the buffer allocation is MBS = b.
  1155.    Parekh's theory [23], which is the basis of the GS delay formula [8]
  1156.    states that the b/R delay term occurs only once, because once a burst
  1157.    of size b has been served by a congested node at rate R, the packets
  1158.    will not arrive at a subsequent node as a single burst.  However, we
  1159.    can't tell a priori if this bottleneck will occur in the ATM network
  1160.    or elsewhere in the IP network, so the declaration of CDV SHOULD
  1161.    account for it (i.e., CDV >= b/R).  Once CDV is set, the ATM network
  1162.    can impose this delay, whether or not the traffic arrives in a burst.
  1163.    Since the delay b/R can also occur elsewhere, it cannot be removed
  1164.    from the first term of the GS delay formula.  The ATM b/R delay
  1165.    component appears in the third term of the GS delay formula, D_tot.
  1166.    See Section 3.3 below for more on GS Adspec parameters.  This effect
  1167.    may be mitigated when the ATM network employs more efficient
  1168.    statistical resource allocation schemes.
  1169.  
  1170.  
  1171.  
  1172.  
  1173.  
  1174.  
  1175.  
  1176.  
  1177.  
  1178. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 21]
  1179.  
  1180. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  1181.  
  1182.  
  1183. 2.7 Additional Parameters -- Frame Discard Mode
  1184.  
  1185.    TM/UNI 4.0 allows the user to choose a mode where the ATM network is
  1186.    aware, for the purpose of congestion management, of PDUs larger than
  1187.    an ATM cell (i.e., AAL PDUs that correspond in our context to IP
  1188.    packets).  This facilitates implementation of algorithms such as
  1189.    partial packet discard, where a dropped cell causes subsequent cells
  1190.    in the same AAL-5 PDU to be dropped as well.  Several other
  1191.    applicable buffer management schemes have been proposed [22, 24].
  1192.  
  1193.    Frame discard can improve the efficiency and performance of end-to-
  1194.    end protocols such as TCP, since the remaining cells of a damaged PDU
  1195.    are generally useless to the receiver.  For IP over ATM, Frame
  1196.    Discard MUST always be indicated, if available.
  1197.  
  1198. 3.0 Additional IP-Integrated Services Protocol Features
  1199.  
  1200. 3.1 Path Characterization Parameters for IP Integrated Services with ATM
  1201.  
  1202.    This section discusses the setting of General Characterization
  1203.    Parameters (GCPs) at an ATM egress edge router.  GCPs are signalled
  1204.    from IP source to IP destination, and modified by intermediate nodes
  1205.    using the Adspec portion of PATH messages in rsvp.  The GS-specific
  1206.    Adspec parameters are discussed below in Section 3.3.  These
  1207.    parameters are denoted as <x,y> where x is the service and y is the
  1208.    parameter number.  Service number 1 indicates default or general
  1209.    parameter values.  Please refer to [25] for definitions and details.
  1210.  
  1211.    The IS break bit <1,2> MUST, of course, be left alone by
  1212.    implementations following these guidelines (as they are presumably
  1213.    IS-aware).  Similarly, the router MUST always increment IS_HOPS
  1214.    <1,4>.  The GS and CLS service-specific break bits, <2,2> and <5,2>
  1215.    respectively, MUST be set if the support of the service is
  1216.    inadequate.  In general GS is adequately supported by CBR (BCOB-A)
  1217.    and rtVBR service categories, and not adequately supported by UBR,
  1218.    ABR and nrtVBR because delays are not controlled.  CLS may be
  1219.    adequately supported by all service categories except UBR (or Best
  1220.    Effort in UNI 3.x).  See Sections 5, 6 for further discussion.
  1221.  
  1222.    For GS, the ATM network MUST meet the delay performance advertised
  1223.    through the Adspec parameters, MPL, C, and D.  If it cannot
  1224.    predictably meet these requirements, the GS break bit MUST be set.
  1225.    Similarly both break bits MUST be set if reservations are honored,
  1226.    but sufficient resources to avoid congestion loss are not allocated
  1227.    in practice.  If the service break bits are not set, then the
  1228.    corresponding service hop counters, <2,4>, <5,4>, MUST be
  1229.    incremented.
  1230.  
  1231.  
  1232.  
  1233.  
  1234. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 22]
  1235.  
  1236. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  1237.  
  1238.  
  1239.    The Available Path Bandwidth (APB) parameters <x,6> indicate the
  1240.    minimum physical bottleneck rate along the path.  This may be
  1241.    discoverable in an ATM network as the negotiated PCR value for any
  1242.    UBR VC along the same path.  This value MUST be corrected for AAL,
  1243.    ATM and physical-layer headers, as necessary, to reflect the
  1244.    effective IP datagram bandwidth.  With ATM, it is possible that there
  1245.    is some policy limitation on the value of PCR, below the physical
  1246.    link bottleneck.  In this case, the advertised value of APB (in
  1247.    general, and for each service if the values of APB signalled are
  1248.    service specific) MUST reflect this limit, since excess traffic
  1249.    beyond this rate will be dropped.  (Note that there is no tagging of
  1250.    traffic in excess of PCR for TM/UNI 4.0.)  These values SHOULD
  1251.    generally be cached by the ingress router for the set of egress
  1252.    routers with which it typically needs to establish VCs.  The APB
  1253.    parameters are only adjusted down, to reflect the minimum as the
  1254.    composed value.
  1255.  
  1256.    In the case of a multipoint VC, several parameters can be different
  1257.    for each egress point, e.g., because the characteristics of the
  1258.    physical links of the VC branches differ.  When this occurs, the IWF
  1259.    at the egress routers MUST correct these values in PATH messages as
  1260.    they exit the ATM network.  (We use the word "correct" because the
  1261.    ingress router SHOULD set the parameters to a value that is
  1262.    appropriate for the largest number of branches, or a value that would
  1263.    do the least harm if the egress routers failed to correct such
  1264.    parameters for each branch.)  This is the only case where the egress
  1265.    router needs to operate on rsvp control messages.  (A similar
  1266.    correction MUST be implemented for any non-rsvp set-up mechanism).
  1267.    The parameters for which such correction is REQUIRED are the
  1268.    Available Path Bandwidth (APB), the Minimum Path Latency (MPL), the
  1269.    Path MTU (although for ATM/AAL-5 this may typically be constant), and
  1270.    the ATM-specific components of the GS Adspec parameters C_ATM and
  1271.    D_ATM.
  1272.  
  1273.    The ingress router table SHOULD store values for the ATM-network MPL
  1274.    <x,7> for the various egress points.  The composed values <x,8> are
  1275.    formed by addition and forwarded along the path.  In the cases where
  1276.    ATM routing chooses different paths, depending on the service
  1277.    category, for VCs to a given egress point, the table will generally
  1278.    reflect different values for each service.  If the ATM network is
  1279.    very large and complex, it may become difficult to predict the routes
  1280.    that VCs will take once they are set up.  This could be a significant
  1281.    source of misconfiguration, resulting in discrepancies between GS
  1282.    delay advertisements and actual results.  The RSpec Slack term may be
  1283.    useful in mitigating this problem.
  1284.  
  1285.    AAL-5 will support any message size up to 65,535 bytes, so setting
  1286.    the AAL SDU to the receiver TSpec M parameter value (plus 8 bytes for
  1287.  
  1288.  
  1289.  
  1290. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 23]
  1291.  
  1292. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  1293.  
  1294.  
  1295.    the LLC/SNAP header) will generally not be an issue.  In the PATH
  1296.    Adspec, however, the PATH_MTU parameter <x,10> for each service
  1297.    SHOULD be set to 9188 bytes, which is the default MTU for AAL-5 [19].
  1298.  
  1299. 3.2 Handling of Excess Traffic
  1300.  
  1301.    For IP Integrated Services, network elements will transport traffic
  1302.    in excess of the TSpec parameters whenever physical resources
  1303.    (bandwidth, buffers and processing) are available.  (In CLS a
  1304.    "network element MUST attempt to forward the excess traffic on a
  1305.    best-effort basis" under certain conditions; and in GS a traffic
  1306.    policers "SHOULD relegate non-conforming datagrams to best effort".)
  1307.    While excess traffic SHOULD be supported on a best effort basis, it
  1308.    MUST NOT interfere with the QoS (delay and loss) of conforming CLS
  1309.    and GS traffic, nor with normal service of non-reserved best effort
  1310.    traffic.
  1311.  
  1312.    There are several solutions with ATM: the most attractive is to use a
  1313.    VBR service category (with an appropriate conformance definition) and
  1314.    tag excess traffic as low priority using the CLP bit.  This avoids
  1315.    reordering of the flow, but necessitates careful design of the egress
  1316.    router scheduler.  To avoid reordering, the excess traffic can be
  1317.    queued with conforming traffic.  A threshold SHOULD be used to ensure
  1318.    that conforming traffic is not unnecessarily delayed by the excess.
  1319.    Also, for GS, the extra delay that would be incurred due to excess
  1320.    traffic in the queue ahead of conforming packets would have to be
  1321.    accurately reflected in the delay advertisement.  Note that the
  1322.    ingress router SHOULD tag all cells of each non-conforming packet,
  1323.    rather than letting the ATM network apply tagging due to ATM-level
  1324.    non-conformance.
  1325.  
  1326.    There is no requirement in ATM standards that tagged cells, marked
  1327.    either by the user or by policing, be transported if possible.
  1328.    Therefore, the operator of an edge router supporting IP-IS SHOULD
  1329.    ascertain the actual behavior of the ATM equipment in the path, which
  1330.    may span multiple administrative domains in the ATM network.  If
  1331.    tagged cells are simply dropped at some point, regardless of load,
  1332.    then the operator may consider setting the break bit, at least for
  1333.    CLS service.
  1334.  
  1335.    The other solutions generally involve a separate VC to carry the
  1336.    excess.  A distinct VC can be set up for each VC supporting a GS or
  1337.    CLS flow, or, if many flows are aggregated into a single QoS VC, then
  1338.    another VC can handle the excess traffic for that set of flows.  A VC
  1339.    can be set up to handle all excess traffic from the ingress router to
  1340.    the egress point.  Since the QoS of the excess traffic is not
  1341.    particularly constrained, the design is quite flexible.  However,
  1342.    using a separate VC may cause misordering of packets within a flow.
  1343.  
  1344.  
  1345.  
  1346. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 24]
  1347.  
  1348. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  1349.  
  1350.  
  1351.    The service category for the excess-traffic VC may typically be UBR
  1352.    or ABR, although one could use CBR or nrtVBR if the excess traffic
  1353.    were predictable enough to know what rate to allocate.  (This
  1354.    wouldn't normally be expected for excess traffic, though.)
  1355.  
  1356.    Whether a separate VC is used may be influenced by the design of the
  1357.    router scheduler.  The CLS spec suggests two possible
  1358.    implementations: one where excess traffic shares the Best Effort
  1359.    class scheduler allocation, but at lower priority than other best
  1360.    effort traffic.  The other, where a separate allocation is made.  The
  1361.    first would allow excess traffic to use the same VC as normal best
  1362.    effort traffic, and the second would suggest a separate VC.
  1363.  
  1364.    TM/UNI 4.0. does not support tagging of traffic in excess of PCR.
  1365.    Although UNI 3.x does have a separate PCR parameter for CLP=0 cells
  1366.    only, we do not recommend using this feature for reasons of
  1367.    interoperability with TM/UNI 4.0 equipment.  This restricts CBR VCs
  1368.    to use solutions other than tagging.  The value of PCR can be set
  1369.    higher than necessary for conformant traffic, in an effort to support
  1370.    excess traffic on the same VC.  In some cases this may be a viable
  1371.    solution, such as when there is little additional cost imposed for a
  1372.    high PCR.  If PCR can be set as high as APB, then the excess traffic
  1373.    is fully accommodated.
  1374.  
  1375. 3.3 Use of Guaranteed Service Adspec Parameters and Slack Term
  1376.  
  1377.    The Adspec is used by the Guaranteed Service to allow a receiver to
  1378.    calculate the worst-case delay associated with a GS flow.  Three
  1379.    quantities, C, D, and MPL, are accumulated (by simple addition of
  1380.    components corresponding to each network element) in the PATH message
  1381.    from source to receiver.  The resulting delay values can be different
  1382.    for each unique receiver.  The maximum delay is computed as
  1383.  
  1384.         delay <=  b_r/R + C_TOT/R + D_TOT + MPL
  1385.  
  1386.    The Minimum Path Latency (MPL) includes propagation delay, while
  1387.    b_r/R accounts for bursts due to the source and C and D include other
  1388.    queueing, scheduling and serialization delays.  (We neglect the
  1389.    effect of maximum packet size and peak rate here; see the GS
  1390.    specification [8] for a more detailed equation.)  The service rate
  1391.    requested by the receiver, R, can be greater than the TSpec rate,
  1392.    r_r, resulting in lower delay.  The burst size, b_r, is the leaky
  1393.    bucket parameter from the receiver TSpec.
  1394.  
  1395.    The values of C and D that a router advertises depend on both the
  1396.    router packet scheduler and the characteristics of the subnet
  1397.    attached to the router.  Each router (or the source host) takes
  1398.    responsibility for its downstream subnet in its advertisement.  For
  1399.  
  1400.  
  1401.  
  1402. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 25]
  1403.  
  1404. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  1405.  
  1406.  
  1407.    example, if the subnet is a simple point-to-point link, the subnet-
  1408.    specific parts of C and D need to account for the link transmission
  1409.    rate and MTU.  An ATM subnet is generally more complex.
  1410.  
  1411.    For this discussion, we consider only the ATM subnet-specific
  1412.    components, denoted C_ATM and D_ATM.  The ATM network can be
  1413.    represented as a "pure delay" element, where the variable queueing
  1414.    delay, given by CVD is captured in D_ATM, and C_ATM is set to zero.
  1415.    It is possible to use C_ATM only when the ATM service rate equals R.
  1416.    This may be the case, for example with a CBR VC with PCR = R.
  1417.  
  1418.    Usually it will be simpler to just advertise the total delay
  1419.    variation (CDV) in D_ATM.
  1420.  
  1421.    As discussed in Section 2.6, the edge router keeps a table with
  1422.    values of MPL and D_ATM for each egress router it needs to share VCs
  1423.    with.  The value of D_ATM contributes to the D parameter advertised
  1424.    by the edge router, and SHOULD accurately reflect the CDV that the
  1425.    router will get in a VC when it is set up.  Factors that affect CDV,
  1426.    such as statistical multiplexing in the ATM network, SHOULD be taken
  1427.    into account when compiling data for the router's table.  In case of
  1428.    uncertainty, D_ATM can be set to an upper bound.  When an RESV
  1429.    message arrives, causing a VC to be set up, the requested values for
  1430.    CTD and CDV can be relaxed using the slack term in the receiver
  1431.    RSpec:
  1432.  
  1433.         CTD = D_ATM + MPL + S_ATM
  1434.         CDV = D_ATM + S_ATM.
  1435.  
  1436.    The term S_ATM is the portion of the slack term applied to the ATM
  1437.    portion of the path.  Recall that the slack term [8] is positive when
  1438.    the receiver can afford more delay than that computed from the
  1439.    Adspec.  The ATM edge device may take part (or all) of the slack
  1440.    term, S.  The distribution of delay slack among the nodes and subnets
  1441.    is network specific.
  1442.  
  1443.    Note that with multipoint VCs the egress edge router may need to
  1444.    correct advertised values of C and D.  See discussion in Section 3.1.
  1445.  
  1446. 4.0 Miscellaneous Items
  1447.  
  1448. 4.1 Units Conversion
  1449.  
  1450.    All rates and token bucket depth parameters that are mapped from IP-
  1451.    level parameters to ATM parameters MUST be corrected for the effects
  1452.    of added headers and the segmentation of packets into cells.  At the
  1453.    IP layer, token bucket depths and rates are measured in bytes and
  1454.    bytes/sec, respectively, whereas for ATM, they are measured in cells
  1455.  
  1456.  
  1457.  
  1458. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 26]
  1459.  
  1460. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  1461.  
  1462.  
  1463.    and cells/sec.
  1464.  
  1465.    Each IP Packet is wrapped into an AAL-5 PDU, having a number of
  1466.    additional header bytes (8 for LLC/SNAP and perhaps others, e.g. 12
  1467.    for MPOA, etc.), and an 8-byte AAL-5 trailer.  The AAL-5 PDU is then
  1468.    segmented into multiple ATM cells, each having a 5-byte cell header
  1469.    followed by a 48-byte cell payload.  The number of cells used to
  1470.    carry an IP packet with
  1471.  
  1472.         B = number of IP-packet Bytes,
  1473.         H = number of AAL-5 header bytes (LLC/SNAP etc.)
  1474.         C = number of cells,
  1475.  
  1476.    is roughly
  1477.  
  1478.         C = B/48,
  1479.  
  1480.    and more precisely
  1481.  
  1482.         C = floor[(H + B + 8 + 47)/48]
  1483.  
  1484.    where floor[] is rounds down to the nearest integer.  The '8'
  1485.    accounts for the AAL-5 trailer and the '47' accounts for the last
  1486.    cell which may be only partially filled.
  1487.  
  1488. 5.0 Summary of ATM VC Setup Parameters for Guaranteed Service
  1489.  
  1490.    This section describes how to create ATM VCs appropriately matched
  1491.    for Guaranteed Service. The key points are that real-time timing is
  1492.    REQUIRED, that the data flow may have a variable rate, and that
  1493.    demotion of non-conforming traffic to best effort is REQUIRED to be
  1494.    in agreement with the definition of GS.  For this reason, we prefer
  1495.    an rtVBR service in which tagging is supported.  Another good match
  1496.    is to use CBR with special handling of any non-conforming traffic,
  1497.    e.g., through another VC, since a CBR VC will not accommodate traffic
  1498.    in excess of PCR.
  1499.  
  1500.    Note, these encodings assume point to multipoint connections, where
  1501.    the backward channel is not used.  If the IP session is unicast only,
  1502.    then a point-to-point VC may be used and the IWF may make use of the
  1503.    backward channel, with QoS parameters set appropriately for the
  1504.    service provided.
  1505.  
  1506.    We provide a mapping for all combinations of IP service and ATM
  1507.    service category, and comments indicating whether or not each
  1508.    combination meets the requirements of the IP-IS service.
  1509.  
  1510.  
  1511.  
  1512.  
  1513.  
  1514. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 27]
  1515.  
  1516. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  1517.  
  1518.  
  1519. 5.1 Encoding GS Using Real-Time VBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1520.  
  1521.    RtVBR with conformance definition VBR.3 [6] MEETS the requirements of
  1522.    GS.
  1523.  
  1524.    AAL
  1525.      Type                            5
  1526.      Forward CPCS-SDU Size           parameter M of rcvr TSpec + 8 Bytes
  1527.      Backward CPCS-SDU Size          parameter M of rcvr TSpec + 8 Bytes
  1528.      SSCS Type                       0 (Null SSCS)
  1529.  
  1530.    Traffic Descriptor
  1531.      Forward PCR CLP=0+1                                     Note 1
  1532.      Backward PCR CLP=0+1            0
  1533.      Forward SCR CLP=0                                       Note 1
  1534.      Backward SCR CLP=0              0
  1535.      Forward MBS (CLP=0)                                     Note 1
  1536.      Backward MBS (CLP=0)            0
  1537.      BE indicator                    NOT included
  1538.      Forward Frame Discard bit       1
  1539.      Backward Frame Discard bit      1
  1540.      Tagging Forward bit             1 (Tagging requested)
  1541.      Tagging Backward bit            1 (Tagging requested)
  1542.  
  1543.    Broadband Bearer Capability
  1544.      Bearer Class                    16 (BCOB-X)              Note 2
  1545.      ATM Transfer Capability         9  (Real time VBR)       Note 3
  1546.      Susceptible to Clipping         00 (Not Susceptible)
  1547.      User Plane Configuration        01 (Point-to-Multipoint)
  1548.  
  1549.    Broadband Low Layer Information
  1550.      User Information Layer 2
  1551.        Protocol                      12 (ISO 8802/2)
  1552.      User Information Layer 3
  1553.        Protocol                      11 (ISO/IEC TR 9577)    Note 4
  1554.        ISO/IEC TR 9577 IPI            204
  1555.  
  1556.    QoS Class
  1557.      QoS Class Forward               1                       Note 5
  1558.      QoS Class Backward              1                       Note 5
  1559.  
  1560.    Extended QoS Parameters                                   Note 6
  1561.      Acceptable Forward CDV
  1562.      Acceptable Forward CLR
  1563.      Forward Max CTD
  1564.  
  1565.    Note 1:  See discussion in Section 2.5.1.
  1566.  
  1567.  
  1568.  
  1569.  
  1570. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 28]
  1571.  
  1572. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  1573.  
  1574.  
  1575.    Note 2:  Value 3 (BCOB-C) can also be used.
  1576.             If Bearer Class C is chosen the ATC field MUST be absent.
  1577.    Note 3:  The ATC value 19 is not used.  The value 19 implies that the
  1578.             CLR objective applies to the aggregate  CLP=0+1 stream and
  1579.             that does not give desirable treatment of excess traffic.
  1580.    Note 4:  For QoS VCs supporting GS or CLS, the layer 3 protocol
  1581.             SHOULD be specified.  For BE VCs, it can be left
  1582.             unspecified, allowing the VC to be shared by multiple
  1583.             protocols, following RFC 1755.
  1584.    Note 5:  Cf ITU Rec. I.356 [21] for new QoS Class definitions.
  1585.    Note 6:  See discussion in Section 2.6.
  1586.  
  1587. 5.2 Encoding GS Using CBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1588.  
  1589.    A CBR VC MEETS the requirements of GS.  The main advantage of this is
  1590.    that CBR is widely supported; the disadvantage is that data flows
  1591.    might not fill the pipe (utilization loss) and there is no tagging
  1592.    option available.  Excess traffic MUST be handled using a separate
  1593.    VC.
  1594.  
  1595.    AAL
  1596.      Type                            5
  1597.      Forward CPCS-SDU Size           parameter M of rcvr TSpec + 8 Bytes
  1598.      Backward CPCS-SDU Size          parameter M of rcvr TSpec + 8 Bytes
  1599.      SSCS Type                       0 (Null SSCS)
  1600.  
  1601.    Traffic Descriptor
  1602.      Forward PCR CLP=0+1                                     Note 1
  1603.      Backward PCR CLP=0+1            0
  1604.      BE indicator                    NOT included
  1605.      Forward Frame Discard bit       1
  1606.      Backward Frame Discard bit      1
  1607.      Tagging Forward bit             0 (Tagging not requested)
  1608.      Tagging Backward bit            0 (Tagging not requested)
  1609.  
  1610.    Broadband Bearer Capability
  1611.      Bearer Class                    16 (BCOB-X)             Note 2
  1612.      ATM Transfer Capability         5  (CBR)                Note 3
  1613.      Susceptible to Clipping         00 (Not Susceptible)
  1614.      User Plane Configuration        01 (Point-to-Multipoint)
  1615.  
  1616.    Broadband Low Layer Information
  1617.      User Information Layer 2
  1618.        Protocol                      12 (ISO 8802/2)
  1619.      User Information Layer 3
  1620.        Protocol                      11 (ISO/IEC TR 9577)    Note 4
  1621.       ISO/IEC TR 9577 IPI            204
  1622.  
  1623.  
  1624.  
  1625.  
  1626. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 29]
  1627.  
  1628. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  1629.  
  1630.  
  1631.    QoS Class
  1632.      QoS Class Forward               1                       Note 5
  1633.      QoS Class Backward              1                       Note 5
  1634.  
  1635.    Extended QoS Parameters                                   Note 6
  1636.      Acceptable Forward CDV
  1637.      Acceptable Forward CLR
  1638.      Forward Max CTD
  1639.  
  1640.    Note 1:  See discussion in Section 2.5.1.
  1641.    Note 2:  Value 1 (BCOB-A) can also be used.
  1642.             If Bearer Class A is chosen the ATC field MUST be absent.
  1643.    Note 3:  The ATC value 7 is not used.  The value 7 implies CLR
  1644.             objective applies to the aggregate  CLP=0+1 stream and that
  1645.             does not give desirable treatment of excess traffic.
  1646.    Note 4:  For QoS VCs supporting GS or CLS, the layer 3 protocol
  1647.             SHOULD be specified.  For BE VCs, it can be left
  1648.             unspecified, allowing the VC to be shared by multiple
  1649.             protocols, following RFC 1755.
  1650.    Note 5:  Cf ITU Rec. I.356 [21] for new QoS Class definitions.
  1651.    Note 6:  See discussion in Section 2.6.
  1652.  
  1653. 5.3 Encoding GS Using Non-Real-Time VBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1654.  
  1655.    NrtVBR does not provide delay guarantees and is NOT RECOMMENDED for
  1656.    GS.  If GS/nrtVBR is used and network utilization is low, the delay
  1657.    may be `reasonable', but will not be controlled.  The encoding of GS
  1658.    with nrtVBR is the same as that for CLS using nrtVBR.  See Section
  1659.    6.1 below.
  1660.  
  1661. 5.4 Encoding GS Using ABR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1662.  
  1663.    GS using ABR is a very unlikely combination, and DOES NOT meet the
  1664.    service requirements of GS.  The objective of the ABR service is to
  1665.    provide "low" loss rates.  The delay objectives for ABR SHOULD be
  1666.    expected to be very loose.  If ABR were used for GS, the VC
  1667.    parameters would follow as for CLS over ABR.  See Section 6.2.
  1668.  
  1669. 5.5 Encoding GS Using UBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1670.  
  1671.    The UBR service is the lowest common denominator of the services.  It
  1672.    cannot provide delay or loss guarantees, and therefore DOES NOT meet
  1673.    the requirements of GS.  However if it is used for GS, it will be
  1674.    encoded in the same way as Best Effort over UBR, with the exception
  1675.    that the Forward PCR would be determined from the peak rate of the
  1676.    receiver TSpec.  See Section 7.1.
  1677.  
  1678.  
  1679.  
  1680.  
  1681.  
  1682. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 30]
  1683.  
  1684. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  1685.  
  1686.  
  1687. 5.6 Encoding GS Using ATM Forum UNI 3.0/3.1 Specifications
  1688.  
  1689.    It is not recommended to support GS using UNI 3.x VBR mode because
  1690.    the BCOB-C Bearer Class does not represent real-time behavior.  Also,
  1691.    Appendix F of the UNI 3.1 specification precludes the specification
  1692.    of traffic type "VBR" with the timing requirement "End to End timing
  1693.    Required" in conjunction with Bearer Class X.
  1694.  
  1695.    A CBR VC MEETS the requirements of GS.  The following table specifies
  1696.    the support of GS using CBR.
  1697.  
  1698.    AAL
  1699.      Type                            5
  1700.      Forward CPCS-SDU Size           parameter M of rcvr TSpec + 8 Bytes
  1701.      Backward CPCS-SDU Size          parameter M of rcvr TSpec + 8 Bytes
  1702.      Mode                            1 (Message mode)        Note 1
  1703.      SSCS Type                       0 (Null SSCS)
  1704.  
  1705.    Traffic Descriptor
  1706.      Forward PCR CLP=0                                       Note 2
  1707.      Backward PCR CLP=0              0
  1708.      Forward PCR CLP=0+1                                     Note 2
  1709.      Backward PCR CLP=0+1            0
  1710.      BE indicator                    NOT included
  1711.      Tagging Forward bit             1 (Tagging requested)
  1712.      Tagging Backward bit            1 (Tagging requested)
  1713.  
  1714.    Broadband Bearer Capability
  1715.      Bearer Class                    16  (BCOB-X)            Note 3
  1716.      Traffic Type                    001 (Constant Bit Rate)
  1717.      Timing Requirements             01  (Timing Required)
  1718.      Susceptible to Clipping         00  (Not Susceptible)
  1719.      User Plane Configuration        01  (Point-to-Multipoint)
  1720.  
  1721.    Broadband Low Layer Information
  1722.      User Information Layer 2
  1723.        Protocol                      12 (ISO 8802/2)
  1724.      User Information Layer 3
  1725.        Protocol                      11 (ISO/IEC TR 9577)    Note 4
  1726.       ISO/IEC TR 9577 IPI            204
  1727.  
  1728.  
  1729.    QoS Class                                                 Note 5
  1730.      QoS Class Forward               1
  1731.      QoS Class Backward              1
  1732.  
  1733.    Note 1:  Only included for UNI 3.0.
  1734.    Note 2:  See discussion in Section 2.5.1.  PCR CLP=0 SHOULD be set
  1735.  
  1736.  
  1737.  
  1738. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 31]
  1739.  
  1740. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  1741.  
  1742.  
  1743.             identical to PCR CLP=0+1.  Although this could potentially
  1744.             allow a CBR VC to carry excess traffic as tagged cells, it
  1745.             is not recommended since it is not supported in UNI 4.0
  1746.    Note 3:  Value 1 (BCOB-A) can also be used. If BCOB-A is used Traffic
  1747.             Type and Timing Requirements fields are not included.
  1748.    Note 4:  For QoS VCs supporting GS or CLS, the layer 3 protocol
  1749.             SHOULD be specified.  For BE VCs, it can be left
  1750.             unspecified, allowing the VC to be shared by multiple
  1751.             protocols, following RFC 1755.
  1752.    Note 5:  QoS Parameters are implied by the QoS Class.
  1753.  
  1754. 6.0 Summary of ATM VC Setup Parameters for Controlled Load Service
  1755.  
  1756.    This section describes how to create ATM VCs appropriately matched
  1757.    for Controlled Load Service.  CLS traffic is partly delay tolerant
  1758.    and has variable rate.  NrtVBR and ABR (TM/UNI 4.0 only) are the best
  1759.    choices for supporting CLS.
  1760.  
  1761.    Note, these encodings assume point to multipoint connections where
  1762.    the backward channel is not used.  If the IP session is unicast only,
  1763.    then a point-to-point VC may be used and the IWF may make use of the
  1764.    backward channel, with QoS parameters set appropriately for the
  1765.    service provided.
  1766.  
  1767.    We provide a mapping for all combinations of IP service and ATM
  1768.    service category, and comments indicating whether or not each
  1769.    combination meets the requirements of the IP-IS service.
  1770.  
  1771. 6.1 Encoding CLS Using Non-Real-Time VBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1772.  
  1773.    NrtVBR MEETS the requirements for CLS.
  1774.  
  1775.    AAL
  1776.      Type                            5
  1777.      Forward CPCS-SDU Size           parameter M of rcvr TSpec + 8 Bytes
  1778.      Backward CPCS-SDU Size          parameter M of rcvr TSpec + 8 Bytes
  1779.      SSCS Type                       0 (Null SSCS)
  1780.  
  1781.    Traffic Descriptor
  1782.      Forward PCR CLP=0+1                                     Note 1
  1783.      Backward PCR CLP=0+1            0
  1784.      Forward SCR CLP=0                                       Note 1
  1785.      Backward SCR CLP=0              0
  1786.      Forward MBS (CLP=0)                                     Note 1
  1787.      Backward MBS (CLP=0)            0
  1788.      BE indicator                    NOT included
  1789.      Forward Frame Discard bit       1
  1790.      Backward Frame Discard bit      1
  1791.  
  1792.  
  1793.  
  1794. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 32]
  1795.  
  1796. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  1797.  
  1798.  
  1799.      Tagging Forward bit             1 (Tagging requested)
  1800.      Tagging Backward bit            1 (Tagging requested)
  1801.  
  1802.    Broadband Bearer Capability
  1803.      Bearer Class                    16 (BCOB-X)             Note 2
  1804.      ATM Transfer Capability         10 (Non-real time VBR)  Note 3
  1805.      Susceptible to Clipping         00 (Not Susceptible)
  1806.      User Plane Configuration        01 (Point-to-Multipoint)
  1807.  
  1808.    Broadband Low Layer Information
  1809.      User Information Layer 2
  1810.        Protocol                      12 (ISO 8802/2)
  1811.      User Information Layer 3
  1812.        Protocol                      11 (ISO/IEC TR 9577)    Note 4
  1813.       ISO/IEC TR 9577 IPI            204
  1814.  
  1815.  
  1816.    QoS Class
  1817.      QoS Class Forward               3                       Note 5
  1818.      QoS Class Backward              3                       Note 5
  1819.  
  1820.    Extended QoS Parameters                                   Note 6
  1821.      Acceptable Forward CDV
  1822.      Acceptable Forward CLR
  1823.      Forward Max CTD
  1824.  
  1825.  
  1826.    Note 1:  See discussion in Section 2.5.2.
  1827.    Note 2:  Value 3 (BCOB-C) can also be used.
  1828.             If Bearer Class C is used, the ATC field MUST be absent.
  1829.    Note 3:  The ATC value 11 is not used.  The value 11 implies CLR
  1830.             objective applies to the aggregate  CLP=0+1 stream and
  1831.             that does not give desirable treatment of excess traffic.
  1832.    Note 4:  For QoS VCs supporting GS or CLS, the layer 3 protocol SHOULD
  1833.             be specified.  For BE VCs, it can be left unspecified, allowing
  1834.             the VC to be shared by multiple protocols, following RFC 1755.
  1835.    Note 5:  Cf ITU Rec. I.356 [21] for new QoS Class definitions.
  1836.    Note 6:  See discussion in Section 2.6.
  1837.  
  1838. 6.2 Encoding CLS Using ABR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1839.  
  1840.    ABR MEETS the requirements for CLS when MCR is set to the CLS TSpec
  1841.    rate.
  1842.  
  1843.    AAL
  1844.      Type                            5
  1845.      Forward CPCS-SDU Size           parameter M of rcvr TSpec + 8 Bytes
  1846.      Backward CPCS-SDU Size          parameter M of rcvr TSpec + 8 Bytes
  1847.  
  1848.  
  1849.  
  1850. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 33]
  1851.  
  1852. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  1853.  
  1854.  
  1855.      SSCS Type                       0 (Null SSCS)
  1856.  
  1857.    Traffic Descriptor
  1858.      Forward PCR CLP=0+1                                      Note 1
  1859.      Backward PCR CLP=0+1            0
  1860.      Forward MCR CLP=0+1                                      Note 1
  1861.      Backward MCR CLP=0+1            0
  1862.      BE indicator                    NOT included
  1863.      Forward Frame Discard bit       1
  1864.      Backward Frame Discard bit      1
  1865.      Tagging Forward bit             0 (Tagging not requested)
  1866.      Tagging Backward bit            0 (Tagging not requested)
  1867.  
  1868.    Broadband Bearer Capability
  1869.      Bearer Class                    16  (BCOB-X)             Note 2
  1870.      ATM Transfer Capability         12  (ABR)
  1871.      Susceptible to Clipping         00  (Not Susceptible)
  1872.      User Plane Configuration        00  (Point-to-Point)
  1873.  
  1874.    Broadband Low Layer Information
  1875.      User Information Layer 2
  1876.        Protocol                      12 (ISO 8802/2)
  1877.      User Information Layer 3
  1878.        Protocol                      11 (ISO/IEC TR 9577)    Note 3
  1879.       ISO/IEC TR 9577 IPI            204
  1880.  
  1881.  
  1882.    QoS Class
  1883.      QoS Class Forward               0                       Note 4
  1884.      QoS Class Backward              0                       Note 4
  1885.  
  1886.    Extended 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.    Note 1:  See discussion in Section 2.5.2.
  1895.    Note 2:  Value 3 (BCOB-C) can also be used.
  1896.             If Bearer Class C is chosen the ATC field MUST be absent.
  1897.    Note 3:  For QoS VCs supporting GS or CLS, the layer 3 protocol
  1898.             SHOULD be specified.  For BE VCs, it can be left
  1899.             unspecified, allowing the VC to be shared by multiple
  1900.             protocols, following RFC 1755.
  1901.    Note 4:  Cf ITU Rec. I.356 [21] for new QoS Class definitions.
  1902.    Note 5:  See discussion in Section 2.6.
  1903.  
  1904.  
  1905.  
  1906. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 34]
  1907.  
  1908. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  1909.  
  1910.  
  1911.    Note 6:  The ABR-specific parameters are beyond the scope of this
  1912.             document.  These generally depend on local implementation
  1913.             and not on values mapped from IP level service parameters
  1914.             (except for MCR).  See [6, 11] for further information.
  1915.  
  1916. 6.3 Encoding CLS Using CBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1917.  
  1918.    Although CBR does not explicitly take into account the variable rate
  1919.    of source data, it may be convenient to use ATM connectivity between
  1920.    edge routers to provide a simple "pipe" service, as a leased line
  1921.    replacement.  Since no tagging option is available with CBR, excess
  1922.    traffic MUST be handled using a separate VC.  Under this condition,
  1923.    CBR MEETS the requirements of CLS.
  1924.  
  1925.    To use CBR for CLS, the same encoding for GS over CBR (Section 5.2)
  1926.    would be used.  See discussion in Section 2.5.2.
  1927.  
  1928. 6.4 Encoding CLS Using Real-Time VBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1929.  
  1930.    The encoding of CLS using rtVBR implies a hard limit on the end-to-
  1931.    end delay in the ATM network.  This creates more complexity in the VC
  1932.    setup than the CLS service requires, and is therefore not a preferred
  1933.    combination, although it DOES MEET the requirements of CLS.
  1934.  
  1935.    If rtVBR is used to encode CLS, then the encoding is essentially the
  1936.    same as that for GS.  See discussions in Section 5.1 and Section
  1937.    2.5.2.
  1938.  
  1939. 6.5 Encoding CLS Using UBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  1940.  
  1941.    This encoding gives no QoS guarantees and DOES NOT MEET the
  1942.    requirements of CLS.  If used, it is coded in the same way as for BE
  1943.    over UBR (Section 7.1), except that the PCR would be determined from
  1944.    the peak rate of the receiver TSpec.
  1945.  
  1946. 6.6 Encoding CLS Using ATM Forum UNI 3.0/3.1 Specifications
  1947.  
  1948.    This encoding is equivalent to the nrtVBR service category.  It MEETS
  1949.    the requirements of CLS.
  1950.  
  1951.    AAL
  1952.      Type                            5
  1953.      Forward CPCS-SDU Size           parameter M of rcvr TSpec + 8 Bytes
  1954.      Backward CPCS-SDU Size          parameter M of rcvr TSpec + 8 Bytes
  1955.      Mode                            1 (Message mode)        Note 1
  1956.      SSCS Type                       0 (Null SSCS)
  1957.  
  1958.  
  1959.  
  1960.  
  1961.  
  1962. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 35]
  1963.  
  1964. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  1965.  
  1966.  
  1967.    Traffic Descriptor
  1968.      Forward PCR CLP=0+1                                     Note 2
  1969.      Backward PCR CLP=0+1            0
  1970.      Forward SCR CLP=0                                       Note 2
  1971.      Backward SCR CLP=0              0
  1972.      Forward MBS (CLP=0)                                     Note 2
  1973.      Backward MBS (CLP=0)            0
  1974.      BE indicator                    NOT included
  1975.      Tagging Forward bit             1 (Tagging requested)
  1976.      Tagging Backward bit            1 (Tagging requested)
  1977.  
  1978.    Broadband Bearer Capability
  1979.      Bearer Class                    16  (BCOB-X)            Note 3
  1980.      Traffic Type                    010 (Variable Bit Rate)
  1981.      Timing Requirements             00  (No Indication)
  1982.      Susceptible to Clipping         00  (Not Susceptible)
  1983.      User Plane Configuration        01  (Point-to-Multipoint)
  1984.  
  1985.    Broadband Low Layer Information
  1986.      User Information Layer 2
  1987.        Protocol                      12 (ISO 8802/2)
  1988.      User Information Layer 3
  1989.        Protocol                      11 (ISO/IEC TR 9577)    Note 4
  1990.       ISO/IEC TR 9577 IPI            204
  1991.  
  1992.  
  1993.    QoS Class
  1994.      QoS Class Forward               3                       Note 5
  1995.      QoS Class Backward              3                       Note 5
  1996.  
  1997.    Note 1:  Only included for UNI 3.0.
  1998.    Note 2:  See discussion in Section 2.5.2.
  1999.    Note 3:  Value 3 (BCOB-C) can also be used. If BCOB-C is used Traffic
  2000.             Type and Timing Requirements fields are not included.
  2001.    Note 4:  For QoS VCs supporting GS or CLS, the layer 3 protocol
  2002.             SHOULD be specified.  For BE VCs, it can be left
  2003.             unspecified, allowing the VC to be shared by multiple
  2004.             protocols, following RFC 1755.
  2005.    Note 5:  Cf ITU Rec. I.356 [21] for new QoS Class definitions.  QoS
  2006.             Parameters are implied by the QoS Class.
  2007.  
  2008. 7.0 Summary of ATM VC Setup Parameters for Best Effort Service
  2009.  
  2010.    This section is provided for completeness only.  The IETF ION working
  2011.    group documents on ATM signalling support for IP over ATM [10, 11]
  2012.    provide definitive specifications for Best Effort IP service over
  2013.    ATM.
  2014.  
  2015.  
  2016.  
  2017.  
  2018. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 36]
  2019.  
  2020. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  2021.  
  2022.  
  2023.    The best-matched ATM service category to IP Best Effort is UBR.  We
  2024.    provide the setup details for this case below.  The BE service does
  2025.    not involve reservation of resources.  ABR and nrtVBR are also well
  2026.    suited to BE service.  See discussion in Section 2.1.3.
  2027.  
  2028.    Note, VCs supporting best effort service are usually point to point,
  2029.    rather than point to multipoint, and the backward channels of VCs are
  2030.    used.  In cases where VCs are set up to support best effort multicast
  2031.    sessions, multipoint VCs can be used and the backward channels would
  2032.    be not have resources reserved.  Related situations include transport
  2033.    of excess traffic on IP-multicast QoS sessions, or to support the
  2034.    subset of multicast end systems that have not made rsvp reservations.
  2035.    See the discussion on VC management in [12].
  2036.  
  2037. 7.1 Encoding Best Effort Service Using UBR (ATM Forum TM/UNI 4.0)
  2038.  
  2039.    AAL
  2040.      Type                            5
  2041.      Forward CPCS-SDU Size           9188 Bytes (default MTU for AAL-5)
  2042.      Backward CPCS-SDU Size          9188 Bytes (default MTU for AAL-5)
  2043.      SSCS Type                       0 (Null SSCS)
  2044.  
  2045.    Traffic Descriptor
  2046.      Forward PCR CLP=0+1                                         Note 1
  2047.      Backward PCR CLP=0+1            0
  2048.      BE indicator                    included
  2049.      Forward Frame Discard bit       1
  2050.      Backward Frame Discard bit      1
  2051.      Tagging Forward bit             1 (Tagging requested)
  2052.      Tagging Backward bit            1 (Tagging requested)
  2053.  
  2054.    Broadband Bearer Capability
  2055.      Bearer Class                    16 (BCOB-X)                 Note 2
  2056.      ATM Transfer Capability         10 (Non-real time VBR)
  2057.      Susceptible to Clipping         00 (Not Susceptible)
  2058.      User Plane Configuration        01 (Point-to-Multipoint)
  2059.  
  2060.    Broadband Low Layer Information
  2061.      User Information Layer 2
  2062.        Protocol                      12 (ISO 8802/2)             Note 3
  2063.  
  2064.    QoS Class
  2065.      QoS Class Forward               0
  2066.      QoS Class Backward              0
  2067.  
  2068.  
  2069.    Note 1:  See discussion in Section 2.5.3.
  2070.    Note 2:  Value 3 (BCOB-C) can also be used.
  2071.  
  2072.  
  2073.  
  2074. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 37]
  2075.  
  2076. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  2077.  
  2078.  
  2079.             If Bearer Class C is used, the ATC field MUST be absent
  2080.    Note 3:  For QoS VCs supporting GS or CLS, the layer 3 protocol SHOULD
  2081.             be specified.  For BE VCs, it can be left unspecified, allowing
  2082.             the VC to be shared by multiple protocols, following RFC 1755.
  2083.  
  2084. 8.0 Security Considerations
  2085.  
  2086.    IP Integrated Services (including rsvp) and ATM are both complex
  2087.    resource reservation protocols, and SHOULD be expected to have
  2088.    complex feature interactions.
  2089.  
  2090.    Differences in IP and ATM billing styles could cause unforeseen
  2091.    problems since RESV messages can set up VCs.  For example, an end-
  2092.    user paying a flat rate for (non-rsvp aware) internet service may
  2093.    send an rsvp RESV message that encounters a (perhaps distant) ATM
  2094.    network with a usage-sensitive billing model.  Insufficient
  2095.    authentication could result in services being accidentally billed to
  2096.    an innocent third party, intentional theft of service, or malicious
  2097.    denial of service attacks where high volumes of reservations consume
  2098.    transport or processing resources at the edge devices.
  2099.  
  2100.    The difference in styles of handling excess traffic could result in
  2101.    denial of service attacks where the ATM network uses transport
  2102.    resources (bandwidth, buffers) or connection processing resources
  2103.    (switch processor cycles) in an attempt to accommodate excess traffic
  2104.    that was admitted by the internet service.
  2105.  
  2106.    Problems associated with translation of resource reservations at edge
  2107.    devices are probably more complex and susceptible to abuse when the
  2108.    IP-ATM edge is also an administrative boundary between service
  2109.    providers.  Note also that administrative boundaries can exist within
  2110.    the ATM cloud, i.e., the ingress and egress edge devices are operated
  2111.    by different service providers.
  2112.  
  2113.    Note, the ATM Forum Security Working Group is currently defining
  2114.    ATM-level security features such as data encryption and signalling
  2115.    authentication.  See also the security issues raised in the rsvp
  2116.    specification [3].
  2117.  
  2118. 9.0 Acknowledgements
  2119.  
  2120.    The authors received much useful input from the members of the ISSLL
  2121.    working group.  In particular, thanks to Drew Perkins and Jon Bennett
  2122.    of Fore Systems, Roch Guerin of IBM, Susan Thomson and Sudha Ramesh
  2123.    of Bellcore.
  2124.  
  2125.  
  2126.  
  2127.  
  2128.  
  2129.  
  2130. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 38]
  2131.  
  2132. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  2133.  
  2134.  
  2135. Appendix 1  Abbreviations
  2136.  
  2137.    AAL           ATM Adaptation Layer
  2138.    ABR           Available Bit Rate
  2139.    APB           Available Path Bandwidth (int-serv GCP)
  2140.    ATC           ATM Transfer Capability
  2141.    ATM           Asynchronous Transfer Mode
  2142.    B-LLI         Broadband Low Layer Information
  2143.    BCOB          Broadband Connection-Oriented Bearer Capability
  2144.    BCOB-{A,C,X}  Bearer Class A, C, or X
  2145.    BE            Best Effort
  2146.    BT            Burst Tolerance
  2147.    CBR           Constant Bit Rate
  2148.    CDV           Cell Delay Variation
  2149.    CDVT          Cell Delay Variation Tolerance
  2150.    CLP           Cell Loss Priority (bit)
  2151.    CLR           Cell Loss Ratio
  2152.    CLS           Controlled Load Service
  2153.    CPCS          Common Part Convergence Sublayer
  2154.    CTD           Cell Transfer Delay
  2155.    EOM           End of Message
  2156.    GCP           General Characterization Parameter
  2157.    GCRA          Generic Cell Rate Algorithm
  2158.    GS            Guaranteed Service
  2159.    IE            Information Element
  2160.    IETF          Internet Engineering Task Force
  2161.    ION           IP Over Non-broadcast multiple access networks
  2162.    IP            Internet Protocol
  2163.    IPI           Initial Protocol Identifier
  2164.    IS            Integrated Services
  2165.    ISSLL         Integrated Services over Specific Link Layers
  2166.    ITU           International Telecommunication Union
  2167.    IWF           Interworking Function
  2168.    LIJ           Leaf Initiated Join
  2169.    LLC           Logical Link Control
  2170.    MBS           Maximum Burst Size
  2171.    MCR           Minimum Cell Rate
  2172.    MPL           Minimum Path Latency
  2173.    MTU           Maximum Transfer Unit
  2174.    nrtVBR        Non-real-time VBR
  2175.    PCR           Peak Cell Rate
  2176.    PDU           Protocol Data Unit
  2177.    PVC           Permanent Virtual Connection
  2178.    QoS           Quality of Service
  2179.    RESV          Reservation Message (of rsvp protocol)
  2180.    RFC           Request for Comments
  2181.    RSVP          Resource Reservation Protocol
  2182.    RSpec         Reservation Specification
  2183.  
  2184.  
  2185.  
  2186. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 39]
  2187.  
  2188. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  2189.  
  2190.  
  2191.    rtVBR         Real-time VBR
  2192.    SCR           Sustainable Cell Rate
  2193.    SDU           Service Data Unit
  2194.    SNAP          Subnetwork Attachment Point
  2195.    SSCS          Service-Specific Convergence Sub-layer
  2196.    SVC           Switched Virtual Connection
  2197.    TCP           Transport Control Protocol
  2198.    TM            Traffic Management
  2199.    TSpec         Traffic Specification
  2200.    UBR           Unspecified Bit Rate
  2201.    UNI           User-Network Interface
  2202.    UPC           Usage Parameter Control (ATM traffic policing function)
  2203.    VBR           Variable Bit Rate
  2204.    VC            (ATM) Virtual Connection
  2205.  
  2206. REFERENCES
  2207.  
  2208.    [1]  Bradner, S., "Key words for use in RFCs to Indicate Requirement
  2209.         Levels", BCP 14, RFC 2119, March 1997.
  2210.  
  2211.    [2]  Braden, R., Clark, D., and S. Shenker, "Integrated Services in
  2212.         the Internet Architecture: an Overview", RFC 1633, June 1994.
  2213.  
  2214.    [3]  Braden, R., Zhang, L., Berson, S., Herzog, S., and S. Jamin,
  2215.         "Resource ReSerVation Protocol (RSVP) - Version 1 Functional
  2216.         Specification", RFC 2205, September 1997.
  2217.  
  2218.    [4]  The ATM Forum, "ATM User-Network Interface Specification,
  2219.         Version 3.0", Prentice Hall, Englewood Cliffs NJ, 1993.
  2220.  
  2221.    [5]  The ATM Forum, "ATM User-Network Interface Specification,
  2222.         Version 3.1", Prentice Hall, Upper Saddle River NJ, 1995.
  2223.  
  2224.    [6]  The ATM Forum, "ATM User-Network Interface (UNI) Signalling
  2225.         Specification, Version 4.0", July 1996.  Available at
  2226.         ftp://ftp.atmforum.com/pub/approved-specs/af-sig-0061.000.ps.
  2227.  
  2228.    [7]  The ATM Forum, "ATM Traffic Management Specification, Version
  2229.         4.0", April 1996.  Available at
  2230.         ftp://ftp.atmforum.com/pub/approved-specs/af-tm-0056.000.ps.
  2231.  
  2232.    [8]  M. W. Garrett, "A Service Architecture for ATM: From
  2233.         Applications to Scheduling", IEEE Network Mag., Vol. 10, No. 3,
  2234.         pp. 6-14, May 1996.
  2235.  
  2236.    [9]  Shenker, S., Partridge, C., and R. Guerin, "Specification of
  2237.         Guaranteed Quality of Service", RFC 2212, September 1997.
  2238.  
  2239.  
  2240.  
  2241.  
  2242. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 40]
  2243.  
  2244. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  2245.  
  2246.  
  2247.    [10] Wroclawski, J., "Specification of the Controlled-Load Network
  2248.         Element Service", RFC 2211, September 1997.
  2249.  
  2250.    [11] Perez, M., Liaw, F., Mankin, A., Hoffman, E., Grossman, D., and
  2251.         A. Malis, "ATM Signaling Support for IP over ATM", RFC 1755,
  2252.         February 1995.
  2253.  
  2254.    [12] Maher, M., "ATM Signalling Support for IP over ATM - UNI
  2255.         Signalling 4.0 Update", RFC 2331, April 1998.
  2256.  
  2257.    [13] Crawley, E., Berger, L., Berson, S., Baker, F., Borden, M., and
  2258.         J. Krawczyk, "A Framework for Integrated Services and RSVP over
  2259.         ATM", RFC 2382, August 1998.
  2260.  
  2261.    [14] Berger, L., "RSVP over ATM Implementation Requirements", RFC
  2262.         2380, August 1998.
  2263.  
  2264.    [15] Berger, L., "RSVP over ATM Implementation Guidelines", BCP 24,
  2265.         RFC 2379, August 1998.
  2266.  
  2267.    [16] Shenker, S., and J. Wroclawski, "Network Element Service
  2268.         Specification Template", RFC 2216, September 1997.
  2269.  
  2270.    [17] Wroclawski, J., "The Use of RSVP with IETF Integrated Services",
  2271.         RFC 2210, September 1997.
  2272.  
  2273.    [18] Borden, M., Crawley, E., Davie, B., and S. Batsell, "Integration
  2274.         of Real-time Services in an IP-ATM Network Architecture", RFC
  2275.         1821, August 1995.
  2276.  
  2277.    [19] Heinanen, J., "Multiprotocol Encapsulation over ATM Adaptation
  2278.         Layer 5", RFC 1483, July 1993.
  2279.  
  2280.    [20] Laubach, M., "Classical IP and ARP over ATM", RFC 1577, January
  2281.         1994.
  2282.  
  2283.    [21] ITU Recommendation I.356, "B-ISDN ATM layer cell transfer
  2284.         performance", International Telecommunication Union, Geneva,
  2285.         October 1996.
  2286.  
  2287.    [22] A. Romanow, S. Floyd, "Dynamics of TCP Traffic over ATM
  2288.         Networks", IEEE J. Sel. Areas in Commun., Vol. 13, No. 4, pp.
  2289.         633-41, May 1995.
  2290.  
  2291.  
  2292.  
  2293.  
  2294.  
  2295.  
  2296.  
  2297.  
  2298. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 41]
  2299.  
  2300. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  2301.  
  2302.  
  2303.    [23] A. K. Parekh, R. G. Gallager, "A Generalized Processor Sharing
  2304.         Approach to Flow Control in Integrated Services Networks: The
  2305.         Multiple Node Case", IEEE/ACM Trans. Networking, Vol. 2, No. 2,
  2306.         pp. 137-150, April 1994.
  2307.  
  2308.    [24] S. Floyd, V. Jacobson, "Link-sharing and Resource Management
  2309.         Models for Packet Networks", IEEE/ACM Trans. Networking, Vol. 3,
  2310.         No. 4, August 1995.
  2311.  
  2312.    [25] S. Shenker and J. Wroclawski, "General Characterization
  2313.         Parameters for Integrated Service Network Elements", RFC 2215,
  2314.         September 1997.
  2315.  
  2316. Authors' Addresses
  2317.  
  2318.    Mark W. Garrett
  2319.    Bellcore
  2320.    445 South Street
  2321.    Morristown, NJ 07960
  2322.    USA
  2323.  
  2324.    Phone: +1 201 829-4439
  2325.    EMail: mwg@bellcore.com
  2326.  
  2327.  
  2328.    Marty Borden
  2329.    Bay Networks
  2330.    42 Nagog Park
  2331.    Acton MA, 01720
  2332.    USA
  2333.  
  2334.    Phone: +1 508 266-1011
  2335.    EMail: mborden@baynetworks.com
  2336.  
  2337.  
  2338.  
  2339.  
  2340.  
  2341.  
  2342.  
  2343.  
  2344.  
  2345.  
  2346.  
  2347.  
  2348.  
  2349.  
  2350.  
  2351.  
  2352.  
  2353.  
  2354. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 42]
  2355.  
  2356. RFC 2381         Interoperation of CLS and GS with ATM       August 1998
  2357.  
  2358.  
  2359. Full Copyright Statement
  2360.  
  2361.    Copyright (C) The Internet Society (1998).  All Rights Reserved.
  2362.  
  2363.    This document and translations of it may be copied and furnished to
  2364.    others, and derivative works that comment on or otherwise explain it
  2365.    or assist in its implementation may be prepared, copied, published
  2366.    and distributed, in whole or in part, without restriction of any
  2367.    kind, provided that the above copyright notice and this paragraph are
  2368.    included on all such copies and derivative works.  However, this
  2369.    document itself may not be modified in any way, such as by removing
  2370.    the copyright notice or references to the Internet Society or other
  2371.    Internet organizations, except as needed for the purpose of
  2372.    developing Internet standards in which case the procedures for
  2373.    copyrights defined in the Internet Standards process must be
  2374.    followed, or as required to translate it into languages other than
  2375.    English.
  2376.  
  2377.    The limited permissions granted above are perpetual and will not be
  2378.    revoked by the Internet Society or its successors or assigns.
  2379.  
  2380.    This document and the information contained herein is provided on an
  2381.    "AS IS" basis and THE INTERNET SOCIETY AND THE INTERNET ENGINEERING
  2382.    TASK FORCE DISCLAIMS ALL WARRANTIES, EXPRESS OR IMPLIED, INCLUDING
  2383.    BUT NOT LIMITED TO ANY WARRANTY THAT THE USE OF THE INFORMATION
  2384.    HEREIN WILL NOT INFRINGE ANY RIGHTS OR ANY IMPLIED WARRANTIES OF
  2385.    MERCHANTABILITY OR FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.
  2386.  
  2387.  
  2388.  
  2389.  
  2390.  
  2391.  
  2392.  
  2393.  
  2394.  
  2395.  
  2396.  
  2397.  
  2398.  
  2399.  
  2400.  
  2401.  
  2402.  
  2403.  
  2404.  
  2405.  
  2406.  
  2407.  
  2408.  
  2409.  
  2410. Garrett & Borden            Standards Track                    [Page 43]
  2411.  
  2412.