Lucrare de laborator 1 ATM și SDSLusers.utcluj.ro/~dtl/STLA/Cursuri/Lab_STLA_1.pdf · SGSN și...
Transcript of Lucrare de laborator 1 ATM și SDSLusers.utcluj.ro/~dtl/STLA/Cursuri/Lab_STLA_1.pdf · SGSN și...
1 Laborator 1 STLA – ATM și SDSL 2019-2020
Lucrare de laborator 1 – ATM și SDSL
Ș.l. dr. ing. Zsuzsanna Șuta
ATM
Pentru adresare se folosesc următoarele concepte:
• Canal virtual (VC, Virtual Channel): reprezintă fluxul de date de la o singură conexiune
între 2 utilizatori ATM. Este o conexiune unidirecțională între două puncte din rețea.
• Cale virtuală (VP, Virtual Path): este folosită pentru transmiterea unui sau mai multor
canale virtuale prin rețea.
• CPN – Customer Premises Network
• NN – Network Node
Formatul celulelor ATM
O celulă UNI (User Network Interface) rezervă câmpul GFC pentru controlul local al fluxului de
date. Permite câtorva terminale să împartă o singură conexiune.
Celula NNI (Network Network Interface) este aproape identică cu celula UNI. Singura diferență
este că GFC este realocat câmpului VPI. Astfel câmpul VPI va avea 12 biți. Astfel o singură
conexiune NNI ATM poate adresa 212 VP-uri cu câte 216 VC-uri fiecare.
2 Laborator 1 STLA – ATM și SDSL 2019-2020
GFC – Generic Flow Control (4 biți; implicit: 4 biți de zero) – este folosit doar pentru UNI. Acest
câmp este semnificativ doar local, nu are servicii generale asignate. Se folosesc două moduri de
control de flux pe baza GFC: “acces necontrolat” și “acces controlat”. În primul caz toți biții din
acest câmp au valoarea 0. În al doilea caz biții acestui câmp sunt setați doar când apare
congestie. Echipamentul de recepție va raporta cazurile în care biții GFC sunt setați de multe ori.
VPI/VCI - Virtual Path Identifier (8 biți UNI sau 12 biți NNI) / Virtual Channel Identifier (16 biți) –
distribuția biților prin aceste câmpuri poate fi negociată de utilizatori și de echipamentele din rețea.
PT – Payload Type (3 biți) – va indica dacă celula conține informații utile sau informații de “Layer
Management”. Transmite de asemenea în mod implicit informațiile de congestie.
CLP – Cell Loss Priority (1 bit) – va indica prioritatea celulei algoritmului de pierdere selectivă al
ATM. Este setat de transmițător. Celule cu CLP 0 au prioritate față de cele cu CLP 1.
HEC – Header Error Control (CRC pe 8 biți; polinom = X8 + X2 + X + 1) – permite corecția tuturor
erorilor de 1 bit din antetul celulelor și detecția erorilor pe mai mulți biți. Interpretarea acestui câmp
depinde de producătorii de echipamente.
Calitatea serviciilor în ATM
La realizarea unei conexiuni ATM fiecare comutator din circuit este anunțat despre clasa de trafic
a conexiunii. Infrastructura rețelei ATM a fost proiectată astfel încât să asigure QoS. ATM
folosește dimensiuni de celule fixe și are managementul traficului inclus. Astfel, se permite
ajustarea nivelelor de servicii în funcție de prioritatea fluxului de date. Sunt 4 tipuri de bază cu set
de parametrii propria care le descriu.
CBR – Constant bit rate: se specifică debitul maxim (PCR – Peak Cell Rate), care este constant.
Asigură lărgime de bandă fixă. CBR de obicei este dependent de timp și se folosește pentru
conexiuni care necesită continuu o anumită lărgime de bandă (video/audio HD).
VBR – Variable bit rate: se specifică media debitului sustenabil (SCR – Sustainable Cell Rate),
care poate avea anumite vârfuri pentru anumite perioade de timp. VBR este folosit pentru
conexiuni cu transmisii în rafale și are variante în timp real (VBR-rt) și fără timp real (VBR-nrt).
VBR-rt se folosește pentru conexiuni care au nevoie de controlul precis al întârzierilor (ex.
3 Laborator 1 STLA – ATM și SDSL 2019-2020
videconferință). VBR-nrt este folosit pentru conexiuni care nu au nevoie de controlul întârzierilor
(ex. transfer de date independent de timp).
ABR – Available bit rate: este specificat debitul minim garantat (MCR – Minimum Cell Rate). Este
folosit pentru transfer de date în rafale. ABR asigură utilizatorilor o anumită lărgime de bandă,
însă dacă există disponibil, utilizatorii pot folosi mai mult. Dispozitivele care folosesc ABR primesc
feedback de la rețea și folosesc controlul de flux pentru ajustarea dinamică a debitelor. ABR
folosește celule RM (Resource Management) pentru trimiterea/recepția informațiilor despre
condițiile din rețea.
UBR – Unspecified bit rate: traficul este alocat la capacitatea nefolosită a rețelei. Este similar cu
ABR, doar că UBR nu garantează lărgimea de bandă minimă. Traficul este trimis doar când există
resurse disponibile.
Tipuri de circuite și căi virtuale
ATM poate construe căile și circuitele dinamic sau static. Circuitele statice (VC permanente, PVC)
sau căile statice (VP permanent, PVP) necesită ca circuitul să fie compus din segmente, unul
pentru fiecare pereche de interfață prin care trece. PVC și PVP este foarte simplu, însă necesită
effort ridicat în rețele extinse. PVC și PVP nu pot reruta traficul în cazul unei defecțiuni. PVP și
PVC construite dinamic (soft PVP, SPVP; soft PVC, SPVC) sunt construite prin definirea
carcateristicilor circuitului și a terminalelor.
Modelul de referință ATM
ATM definește 3 straturi:
• AAL – ATM Adaptation Layer
• ATM Layer
• Physical layer
Metode de încapsulare ATM
Încapsularea LLC: un VC poate transporta mai multe protocoale, fiecare antet de pachet având
informațiile de identificare ale protocolului. Chiar dacă necesită bandă suplimentară, poate avea
avantaje dacă nu este practică implementarea unui VC pentru fiecare protocol separat.
4 Laborator 1 STLA – ATM și SDSL 2019-2020
VC Mux: pe baza unei înțelegeri prealabile fiecare protocol este asignat unui anumit VC, de
exemplu, VC1 transportă IP, VC2 transportă IPX, etc. Multiplexarea pe baza VC poate fi
dominantă în mediile în care se pot crea dinamic un număr ridicat de VC-uri în mod eficient.
ENET ENCAP: este implementat doar cu protocolul IP.
Funcții OAM
Sunt folosite pentru monitorizarea performanțelor, detecția defectelor, protecția rețelei, transferal
informațiilor de management, localizarea defectelor. Funcțiile OAM sunt împărțite pe 5 nivele.
Strat Nivel OAM Definiție Flux info. OAM
ATM VC Funcții OAM pe conexiunea VC F5
VP Funcții OAM pe conexiunea VP F4
PHY Cale de transmisie Funcții OAM pe dispozitivele care asamblează/ dezasamblează datele.
F3
Secțiune digitală Funcții OAM între punctele terminale ale secțiunilor digitale.
F2
Secțiune regenerator Funcții OAM între punctele terminale ale secținilor de regeneratoare.
F1
Cele mai importante funcții OAM sunt următoarele:
• AIS (Alarm Indication Signal): indică o alarmă
• RDI (Remote Defect Indicator): indică un defect la capătul îndepărtat
• CC (Continuity Check): verifică continuitatea
• LB (Loopback): detectează loopback-uri, etc.
AIS: Punctul de conexiune al VC-ului care detectează defecțiunea generează și trimite semnalul
AIS pe toate VC-urile afectate.
RDI: este generat și transmis periodic până când AIS-ul există sau pînă când se întrerupe complet
conexiunea (LOC, Loss of continuity).
5 Laborator 1 STLA – ATM și SDSL 2019-2020
În figura de mai sus sunt prezentate trasmisiile AIS și RDI după defecțiuni în diferite puncta între
SGSN și RNC. SGSN este conectat la RNC printr-un comutator ATM. FIecare VC are două
direcții, transmisie și recepție. Liniile punctate indică deconectarea liniei. Numerele din fața
mesajelor indică ordinea generării lor.
SDSL
SDSL asigură aceeaşi rată de transfer atât în „upstream” (abonat – centrală) cât și în
„downstream” (centrală – abonat).
Datorită atenuării şi diafoniei aceste sisteme pot lucra numai la frecvenţe joase/medii.
Variantele de DSL simetric includ: SDSL, SHDSL, MSDSL, HDSL, HDSL-2, IDSL.
SDSL este ideal pentru LAN, video-bidirecţional, servere web sau orice altă aplicație în care este
nevoie de debite egale în ambele sensuri de transmisie.
SDSL asigură debite de 1.544 Mbps sau 2.048 Mbps pe o singură pereche de fire torsadate.
Distanța maximă este de 3 km.
Folosind SDSL nu se poate asigura serviciul telefonic, banda telefonică fiind folosită pentru
transmisii de date. Separarea sensurilor de transmisie se realizează folosind tehnica de
compensare a ecoului.
Compensatorul de ecou
6 Laborator 1 STLA – ATM și SDSL 2019-2020
Funcţionarea circuitului se bazează pe estimarea caracteristicilor căii ecoului, dintre punctul de
intrare (a), prin sistemul diferenţial şi până în punctul de ieşire (b). Această funcţie este
implementată de aşa numitul estimator de ecou. Estimatorul generează un semnal identic cu cel
generat pe calea ecoului. Acest semnal estimat este scăzut din semnalul transmis afectat de
ecou.
Modulația CAP
SDSL folosește modulația CAP (Carrierless Amplitude Modulation), o variantă a modulației QAM.
Modulaţia CAP asigură transmisia a două semnale diferite bandă de bază în aceeaşi bandă de
frecvenţă.
Lărgimea de bandă a semnalelor modulate CAP este jumătatea lărgimii de bandă a semnalelor
modulate QAM. Spectrul este centrat pe frecvenţe joase unde distorsiunile de atenuare ale buclei
de abonat sunt reduse.
Mersul lucrării
Zyxel P-700
7 Laborator 1 STLA – ATM și SDSL 2019-2020
Se vor folosi două modemuri SDSL din familia ZyXEL P-700 series. Configurarea acestor
modemuri se va realiza din interfețele web. Adresele IP ale celor două dispozitive sunt:
192.168.2.1 și 192.168.0.11.
Semnificația LED-urilor este următoarea:
LED Culoare Stare Descriere
POWER
Verde Continuu Modemul este alimentat.
Pâlpâie Modemul se repornește sau face diagnoză.
Roșu Continuu Puterea primită de modem este prea mică.
Oprit Sistemul nu este pornit sau nu funcționează corect.
CON/AUX
Verde Continuu Conexiunea la consolă s-a realizat cu succes.
Portocaliu Continuu Acest port are o conexiune dial-up realizată.
Oprit Portul nu este conectat.
ETHERNET Verde
Continuu Conexiunea Ethernet s-a realizat cu succes.
Pâlpâie Portul trimite / recepționează date.
Oprit Portul nu este conectat.
DSL Verde
Continuu Linia DSL funcționează.
Pâlpâie Modemul inițializează linia DSL.
Oprit Linia DSL nu funcționează.
INTERNET
Verde
Continuu Conexiunea la Internet funcționează, modemul are adresă IP.
Pâlpâie Modemul trimite / recepționează date.
Roșu Continuu Modemul a încercat obținerea unei adrese IP, dar fără succes.
Oprit Conexiunea la Internet nu s-a realizat.
Pe spatele modemului sunt următoarele:
8 Laborator 1 STLA – ATM și SDSL 2019-2020
- Buton pornire / oprire (On / Off)
- Conector cablu alimentare (Power)
- Port Ethernet – pentru conectarea PC-ului sau altor echipamente ale utilizatorului
- Comutator AUX/CON
- Port CON/AUX
- Port DSL pentru conectarea liniei
După realizarea conexiunilor se accesează interfața web a modemului. Pentru configurare se
folosesc submeniurile. Se poate configura conexiunea WAN, LAN, serverul DHCP, NAT, filtre,
rute statice, dDNS. Modemul permite de asemenea operții de mentenanță legate de sistem,
fișierele de log, firmware și diagnoză generală și legată de linia DSL.
Pagina Status oferă informații despre:
- Dispozitiv: numele, modelul, adresa MAC, versiunea de firmware
- WAN: standardul DSL folosit, adresa IP, gateway, VPI/VCI
- LAN: adresa IP, DHCP
- Starea sistemului: timpul de funcționare, data și ora, modul de funcționare (router sau
bridge), utilizarea resurselor hardware
- Starea interfeței: interfețele disponibile, starea interfețelor, debitul pentru portul
Ethernet, debitele în upstream și downstream pentru interfața DSL.
- Statistici de pachete
9 Laborator 1 STLA – ATM și SDSL 2019-2020
Configurare conexiune punct la punct
Pentru stabilirea unei conexiuni punct la punct folosind cele două modemuri este nevoie de:
configurarea serverului, configurarea clientului și interconactera modemurilor.
Pașii pentru configurarea serverului:
1. Network → WAN → Internet Connection
2. Se configurează VPI, VCI, metoda de multiplexare, metoda de încapsulare (RFC1483 sau
ENET ENCAP
3. În secțiunea Service Type în câmpul Service Type se selectează Server
4. Se configurează celelalte câmpuri, de ex. Transfer Max Rate (debitul maxim permis pentru
conexiune)
5. Clic Apply
Pașii pentru configurarea serverului:
1. Network → WAN → Internet Connection
2. Se configurează VPI, VCI, metoda de multiplexare, metoda de încapsulare (RFC1483 sau
ENET ENCAP cu aceleași valori ca la server
3. În secțiunea Service Type la Service Mode se selectează același tip de conexiune ca la
server
4. În secțiunea Service Type în câmpul Service Type se selectează Client, celelalte câmpuri
vor fi negociate cu serverul
5. Clic Apply
Se interconectează porturile DSL ale celor două modemuri folosind cablu telefonic. După
stabilirea cu succes a conexiunii, LED-urile DSL și Internet vor fi pornite. Dacă nu se realizează
conexiunea cu succes, trebuie verificate setările.
Configurarea conexiunii WAN
10 Laborator 1 STLA – ATM și SDSL 2019-2020
Name: numele furnizorului de servicii
Mode: implicit este setat pe Routing (permite mai multor dispozitive să împartă serviciile), altfel
trebuie setat Bridge.
Encapsulation: metoda de încapsulare. În modul bridge există posibilitatea de PPPoA sau RFC
1483. În modul Routing este disponibil PPPoA, RFC 1483, ENET ENCAP sau PPPoE. Pentru
conexiuni punct la punct se va selecta RFC 1483 sau ENET ENCAP.
- PPPoA: funcționează ca și o conexiune dial-up.
- PPPoE: oferă controlul accesului în rețea și informații de facturare similar cu serviciile
dial-up. Permite accesare mai multor servicii de rețea.
- RFC 1483: descrie două metode. Permite multiplexare LLC sau VC.
- ENET ENCAP: este implementat doar pentru protocolul IP.
User Name și Password: se folosesc doar pentru PPPoA sau PPPoE, numele utilizatorului fiind
asignat de ISP.
Service Name: doar pentru PPPoE.
Multiplexing: metoda de multiplexare. Poate fi VC sau LLC.
11 Laborator 1 STLA – ATM și SDSL 2019-2020
- VC: fiecare protocol este asignat unui circuit virtual dedicat.
- LLC: un circuit virtual tranmite datele de la mai multe protocoale. Informațiile legate de
protocol sunt incluse în antetul pachetelor.
Virtual Circuit ID: VPI și VCI definesc un circuit virtual.
VPI: poate avea valori între 0 și 255.
VCI: poate avea valori între 32 și 65535.
IP Address: se folosește doar în mod Routing. Adresa IP fixă este o adresă fixă stabilită de ISP.
Adresa IP dinamică este o adresă asignată de ISP la fiecare conectare la rețea, nu este fixă. În
celelalte câmpuri se completeză cu detaliile despre adresa IP, mască și gateway în cazul unei
adrese fixe.
Service Mode: 2-wire, modemul ZyXEL folosește 2 fire pentru conexiunea DSL. Debitul maxim
este de 5.69 Mbps. Acest câmp nu se poate configura.
Service Type: dacă într-o aplicație punct la punct acest modem este server, se va selecta Server,
altfel Client.
Enable Rate Adaptation: se poate configura dacă este Server. Indică faptul dacă modemul poate
adapta sau nu debitul la celălalt dispozitiv.
Transfer Max Rate (Kbps): se poate configura dacă este Server. Este debitul maxim pentru
transmiterea / recepția datelor. Debitul real va fi între valoarea aceasta și debitul minim configurat.
Transfer Min Rate (Kbps): se poate configura dacă este Server. Este debitul minim pentru
transmiterea / recepția datelor. Debitul real va fi între valoarea aceasta și debitul maxim
configurat.
Standard Mode: se poate configura dacă este Server. Stabilește modul de operare pentru
conexiunea DSL. Annex A este conexiuni peste POTS, Annex B este conexiunii peste linii ISDN.
La Advanced Setup se pot configura detaliile legate de ATM QoS. Se poate selecta tipul de QoS
dintre CBR, UBR, VBR-nRT sau VBR-RT. Se specifică de asemena Peak Cell Rate, care este de
fapt debitul DSL exprimat în bps împărțit la 424 (dimensiunea unei celule ATM). Sustain Cell Rate
este rata medie pe termen lung, este mai mic decât PCR și valoarea implicită este 0 celule/s.
Maximum Burst Size este numărul maxim de celule ce se poate transmite cu PCR, trebuie să fie
mai mic de 65535.
Diagnoza conexiunilor
Există posibilitatea de diganoză generală a conexiunii și diagnoza liniei DSL.
Diagnoza generală se accesează de la Maintenance → Diagnostic → General. Se poate folosi
pentru ping la un PC din rețea. Se introduce adresa IP și se pasă butonul Ping.
12 Laborator 1 STLA – ATM și SDSL 2019-2020
DSL Line Diagnostic se folosește pentru diagnoza liniei DSL. ATM Status oferă informații despre
conexiunea ATM. Capture All Logs afișează toate elementele logate generate de linia DSL. DSL
Line Status oferă informații despre linia DSL. Reset DSL Line va reinițializa conexiunea DSL.
13 Laborator 1 STLA – ATM și SDSL 2019-2020
Experimente
1. Conectați calculatoarele la modemurile SDSL. Folosiți cablu UTP.
2. Conectați modemurile SDSL între ele. Folosiți cablu telefonic.
3. Accesați interfața grafică a modemurilor.
4. Urmăriți identificarea aspectelor descrise mai sus.
5. Studiați performanțele transmisiei și configurarea echipamentelor.
a. Parametrii ATM
b. Setări legate de ATM
c. Configurare client-server
d. Celule ATM trimise/recepționate
e. Performanțele transmisiei SDSL
6. Conectați un osciloscop între cele două modemuri SDSL.
7. Studiați spectrul semnalului SDSL.
8. Schimbați debitele binare și repetați punctele 4.-6.