home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Danny Amor's Online Library / Danny Amor's Online Library - Volume 1.iso / html / faqs / faq / cell-relay-faq / part2 < prev   
Encoding:
Text File  |  1995-07-25  |  36.8 KB  |  781 lines

  1. Subject: comp.dcom.cell-relay FAQ: ATM, SMDS, and related technologies (part 2/2)
  2. Newsgroups: comp.dcom.cell-relay,comp.answers,news.answers
  3. From: carl@umd5.umd.edu (Carl Symborski)
  4. Date: 10 Sep 1994 01:01:25 -0400
  5.  
  6. Archive-name: cell-relay-faq/part2
  7. Last-modified: 1994/09/06
  8.  
  9.  
  10. ---This is part 2/2---
  11.  
  12. Of course, understand that the specified behavior may closely match the
  13. way the traffic was going to behave anyway.  But by knowing precisely
  14. how the traffic is going to behave, it is possible to allocate resources
  15. inside the network such that guarantees about availability of bandwidth
  16. and maximum delays can be given.
  17.  
  18.  
  19. Brief Tutorial:
  20. Assume some switches connected together which are carrying traffic.
  21. The problem to actually deliver the grade of service that has been promised, 
  22. and that people are paying good money for. This requires some kind of resource
  23. management strategy, since congestion will be by far the greatest factor
  24. in data loss. You also need to charge enough to cover you costs and make a
  25. profit, but in such a way that you attract customers. There are a number
  26. of parameters and functions that need to be considered:
  27.  
  28. PARAMETERS
  29. ----------
  30. There are lots of traffic parameters that have been proposed for resource
  31. management. The more important ones are:
  32.     mean bitrate
  33.     peak bitrate
  34.     variance of bitrate
  35.     burst length
  36.     burst frequency
  37.     cell-loss rate
  38.     cell-loss priority
  39.     etc. etc.
  40.  
  41. These parameters exist in three forms:
  42.     (a) actual
  43.     (b) measured, or estimated
  44.     (c) declared (by the customer)
  45.  
  46. FUNCTIONS
  47. ---------
  48. (a) Acceptance Function
  49. -----------------------
  50. Each switch has the option of accepting a virtual circuit request based on
  51. the declared traffic parameters as given by the customer. Acceptance is
  52. given if the resulting traffic mix will not cause the switch to not
  53. achieve its quality of service goals.
  54.  
  55. The acceptance process is gone through by every switch in a virtual
  56. circuit. If a downstream switch refuses to accept a connection, an
  57. alternate route might be tried.
  58.  
  59. (b) Policing Function
  60. ---------------------
  61. Given that a switch at the edge of the network has accepted a virtual
  62. circuit request, it has to make sure the customer equipment keeps its
  63. promises. The policing function in some way estimates the the parameters
  64. of the incoming traffic and takes some action if they measure traffic
  65. exceeding agreed parameters. This action could be to drop the cells, mark
  66. them as being low cell-loss priority, etc.
  67.  
  68. (c) Charging Function
  69. ---------------------
  70. The function most ignored by traffic researchers, but perhaps the most
  71. important for the success of any service! Basically, this function
  72. computes a charge from the estimated and agreed traffic parameters.
  73.  
  74. (d) Traffic Shaping Function
  75. ----------------------------
  76. Traffic shaping is something that happens in the customer premise equipment.
  77. If the Policing function is the policeman, and the charging function is the
  78. judge, then the traffic shaper is the lawyer. The traffic shaper uses
  79. information about the policing and charging functions in order to change
  80. the traffic characteristics of the customer's stream to get the lowest
  81. charge or the smallest cell-loss, etc.
  82.  
  83. For example, an IP router attached to an ATM network might delay some
  84. cells slightly in order to reduce the peak rate and rate variance without
  85. affecting throughput. An MPEG codec that was operating in a situation
  86. where delay wasn't a problem might operate in a CBR mode.
  87.  
  88.  
  89.  
  90. SUBJECT:  D4) * What is happening with signalling standards for ATM?
  91.  
  92.         The Signaling Sub-Working Group (SWG) of the ATM Forum's Technical 
  93. Committee has completed its implementation agreement on signaling at the 
  94. ATM UNI (summer 1993).  The protocol is based on Q93B with extensions 
  95. to support point-to-multipoint connections.  Agreements on addressing specify 
  96. the use of GOSIP-style NSAPs for the (SNPA) address of an ATM end-point 
  97. at the Private UNI, and the use of either or both GOSIP-style NSAPs and/or 
  98. E.164 addresses at the Public UNI.  The agreements have been documented 
  99. as part of the UNI 3.0 specification. 
  100.  
  101. Additionally, the ANSI T1S1 as well as the ITU-T sudygroup XI are concerned 
  102. with ATM signalling.  In the latter half of 1993 a couple of things happened:
  103.  1) The ITU finally agreed to modify its version of Q93B to more closely
  104.     to align it with that specified in the ATM Forum's UNI 3.0 specification.
  105.     The remaining variations included some typos which the ITU Study Group 
  106.     found in the Forum's specification.  Also, some problems were solved 
  107.     differently.  Aligned yes, but the changes could still cause 
  108.     incompatibilities with UNI 3.0.
  109.  2) Given the above, the ATM Forum's signalling SWG decided to modify the 
  110.     Forum's specification to close the remaining gap and align it with the
  111.     ITU.  The end result may be declared as errata to UNI 3.0 or defined 
  112.     as a UNI 3.1 specification 
  113.  
  114. The biggest change is with SSCOP.  UNI 3.0 references the draft ITU-T SSCOP
  115. documents (Q.SAAL).  However UNI 3.1 will reference the final ITU Q.21X0
  116. specifications.  These two secifications are *not* interoperable so there
  117. will be no backwards compatibility between UNI 3.0 and UNI 3.1.
  118.  
  119. Beyond that folks are looking forward to a UNI 4.0 which would include
  120. things like ABR service class among other things.
  121.  
  122. The ATM Forum also has a Private-NNI SWG.  Their objective is to define an 
  123. interface between one Switching System (SS) and another, where each SS is a
  124. group of one or more switches, such that the specification can be applied to 
  125. both the switch-to-switch case and the network-to-network cases.
  126.  
  127. Tentative schedule for the ATM Forum's work:
  128.  
  129. UNI 3.1     September 94
  130. PNNI 1.0    March 95
  131. B-ICI 2.0    March 95
  132. UNI 4.0 draft    June 95
  133.  
  134.  
  135. SUBJECT:  D5)   What is VPI and VCI?
  136.  
  137.         ATM is a connection orientated protocol and as such there is a 
  138. connection identifier in every cell header which explicitly associates a cell 
  139. with a given virtual channel on a physical link.  The connection identifier 
  140. consists of two sub-fields, the Virtual Channel Identifier (VCI) and the 
  141. Virtual Path Identifier (VPI).  Together they are used in multiplexing, 
  142. demultiplexing and switching a cell through the network.  VCIs and VPIs are 
  143. not addresses.  They are explicitly assigned at each segment (link between ATM
  144. nodes) of a connection when a connection is established, and remain for the 
  145. duration of the connection.  Using the VCI/VPI the ATM layer can 
  146. asynchronously interleave (multiplex) cells from multiple connections.
  147.  
  148.  
  149. SUBJECT:  D6)   Why both VPI *and* VCI?
  150.  
  151.         The Virtual Path concept originated with concerns over the cost of 
  152. controlling BISDN networks.  The idea was to group connections
  153. sharing common paths through the network into identifiable units (the Paths).
  154. Network management actions would then be applied to the smaller number of 
  155. groups of connections (paths) instead of a larger number of individual 
  156. connections (VCI).  Management here including call setup, routing, failure
  157. management, bandwidth allocation etc.  For example, use of Virtual Paths in
  158. an ATM network reduces the load on the control mechanisms because the function
  159. needed to set up a path through the network are performed only once for all
  160. subsequent Virtual Channels using that path.  Changing the trunk mapping
  161. of a single Virtual Path can effect a route change for every Virtual Channel
  162. using that path.
  163.  
  164. Now the basic operation of an ATM switch will be the same, no matter if it is
  165. handling a virtual path or virtual circuit.  The switch must identify on
  166. the basis of the incomming cell's VPI, VCI, or both, which output port to
  167. forward a cell received on a given input port.  It must also determine what
  168. the new values the VPI/VCI are on this output link, substituting these 
  169. new values in the cell.
  170.  
  171.  
  172. SUBJECT:  D7)   How come an ATM cell is 53 bytes anyway?
  173.  
  174.         ATM cells are standardized at 53 bytes because it seemed like a 
  175. good idea at the time!  As it turns out, during the standardization process
  176. a conflict arose within the CCITT as to the payload size within an ATM
  177. cell.  The US wanted 64 byte payloads because it was felt optimal for
  178. US networks.  The Europeans and Japanese wanted 32 payloads because it was
  179. optimal for them.  In the end 48 bytes was chosen as a compromise.  So 
  180. 48 bytes payload plus 5 bytes header is 53 bytes total. 
  181.  
  182. The two positions were not chosen for similar applications however.
  183. US proposed 64 bytes taking into consideration bandwidth utilization for
  184. data networks and efficient memory transfer (length of payload should be 
  185. a power of 2 or at least a multiple of 4). 64 bytes fit both requirements.
  186.  
  187. Europe proposed 32 bytes taking voice applications into consideration. At
  188. cell sizes >= 152, there is a talker echo problem. Cell sizes between 32-152
  189. result in listener echo. Cell sizes <= 32 overcome both problems, under ideal
  190. conditions. 
  191.  
  192. CCITT chose 48 bytes as a compromise. As far as the header goes, 10% of
  193. payload was perceived as an upper bound on the acceptable overhead, so 5 bytes
  194. was chosen.
  195.  
  196.  
  197. SUBJECT:  D8) * How does AAL5 work?
  198.  
  199.         Here is is a very simplified view of AAL5 and AALs in general.
  200. AAL5 is a mechanism for segmentation and reassembly of packets.  That is, 
  201. it is a rulebook which sender and receiver agree upon for taking a long 
  202. packet and dividing it up into cells.  The sender's job is to segment the
  203. packet and build the set of cells to be sent.  The receiver's job is to
  204. verify that the packet has been received intact without errors and to
  205. put it back together again.
  206.  
  207. AAL5 (like any other AAL) is composed of a common part (CPCS) and a service
  208. specific part (SSCS). The common part is further composed of a convergence
  209. sublayer (CS) and a segmentation and reassembly (SAR) sublayer.
  210.  
  211.          +--------------------+
  212.          |                    | SSCS
  213.          +--------------------+
  214.          |        CS          |
  215.          | ------------------ | CPCS
  216.          |       SAR          |
  217.          +--------------------+
  218.  
  219. SAR segments higher a layer PDU into 48 byte chunks that are fed into
  220. the ATM layer to generate 53 byte cells (carried on the same VCI).  The 
  221. payload type in the last cell (i.e., wherever the AAL5 trailer is) is marked 
  222. to indicate that this is the last cell in a packet.  (The receiver may 
  223. assume that the next cell received on that VCI is the beginning of a 
  224. new packet.)
  225.  
  226. CS provides services such as padding and CRC checking. It takes an SSCS
  227. PDU, adds padding if needed, and then adds an 8-byte trailer such that
  228. the total length of the resultant PDU is a multiple of 48. The trailer
  229. consist of a 2 bytes reserved, 2 bytes of packet length, and 4 bytes of CRC.
  230.  
  231. SSCS is service dependent and may provide services such as assured
  232. data transmission based on retransmissions. One example is the SAAL
  233. developed for signalling. This consists of the following:
  234.  
  235.          +--------------------+
  236.          |       SSCF         | 
  237.          | ------------------ | SSCS
  238.          |       SSCOP        |
  239.          +--------------------+
  240.          |        CS          |
  241.          | ------------------ | CPCS
  242.          |       SAR          |
  243.          +--------------------+
  244.  
  245. SSCOP is a general purpose data transfer layer providing, among other
  246. things, assured data transfer.
  247.  
  248. SSCF is a coordination function that maps SSCOP services into those
  249. primitives needed specifically for signalling (by Q.2931). Different
  250. SSCFs may be prescribed for different services using the same SSCOP.
  251.  
  252. The SSCS may be null as well (e.g. IP-over-ATM or LAN Emulation).
  253.  
  254. There are two problems that can happen during transit.  First, a
  255. cell could be lost.  In that case, the receiver can detect the problem
  256. either because the length does not correspond with the number of cells
  257. received, or because the CRC does not match what is calculated.  Second,
  258. a bit error can occur within the payload.  Since cells do not have any
  259. explicit error correction/detection mechanism, this cannot be detected
  260. except through the CRC mismatch.
  261.  
  262. Note that it is up to higher layer protocols to deal with lost and
  263. corrupted packets.  This can be done by using a SSCS which supports
  264. assured data transfer, as discussed above.
  265.  
  266.  
  267. SUBJECT:  D9) * What are the diffferences between Q.93B, Q.931, and Q.2931?
  268.  
  269.         Essentially, Q.93B is an enhanced signalling protocol for call
  270. control at the Broadband-ISDN user-network interface, using the ATM
  271. transfer mode.  The most important difference is that unlike Q.931
  272. which manages fixed bandwidth circuit switched channels, Q.93B has
  273. to manage variable bandwidth virtual channels.  So, it has to deal
  274. with new parameters such as ATM cell rate, AAL parameters (for
  275. layer 2), broadband bearer capability, etc.  In addition, the ATM
  276. Forum has defined new functionality such as point-to-multipoint
  277. calls.  The ITU-T Recommendation will specify interworking
  278. procedures for narrowband ISDN.
  279.  
  280. Note that as of Spring 1994, Q.93B has reached a state of maturity 
  281. susfficient to justify a new name, Q.2931 for its publised official
  282. designation.
  283.  
  284.  
  285.  
  286. SUBJECT:  D10)   What is a DXI?
  287.  
  288.         The ATM DXI (Data Exchange Interface)is basically the functional
  289. equivalent of the SMDS DXI.  Routers will handle frames and packets but not 
  290. typically fragment them into cells; DSUs will fragment frames into cells as
  291. the information is mapped to the digital transmission facility.
  292.  
  293. The DXI, then, provides the standard interface between routers and DSUs
  294. without requiring a bunch of proprietary agreements.  The SMDS DXI is
  295. simple 'cause the router does the frame (SMDS level 3) and the DSU does
  296. the cells (SMDS level 2).  The ATM DXI is a little more complicated
  297. since it has to accomomodate AAL3/4 and/or AAL5 (possibly concurrently).
  298.  
  299.  
  300.  
  301. SUBJECT:  D11)   What is Goodput?
  302.  
  303.         When ATM is used to tranasport cells originating from higher-level 
  304. protocols (HLP), an important consideration is the impact of ATM cell loss 
  305. on that protocol or at least the segmentation processs.  ATM cell loss can 
  306. cause the effective throughput of some HLPs to be arbitrarily poor depending
  307. on ATM switch buffer size, HLP congestion control mechanisms, and packet size.
  308.  
  309. This occurs because during congestion for example, and ATM switch buffer can
  310. overflow which will cause cells to be dropped from multiple packets, runining
  311. each such packet.  The preceding and the remaining cells from such packets,
  312. which are ultimately discarded by the frame reassembly process in the receiver,
  313. are nevertheless transmitted on an already congested link, thus wasting
  314. valuable link bandwidth.
  315.  
  316. The traffic represented by these "bad" cells may be termed as BADPUT. 
  317. Correspondingly, the effective throughput, as determined by those cells which
  318. are successfully recombined at the receiver, can be termed as GOODPUT. 
  319.  
  320.  
  321. SUBJECT:  D12)   What is LAN Emulation all about?
  322.  
  323. "LAN Emulation" is a work in progress in the ATM Forum.  There is not a 
  324. complete agreement on all aspects of LAN Emulation, but there is good agreement
  325. on the requirements and general approach.  Here's the basics:
  326.  
  327. The organizations working on it say LAN Emulation is needed for two key reasons
  328. 1) Allow an ATM network to be used as a LAN backbone for hubs, bridges, 
  329. switching hubs (also sometimes called Ethernet switches or Token Ring switches)
  330. and the bridging feature in routers.
  331.  
  332. 2) Allow endstations connected to "legacy" LANs to communicate though a
  333. LAN-to-ATM hub/bridge/switch with an ATM-attached device (a file server, for
  334. example) without requiring the traffic to pass through a more complex device
  335. such as a router.  Note that the LAN-attached device has a conventional,
  336. unchanged protocol stack, complete with MAC address, etc.
  337.  
  338. LAN Emulation does not replace routers or routing, but provides a complementary
  339. MAC-level service which matches the trend to MAC-layer switching in the hubs
  340. and wire closets of large LANs.
  341.  
  342. The technical approach being discussed in the Forum among companies with
  343. interest and expertise in this area include three elements:
  344.  
  345. 1) Multicast/broadcast support
  346. Since almost all LAN protocols depend on broadcast or multicast packet 
  347. delivery, an ATM LAN must provide the same service. Ideally, this would use
  348. some sort of multipoint virtual circuit facility.
  349.  
  350. 2) Mac address to ATM address resolution.
  351. There are two basic variations being discussed:
  352. a) do an ARP-like protocol to ask for a mapping from Mac address to ATM address
  353. b) send packets to some sort of directory or cache server that sends the 
  354. destination ATM address back to the source as a sort of side effect of 
  355. delivering the packet.
  356.  
  357. 3) Switched Virtual Circuit Management
  358. It is generally desireable (for scalabilitiy, quality of service, etc) to
  359. set up point-to-point virtual circuits between endpoints that want to 
  360. communicate with each other (client to file server, for example) once
  361. the two atm addresses are known.  To make this work in the existing legacy LAN
  362. environment, we don't have the freedom to push knowledge or management of 
  363. these virtual circuits up above the MAC level (no protocol changes, remember?)
  364. so the logic to resovle for an ATM address and set up a virtual circuit on
  365. demand must be in the LAN Emulation layer.  This would include recognising
  366. when an SVC to another ATM endpoint already existed, so that the same circuit
  367. could be used for other traffic.
  368.  
  369. 4) Mac definition
  370. The actual packet format would be some variant of the packets used on existing
  371. networks.  For example, a packet leaving an Ethernet to go over a virtual 
  372. circuit to an ATM-attached file server would probably be carried directly
  373. over AAL5, with some additional control information.  
  374.  
  375.  
  376. SUBJECT:  D13)   Information about the Classical IP over ATM approach.
  377.  
  378.         RFC1483 defines the encapsulation of IP datagrams directly in AAL5.
  379. Classical IP and ARP over ATM, defined in RFC1577, is targetted towards making
  380. IP run over ATM in the most efficient manner utilizing as many of the 
  381. facilities of ATM as possible.  It considers the application of ATM as a 
  382. direct replacement for the "wires" and local LAN segments connection IP
  383. end-stations and routers operating in the "classical" LAN-based paradigm.
  384. A comprehensive document, RFC1577 defines the ATMARP protocol for logical
  385. IP subnets (LISs). Within an LIS, IP addresses map directly into ATM Forum UNI 
  386. 3.0 addresses.  For communicating out a LIS, an IP router must be used - 
  387. following the classical IP routing mode.  Reference the RFCs for a full
  388. description of this approach.
  389.  
  390.  
  391. SUBJECT:  D14)   Classical IP and LAN/MAC Emulation approaches compaired.
  392.  
  393.         The IETF scheme defines an encapsulation and an address resolution
  394. mechanism.  The encapsulation could be applied to a lot of LAN protocols 
  395. but the address resolution mechanism is specifically defined (only) for IP.
  396. Further, the IETF has not (yet) defined a multicast capability.  So, those
  397. protocols which require multicast definitely cannot adapt the IETF scheme for
  398. their own use.
  399.  
  400. The purpose behind the ATM Forum's LAN-Emulation effort is to allow
  401. existing applications (i.e., layer-3 and above protocol stacks) to
  402. run *with no changes* over ATM.  Thus, the mapping for all protocols
  403. is already defined.  In a PC environment, such applications tend to
  404. run over an NDIS/ODI/etc. interface.  The LAN-Emulation effort aims
  405. to be able to be implementable underneath the NDIS/ODI-type interface.
  406.  
  407. In contrast to LAN-Emulation, the IETF's scheme will allow IP to make
  408. better use of ATM capabilities (e.g., the larger MTU sizes), and for
  409. unicast traffic will be more efficient than having the additional
  410. LAN-Emulation layer.  However, the Classical draft suggests that IP
  411. multicast (e.g., the MBONE) will have to be tunnelled over ATM; I
  412. suspect this will be less efficient than LAN-Emulation.
  413.  
  414. For better or worse, I think both are going to be used.  So, vendors
  415. may have to do both.  The worse part is extra drivers (or extra
  416. code in one driver that does both).  The better part is that all existing
  417. LAN applications can use one (LAN Emulation), and over time (as their mapping 
  418. to ATM is fully defined) can transition to use the other (IETF Scheme).
  419.  
  420. I would summarize LAN-Emulation as follows:
  421.  
  422. The advantage of LAN-Emulation is that the applications don't know
  423. they're running over ATM.  The disadvantage of LAN-Emulation is also
  424. that the applications don't know they're running over ATM.
  425.  
  426.  
  427. SUBJECT: D15) + Whats the difference between SONET and SDH?
  428.  
  429.     SONET and SDH are very close, but with just enough differences that
  430. they don't really interoperate. Probably the major difference between them 
  431. is that SONET is based on the STS-1 at 51.84 Mb/s (for efficient carrying 
  432. of T3 signals), and SDH is based on the STM-1 at 155.52 Mb/s (for efficient 
  433. carrying of E4 signals).  As such, the way payloads are mapped into these 
  434. respective building blocks differ (which makes sense, given how the European 
  435. and North American PDHs differ).  Check the September 1993 issue of IEEE 
  436. Communications Magazine for an overview article on SONET/SDH.
  437.  
  438. The following table shows how the US STS and the European STM levels
  439. compare:
  440.  
  441. US        Europe       Bit Rate (total)
  442.  
  443. STS-1      --            51.84 Mb/s
  444. STS-3     STM-1         155.52 Mb/s
  445. STS-12    STM-4         622.08 Mb/s
  446. STS-24    STM-8        1244.16 Mb/s
  447. STS-48    STM-16       2488.32 Mb/s
  448. STS-192   STM-64       9953.28 Mb/s
  449.  
  450. From a formatting perspective, however, OC-3/STS-3 != STM-1 even though
  451. the rate is the same.  SONET STS-3c (i.e., STS-3 concatenated) is the
  452. same as SDH STM-1, followed by STS-9c = STM-3c, etc.
  453.  
  454. There are other minor differences in overhead bytes (different places,
  455. slightly different functionality, etc), but these shouldn't provide
  456. many problems.  By the way, most physical interface chips that support SONET 
  457. also include a STM operation mode.  Switch vendors which use these devices 
  458. could then potentially support STS-3 and STM-1 for example.
  459.  
  460.  
  461. SUBJECT: D16) + What is ABR?
  462.  
  463. The ATM Forum Traffic Management (TM) subworking group is working on
  464. the definition of a new ATM service type called ABR which stands for 
  465. Available Bit Rate.  Using ABR traffic is not characterized using
  466. peak cell rate, burst tolerance, et.al., and bandwidth reseverations are not
  467. made.  Instead traffic is allowed into the network throttled by a flow
  468. control type mechanism.  The idea is to provide fair sharing of network
  469. bandwidth resources.
  470.  
  471. Currently in the ATM Forum there are two approaches being discussed (fought)
  472. to implement ABR.  One is a "Credit Based" scheme which keeps count of the
  473. occupied buffers for each VC at each downstream hop(s).  At each hop, the
  474. upstream switch (or terminal) stops transmitting on an ABR
  475. circuit if its downstream buffer occupancy reaches a per-VC limit.
  476. At the downstream end, the switch (or terminal) sends back a "credit"
  477. after forwarding some number of cells on each circuit.
  478.  
  479. Unlike the hop-by-hop Credit scheme, the "Rate Based" approach is an
  480. end-to-end congestion avoidance mechanism.  An end system would be allowed
  481. to send cells into the network up until a "congestion indicated" cell is
  482. received from the network.  This congestion cell could be generated by 
  483. any component along the route which the VC follows.  The end system would
  484. respond by stopping its cell flow and then do some kind of V-J slow-start
  485. similar to that done with TCP today.
  486.  
  487. The consumer hope is that the ATM Forum specify a SINGLE approach and not
  488. fail by specifying both approaches as "options" for the market to sort out
  489. (and end up with something like the VHS and BETA video tape format battle).
  490. Then again, there are always folks like IBM who will move their own standards
  491. forward, like the 25mhz ATM interface format.  So maby there is a limit to
  492. what an industry form can do.
  493.   
  494.  
  495.  -----------------------------------------------------------------------------
  496. TOPIC:     E)   TOPIC: ATM VS. XYZ TECHNOLOGY
  497. -----------------------------------------------------------------------------
  498. SUBJECT:  E1)   How does ATM differ from SMDS?
  499.  
  500.     SMDS is the Switched Multi-megabit Data Service, a service offering 
  501. interface from Bellcore.  SMDS provides a datagram service, where a packet has
  502. about a 40-octet header plus up to 9188 octets of data. The packets themselves
  503. may or may not be transported within the network on top of a connection-
  504. oriented ATM service.  SMDS uses E.164 (ISDN) addresses.  Therefore SMDS is
  505. a connectionless packet switched *service*, not a cell-relay service.
  506.  
  507. HOWEVER, the SMDS Subscriber Network Interface is currently defined to use 
  508. IEEE 802.6 Distributed Queue Dual Bus (DQDB) access across the SMDS 
  509. user-network interface.  DQDB itself *is* a form of cell relay.  The lower 
  510. layers of SMDS fragment the packets into cells with a 5-octet header and 
  511. 48-octet payload.  The payload itself has a 2-octet header, 44-octets of data,
  512. plus a 2-octet trailer.  An SMDS cell therefore is nearly identical in form 
  513. to an AAL3/4 cell.
  514.  
  515. Note that while DQDB is used as the access protocol, either DQDB or AAL3/4
  516. may be used for the switch-to-switch interface.
  517.  
  518. The best source of (readable) information on SMDS is probably the SMDS
  519. Interest Group (SIG), 480 San Antonio Road, Suite 100, Mountain View,
  520. California 94040, USA; Tel +1 415 962 2590; Fax +1 415 941 0849.
  521.  
  522. The SIG is in many ways similar to the ATM Forum, and cooperates with
  523. it. Also, there is a European branch known as ESIG which is concerned
  524. with adapting the American SIG documents to fit European network
  525. architectures and regulations. SIG work is mostly based on Bellcore
  526. SMDS TAs and such like, while ESIG aligns with ITU and ETSI standards.
  527.  
  528. -----------------------------------------------------------------------------
  529. TOPIC:     F)   TOPIC: FREELY AVAILABLE REFERENCE IMPLEMENTATIONS
  530. -----------------------------------------------------------------------------
  531. SUBJECT:  F1)   What and where is VINCE?
  532.  
  533.          Vince has now on record as the first "publicaly available" software
  534. source code in the ATM technology area.  This work was carried out by the 
  535. Research Networks section of the Center for Computational Science at the
  536. Naval Research Laboratory, with support from the Advanced Research Projects
  537. Agency and NAVSEA.  In the Grand Internet Tradition, these fine folks have
  538. contributed their efforts to the community in support of further research.
  539.  
  540. VINCE RELEASE 0.6 ALPHA
  541.  
  542. Vince, the Vendor Independent Network Control Entity, is 
  543. publicly available (in source code form) as an 
  544. alpha release. Its primary function is to perform ATM 
  545. signalling and VC management tasks. It currently includes
  546. a hardware module that allows it to run on Fore ASX-100(tm)
  547. switches.  Other hardware modules are under development.
  548.  
  549. Vince consists of a core which provides basic ATM network
  550. semantics, and modules to perform specific functions. Modules
  551. included in this release are:
  552.  
  553.   spans  - module which intereroperates signalling and routing
  554.            with Fore Systems ASX switch and various host interfaces.
  555.            SPANS is (tm) Fore Systems, Inc.
  556.  
  557.   q93b   - an implementation of signalling as specified in the ATM
  558.            Forum UNI 3.0 document.  The vince core includes sscop 
  559.            and aal5 in its protocol library.
  560.  
  561.   sim    - a software ATM switch or host that can be used to test 
  562.            signalling and routing implementations without ATM 
  563.            hardware. 
  564.  
  565.   sroute - an address independent VC routing module.
  566.  
  567. The Vince distribution also contains a driver that uses spans for
  568. signalling and supports the Fore Systems SBA-100 under SunOS(tm).
  569.  
  570. Work has already begun on a kernel version of Vince, which will 
  571. allow ATM Forum UNI signalling for hosts.  Also in development
  572. are SNMP/ILMI support, interdomain routing, and support for other 
  573. switches.
  574.  
  575. The intent is to provide a redistributable framework which
  576. allows for code sharing among ATM protocol developers.
  577.  
  578. Vince and its architecture document are available for 
  579. anonymous ftp at hsdndev.harvard.edu:pub/mankin
  580.  
  581. A mailing list for Vince developers and users can be joined 
  582. by sending mail to vince-request@cmf.nrl.navy.mil.
  583.  
  584.  
  585. -----------------------------------------------------------------------------
  586. TOPIC:     G)   TOPIC: FLAMES AND RECURRING HOLY WARS
  587. -----------------------------------------------------------------------------
  588.  
  589.          As with any News and/or email list, topics will be raised which 
  590. elicit a broad range of viewpoints.  Often these are quite polarized and yield
  591. a chain of replies and counter topics which can span weeks and even months. 
  592. Typically without resolution or group consensus.  This section lists some 
  593. memorable (lengthy?) topic threads.
  594.  
  595. PLEASE NOTE that the idea here is not to re-kindle old flames, and not to 
  596. somehow pronounce some conclusion.  Rather, recorded here are are a few
  597. pieces of the dialogue containing information which might be of some use.
  598.  
  599.  
  600. SUBJECT:  G1)   Are big buffers in ATM switches needed to support TCP/IP?
  601.          
  602.          A recurring theme in 1993 concerned the suitability of ATM to 
  603. transport TCP/IP based traffic.  The arguments generally centered around the
  604. possible need for ATM WAN switches to support very large buffers such that
  605. TCP's reactive congestion control mechanism will work.  Points of contention
  606. include: are big buffers needed, if so then where, and what exactly is the
  607. TCP congestion control mechanism.
  608.  
  609. Undoubtedly, many of these discussions have been fueled by some 1993 studies
  610. which reported that TCP works poorly over ATM because of the cell-discard
  611. phenomenon coupled with TCP's congestion control scheme.  
  612.  
  613. The longest thread on this subject started in the October 1993 timeframe and 
  614. ended in December under the subject of "Fairness on ATM Networks".  
  615. Generally folks expressed opinions in one of the following postures:
  616.  
  617. 1) Big buffers are not needed at all....
  618.  
  619.   A few argued that if ATM VC's are provisioned and treated as fixed leased 
  620.   lines then ATM will be able to support TCP/IP just fine.  This means that
  621.   you would need to subscribe to the maximum possible burst rate which would
  622.   be very inefficient use of bandwidth since TCP is usually very bursty.  
  623.  
  624. 2) Put big buffers in routers and not ATM switches....
  625.  
  626.   If you are using wide-area links over ATM, then use a router smart enough
  627.   not to violate the Call-Acceptance contract.  The call acceptance function
  628.   should be such that it doesn't let you negotiate a contract that causes
  629.   congestion.  Congestion should only occur when there is a fault in the
  630.   network.  A router is quite capable of smoothing out bursts.  That is what
  631.   they do right now when they operate over leased lines.  The advantage of
  632.   an ATM connection replacing a leased line is that the connection parameters
  633.   can be able to be renegotiated on the fly, so if your IP network (as 
  634.   opposed to the ATM network) is experiencing congestion, then it can request
  635.   more bandwidth.
  636.  
  637.   Supporting this thinking is the notion that for most data networks using ATM
  638.   as their wide-area medium, a router would likely be the access point with
  639.   many TCP connections being concentrated on a given ATM connection.
  640.  
  641. 3) Still others suggest that ATM switches should implement priorities and
  642.    that there should be different buffer sizes allocated per priority.
  643.    The different priorities and associated buffer sizes would support 
  644.    traffic separation, trading off cell loss for delay. So for example, 
  645.    "voice" traffic could have small buffer sizes and "data" traffic could
  646.    have big buffer sizes.  The switches would then provide the buffering
  647.    necessary to support TCP's reactive congestion control algorithms.
  648.  
  649.    Some folks argued that this would be "expensive" to implement.  Regardless,
  650.    many new switches being anounced in 1993/4 claim to have such priorities
  651.    and buffer size capabilities.
  652.  
  653. Finally many folks were not clear on the differing TCP reactive congestion 
  654. control mechanisms. A quick summary follows:
  655.  
  656. In the original algorithm,  the TCP goes into slow-start when a packet loss
  657. is detected.  In slow-start, the window is set to one packet and increased
  658. by one for every acknowledgement received until the window size is half what it
  659. was before the packet is dropped. You get a series of larger and larger
  660. bursts but the largest causes half the number of packets to be buffered as 
  661. there were before the packet drop occurred.  Hence there is no burst until the
  662. window size is half what it was before the packet is dropped and is then
  663. increased at a much lower rate, 1/(window size) for each acknowledgement.
  664. This window control algorithm ensures that the only bursts generated are
  665. probably small enough to be no problem.
  666.  
  667. In the Reno algorithm, the window is halved so that packets start being sent
  668. in response to acknowledgements again after half the old window's of 
  669. acknowledgements have been received.  Hence there is no "burst" of packets
  670. generated.  The only packess generated are in response to acknowledgements,
  671. and only after half an old window of acknowledgements are received.
  672.  
  673. For more information check out Van Jacoboson's algorithms published in 
  674. ACM SIGCOMM 1988.
  675.  
  676.  
  677. SUBJECT:  G2)   Can AAL5 be used for connection-less protocols?
  678.  
  679.          This thread started with questions about wether AAL5 supports
  680. connection oriented or connection-less protocols.  Check the November
  681. and December 1993 archives for the subject: "AAL Type 5 question".
  682.  
  683. First some background
  684. ---------------------
  685. Officially, AAL 5 provides support for adaption of higher layer connection-
  686. oriented protocols to the connection-oriented ATM protocol.
  687. There was, however, a debate going on, claiming, that AAL 5 could also be
  688. used to adapt higher layer connectionless protocols to the connection-oriented
  689. ATM protocol.
  690.  
  691. The whole debate is grounded in a systematical approach of the ITU-T, which
  692. states, that all AALs should be classified into four different classes, to
  693. minimise the number of AALs required for supporting any imaginable service.
  694.  
  695. The classification of the ITU-T is as follows:
  696.  
  697. +------------------------+-----------+-----------+-----------+-----------+
  698. |                        |  Class A  |  Class B  |  Class C  |  Class D  |
  699. +------------------------+-----------+-----------+-----------------------+
  700. |Timing relation between |        Required       |   Not Required        |
  701. |source and destination  |                       |                       |
  702. +------------------------+-----------+-----------+-----------------------+
  703. | Bit Rate               |  Constant |          Variable                 |
  704. +------------------------+-----------+-----------------------+-----------+
  705. | Connection Mode        |     Connection-Oriented           |Connection-|
  706. |                        |                                   | less      |
  707. +------------------------+-----------------------------------+-----------+
  708.  
  709. AAL 5 is currently agreed to be in Class C. Some parties at the 
  710. standardisation bodies claim that it could be as well in Class D.
  711.  
  712. At the moment the following mapping between AALs and classes applies:
  713. Class A: AAL 1
  714. Class B: AAL 2
  715. Class C: AAL 3/4, AAL 5
  716. Class D: AAL 3/4
  717.  
  718. The reason for AAL3/4 in classes C and D is the follwing:
  719. The ITU-T started to define AAL3 for Class C and AAL 4 for Class D. They 
  720. turned out to be identical after long debates.
  721.  
  722. Reality Check
  723. -------------
  724. The real issue is how to run a connection-less service over ATM which is
  725. inherently connection-oriented.  AALs themselfs merely transport higher
  726. layer packets across an ATM virtual circuit.  Connection-less services
  727. are actually provided by higher layer protocols such as CLNAP.  Given 
  728. that, there is nothing to prevent folks from using AAL5 to implement 
  729. a connection-less communication mode.  This is exactly what the IETF is 
  730. doing with IP over ATM, and what the ATM Forum is also doing with 
  731. LAN Emulation. 
  732.  
  733. The reality is that these folks expect that AAL5 will be largely used for 
  734. connection-less upper layer protocols such as CLNP and IP.  So some
  735. find it strange to have AAL5 classified as an AAL for connection-
  736. oriented services only.
  737.  
  738. However, from an ITU-T service Class perspective, you must stick strictly to
  739. the view that to call an AAL "Class D" it must support each and every 
  740. posssible connection-less protocol.  The current agreement in the ITU-T
  741. is that AAL5 can not claim this and so is officially considered a 
  742. "Class C" AAL.  
  743.  
  744.  
  745. -----------------------------------------------------------------------------
  746. CONTRIBUTORS
  747.  
  748. This FAQ is a collective work which has been compiled by and is maintained 
  749. by Carl Symborski.  The information contained herein has been gathered from 
  750. a variety of sources.  Most derived from a consensus of postings on the 
  751. cell-relay group.  The following individuals have provided direct 
  752. contributions to this FAQ, either by posting to the cell-relay list or
  753. by private EMail coorespondance.  If you would like to claim responsibility 
  754. for a particular item, please let me know.
  755.  
  756. Reto Beeler, beeler@tech.ascom.ch
  757. Kingston Duffie, kduffie@netcom.com
  758. A. Gavras, ag@fokus.gmd.de
  759. Rajeev Gupta, r_gupta@trillium.com
  760. Mark Jeffrey, mtj@ncp.gpt.co.uk
  761. Gary C. Kessler, kumquat@smcvax.smcvt.edu
  762. Mark Laubach, laubach@hpl.hp.com
  763. Matthew Maa, maa@edsdrd.eds.com
  764. Bert Manfredi, manfredi@rockwell.com
  765. George Marshall, george@helios.adaptive.com
  766. Keith McCloghrie, kzm@cisco.com
  767. Chris O'Neill, c.oneill@trl.oz.au
  768. Craig Partridge, craig@bbn.com
  769. Vijay Rangarajan vijay@ncsa.uiuc.edu
  770. Allen Robel, robelr@indiana.edu
  771. Lee D. Rothstein, ldr@veritech.com
  772. Jukka Saukkonen, jukka.saukkonen@sandiegoca.ncr.com
  773. Carl Symborski, carl@umd5.umd.edu
  774. Chris Wilcox, cawilco@afterlife.ncsc.mil
  775. Mark Williams, miw@cc.uq.edu.au
  776. Mark, mark@viper.cwru.edu
  777. ------ END OF FAQ -------
  778.  
  779.  
  780.  
  781.