ATM

[saraweblog]

با سلام!

امروز یک مطلب جالب از محمد اسد پور خوندم که گفتم بد نیست برا شما هم share کنم چون خیلی جالب بود:

مد انتقال اسنكرون يا ATM نسل بعدي فن اوري شبكه است كه سرعت مبادله اطلاعات را افزايش خواهد داد با اين فن اوري اطلاعات با حجم بسار وسيع تري مبادله خواهد شد. براي مثال صوت , داده ها, تصاوير,Cat Scan , تصاوير MRI وكنفرانس ويدئويي.
اين فن اوري شبكه هاي خصوصي و عمومي را پشتيباني خواهد كرد و صوت ,ويدئو و داده ها در مداري به طور مشترك مبادله خواهند شد .ATM پهناي باند را بر حسب نياز نوع اطلاعاتي كه مي خواهد از طريق ان مبادله شود ارائه مي كند . سرعت تبادل اطلاعات از
1.5Mbps تا 2Gbps مي باشد .انواع مختلف شبكه ها از LAN گرفته تا WAN و از backbone تا Desktop مي توانند با استفاده از فن اوري ATM به يكديگر مرتبط شوند .علاوه بر اين ATM يك پرتوكل انتقال براي B_ISDN مي باشد شكل 1_1يك شبكه ATM متداول شامل چند سويچ و چند كاربر را نشان مي دهد . سويچ هاي ATM دو نوع ارتباط ارائه مي نمايند كه عبارتند از: 1-ارتباط سويچ به سويچ و يا ارتباط شبكه به شبكه كه NNI ناميده مي شود . 2-ارتباط سويچ به كاربر كه UNI ناميده مي شود



اجزاي شبكه ATM عبارتند از :كارت شبكه ATM , سويچ ATM (به منظور ارسال هر سلول به مقصدش) و يك نرم افزار
مهمترين مزاياي ATM عبارتند از :
n پهناي باندي دارد كه اندازه ان وابسته به نياز كاربر است
n سرويس ارتباط گرا(connection – oriented) دارد
n سويچ هاي ATM از مولتي پلكس كردن اماري استفاده مي كنند .
n سرويس هاي با كيفيت بالا ارائه مي دهد
n از رسانه هاي انتقال متفاوت مثل كابل فيبر نوري يا UTP پشتيباني مي كند
n حجم وسيعي از اطلاعات را مديريت مي كنند
n اين فن اوري با شبكه هاي LAN و WAN فعلي كار مي كند و از پرتوكل هاي متداول اخير مثلTCP/IP پشتيباني مي كند.
مشخصات ATM به شرح زيراند:

n سويچينگ سلول (cell switching) : يك سلول حامل اطلاعاتي در مورد مسير يابي جهت انتقال داده ها مي باشد . سويچ اين اطلاعات را خوانده و مسير مناسب را انتخاب مي كند.
n انتقال ارتباط گرا(connection – oriented transmission) : بدين معني است كه قبل از مبادله داده ها بين دو ايستگاه بايد بين ان دو ارتباط برقرار شود.
n اندازه سلول(cell size) : اندازه سلول همواره ثابت بوده و برابر 53 بايت است .5 بايت ان به عنوان (header) تعلق دارد و 48 بايت ديگر به payload متعلق است به شكل1_2 نگاه كنيد
n تاخير(delay) : تاخير بين ارسال و دريافت كوتاه است
n سويچينگ (switching) : عمل سويچينگ با سرعت بسيار زيادي انجام مي شود .
n

[saraweblog]

2-1: انواع ارتباطات ATM

ATM دو نوع ارتباط را پيشنهاد مي كند :
1- ارتباط مجازي دائمي يا PVC (permanent virtual connection)
تنظيم و قطع ارتباط PVC توشط مدير شبكه به طور دستي انجام مي شود . مجموعه اي از سويچ هاي شبكه بين منبع و مقصد در ATM با ارزش هاي از قبل تعين شده براي VCI/VPI برنامه ريزي شده اند .مبادله اطلاعات در اين روش برقراري ارتباط قابل اعتماد است .
2- ارتباط مدار مجازي سويچ شده SVC (switched virtual circuit)
SVC ارتباطي است كه توسط يك پرتوكل ATM signaling بطور اتوماتيك تنظيم مي شود .
SVC نسبت به PVC كاربرد بيشتري دارد زيرا به تنظيم دستي نياز ندارد . اما از درجه اعتماد كمتري نسبت به PVC برخوردار است .
نحوه عملكرد سويچ ATM

يك سويچ ATM مي تواند با سرعت فوق العاده بالايي سلول ها را پردازش كند . وظايف سويچ ATM عبارتند از :
1- يك سلول از پورت ورودي دريافت مي شود . سرايند VPI/VCI ان بررسي شده تا پورت خروجي جهت ارسال ان سلول به ان پورت تعين شود .
2- فيلدهاي VPI/VCI با ارزش هاي جديدي براي پورت خروجي اصلاح شده و تغيير مي پذيرند
3- كنترل خطا در HEC به منظور خطايابي و اصلاح فيلد سرايند (header) هر سلول مورد استفاده قرار مي گيرد . اگر HEC نتواند خطا را اصلاح كند در اين صورت سويچ ATM ان سلول را حذف خواهد كرد .
4- هر سويچ داراي يك واحد كنترل است كه مي تواند جدول مسير يابي را اصلاح كند .
5- سويچ بايد از سويچينگ سلول با سرعت حداقل يك ميليون سلول در ثانيه پشتيباني كند.

[saraweblog]

معماري سويچ ATM

مهمترين جزو شبكه ATM سويچ ان مي باشد كه بايد بتواند بيليونها سلول را در هر ثانيه پردازش كند . شكل 1_6 معماري عمومي يك سويچ ATM با استفاده از روش مولتي پلكس كردن اماري بسته ها (SPM) را نشان مي دهد .SPM به صورت پويا پهناي باند را به كانال ورودي فعال اختصاص مي دهد .وظيفه پردازشگر كنترل(control processor) عبارتست از : كنترل بافرهاي ورودي/خروجي و تغيير و اصلاح مداوم (Update) جدول مسير يابي سويچ در هر لحظه . چند معماري مختلف براي سويچ هاي ATM وجود دارد براي مثال معماري delta switch matrix و معماري banyan switch matrix .
لايه ATM (ATM layer)

لايه ATM وظايف زير را به عهده دارد :
n استخراج و توليد عنوان سلول : لايه ATM عنوان سلول ATM (بجز HEC)را به سلول خروجس اضافه خواهد كرد سپس عنوان سلول ورودي به ايستگاه پاياني را حذف مي كند .
n تبديل VPI/VCI :اين عمل توسط سويچ ATM انجام مي پذيرد ارزش VPI/VCI سلول ورودي به ارزش جديد VPI/VCI ترجمه و تبديل مي شود و سپس سلول ارسال مي گردد.
n كنترل عمومي جريان :اين فرايند در طرف كاربر (UNI) براي تعين مقصد سلول دريافتي انجام مي شود .
n مولتي پلكس كردن و دي مولتي پلكس كردن سلول ها:اين فرايند از طريق چند ارتباط مختلف در سويچ ATM انجام پذير است .
1برقراري اتصال در ATM

اي.تي.ام مدارهاي مجازي دائمي و مدارهاي مجازي راه گزيني را پشتيباني مي كند .اولي(مدارهاي مجازي دائمي)همواره وجود دارد ومانند خطوط اجاره اي به كار گرفته مي شود .دومي(مدارهاي مجازي راه گزيني)درموقع لزوم بايد ايجاد شوند مثل تماس تلفني منظور از برقراري اتصال در اين بخش , اتصال مدارهاي مجازي راه گزيني مي باشد .

راه هاي گوناگوني براي برقراري اتصال وجود دارد. راه معمولي به دست اوردن مدار مجازي براي سيگنال دهي و به كار گيري ان است .براي برقراري چنين مداري سلول هاي حاوي درخواست در مسير مجازي ”0“ و مدارمجازي“5“ ارسال مي شوند اگر موفق بود مدار جديدي باز مي شود كه در ان مي توان در خواست هاي اتصال را ارسال و در يافت كرد.

علت استفاده از اين روش دو مرحله اي براي برقراري اتصال اين است كه پهناي باند رزروشده براي مدار مجازي ”5“ مي تتواند در حد پاييني نگه داشته شود

ايجاد مدارمجازي از شش نو ع پيام كه در شكل 1-14 مشاهده مي كنيد استفاده مي كند هر پيام يك يا چند سلول را اشغال مي كند و حاوي نوع پيام ,طول و
پارامترهاست .پيام مي تواند توسط ميزباني به شبكه اي ارسال شود يا توسط شبكه اي به ميزباني ارسال گردد
1مقايسه شبكه ATM با اترنت گيگا بيت

شبكه ATM را مي توان براي شبكه هاي محلي LAN و شبكه اي گسترده WAN مورد استفاده قرار داد . استفاده از ATM براي شبكه هاي محلي متداول نيست چرا كه شبكه هاي ATM پيچيده و گرانقيمت مي باشند. اغلب طراحان شبكه ترجيح مي دهند كه از اترنت گيگابيت براي شبكه هاي محلي استفاده كنند . اما به هر حال ATM بر خلاف اترنت گيگابيت از سرعت ثابت ارسال بيتي براي مبادله داده هاي صوتي و تصويري , مبادله بلادرنگ داده ها و كيفيت بالاي سرويس (QOS) پشتيباني مي كند . با استفاده از پرتوكل QOS(IEEE.802.1Q) در لايه بالاتر از اترنت گيگابيت مي توان بسته ها را اولويت بندي كرد .در نتيجه به بسته هايي كه بايد بلادرنگ مبادله شوند اولويت بالايي داده شده و به بسته هايي كه نسبت به زمان حساس نيستند اولويت پاييني داده خواهد شد.
اترنت گيگابيت بقدري سريع رشد كرده كه به يكي از مشهورترين شبكه هاي LAN تبديل شده است در حالي كه ATM به شكل گسترده اي در شبكه هاي WAN مورد استفاده قرار مي گيرد .