Stručný úvod do ATM

Ing. Vladimír Horák

Ústav výpočetní techniky Univerzity Karlovyvhor@cuni.cz

ATM

• Asynchronous Transfer Mode

• Základní idea: Integrovat různé služby - přenos dat, obrazu a zvuku (včetně telefonní sítě) a umožnit vznik společné infrastruktury

pro všechny typy datových přenosů

TÚ

TÚ

ATM síť

LAN TCP/IP

Nároky na společnou síť

• přenos paketů– rychlost nezaručena

– zpoždění nezaručeno

– sdílení média

• spoje s parametry– zaručená šířka pásma

– zpoždění

Vývoj ATM - průběžný

ATM Forum

• založeno 1991, http://www.atmforum.com

technologie

Vydanéstandardy

Reálnákompatibilita

Kompatibilita

TÚ

TÚ

ATM síť

LAN TCP/IP

TÚ

TÚ

LAN TCP/IP

Prvky ATM sítě

• Koncová zařízení– PCI adaptér– router, LAN switch– tel. ústředna, videokonferenční zařízení

• ATM switch (přepínač)– spojení „každý s každým“– implementace hardwarem (rychlost)

• ATM adresy - 20 byte

CELL (Buňka)

• základní jednotka přenosu dat v ATM

• pevná délka 53 byte

• v záhlaví označení virtuální cesty (VC - Virtual Connectoin)

• VPI (Virtual Path Identifier, 8 nebo 12 bitů)

• VCI (Virtual Chanel Identifier, 16 bitů)

48 byte data5 byte záhlaví

VC (Virtual Connection)

port VPI VCI port VPI VCI

A 1 10 B 1 10

A 1 11 C 2 12

A

B

C

D

Virtual Connection

• buňka neobsahuje ATM adresu, jen VPI/VCI

• před přenosem dat je nutné cestu vytvořit

• PVC (Permanent Virtual Connection)

• SVC (Switched Virtual Connection)

PVC (Pernament Virtual Connection)

• vytváří administrátor „ručně“ na všech zařízeních v cestě

• pro dlouhodobější spojení

TÚ

TÚPVC

SVC(Switched Virtual Connection)

• vytváří se dynamicky

• o spojení žádá koncové zařízení pomocí signalizačních protokolů (Signaling)

• argument - ATM adresa druhé strany

SVC

A1 A2

Žádá o vytvořenícesty k počítači

s adresou A2

Zajistí sestavenícesty a vrátí

VPI/VCInebo „nejde to“

Virtual Connection

• Point to Point

• Point to Multipoint (multicast, broadcast)

• jednosměrné

• obousměrné

QoS(Quality of Service)

• parametry spojení– vyhradit pásmo určité šířky– maximální zpoždění– maximální možné ztráty dat– při žádosti o SVC

Služby poskytované ATM

• CBR (Constant Bit Rate)– dedikované pásmo, konstatní zpoždění, emulace okruhů

• VBR (Variable Bit Rate)– definice špičky, VBR video

• UBR (Unspecified Bit Rate, též „best effor“)– zbytek, bez záruky, data, Internet

– problém ztrát buněk

• ABR (Available Bit Rate)– zbytek, navíc řízení toku dat, malé ztráty, náhrada UBR

Služby poskytované ATM

CBR

VBR

ABR

UBR

kapa

cita

link

y

AALATM Adaptation Layer

• Převod informací na ATM formát

• AAL1 - CBR, okruhy (E1 vstupy TÚ)

• AAL2 - ve vývoji, VBR video

• AAL3/4 - univerzální pro datagramy i okruhy

• AAL5 - datagramy (efektivnější než AAL3/4)

• SAAL - Signaling

LANE (LAN Emulation)

• ovladač ATM adaptéru v koncovém zařízení emuluje všechny služby LAN (ethernet)

• síť je transparentní pro všechny vyšší protokoly (IP, IPX, AppleTalk, NETBEUI...)

• problém - multicast

LANE (LAN Emulation)

LAN Ethernet

LAN switch

IP over ATM

• ovladač ATM adaptéru v koncovém zařízení emuluje všechny služby IP

• transparentní pro všechny aplikace nad IP

IP over ATM

LAN Ethernet

ROUTER

ATM adresy

• 20 byte dlouhé, formát NSAP (OSI)

• součástí je 6 byte MAC adresy zařízení

• Public podle doporuční E.164

• Private

ATM adresa - příklad

• server Superpočítačového centra UK připojený na PASNET a TEN-34CZ

• 39.203F.1100.00.0001.00.05.01.0000.00204808188A.00

ATM adresa - příklad

39.203F.1100.00.0001.00.05.01.0000.00204808188A.00

Formát adresy

TEN-34 - Česká republika

TEN-34CZ - páteř (Praha)

PASNET - páteř (Karolinum)

Superpočítačové centrum

MAC adresa ATM adaptéru

suffix

ILMI (Interim Local Management Interface)

• Protokol mezi koncovým zařízením a switchem, konfigurace adres

• Admin nastaví na switchi prefix

• Zařízení se prefix dozví, z něj a ze své MAC sestaví svou ATM adresu

• Switch se dozví MAC adresy připojených zařízení

UNI - User to Network InterfaceNNI - Network to Node Interface

UNI - User to Network Interface

• mezi koncovým zařízením a switchem

• signalizace standardu UNI 3.0, 3.1

NNI - Network to Node Interface

• mezi switchem a switchem

• Signalizace P-NNI (Private Network to Node Interface)

• P-NNI Phase 0 = IISP (Interim InterSwitch Protocol)

Srovnání UNI a NNI

• UNI – požadavek na vytvoření spojení, zpět výsledek

„ano, VPI/VCI¨“ nebo „ne“

• NNI – ověření možnosti sestavení spojení– sestavení optimální trasy– zajištění QoS

Srovnání P-NNI a OSPF• OSPF

– získává informace o topologii sítě a kapacitě– vybírá nejrychlejší směr, parametr = adresa

• P-NNI– získává informace o topologii, kapacitě– vyjednává sestavení optimální cesty– parametry QoS (dedikované pásmo,

zpoždění...)– ATM síť se rychleji mění

Některé problémy

• ztráty buněk...

• implementace PNNI...

• kompatibilita...

Závěr

• složitá a rozsáhlá technologie

• výhody - QoS a integrace

• podpora EU (TEN-34, TEN-155)