Notes

Outline

A T M Doc. dr. sc. Damir Seršić

Sadržaj predavanja: Osnovna tehnička svojstva ATM-a. Usporedba ATM-a i ostalih računalnih mrežnih tehnologija, međusobno povezivanje. ATM u primjeni: prošlost, sadašnjost i budućnost?

ATM?

Ukratko o ATM-u: Podaci se segmentiraju u pakete fiksne dužine 53 bytea - ćelije (engl. cells). Radi lakšeg usmjeravanja (engl. routing), ATM zahtjeva prethodno uspostavljanje spoja sugovornika (engl. circuit-oriented). ATM je transparentan za sve tipove podataka - audio, video, računalni podaci, … Velik raspon brzina prijenosa, medija, područja primjene (LAN, WAN, ...).

Ukratko o ATM-u: Zvjezdasta topologija mreže. Puna širina komunikacijskog kanala za svakog korisnika. Lako održavanje mreže.

Ukratko o ATM-u: Različite brzine prijenosa

Ukratko o ATM-u: Različite brzine prijenosa Podrška za multimediju

Ukratko o ATM-u: Različite brzine prijenosa Podrška za multimediju: malo kašnjenje, dinamičko određivanje širine prijenosnog kanala.

Ukratko o ATM-u: velike serije brzo širenje opća prihvaćenost među proizvođačima

Ukratko o ATM-u:

Ukratko o ATM-u: integracija lokalnih i globalnih informacijskih mreža

Zašto uopće ATM? Što nedostaje drugim, uobičajenim načinima prijenosa informacija?

Današnje javne mreže za prijenos podataka: telex mreža

Današnje javne mreže za prijenos podataka: telex mreža telefonska mreža - dvosmjerna audio komunikacija

Današnje javne mreže za prijenos podataka: telex mreža telefonska mreža - dvosmjerna audio komunikacija paketne mreže za računalske podatke (X.25, X.21,...)

Današnje javne mreže za prijenos podataka: televizijski i radijski signali prenose se: odašiljanjem putem radio valova

Današnje javne mreže za prijenos podataka: televizijski i radijski signali prenose se: odašiljanjem putem radio valova kabelskim sustavima

Današnje javne mreže za prijenos podataka: televizijski i radijski signali prenose se: odašiljanjem putem radio valova kabelskim sustavima preko satelita - DBS (engl. Direct Broadcast System)

Današnje javne mreže za prijenos podataka: Lokalne mreže računala (Ethernet, Token Bus, Token Ring, ...)

Koji su nedostaci? Specijaliziranost radi se o međusobno nepovezanim i potpuno različitim sustavima, namijenjenima za prijenos samo jedne vrste informacija Nefleksibilnost parametri prijenosa (brzina, kvaliteta, ...) čvrsto su zadani, bez mogućnosti izbora ili poboljšanja Neefikasnost resursi koje koristi jedna informacijska mreža nisu niti kompatibilni ni iskoristivi drugim mrežama

Kakvu mrežu želimo? Univerzalnu koja će objediniti sve informacijske mreže bez obzira na tip prometa Fleksibilnu s ugrađenom mogućnosti podešavanja kvalitete servisa prema zahtjevu i prema budućem tehnološkom napretku Efikasnu sa statističkom raspodjelom raspoloživih resursa svim tipovima prometa

Moguće rješenje: ATM

Osnove ATM mreže su: Nagodba oko kvalitete veze logičke veze ili tzv. virtualni krugovi - VC (engl. Virtual Circuits) nagodba o kvaliteti - QoS (engl. Quality of Service contract) Komutirane veze poput telefona, ne kao raspodijeljeni Ethernet veze od točke do točke, nedjeljivog kapaciteta Zasnovanost na ćelijama mali paketi fiksne dužine, ćelije (engl. cells) sve se vrste podataka jednako tretiraju

Nagodba oko kvalitete veze Prije početka prijenosa podataka, potrebno je uspostaviti vezu putem signalizacije Za svaku vezu postiže se nagodba o kvaliteti servisa Svaka veza (virtualni krug) može imati različite parametre nagodbe

Klase QoS-a i važniji parametri QoS klase prema zahtjevima na brzinu prijenosa (BR = bit rate): CBR - kostantna VBR - promjenjiva ABR - raspoloživa UBR - nespecificirana

Raspodijeljeno nasuprot komutiranom svi čvorovi rade na istoj, zadanoj brzini prijenosa kvar jednog čvora uzrokuje zastoj svih veća brzina - veća cijena za sve čvorove

Raspodijeljeno nasuprot komutiranom svi čvorovi rade na istoj, zadanoj brzini prijenosa kvar jednog čvora uzrokuje zastoj svih čvorova veća brzina - veća cijena za sve čvorove svaki čvor radi na svojoj, nedijeljenoj brzini prijenosa

Raspodijeljeno nasuprot komutiranom svi čvorovi rade na istoj, zadanoj brzini prijenosa kvar jednog čvora uzrokuje zastoj svih čvorova veća brzina - veća cijena za sve čvorove svaki čvor radi na svojoj, nedijeljenoj brzini prijenosa kvar jednog čvora ne uzrokuje zastoj ostalih

Raspodijeljeno nasuprot komutiranom svi čvorovi rade na istoj, zadanoj brzini prijenosa kvar jednog čvora uzrokuje zastoj svih čvorova veća brzina - veća cijena za sve čvorove svaki čvor radi na svojoj, nedijeljenoj brzini prijenosa kvar jednog čvora ne uzrokuje zastoj ostalih odnos brzina/cijena određen za svaki čvor posebno

ATM ćelija Kratki paketi, fiksne dužine (međunarodni kompromis). Zaglavlje sadrži (uglavnom) podatke o virtualnom krugu. Ostatak sadrži (uglavnom) korisne podatke Korisni podaci mogu biti glas, video, računalni podaci, ...

Arhitektura ATM sustava Prilagodni sloj: pretvara podatke u 48 byte-no ATM polje u skladu s tipom podataka. ATM sloj: određuje put kroz mrežu, te dodaje 5 byte-no zaglavlje. Fizički sloj: pretvara ćelije u odgovarajući električni ili optički format.

Prilagodni slojevi AAL1 (engl. ATM Adaptation Layer 1) namijenjen je za podatke s konstantnom brzinom prijenosa - audio, video. AAL2 je namijenjen za podatke s promjenjivom brzinom prijenosa - komprimirani audio, video. AAL3/4 je namijenjen za prijenos računalnih podataka, promjenjiva brzina prijenosa, sa i bez prethodnog uspostavljanja veze sugovornika - zbog svoje je složenosti uglavnom napušten. AAL5 je znatno pojednostavljena verzija AAL3/4, te se koristi za računalne podatke i signalizaciju.

ATM sloj (zaglavlje) VPI - identifikator virtualnog puta i VCI - identifikator virtualnog kanala određuju “smjer” kretanja ćelije kroz ATM mrežu

Fizički slojevi Velik raspon brzina prijenosa: 2 Mbps, 25, 34, 45, 51, 100, 155, 622, ... Velik izbor prijenosnih medija: parični, koaksijalni, optički kabel ili bežični prijenos... Velik raspon udaljenosti: od 100 metara (parični kabel kategorije 5) do nekoliko tisuća kilometara (optički prijenosni sustavi) Velik raspon primjena: lokalne, gradske, svjetske mreže ili kabelska televizija..

Tipični prilagodni slojevi AAL1 - zajamčena (i nepromjenjiva) brzina prijenosa. Zaglavlje obuhvaća: detekciju izgubljenih ćelija, poravnavanje strukture podataka na odredištu, vremensku markicu za restauraciju takta i vremensku sinkronizaciju na odredištu.

Tipični prilagodni slojevi AAL5 - računalni podaci. Nema dodatnog zaglavlja - svih 48 byte-a se koristi za podatke. Paketi s podacima se rastavljaju na niz ćelija, na odredištu se ponovno sastavljaju - SAR (engl. Segmentation & Reassembly). Jedan po jedan paket na svakom VC-u.

Virtualni putevi i virtualni krugovi? Svi VPI-ovi i VCI-ovi imaju isključivo lokalni značaj, te se mijenjaju od čvora do čvora (switch-a). Uloga switch-a je krajnje pojednostavljena - iz tablice saznaje na koju stranu (ili koje strane) mora uputiti ćeliju i koji joj (novi) VPI i VCI mora pridružiti. Tablice se formiraju prethodno, prilikom uspostavljanja veze. PVC - (engl. Permanent Virtual Connections) trajne veze, uspostavljaju se konfiguriranjem (mrežni administrator). SVC - (engl. Switched Virtual Connections) komutirane veze, uspostavljaju se i raskidaju na zahtjev, signalizacijom.

Virtualni putevi i virtualni krugovi? VP - virtualni put je “svežanj” virtualnih krugova. ATM mreža može komutirati ćelije i samo na osnovu VPI-jeva, zadržavajući VCI-jeve nepromijenjenim. Virtualni putevi omogućuju rekonfiguraciju mreže bez ometanja virtualnih krugova (lakše administriranje).

ATM sučelja

UNI - što je to? UNI (engl. User Network Interface) je korisničko mrežno sučelje, kao što je npr. sučelje računalo - ATM mreža. Pomoću signalizacije (VPI=0, VCI=5) omogućuje uspostavljanje i raskidanje komunikacijskih puteva, koji povezuju dva ili više sugovornika. UNI 3.0 i UNI 3.1, P-NNI Phase 1, B-ICI 2.1 (“javni NNI”).

ATM adrese

ATM adrese

ATM adrese

Ostvarivanje veze signalizacijom Izvorni sustav: zahtjev za vezom (najbližem čvoru). Odgovor: zahtjev primljen uspostavljanje virtualnog kruga i prosljeđivanje zahtjeva slijedećem čvoru ... Odredišni sustav: zahtjev odobren (ili odbačen) potvrda odobrenja (ili odbijanja) prosljeđuje se istim putem natrag do izvornog sustava.

Veza ATM-a s postojećim mrežama? Pitanje od izuzetne važnosti za primjene. 2 načina: Prirodni ATM način (engl. native mode). Primjer: IP preko ATM-a direktnim ugrađivanjem svih adresnih mehanizama IP-a u ATM adrese. Emulacija lokalnih mreža preko ATM-a. Primjer: emulacija Etherneta ili Token Ringa. Prvi način, za razliku od drugog, zahtjeva promjenu postojećeg programskog sučelja, ali omogućava nagodbu oko svojstava veze - QoS.

Standardizacija i proces razvoja ATM-a IETF (Internet Engineering Task Force) donio neke od prvih ATM de facto normi (RFC preporuke). Od 1991. ATM Forum donosi de facto ATM standarde. ATM Forum - sada međunarodni konzorcij sa više od 600 komercijalnih kompanija. ITU-T (bivši CCITT) je međunarodno standardizacijsko tijelo koje donosi formalne standarde.

Važniji ATM standardi Fizički slojevi 155Mb/s (UTP, Phy, SDH,...) DS3, DS1, E3, E1, 100Mb/s TAXI, 25Mb/s, WIRE, Utopia,... Korisničko mrežno sučelje UNI 2.0, 3.0, 3.1, ILMI MIB,.. Privatno mrežno sučelje P-NNI 1.0, Addend., IISSP Javno mrežno sučelje B-ICI 1.0, 1.1, 2.0, 2.1

ATM uređaji ATM komutator (engl. switch) je osnovni element ATM mreža: LAN workgroup switch, LAN backbone switch, posebna “klasa” su ATM switch-evi za WAN-ove. ATM pristupni uređaji: ATM kartice za računala s pripadajućim programima i periferijskim uređajima, ATM access switch (npr. ATM / Ethernet), ATM video i audio pristupni uređaji.

ATM u primjeni ATM je još uvijek skupa tehnologija, masovno raširena jedino u vanjskim mrežama (WAN). U lokalnim mrežama uvođenje ATM-a značajno usporavaju znatno jeftinije brze LAN tehnologije kao što su 100BaseT, 1000BaseT i slične. Nezamjenjiv za prijenos različitih tipova podataka (računalnih i multimedijskih) jednom komunikacijskom mrežom.