Qualidade de Serviço em Redes ATM

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1 Qualidade de Serviço em Redes ATM FEUP/DEEC/RBL 2005/06 José Ruela QoS em Redes ATM» O ATM Forum especificou uma arquitectura de serviços orientada para o suporte de QoS diferenciada por conexão» Essa arquitectura está descrita no documento ATM Forum Traffic Management (AF-TM ) e inclui os seguintes elementos: Parâmetros de QoS Parâmetros de Tráfego Categorias de Serviço Funções de Gestão de Tráfego (Traffic Management)

2 Parâmetros de Qualidade de Serviço» Cell Loss Ratio (CLR) Definido para cada conexão pela relação Nº de células perdidas / Nº total de células transmitidas» Maximum Cell Transfer Delay (maxctd) O valor especificado por conexão é o percentil (1 - α) de CTD, isto é p (CTD > maxctd) < α Para serviços de tempo real, células cujo atraso exceda um certo limite são consideradas como perdidas (inúteis) O valor de CLR é usado para especificar um limite superior do valor de α» Peak-to-peak Cell Delay Variation (peak-to-peak CDV) Habitualmente designado por Delay Jitter É a diferença entre o maxctd e o valor das componentes fixas do atraso (que determinam o atraso mínimo) CTD para serviços de tempo real Probability Density 1 - α α Cell Transfer Delay Fixed Delay Peak-peak CDV maxctd Cells Delivered Late or lost

3 Caracterização do tráfego objectivos» A caracterização do tráfego gerado por uma fonte, recorrendo a um conjunto limitado de parâmetros de tráfego, é um elemento essencial no contexto do contrato estabelecido com a rede» Em primeiro lugar, a descrição do tráfego permite à rede decidir se pode ou não aceitar uma conexão, com base na previsão de quais os recursos necessários (e respectiva disponibilidade) para satisfazer os requisitos de QoS» Caso a conexão seja aceite, permite à rede Reservar os recursos necessários e adoptar estratégias de atribuição adequadas Monitorar o tráfego submetido pela fonte (policiamento), de forma a verificar a sua conformidade com os valores declarados» A descrição do tráfego constitui igualmente uma referência para a fonte, que deverá formatá-lo (shaping) de modo que esteja em conformidade com o declarado, aumentando assim a probabilidade de que a rede cumpra o contrato negociado Parâmetros de Tráfego» Peak Cell Rate PCR» Cell Delay Variation Tolerance CDVT» Sustainable Cell Rate SCR» Maximum Burst Size MBS» Minimum Cell Rate MCR» Maximum Frame Size MFS

4 Parâmetros de Tráfego PCR» Informalmente corresponde ao débito máximo instantâneo duma conexão» É definido como o inverso do intervalo mínimo T entre células sucessivas duma conexão (PCR = 1 / T)» Valores inferiores a T podem ser observados na ligação física, devido a: Multiplexagem de fluxos no equipamento terminal ou na rede local de acesso, responsável pela introdução de jitter (CDV), ou seja, pela alteração da relação temporal entre células Valores de PCR não serem obrigatoriamente submúltiplos do débito máximo possível na ligação física» Por estas razões o intervalo nominal T deve ser definido na interface com a camada física (PHY-SAP), com base no conceito de Terminal Equivalente» Para verificação de conformidade por parte da rede, deve ser associado ao valor de PCR uma tolerância (CDVT), que na UNI deve ser contabilizada em relação aos instantes de emissão nominal das células pelo Terminal Equivalente Parâmetros de Tráfego CDVT» CDVT é a tolerância concedida a uma célula, se observada antes do instante esperado de chegada (Theoretical Arrival Time TAT), definido com base em chegadas anteriores» Seja t a (i) a sequência de instantes de chegada de células (observada num ponto) e seja T o intervalo de tempo nominal entre células» Com a chegada da primeira célula a variável TAT é inicializada com o valor t a (1) e de seguida actualizada com o valor t a (1) + T, que corresponde ao instante nominal de chegada da próxima célula; com a chegada de células subsequentes, é verificada a conformidade em relação a CDVT e o valor da variável TAT é actualizado: Se t a (k) for superior ao valor de TAT (célula atrasada), a célula é conforme e TAT é actualizado com o valor (t a (k) + T) Se t a (k) for inferior ao valor de TAT mas superior a (TAT CDVT), a célula é conforme (dentro da tolerância) e TAT é incrementado com o valor T Se t a (k) for inferior a (TAT CDVT), a célula é não conforme (pois está fora da tolerância) e o valor de TAT não é alterado

5 Modelo de Referência PCR Traffic Source 1 Connection Points MUX Virtual Shaper PHY SAP Private Network Elements TE functions generating CDV Other functions generating CDV UPC Traffic Source N Private UNI Public UNI ATM Layer Equivalent Source Equivalent Terminal Virtual shaper provides conformance with peak emission interval T GCRA(T,CDVT*) GCRA(T,CDVT) Conformidade de células (PCR, CDVT)» Seja δ o tempo de transmissão de uma célula e T o intervalo nominal entre células correspondente a PCR ( PCR = 1 / T)» Seja τ o valor de CDVT, que corresponde à antecipação permitida de uma célula em relação a TAT; a conformidade de uma célula é verificada por um algoritmo designado por Generic Cell Rate Algorithm GCRA(T, τ)» A existência de CDVT permite que o intervalo entre algumas células seja inferior a T e inclusivamente que algumas células possam ocorrer contíguas na ligação física (cell clumping)» O número máximo de células contíguas (back-to-back) conformes é dado por N = 1+ τ T δ

6 Conformidade de células (PCR, CDVT) exemplos ta(i) X + LCT (TAT) time Figure 1: Ideal Cell Arrival at the Public UNI (τ = 0.5δ) ta(i) X + LCT (TAT) time T = 4.5 δ Figure 2: Possible Cell Arrival at the Public UNI (τ = 1.5δ) Conformidade de células (PCR, CDVT) exemplos ta(i) X + LCT (TAT) time Figure 3: Possible Cell Arrival at the Public UNI (τ = 3.5δ) ta(i) X + LCT (TAT) time Figure 4: Possible Cell Arrival at the Public UNI (τ = 7 δ) T = 4.5 δ

7 Parâmetros de Tráfego SCR, MBS, BT» Sustainable Cell Rate (SCR) É definido como o limite superior do débito médio de uma conexão» Maximum Burst Size (MBS) Um terminal é autorizado a transmitir instantaneamente com um débito que não pode exceder PCR (ressalvado o CDVT) Para garantir que o débito médio na conexão não excede SCR, é necessário limitar os períodos em que a transmissão se realiza com débito igual a PCR MBS especifica o número máximo de células (burst) que é possível transmitir com um débito igual a PCR De forma a verificar a conformidade de um fluxo de células relativamente aos três parâmetros (PCR, SCR, MBS), com base no algoritmo GCRA, é habitual definir-se um outro parâmetro Burst Tolerance (BT)» Burst Tolerance (BT) BT representa a máxima antecipação possível de uma célula de um burst, relativamente ao seu instante nominal de emissão se a transmissão se realizasse com um débito igual a SCR A conformidade de células em relação a (SCR, BT) é igualmente referida a um Terminal Equivalente Modelo de Referência SCR e BT CDVT Traffic Source 1 Connection Points MUX Virtual Shaper PHY SAP TE functions generating CDV Other functions generating CDV UPC Traffic Source N Private UNI Public UNI ATM Layer CDVT* Equivalent Source Equivalent Terminal Virtual shaper provides conformance with peak emission interval Ts GCRA(Ts,BT) GCRA(Ts,BT+CDVT*) GCRA(Ts,BT+CDVT)

8 Conformidade de células (PCR, SCR, BT)» O tráfego submetido por uma fonte com parâmetros PCR = 1 / T, SCR = 1 / T s e BT = τ s deve estar conforme com GCRA (T, 0) e com GCRA (T s, τ s ) no PHY-SAP do Terminal Equivalente» O tamanho máximo de um burst (MBS) emitido com débito igual a PCR e em conformidade com GCRA (T s, τ s ) é dado pela relação τs MBS = 1 + Ts T» Dados MBS, T e T s, o valor de τ s é, por convenção, o mínimo entre os valores possíveis τ s = (MBS - 1)(T s -T)» Se uma fonte pretender emitir bursts de duração máxima MBS = B com débito PCR = 1 / T, em conformidade com GCRA (T s, τ s ), o intervalo mínimo entre bursts T I deve satisfazer a relação min B = 1+ T ( TI TS τ, S) S T Parâmetros de Tráfego MCR, MFS» Minimum Cell Rate (MCR) Este parâmetro foi inicialmente definido no âmbito da categoria de serviço ABR, mas é igualmente especificado na categoria de serviço GFR Nestas categorias de serviço o MCR corresponde ao débito mínimo requerido por uma conexão e que deve ser garantido pela rede, sem prejuízo de poder ser disponibilizado um valor superior (até um valor máximo igual a PCR) O MCR pode ser especificado com valor zero» Maximum Frame Size (MFS) Este parâmetro foi definido no âmbito da categoria de serviço GFR Nesta categoria de serviço o MFS é o tamanho máximo das tramas AAL5 especificado por conexão

9 Categorias de Serviço» O ATM Forum definiu um conjunto de categorias de serviço com o objectivo de relacionar características de tráfego e requisitos de QoS com o comportamento da rede, que é determinado pelos respectivos mecanismos de controlo de tráfego e pelas estratégias de reserva e atribuição de recursos» Nesta classificação teve-se em conta: natureza do tráfego (débito constante ou variável, grau de burstiness) compromisso entre eficiência (multiplexagem estatística) e garantias de QoS requisitos de tempo real / tolerância a atrasos grau de interactividade tolerância a perdas prioridades utilização de largura de banda disponível (não atribuída ou atribuída mas não utilizada) equidade (fairness) Requisitos de Aplicações» Aplicações de dados tolerantes a atrasos (elásticas) usam tipicamente serviços best effort, sendo a fiabilidade, se necessário, assegurada por protocolos extremo a extremo; contudo, algumas aplicações de dados sem requisitos de tempo real podem beneficiar de garantias oferecidas pela rede» Aplicações críticas de tempo real (hard real time) requerem garantias absolutas e rígidas por parte da rede no que se refere a atrasos e perdas» Aplicações de tempo real adaptativas (adaptive real time) admitem alguma tolerância relativamente a atrasos e perdas, podendo ser concebidas para se adaptarem a variações do atraso ou do débito na rede No caso de adaptação ao atraso (delay adaptive), o débito da fonte é independente do estado da rede; as aplicações são tolerantes a algumas perdas (devido a descarte ou atrasos ocasionais superiores ao limite aceitável), mas requerem uma largura de banda crítica, abaixo da qual a degradação de qualidade é perceptível No caso de adaptação ao débito (rate adaptive), a fonte adapta o seu débito ao estado da rede, pelo que a qualidade não depende do atraso (que se mantém baixo) mas da partilha efectiva de largura de banda; o processo de codificação pode ser baseado em níveis de precedência (codificação em camadas) ou pode ser alterado com base em feedback da rede

10 Categorias de Serviço» Em resultado da análise dos aspectos referidos e da sua relação com requisitos típicos de várias classes de aplicações, o ATM Forum definiu seis categorias de serviço, caracterizadas por um número reduzido de parâmetros de tráfego e de QoS Constant Bit Rate CBR real time Variable Bit Rate rt-vbr non real time Variable Bit Rate nrt-vbr Unspecified Bit Rate UBR Available Bit Rate ABR Guaranteed Frame Rate GFR» As categorias de serviço não devem ser confundidas nem com as Classes de Serviço (A, B, C, D) nem com os tipos de protocolo AAL As categorias de serviço representam características de serviços oferecidos pela rede, em função da forma como os recursos são atribuídos às conexões; por exemplo, um serviço CBR pode ser negociado por aplicações que geram tráfego com débito constante ou variável e que, conforme os casos, podem usar AAL1 ou AAL5 Categorias de Serviço ATM Layer Service Category Attribute CBR rt-vbr nrt-vbr UBR ABR GFR Traffic Parameters: PCR, CDVT Specified Specified Specified Specified SCR, MBS n/a Specified n/a MCR n/a Specified n/a MCR, MBS, MFS, CDVT n/a Specified QoS Parameters: Peak-to-peak CDV Specified Unspecified MaxCTD Specified Unspecified CLR Specified Unspecified Other Attributes: Feedback Unspecified Specified Unspecified

11 Serviço CBR» O serviço CBR é usado por conexões que requerem um valor fixo da largura de banda (caracterizado pelo PCR), permanentemente disponível durante o tempo da conexão Este serviço emula o comportamento de um circuito com capacidade fixa A rede oferece garantias estritas quanto ao débito e à variação do atraso (jitter)» A fonte pode, em qualquer momento, emitir células com um débito máximo igual a PCR, mas pode eventualmente emitir com um débito inferior, isto é, a fonte não é necessariamente CBR A rede deve reservar recursos de forma a garantir que a largura de banda (PCR) negociada por um serviço CBR está sempre disponível, o que tem de ser tido em conta pelo processo de controlo de admissão» A categoria CBR é usada por aplicações de tempo real que exigem controlo apertado do atraso e da variação do atraso (jitter) áudio e vídeo (interactivo, distribuição, retrieval) e emulação de circuitos Serviços compatíveis com a rede telefónica / RDIS, que requerem emulação de circuitos, deverão usar AAL1 Serviços multimédia usarão tipicamente AAL5 Serviço rt-vbr» O serviço rt-vbr é adequado para aplicações com requisitos de tempo real, isto é, que exigem um controlo apertado do atraso e variação do atraso, e cujo tráfego é inerentemente de débito variável» A rede pode explorar multiplexagem estatística, dada a natureza bursty do tráfego; o ganho estatístico é condicionado pelos valores dos parâmetros de tráfego (PCR, SCR, MBS), pelo nível de QoS negociado e pelo número de fontes multiplexadas A rede reserva tipicamente recursos de forma estatística, especificando um valor de largura de banda efectiva no intervalo ]SCR, PCR[; este valor é usado pelo processo de controlo de admissão» Entre as aplicações que podem beneficiar da categoria rt-vbr incluem-se a voz (com compressão e supressão de silêncio) e aplicações multimédia interactivas (áudio e vídeo comprimidos) e dum modo geral as mesmas aplicações que usam CBR, mas que geram tráfego com débito variável e que toleram ou podem recuperar de um CLR pequeno (mas não nulo)

12 Serviço nrt-vbr» O serviço nrt-vbr é adequado para aplicações que não têm requisitos de tempo real e que geram tráfego bursty caracterizado em termos de PCR, SCR e MBS» O serviço nrt-vbr não oferece garantias relativamente ao atraso máximo e ao jitter, mas em contrapartida garante um débito médio (SCR) e permite transmissão de bursts com débito máximo igual a PCR» Este serviço suporta naturalmente multiplexagem estatística de conexões» O serviço nrt-vbr pode ser usado por aplicações transaccionais que requerem tempos de resposta baixos, em interligação de LANs e em cenários de interfuncionamento com Frame Relay Serviço UBR» O serviço UBR corresponde ao serviço tradicional best effort, usado por aplicações de dados sem requisitos de tempo real» No serviço UBR não são especificadas quaisquer garantias de serviço relacionadas com o tráfego gerado pela aplicações Não existe o conceito de negociação de largura de banda por conexão A rede não se compromete em relação a valores de CLR numa conexão UBR, nem relativamente ao atraso sofrido pelas células da conexão» Os serviços UBR usam a largura de banda disponível, que pode ser atribuída, em qualquer altura, a serviços com garantias» O serviço UBR é usado por aplicações de comunicação de dados tradicionais (transferência de ficheiros, correio electrónico) Tráfego TCP/IP é um candidato natural à utilização da categoria de serviço UBR, uma vez que eventuais perdas são recuperadas ao nível TCP A perda de uma única célula determina a perda do pacote a que pertence, o que motivou a concepção de mecanismos inteligentes de descarte de células UBR ou, em alternativa, a utilização da categoria de serviço ABR

13 Serviço ABR» O serviço ABR baseia-se num mecanismo de controlo de fluxo, que permite às fontes adaptarem dinamicamente o seu débito com base em informação de controlo enviada pela rede e dependente do estado desta» A informação de controlo pode consistir na indicação de um débito explícito, do estado de congestionamento da rede ou ambos» Conforme a indicação recebida, uma fonte pode manter o débito, aumentá-lo progressivamente ou diminuí-lo de forma abrupta» O mecanismo baseia-se no envio regular pelas fontes de células especiais (RM Resource Management), que indicam o débito actual e o débito máximo pretendido; estas células são processadas pelos comutadores no percurso e o valor do débito autorizado é comunicado por células RM em sentido oposto (esse valor é condicionado pela ligação mais congestionada no percurso) Serviço ABR» Por cada conexão ABR é possível especificar um débito mínimo garantido (MCR), assim como um débito máximo alvo (PCR)» Se uma fonte adaptar o seu débito de acordo com o feedback recebido da rede, em princípio estará sujeita a uma taxa de perda de células (CLR) muito inferior ao que ocorreria no serviço UBR No caso de se usar este serviço para suportar tráfego TCP/IP, evitam-se as avalanches de retransmissões de pacotes que tenderiam a ocorrer se fosse usado o serviço UBR, com a consequente melhoria de desempenho» O serviço ABR tende a distribuir a largura de banda disponível de forma equitativa entre as conexões (fairness), o que é igualmente favorável no caso de tráfego TCP/IP» O serviço ABR é adequado para interligação de LANs (em especial em ambientes TCP/IP) e Emulação de LANs (LAN Emulation) e dum modo geral como alternativa a UBR se as aplicações conseguirem tirar partido do protocolo de controlo de fluxo para reduzir significativamente o CLR

14 Serviço GFR» O serviço GFR é usado por aplicações sem requisitos de tempo real, que requerem um débito mínimo garantido e que podem beneficiar de largura de banda adicional, disponível dinamicamente» Este serviço não exige qualquer protocolo de controlo de fluxo» A informação é enviada em tramas AAL5 e durante situações de congestionamento a rede tenta descartar tramas AAL5 completas» Uma conexão GFR é especificada com os parâmetros PCR, MCR, MBS e MFS e a rede apenas garante transferência de células em tramas completas se o débito não exceder MCR» Aplicações típicas deste serviço são interfuncionamento com Frame Relay e, em alternativa a UBR, aplicações em que os dados podem ser organizados em tramas delineadas na camada AAL (e.g., AAL5) Mecanismos de Controlo de Tráfego necessidade» Numa rede ATM é possível, mediante negociação, disponibilizar QoS diferenciada por conexão» O comportamento da rede é determinado por um conjunto de mecanismos de controlo, que têm por objectivo Proteger a rede e os end-systems de possível congestionamento, de modo a atingir os objectivos de desempenho e cumprir os contratos negociados Utilizar os recursos da rede de forma eficiente, explorando multiplexagem estatística condicionada aos objectivos de desempenho» As possíveis causas de congestionamento exigem medidas diversas Se o congestionamento for temporário pode resolver-se com a rejeição de novas conexões e/ou terminação selectiva de conexões, enquanto que se for persistente requer medidas de planeamento (redimensionamento de recursos) O congestionamento em algumas zonas da rede (e sub-utilização de recursos noutras) resulta de uma distribuição de tráfego não óptima; neste caso são necessários mecanismos de Engenharia de Tráfego que permitam organizar os fluxos de tráfego na rede com o objectivo de utilizar recursos de forma eficiente, evitar congestionamento e garantir a QoS negociada pelas conexões

15 Funções de Controlo de Tráfego» O ATM Forum identificou um conjunto de funções genéricas de Controlo (Gestão) de Tráfego, que deverão ser suportadas em diferentes elementos de rede equipamento terminal, nós de acesso e nós internos da rede Connection Admission Control CAC Feedback Control Usage Parameter Control UPC Cell Loss Priority Control Traffic Shaping Network Resource Management Frame Discard Connection Admission Control» Inclui as acções executadas pela rede na sequência do pedido de estabelecimento de uma nova conexão e que levam a um processo de decisão que consiste na aceitação ou rejeição do pedido» O estabelecimento de uma conexão pressupõe a negociação de um contrato entre o utilizador e a rede, baseado em parâmetros de tráfego e de QoS que constituem os elementos do contrato» A rede decide se pode ou não aceitar uma nova conexão (cumprir o contrato), tendo em atenção os requisitos de QoS, as características do tráfego e os recursos disponíveis (estado actual da rede)» Uma conexão só será aceite se, face aos recursos disponíveis, for previsível que é possível cumprir o contrato, sem comprometer (degradar) os contratos estabelecidos, isto é, a QoS das conexões em curso deverá manter-se dentro dos limites negociados

16 Feedback Control e Cell Loss Priority Control» Feedback Control consiste em acções combinadas realizadas pela rede e pelos end-systems com o objectivo de regular o tráfego gerado por estes, com base no estado da rede (comunicado explícita ou implicitamente) Foi especificado para a categoria de serviço ABR um mecanismo que permite a partilha da largura de banda disponível de forma adaptativa» O mecanismo Cell Loss Priority Control baseia-se na utilização do bit CLP presente no cabeçalho das células ATM O valor CLP = 1 indica uma célula com um nível de prioridade mais baixo (em relação a células com CLP = 0) A rede pode adoptar mecanismos que tratem o bit CLP para efeitos de descarte (descarte prioritário de células com CLP = 1) ou, pelo contrário, pode tratar o bit CLP de forma transparente Network Resource Management e Frame Discard» As funções de Network Resource Management baseiam-se na separação lógica de conexões, característica da arquitectura ATM, o que permite atribuir recursos às conexões de forma diferenciada É possível usar técnicas de escalonamento baseadas em prioridades e/ou distribuição de largura de banda de acordo com múltiplos critérios É possível atribuir recursos a Trajectos Virtuais (Virtual Paths)» Em caso de congestionamento a rede tem necessidade de descartar células, sendo preferível descartar células de uma mesma trama (Frame Discard) e não células isoladas de múltiplas tramas (uma vez que a aplicação descartará todas as células de qualquer trama incompleta, torna-se inútil o transporte pela rede de células de uma trama após ocorrer o descarte de uma célula dessa trama) Sempre que possível deverá ser descartada uma trama completa (Early Packet Discard EPD), que pode ser seleccionada de forma aleatória (Random Early Discard RED) Se for descartada uma célula intermédia de uma trama, então deverão ser descartadas as células subsequentes da trama (Partial Packet Discard PPD)

17 Usage Parameter Control e Traffic Shaping» O mecanismo UPC consiste na monitoração pela rede do tráfego que lhe é submetido com o objectivo de verificar a respectiva conformidade com os valores declarados (policiamento) A rede pretende garantir que os contratos são respeitados, protegendo-se de usos indevidos ou mal intencionados, e evitando que sejam penalizados os utilizadores que cumprem os respectivos contratos A rede pode impor que o tráfego aceite esteja de acordo com o contrato, descartando células não conformes ou introduzindo um atraso adicional (shaping)» O mecanismo de Traffic Shaping consiste na alteração controlada das características temporais do tráfego de uma conexão (e.g., espaçamento entre células, tamanho dos bursts) de forma a garantir a respectiva conformidade com os valores declarados É tipicamente (mas não exclusivamente) realizado nos end-systems com o objectivo de garantir que o tráfego gerado está de acordo com o declarado e que portanto será aceite pela rede, depois de policiado» UPC e Traffic Shaping são normalmente baseados em mecanismos do tipo Leaky Bucket e Token Bucket, de que é exemplo o GCRA Leaky Bucket» O mecanismo Leaky Bucket (LB) tem como objectivo transformar tráfego bursty num fluxo em que o débito máximo instantâneo é controlado (r leak rate), realizando deste modo shaping isócrono» O LB aceita bursts na entrada, mas impede que ocorram na saída; para o efeito o LB inclui um buffer de tamanho B, que limita o tamanho máximo dos bursts admitidos» Bursts submetidos ao LB com um débito superior a r resultam num fluxo periódico com débito r na saída (período T = 1 / r) Enquanto o buffer tiver células, estas são espaçadas de 1 / r Quando o buffer estiver cheio, novas células são descartadas O número máximo de células que podem ser aceites sem perdas num burst submetido com débito R > r é N max = R B / (R r)» O LB pode ser usado para controlar o PCR numa conexão ATM

18 Leaky Bucket Dados B r Token Bucket» O mecanismo Token Bucket (TB) tem como objectivo controlar o débito médio de tráfego bursty, permitindo a transmissão de bursts com um débito instantâneo superior ao médio, mas limitando a sua duração, isto é, o TB permite burstiness, mas limita-a» O TB baseia-se num contentor de tokens com capacidade para b tokens, que são gerados com um ritmo r igual ao débito médio a controlar; a transmissão de uma célula só é possível depois de retirado um token do contentor (o TB é de facto um contador) Quando o TB estiver vazio, a transmissão de células é interrompida Quando o TB estiver cheio a geração de tokens é suspensa A existência de vários tokens disponíveis permite a transmissão de um burst de células com débito instantâneo superior a r Considerando um burst de células transmitidas com débito R > r, o tamanho máximo possível do burst (MBS) e a sua tolerância (BT) são respectivamente MBS = b R / (R r) > b BT = b / r» O TB permite controlar (SCR, BT) numa conexão ATM, em conjunto com um LB que controla o PCR

19 Token Bucket r b Tokens Dados Buffer (opcional) Generic Cell Rate Algorithm GCRA» O GCRA pode ser descrito como um algoritmo do tipo continuous state Leaky Bucket (em rigor Token Bucket) ou do tipo virtual scheduling» É definido com dois parâmetros: I (Increment) e L (Limit), que não são necessariamente inteiros» GCRA (I, L) pode ser descrito como um TB cujo conteúdo é decrementado continuamente de uma unidade por unidade de tempo de célula e incrementado de I unidades por cada célula conforme Se no momento da chegada de uma célula o conteúdo do TB for inferior ou igual a L, a célula é conforme; de contrário é não conforme A capacidade do TB é I + L (valor máximo possível do conteúdo)» Considerando como exemplo o controlo de (SCR, BT), o parâmetro I é igual ao intervalo de tempo nominal entre células transmitidas com débito SCR (I = T s = 1 / SCR) e L igual a BT (L = BT), medidos em unidades de tempo de célula

20 Generic Cell Rate Algorithm GCRA Arrival of a cell k at time t a (k) X' = X - (t a (k) LCT) TAT < t a (k) YES? NO TAT = t a (k) X' < 0? YES Non Conforming Cell YES TAT > t a (k) + L? NO X' = 0 NO TAT = TAT + I Conforming Cell Non Conforming Cell YES X' > L? NO X = X' + I LCT = t a (k) Conforming Cell VIRTUAL SCHEDULING ALGORITHM TAT Theoretical Arrival Time t a (k) Time of arrival of a cell I L At the time of arrival t a of the first cell of the connection, TAT = t a (1) Increment Limit CONTINUOUS-STATE LEAKY BUCKET ALGORITHM X X' LCT Value of the Leaky Bucket counter auxiliary variable Last Conformance Time At the time of arrival t a of the first cell of the connection, X = 0 and LCT = t a (1)