Asynchronous Transfer Mode ATM

Transkript

1 Asynchronous Transfer Mode ATM ATM bir WAN teknolojisidir, sabit boyutlu paketler, veri, ses, video, çoğul ortam gibi çeşitli yapılar taşınmaktadır. Çok yüksek hızlara ulaşabilen bu teknolojinin ortaya çıkmasından uzun zaman sonra bile popülaritesini korumaktadır. 1

2 PAKET İLETİŞİM YÖNTEMLERİ Paket iletişiminde, gönderilen verilerin temel biçimlendirilmesine (formatting) göre iki yaklaşım vardır. Bunlar; Zamana Bağımlı, Zamandan Bağımsız iletişim yöntemleridir. 2

3 Zamandan Bağımsız İletimde ; her sekizli (Byte)'nin önünde bir Başlangıç (BAŞ) ve arkasında Bitiş (SON) sinyalleri bulunmaktadır. Bu sinyallerin amacı verileri taşıyan sinyalleri sınırlamaktır. Başlangıç sinyali, alıcının kısa bir süre sonra verinin gelişi hakkında bilgili kılınmasını da sağlar. Böylece alıcı gerekli fonksiyonlarını harekete geçirmek için süre kazanır. Zamana Bağımlı İletişimde ; sekizliler birbiri arkasına iletilirler tüm verilerin önünde ve arkasında birer bayrak bulunur. Zamana bağımlı veri iletişiminde her sekizli için bir başlangıç ve bitiş sinyali gönderme zorunluluğu yoktur bu da iletişimde gereksiz kanal kullanımını engeller. Ancak zamandan bağımsız iletişimde uçlarla (terminal) modemler arasında kullanılan arayüzler, zamana bağımlı olanlara kıyasla çok ucuz olmasından dolayı çok daha yaygın olarak kullanılmaktadır. 3

4 ATM TEKNOLOJİSİ İhtiyaç duyulan pek çok servis (ses, görüntü, klasik veri iletimi, interaktif servisler vb.) yüksek hızlarda iletim kapasitesi gerektirmektedir. Veri iletişiminde ortaya çıkan ilerlemeler (VLSI-Very Large Scale Integration, fiber optik ve anahtarlama teknolojilerindeki gelişmeler) bu ihtiyaçlara cevap verebilecek B-ISDN yapısının oluşmasına imkan sağlamıştır. ITU-T (International Telecommunication Union), B-ISDN için transfer modu olarak ATM'i önermiştir. ATM ve B-ISDN teknolojisi aynı zamanda var olan sistemlere de adapte edilebilir olması açısından da avantajlıdır. 4

5 TELEKOMUNİKASYON ALTYAPISI ve B-ISDN Telekomünikasyon ağlarının her biri spesifik hizmetler vermek üzere tasarlanmıştır. Bunun anlamı, Her bir telekomünikasyon hizmeti için en az bir ağın olması, Bu ağların hedeflediği spesifik servisi sağlamak amacıyla tasarlanıp çalıştırıldıklarından dolayı, çoğunlukla başka amaçlar için kullanılmaya uygun olmamalarıdır. Örneğin, X.25 veri iletişimi, ağları uçtan uca gecikme ve kayma değerlerinin kontrol edilememesi nedeniyle, gerçek zamanlı ses iletişimi için uygun değildirler. Ayrıca, bir ağ içinde, belli zamanlarda boş duran birtakım kaynaklar da başka amaçlar için kullanılamamaktadır (Örneğin, var olan telefon ağlarının TV yayını için uygun olmamaları sebebiyle günün geç saatlerinde ses iletim ihtiyacının düşük olmasına rağmen, kablolu TV yayını için kullanılamaması.) 5

6 TELEKOMUNİKASYON ALTYAPISI ve B-ISDN Sonuçta birbirinden bağımsız ve farklı birçok iletişim ağı ortaya çıkmış ve bu durum, ağların kullanım esnekliğini ve etkinliğini düşürmüştür. Buna paralel olarak da bu tür ağların tasarım, bakım, üretim maliyetleri de yükselmiştir. Bu ağlara örnek verecek olursak : Düşük hızlarda (300 kb/sn) bilgi transferi sağlayan teleks ağları, POTS (Plain Old Telepnone Service) adıyla da bilinen ve PSTN (Public Switched Telephone Network - Anahtarlamalı Telefon Ağı ) üzerinden sağlanan iki yönlü ses iletişimi için tasarlanan ağlar, Paket anahtarlamalı veri ağları, X.25 ve benzeri PSDN (Public Switched Data Networks ) Kablolu televizyon ağları CATV (Community Antenna TV), Yerel iletişim ağları LAN (Local Area Networks ), Yukarıdaki telekomünikasyon ağları ve var olan ihtiyaçlar göz önüne alındığında, bu altyapının yetersiz kalacağı açıktır. Özellikle gelecekte kullanılması düşünülen video-telefon, video-konferans, video-kütüphane ve benzeri servisleri düşünürsek, bu tür ihtiyaçları karşılayacak iletişim ağlarının servis türünden bağımsız, geniş bantlı tek bir ağ olması gerektiği ortaya çıkmaktadır. 6

7 TELEKOMUNİKASYON ALTYAPISI ve B-ISDN Bu alandaki çalışmalar seksenli yılların başlarında başlatılmış ve ISDN (Integrated Switched Digital Networks) olarak adlandırılmıştır. Bu ağların bant genişliğinin arttırılmasıyla her türlü ses, veri, hareketli video ve yüksek çözünürlükte TV iletiminin entegre edilmesi sağlanmış ve gelişen yapı B-ISDN (Broadband ISDN) olarak adlandırılmıştır. B-ISDN yapısını olanaklı kılan faktörler, fiber-optik teknolojisinin gelişerek iletişim hatlarında geniş çapta kullanılır olması ve yarı iletken teknolojisinde sağlanan ilerlemeler olarak gösterilebilir. Böylelikle, yeni geliştirilen yapıda, iletim ortamının daha güvenilir olması ve hata kontrolünün ağ içinde yapılması gerekliliğinin ortadan kalkması ile daha etkin ve maliyeti düşük yeni bir aktarım biçimi kullanılabilmiştir. İşte bu yeni teknoloji Eşzamansız Aktarım Modu (Asynchronous Transfer Mode-ATM) olarak adlandırılmaktadır. ITU-T tarafından da yapılan araştırmalar sonucu 1988 yılında ATM in B-ISDN için en uygun aktarım protokolü olduğu belirlenmiştir. ITU-T tarafından B-ISDN yapısı ile verilmesi düşünülen hizmetler şöyle sıralanabilir: HDTV(High Definition TV) Yüksek çözünürlüklü TV servisleri, Video konferans servisleri, İstek üzerine video (Video on Demand) servisleri, Karşılıklı iletişime dayalı (interaktif) servisler, Mesaj servisleri, Veri transfer servisleri. 7

8 ATM nedir? ATM in amacı ses, veri ve görüntü gibi her türlü bilgi trafiğini düzenleyen, yüksek hızda, düşük gecikmeli, çoklayıcı ve anahtarlı bir ağ sunmaktır. ATM, kullanıcı bilgilerini küçük, sabit uzunlukta ünitelere bölerek çoklar, bu ünitelere hücre (cell) adı verilir. Hücreler, 53 sekizliden oluşur ve bunun 5 sekizli kısmı başlık olarak adlandırılır. Her hücre, başlığında bulunan Sanal Devre Tanımlayıcıları (Virtual Circuit Identifier-VCI) ile taşınır. ATM ağı, bu tanımlayıcıları kullanarak, hücreleri hızlı bir şekilde gidecekleri yere taşır (anahtarlamaları VCI'lar tarafından yapılır. ATM'de hata kontrolü çok sınırlıdır, sadece başlıkta hata kontrolü yapılır. Anahtarlama elemanlarında, hücre üzerinde çok az işlem yapıldığı için yüksek hızlara erişilir). 8

9 ATM Forum Dünya çapında bir organizasyondur. Üyeleri arasında bilişim endüstrisinin ileri gelen kuruluşları, taşıyıcı kurumları, devlet kuruluşları, araştırma organizasyonları, üniversiteler ve kullanıcılar bulunmaktadır. Forumun amacı, endüstri ile son kullanıcılar arasında ATM kullanımı ile ilgili yakınlaşmayı sağlamak ve ATM ile ilgili resmi standartlar çıkıncaya kadar standartları hazırlamaktır. ATM formunun ürettiği en önemli standart ATM için kullanıcı arayüzüdür. Bu arayüz ve buna bağımlı üretilen arayüzler, ATM in bir çok aygıt ve ağlarla birlikte sorunsuz çalışmasını sağlamaktadır. Bunlar arasında en önemlileri: 1. Ağ Düğümü Arayüzü (Network Node Interface-NNI) 2. B-ISDN Ara Taşıyıcı Arayüzü (B-ISDN Inter-Carier Interface) 3. Veri Değişim Arayüzü (Data EXI) olarak sıralanabilir. 9

10 Transfer Modları Transfer modu, bir telekomünikasyon ağında kullanılan iletim (transmission), çoklama (multiplexing) ve anahtarlama (switching) tekniklerinin toplamına verilen isimdir. Network dünyasında transfer modu konusunda temel olarak iki kutup bulunmaktadır. Bunlar devre anahtarlama ve paket anahtarlamadır. Devre ve paket anahtarlama belirtildiği gibi iki uç noktadır ve birbirlerine karşı avantaj ve dezavantajlara sahiptirler. Zamanla bu iki zıt yöntemin de diğer yöntemin avantajlarını kullanan varyasyonları ortaya çıkmıştır. 10

11 1-Devre Anahtarlama (Circuit Switching) Bu transfer modu özellikle telefon ağlarında kullanılır. N-ISDN 'de de bu yöntem kullanılmaktadır. Devre anahtarlamanın temeli, bir iletim sırasında sadece ilgili bağlantı tarafından kullanılabilen atanmış sabit kapasiteli bir kanal oluşturmaktır. Belirli zaman aralıklarında (125 µs gibi) sabit uzunlukta bit kümeleri gönderilir (8 bit, 1000 bit gibi). Bu kümelerin her birine 'time slot' denir ve bunlar birleştirilerek çerçeveleri (frame) oluştururlar (Çerçeveler de belirli aralıklarda tekrarlanır. Bu çerçevelerin içindeki her time slot, devam ettiği sürece belirli bir bağlantıya atanır. Ancak bağlantı kapatıldığında ilgili slot başka bir uygulamanın kullanımına sunulabilir). Pür hat anahtarlamalı sistemlerde her time slot'un barındırabileceği bit miktarı aynıdır ve sabittir. Yani her servis için sabit bir bit hızı vardır. Devre anahtarlamalı sistemlerde bir hat, bağlantı boyunca bir uygulamaya ayrıldığından dolayı sistemde oluşacak gecikmeler ancak iletim hattındaki yayılma gecikmesine bağlıdır. 11

12 2-Multirate Circuit Switching Devre anahtarlamasının kısıtlamalarını ortadan kaldırmak için tasarlanan bu yöntemde, bir bağlantı için birden fazla time slot kullanılabilmektedir. Ancak birden fazla time slot kullanılırsa bunların senkronize edilmesi zorunluluğu ortaya çıkar. Başka bir problem de 'basic rate'in seçilmesindedir. Eğer bu değer büyük seçilirse (örneğin 2 Mbit/s) küçük hat genişliği gerektiren servisler (ses 64 kbit/s) gereksiz yere kaynak tüketmiş olacaklardır. Bu değer küçük seçilirse de (1 kbit/s) büyük bant genişliği gerektiren servisler (HDTV 144 Mbit/s) için çok fazla miktarda kanalın kontrol edilmesi gerekecektir; bu da işleri çok karmaşık hale getirir. Bu soruna üretilen çözüm ise bir çerçeveyi farklı bit oranları olan slotlara bölmektir. Böyle bir sistemde her farklı time slot için özel bir tür anahtar kullanılmalıdır (farklı bit rate'lerden dolayı). Abonenin gelen/giden bilgisi anahtarlara/anahtarlardan yönlendirilmeden önce multiplex/demultiplex işleminden geçirilmelidirler (Bu işlem farklı bit rate'deki kanalların ilgili anahtara yönlendirilmesi için yapılır). Farklı bit rate'ler kullanılabilmesine karşın bunların sabit değerler olmasından dolayı, servislerin ihtiyaçlarında oluşacak değişikliklere karşı esnek olması beklenemez (Bant genişliği ihtiyacının artması, sıkıştırma teknolojisindeki gelişmelerden dolayı ihtiyacın azalması vb.). Bu sistemler doğal olarak hat anahtarlamanın dezavantajlarını da içerirler (Kaynakların ihtiyaç dışında meşgul edilmesi vb.). 12

13 3-Paket Anahtarlama (Packet Switching) Bu transfer modunda kullanıcının bilgileri paketler halinde taşınır. Bu paketlerde kullanıcının bilgisine ek olarak başlık (header) denen ve yönlendirme (routing), hata kontrol ve akış kontrol için kullanılan bilgileri içeren saha da bulunur. Eski bağlantıların güvenliği düşük olduğundan dolayı bu tip sistemlerde ileri düzeyde hata kontrolü yapılır (İçinden geçilen her node'da paket içeriği, hatalara karşı kontrol edilir ). Her node da hatalı paketler için tekrar gönderim isteği yapılır (ARQ -Automatic Repeat Request). Paket boyutları değişkendir. Dolayısıyla kompleks akış kontrolü gerektirirler. Ancak iletişim hızı düşük olduğundan bu pek sorun yaratmamaktadır. Protokollerin karmaşıklığından ve tekrar gönderme işleminden dolayı yüksek hız gerektiren servislerde ve gerçek zamanlı uygulamalarda pek kullanılmazlar. 13

14 4-Frame Relaying Frame Relaying, iletim hatlarının güvenilirliği nedeniyle, ağ içinde paket anahtarlamalı sistemlere (X.25) oranla daha az fonksiyonelliğe sahiptir (Daha kısıtlı hata kontrol ve düzeltme yapılır). Bu da ağ içi anahtarlama noktalarında daha hızlı bilgi işleme imkanı sağlar. Paketlerin tekrar gönderimi ancak uç noktalar arasında yapılır (yani aradaki node'lar paketlerin tekrar gönderimini istemez). Buna karşın node'larda paketler hala hatalara karşı kontrol edilirler. Bunun nedeni hatalı paketlerin iletimine devam edilmesinin bir anlamının olmamasıdır. 14

15 5-Cell Relaying (Fast Packet Switching-ATM) Fast Packet Switching (ATM), birçok varyasyonu içeren bir kavramdır. Ancak bunların temel karakteristiği aynıdır (Ağda minimum fonksiyonellikle paket anahtarlama). Gönderici ve alıcı arasında bir senkronizasyon yoktur. Senkronizasyon, gerektiğinde boş paketlerin eklenip çıkarılmasıyla sağlanabilir. ATM'de ağ içinde CRC ya da ARQ türünden hata kontrol fonksiyonları yoktur. Hat anahtarlamada olduğu gibi hataların düzeltilmesi uç noktalardaki protokollere bırakılmıştır. ATM in Frame Relay den en önemli farkı, ATM de verilerin sabit ve küçük boyutlu paketler (hücreler) halinde iletilmesidir. Frame Relay de ise paket boyu değişkendir. 15

16 ATM ÇERÇEVE YAPISI ITU tarafından önerilen ve ATM Forum tarafından şekillendirilen en önemli standartlardan biri de ATM hücre yapısıdır. Şekilde de görüldüğü gibi hücreler 5 sekizli başlık olarak adlandırılır ve hücrenin ağ içinde ilerleyebilmesi için gerekli olan temel bilgileri taşır. Paket anahtarlama yönteminde bulunan ve ileri düzeyde fonksiyonellik sağlayan alanlar hücre başlıklarında olabildiğince azaltılmıştır. Başlığın fonksiyonelliğinin düşük düzeyde tutulması da ATM anahtarlarına yüksek hızda işlem yapma imkanı verir. Geriye kalan 48 sekizli ise iletilecek olan bilgiyi içerir. Bu kısma bilgi alanı denmesinin nedeni bu bölümde yalnız metinsel bilgiler değil, ses ve görüntü verilerinin de iletilmesindendir. Nitekim bunun İngilizce karşılığında Data değil Payload kullanılmıştır. 16

17 ATM HÜCRE YAPISI ATM katmanı tarafından eklenen başlık bilgisi; genel akış kontrolü (Generic Flow Control, GFC), sanal yol numarası (Virtual Path Identifier, VPI), sanal kanal numarası (Virtual Channel Identifier, VCI), yük tipi (Payload Type, PT), hücre kaybı önceliği (Cell Loss Priority, CLP) ve başlık hata kontrolü (Header Error Control, HEC) alanlarından oluşur (Şekil b, c). Başlık (Header) 5 Bayt GFC VPI VPI VCI PT CLP HEC VPI VCI PT HEC CLP 53 Bayt Yük (Payload) 48 Bayt Yük (Payload) 48 Bayt Yük (Payload) 48 Bayt 8 Bit a) b) c) a) Genel ATM hücre yapısı, b) ATM UNI hücresi, c) ATM NNI hücresi. 17

18 ATM HÜCRE YAPISI Genel Akış Kontrolü (GFC): Dört bit uzunluğundaki bu alan, kullanıcı ağ arayüzü (User Network Interface, UNI) için, akış ve hata kontrolünü sağlamakla görevlidir. Ana fonksiyonu fiziksel erişim kontrolü olmasına rağmen, bu alan genellikle sabit bit iletim hızı (Constant Bit Rate, CBR) servislerindeki hücre gecikme değişimlerini (jitter) azaltmak, bant genişliği kapasitesini değişken bit iletim hızı (Variable Bit Rate, VBR) servisleri arasında optimum olarak paylaştırmak ve VBR trafiğini kontrol etmek için kullanılır. Ağ ağ arayüzü (Network Network Interface, NNI) için, VPI nın bir parçası gibi kullanılır ve fazladan adres kapasitesi sağlar (Şekil b, c). Sanal Yol Numarası (VPI): VCI ile birlikte, hücrenin gideceği bir sonraki hedefi belirleyen etiketi oluşturmak için kullanılır. Sekiz bitten oluşan bu alanda 256 sanal yol tanımlanabilir. Her sanal yol içerisinde çok sayıda sanal kanal bulunur. Sanal Kanal Numarası (VCI): VPI ile birlikte, hücrenin gideceği bir sonraki hedefi belirler. 16 bitlik bir alandan meydana gelir. Bir sanal yol içerisinde tane sanal kanal tanımlanabilir. 18

19 ATM HÜCRE YAPISI Yük Tipi (PT): Hücre içerisinde taşınan verinin tipini belirtmek amacıyla kullanılır. 3 bitlik bu alan, 8 farklı türde yük tanımlamaya imkan tanır. Bu yük tipleri Yük Tipi Numarası (Payload Type Identifier, PTI) tarafından tanımlanır. PTI'nın değerlerine göre taşınan verinin kullanıcı, işaretleşme ya da bakım onarım hücresi olduğu anlaşılır. Eğer hücre kullanıcı verisi taşıyorsa (diğer bir ifadeyle en soldaki bit 0 ise), ikinci bit tıkanıklığı ve üçüncü bit hücrenin ALL 5 çerçevesinin son hücresi olup olmadığını gösterir. Hücre Kaybı Önceliği (CLP): Bir bitlik bu alan, ağ içerisinde tıkanıklık olması durumunda hücrenin göz ardı edilip edilmeyeceğini belirtir. CLP değeri 1 olan hücreler silinebilirken 0 olanlar muhafaza edilir. Başlık Hata Kontrolü (HEC): Sekiz bitten oluşan bu alan, hücrenin başlık bilgisinde meydana gelebilecek hataların düzeltilmesi için kullanılır. HEC, ATM anahtarına çoklu hataları bulma ve tekli hataları düzeltme imkanı sağlar. Hata kontrolünde CRC (Cyclic Redundancy Check) algoritması kullanılır. 19

20 Sanal yol (VP)/Sanal kanal (VC) kavramları ATM, bağlantı yönelimli bir aktarım protokolü olduğu için hücrelerin iletilmesinden önce kaynak ile hedef arasında ATM adresleri yardımıyla sanal bir devrenin kurulması gerekmektedir. Kurulan bağlantıdan sonra hücreler kaynaktan hedefe sanal kanal ve sanal yol numaraları kullanılarak yönlendirilirler. Sanal kanal, aynı servis düzeyine sahip uygulama verilerini taşımak üzere kullanılır. Sanal yol ise aynı kaynak ve hedef düğüme ait sanal kanalları birleştirmek için kullanılır. Yani bir sanal yol içerisinde çok sayıda sanal kanal bulunabilir. Örneğin; iki site arasında gerçekleştirilecek video konferans uygulaması video, ses ve veri trafiği için üç farklı sanal kanal gerektirebilir. Üç farklı trafik türü sırasıyla CBR (Constant Bit Rate), VBR (Variable Bit Rate) ve ABR (Available Bit Rate) sanal kanalları üzerinden iletilebilir. İki site arasındaki bu üç sanal kanal bir tane sanal yol ile birleştirilebilir. Bir hücrenin kullanacağı sanal kanal ve sanal yol, hücrenin başlık bilgisinde bulunan sanal kanal numarası (VCI) ve sanal yol numarası (VPI) ile belirlenir. Hücrelere ait VPI ve VCI değerleri bağlantı boyunca her düğümden geçişlerinde, anahtarlama tablosuna bakılarak yeniden belirlenir. 20

21 Sanal yol (VP)/Sanal kanal (VC) kavramları Şekil a, ATM ağlarda veri iletimini sağlayan sanal yolları ve sanal kanalları göstermektedir. Şekil b de ise, veri iletiminden önce ATM uç elemanları arasında kurulan sanal bağlantılar görülmektedir. VC VP İletim Yolu VP VC VC VP VP VC a) İzmit VPC a Mersin VPC c VPC a VPC b Ankara VPC: Virtual Path Connection VPC c b) (Sanal Yol Bağlantısı) VPC b a) Sanal yollar (VPs) ve Sanal kanallar (VCs), b) ATM sanal bağlantıları. 21

22 Sanal bağlantılar kalıcı ve anahtarlamalı olmak üzere iki şekilde oluşturulabilir: Kalıcı Sanal Devre (Permanent Virtual Circuit, PVC): Sanal devre, sistem kurulumu aşamasında oluşturulur ve sistem işletilmeye başladığı andan itibaren sürekli kalır. Böylece, aralarında PVC tanımlı düğümler birbirleriyle haberleşmek istediklerinde doğrudan veri iletimine başlar. Bu yöntemde sanal devre kurulması için zaman harcanmaz. Anahtarlamalı Sanal Devre (Switched Virtual Circuit, SVC): Sanal devre, iki düğüm arasında iletişim başlamadan önce kurulur ve veri aktarımı sona erdiğinde sonlandırılır. Düğümler arasında esnek iletişim kanallarının oluşturulmasını sağlar. Sanal devrelerin kurulması sırasında ATM adresleri kullanılır. ATM adresleri 20 bayt uzunluğundadır ve ağ içerisinde bulunan ATM cihazlara kimlik kazandırmak için kullanılır. ATM adresleri ağ bölümü (network prefix) ve kullanıcı bölümü (user part) olmak üzere iki parçadan oluşur. Ağ bölümü, bir ATM ağ için aynı olup ağı temsil ederken kullanıcı bölümü, o ATM ağ üzerindeki ATM cihaza ait özel bir değerdir ve onun kimliği niteliğindedir. ATM adresleri yapı olarak hücrelerin aktarılması için değil, yalnızca sanal bağlantının kurulması için kullanılır. Hücrelerin anahtarlanması sürecinde ise hücre başlığı içerisinde bulunan sanal yol ve sanal kanal numaraları kullanılır. 22

23 ATM ANAHTARLARININ TÜRLERİ ATM ağında anahtarlar üç yerde görev üstlenebilirler. Üstlendikleri görevlere göre anahtarlar; 1. Kurum Anahtarları, 2. Erişim Anahtarları, 3. Omurga Anahtarları olarak üçe ayrılır. Kurum anahtarları, LAN içinde görev yapmaktadır ve bunların en belirgin rakibi Gigabit Ethernet anahtarlarıdır. Erişim anahtarları ise, LAN ile WAN arasında geçit bölgede görev yapmaktadır. Bunlara aynı zamanda WAN için uç anahtarlar da denmektedir. ATM anahtarları içinde ileriye dönük en sağlam durumda görülen anahtarlar bu tip anahtarlardır. Omurga anahtarları WAN ana omurgası içinde görev yapmaktadır. Geleceğin bilgisayar ağları omurgası için çok büyük bir mücadele devam etmektedir ve ATM anahtarlarının bu konuda çok güçlü rakipleri bulunmaktadır. 23

24 ATM Ağ Arayüzleri ATM ağ topolojisi, noktadan noktaya (point to point) bağlantılardan oluşmuştur. ATM yönlendiriciler ve ATM uç istasyonları doğrudan ATM anahtarlara bağlanırlar. ATM yönlendiriciler, mevcut ağların ATM ağlara bağlanmasını sağlar. Anahtarlar ise birbirlerine bağlanarak ATM ağ omurgasını oluştururlar. 24

25 Özel kullanıcı ağ arayüzü (Private UNI), kullanıcı cihazı ile özel ATM anahtar arasındaki birimdir. Genel kullanıcı ağ arayüzü (Public UNI), özel ATM anahtar ile genel ATM anahtar arasındaki birimdir. Özel ağ ağ arayüzü (Private NNI), özel ağdaki anahtarlar arasındaki birim Genel ağ ağ arayüzü (Public NNI), genel ağdaki anahtarlar arasındaki birimdir. (B-ICI, iki genel switch e farklı servis sağlayıcılarından bağlanır) Ağ arayüzlerini gösteren ATM topolojisi 25

26 B ISDN modeli ile ağ topolojisi arasındaki ilişki Şekilde gösterilmiştir. Genel olarak özel UNI bağlantıları B ISDN modelinin tüm katmanlarının işlevlerini gerçekleştirirken diğer arayüzlerde sadece ATM ve fiziksel katman işlevleri gerçekleştirilir. Üst Katman Üst Katman Fiziksel K. Fiziksel K. Fiziksel K. Fiziksel K. Fiziksel K. Fiziksel K. Özel UNI Genel UNI Özel UNI Ağ arayüzlerindeki ATM protokol fonksiyonlarının etkileşimi 26

27 Düzlem yönetimi Katman yönetimi B ISDN mimarisi ATM teknolojisi B ISDN için standart olarak kabul edilmektedir. B ISDN katmanlı bir mimariye sahip olup bu yapı B ISDN Protokolü Referans Modeli olarak adlandırılır. Bu modelde farklı trafik türlerini ifade eden üç ayrı düzlem bulunmaktadır. Bunlar; kullanıcı düzlemi, kontrol düzlemi ve yönetim düzlemi olarak adlandırılır. Yönetim düzlemi Kontrol düzlemi Kullanıcı düzlemi İşaretleşme & kontrol Üst katmanlar ATM Uyarlama katmanı ATM katmanı Fiziksel katman ATM Asenkron Transfer Modu B ISDN protokol referans modeli. 27

28 Düzlem yönetimi Katman yönetimi B ISDN mimarisi Kullanıcı düzlemi, akış kontrolü ve hata düzeltme mekanizmaları da dahil olmak üzere kullanıcı bilgilerinin iletiminden sorumludur. Kontrol düzlemi, çağrı ve bağlantı kontrol işlevlerinin yerine getirildiği düzlem olup, kaynak ile hedef arasındaki sanal bağlantının kurulması (Connection Admission Control, CAC), gözetimi (User Parameter Control/Network Parameter Control, UPC/NPC) ve sonlandırılması ile ilgili işaretleşmelerden sorumludur. Yönetim düzlemi ise katman yönetimi ve düzlem yönetimi olmak üzere iki bölümden oluşur. İşlem, yönetim ve bakım fonksiyonlarının (Operations Administration and Maintenance, OAM) sağlanmasından sorumludur. Bu fonksiyonlar: Hata yönetimi, Performans yönetimi, Güvenlik yönetimi, Hesaplama yönetimi ve Konfigürasyon yönetimidir. Yönetim düzlemi Kontrol düzlemi Kullanıcı düzlemi İşaretleşme & kontrol Üst katmanlar ATM Uyarlama katmanı ATM katmanı Fiziksel katman ATM Asenkron Transfer Modu 28

29 AAL CS SAR ATM Katman Yönetimi Fiziksel Katman TC PM B ISDN mimarisi Kullanıcı düzlemi ve kontrol düzlemi üç katman içermektedir. Bunlar; ATM Uyarlama Katmanı, ATM Katmanı ve Fiziksel Katmandır. ATM Uyarlama Katmanı (ATM Adaptation Layer, AAL) her iki düzlemde farklı olmakla birlikte, ATM Katmanı ve Fiziksel Katman iki düzlem için de aynıdır. ATM protokolüne ait katmanlar ve görevleri Tabloda de özet olarak sunulmaktadır. Üst katman fonksiyonları Üst katmanlar Dönüşüm (Convergence, CS) Dilimleme ve Birleştirme (Segmentation and Reassembly, SAR) Genel Akış Kontrolü (GFC) Hücre başlık üretimi/çıkartılması Hücre VPI/VCI dönüşümü Hücre çoklama ve çözümleme Hücre iletim hızı bağlaşımı (decoupling) HEC dizisi üretimi/onayı Hücre başlangıcının tespiti Transmisyon çerçeve adaptasyonu Transmisyon çerçeve üretimi/onarımı Bit zamanlaması Fiziksel ortam ATM protokol katmanlarının fonksiyonları. 29

30 30

31 ATM Uyarlama katmanı (AAL) AAL kullanıcılara uygun servis karakteristiklerini temin eder ve üst katmanlardan (kullanıcı düzlemi için; TCP/IP, IPX/SPX, ftp v.b., yönetim düzlemi için; SNMP ya da CMIP, kontrol düzlemi için; Q.2931) gelen veriyi 48 baytlık parçalara böler. Bu parçalara aynı zamanda yük (payload) adı da verilir. Uygulama programları ve servislerin gereksinim duyduğu farklı türdeki trafiklerin ATM katmanı üzerinden aktarılabilmesini sağlar. AAL, daha üst katmanlardaki uygulama verilerinin ATM hücrelerine uyarlanmasından sorumludur. Kontrol düzlemindeki AAL, İşaretleşme ATM Uyarlama Katmanı (Signaling AAL, SAAL) olarak da adlandırılır. 31

32 ATM Uyarlama katmanı (AAL) AAL katmanı iki alt katmandan oluşur. Bunlardan birincisi dilimleme ve birleştirme alt katmanıdır (Segmentation and Reassembly, SAR). Bu alt katman, daha üst katmanlardan gelen bilgiyi 48 baytlık parçalara bölme ve diğer yönde parçaları birleştirme işlemini yapar. Diğer alt katman ise dönüşüm (Convergence) alt katmanıdır. Ana işlevi, ATM protokolünün ATM haricindeki bir iletişim sistemiyle olan bağlantısında, biçim dönüşümü yapan fonksiyonları yerine getirmektir. Daha üst katmanlardan kullanıcı bilgisini (Protocol Data Unit, PDU) kabul eder ve bu bilgiyi işleyerek bir hizmet veri birimine (Service Data Unit, SDU) dönüştürür. Aynı zamanda SAR alt katmanı için veri akışını da hızlandırır. ATM tarafından sağlanan servisler üç farklı parametreye bağlı olarak dört sınıfa ayrılmıştır. Bu parametreler: Gönderici ile alıcı arasında zamana duyarlılık gereksinimi (var/yok), Bit iletim hızı (sabit/değişken) ve Bağlantı modu (bağlantıya yönelik/bağlantısız) olarak adlandırılır. 32

33 ATM servis sınıfları ve servis karakteristikleri. Servis Sınıfları Sınıf A Sınıf B Sınıf C Sınıf D Kaynak ile hedef arası zamanlama Gerekli Gereksiz Bit iletim hızı Sabit Değişken Bağlantı modu Bağlantıya yönelik Bağlantısız Uygulama Sayısal ses ve video VBR Video Bağlantıya yönelik TCP/IP uygulamaları veri transferi FR,X.25 AAL Türü AAL 1 AAL 2 AAL 3/4 AAL 5 AAL 3/4 AAL 5 33

34 AAL-1 A Sınıf trafiği destekler ve PDU yapısı 48 sekizlikten oluşur. Payload (Kullanıcı Verisi), 46 veya 47 sekizlik olabilmektedir. SNP (Sequence Number Protection), SN üzerinde hata kontrolü yapar. SNP sahası, ancak 1 bitlik hataları düzeltebilmektedir. Payload ise CSI (Convergence Sublayer Indication), işaretçi alanın kullanıp kullanılmayacağını gösterir. CSI nın sıfır olması işaretçinin kullanılmadığını ve kullanıcı verisinin 47 sekizlik olduğunu gösterir. İşaretçi, verilerin hücre içinde yerleşimini tutmaktadır. 34

35 AAL 2 Sınıf-B trafiğini destekleyen protokoldür. Başlık kısmında SN (Sequence Number) ve IT (Information Type) bulunur. IT sahası, BOM (Beginning Of Message), COM (Continuation of Message) ve EOM (End Of Message) sahalarından oluşur. Kuyruk kısmında, LI (Length Indicator) sahası Payload sahasındaki sekizlik sayısını tutar, CRC de hata kontrolünde kullanılır. 35

36 AAL-3/4 İlk olarak, bağlantı uyumlu VBR trafiğini destekleyen AAL-3 ve bağlantısız VBR trafiği için AAL-4 protokolleri tanımlandı. Sonra bu iki tip birleştirilerek, AAL-3/4 protokolü tanımlandı. SN, IT, LI ve CRC sahaları AAL-2 protokolünde kullanılan yapıyla aynıdır, ama AAL-3/4 te bu sahaların uzunlukları bellidir. MID (Message IDentification) sahası, belli bir bağlantıdan gelen trafiğin birleştirilmesinde kullanılır. 36

37 AAL-5 Forum tarafından yüksek hızda, bağlantı uyumlu servis kullanıcılarına hizmet veren, az overhead e sahip, hata bulma oranı yüksek olan protokoldür. Frame Relay trafiğinde uygundur. AAL-6 ATM-Forum tarafından ortaya çıkarılan, MPEG kodlu video için tanımlanacaktır. 37

38 ATM katmanı AAL katmanından gelen verilere 5 baytlık başlık bilgisi ekleyerek hücre oluşturur. Eklenen bu başlık, hücrenin doğru bağlantı üzerinden gönderilmesini temin eder. ATM katmanının karakteristikleri fiziksel ortamdan bağımsızdır. Dört ana işlevi bulunmaktadır. 1. Hücre çoklaması ve alıcı tarafta çoklamayı çözmesidir. 2. Hücre başlığında bulunan VPI ve VCI değerlerinin anahtarlama esnasında değiştirilmesidir. 3. AAL katmanından gelen 48 baytlık verilere başlık bilgisi ekleyerek hücre oluşturması ve hücrelerin ATM ağında iletimini sağlamasıdır. Alıcı tarafında ise bu başlık bilgisi çıkarılarak hücredeki asıl bilgi AAL katmanına aktarılır. 4. Akış kontrolünün gerçekleştirilmesidir. Akış kontrolü, kısa dönemli aşırı yüklenme durumlarını ortadan kaldırmak amacıyla kullanılabilir. Sadece kullanıcı ağ arabirimi için tanımlanmıştır. Link 1 VPI=1 VCI=1 VCI=2 ATM ANAHTAR VCI=1 Link 2 VPI=1 Link 3 VCI=1 VPI=1 Giriş VPI VCI Çıkış VPI VCI VPI/VCI anahtarlama. 38

39 Fiziksel katman Transfer edilecek ATM hücrelerinin ağ boyunca fiziksel ortamdan iletilmesinden sorumludur. Fiziksel katman, iletim yakınsama ve fiziksel ortam olarak adlandırılan iki alt katmandan oluşmaktadır: İletim Yakınsama Alt Katmanı (Transmission Convergence, TC), fiziksel ortamdan bağımsız olarak iletim çerçevesinin oluşturulması ve çözülmesi, hücrelerin SDH (Synchronous Digital Hierarchy) çerçevelerine yerleştirilmesi ve çekilmesi, hücre sınırlarının belirlenmesi ve bulunması, hücre başlığının hata işlemleri ile boş hücrelerin eklenmesi ve çıkarılması işlevlerini yerine getirir. Fiziksel Ortam Alt Katmanı (Physical Medium, PM) ise, bit zamanlaması ve hat kodlaması gibi fiziksel ortama bağlı olan işlevleri içerir. Bit iletim yeteneğinin sağlanması, hat kodlaması ve gerektiğinde elektriksel/optik dönüşüm işlemleri de bu alt katman tarafından gerçekleştirilir. 39

40 ATM servis sınıfları Farklı servis sınıflarının tanımlanmasındaki temel düşünce, trafik üreten kullanıcı uygulamaları ile bu trafiği taşıyan ağ arasında mümkün olduğunca fazla bilgi aktarımı yapabilmek ve böylece ağın daha verimli kullanılmasına imkan tanımaktır. Kullanılan servisler ATM tarafından 5 farklı sınıfa ayrılmıştır. 40

41 Sabit bit iletim hızı (Constant Bit Rate, CBR) Sabit bit iletim hızı, bağlantı süresince sabit bant genişliği gerektiren servis sınıfıdır. İhtiyaç duyulan sabit bant genişliği en yüksek hücre iletim hızı (Peak Cell Rate, PCR) değeri ile belirlenir. Hücre kaybı, hücre gecikmesi ve hücre gecikme değişimine (jitter) duyarlı gerçek zamanlı uygulamalar için kullanılır. CBR servis sınıfının bant genişliği kullanım karakteristiği Şekil de gösterilmiştir. Bant Genişliği Kullanımı PCR t m CBR trafiği için bant genişliği kullanım karakteristiği. 41

42 Gerçek zamanlı değişken bit iletim hızı (Real Time Variable Bit Rate, rt VBR) Çok ani trafik değişimi gösteren (patlamalı) gerçek zamanlı uygulamalar için tanımlanmıştır. PCR, sürdürülebilir hücre iletim hızı (Sustainable Cell Rate, SCR) ve en yüksek patlama boyutu (Maximum Burst Size, MBS) trafik tanımlayıcıları ile karakterize edilir. Hücre kaybı, hücre gecikmesi ve hücre gecikme değişimine duyarlı, bant genişliği ihtiyacı ani değişimler gösteren gerçek zamanlı uygulamalar için kullanılır. Şekilde VBR servis sınıfının bant genişliği kullanım karakteristiği gösterilmiştir. Bant Genişliği Kullanımı MBS PCR SCR t 0 t 1 t 2 t 3 t m VBR trafiği için bant genişliği kullanım karakteristiği. 42

43 Gerçek zamanlı olmayan değişken bit iletim hızı (Non Real Time Variable Bit Rate, Non rt VBR) Gerçek zamanlı olmayan değişken bit iletim hızı, gecikme ve gecikme değişimine çok bağımlı olmayıp, çok ani trafik değişimi gösteren (patlamalı) uygulamalar için tanımlanmıştır. rt VBR de olduğu gibi trafik parametreleri PCR, SCR ve MBS dir. Çok düşük hücre kayıp oranı olması beklenir. 43

44 Kullanılabilir bit iletim hızı (Available Bit Rate, ABR) Kullanılabilir bit iletim hızı, bant genişliği gereksinimi zamana bağlı olarak değişen uygulamalar için tanımlanmıştır. Ağ tarafından talep gelmesi halinde, kaynak tarafından gönderilen bilginin hızının değiştirilebilmesine ve ağ üzerindeki trafik hacminin isteğe göre düzenlenmesine imkan tanır. Belli değerlerdeki PCR ve en düşük hücre iletim hızı (Minimum Cell Rate, MCR) trafik tanımlayıcıları ile karakterize edilir. Şekilde ABR servis sınıfının bant genişliği kullanım karakteristiği gösterilmiştir. Bant Genişliği Kullanımı PCR MCR t m ABR trafiği için bant genişliği kullanım karakteristiği. 44

45 Belirlenmemiş bit iletim hızı (Unspecified Bit Rate, UBR) Belirlenmemiş bit iletim hızı, belirli bir servis kalitesine ihtiyaç göstermeyen, gecikme ya da gecikme değişimine karşı hassas olmayan kritik uygulamalar dışındaki hizmetler için tanımlanmıştır. Kaynaklar arasında istatiksel çoklamayı destekler ve trafiğe bağlı olarak servis garantisi veremez. Diğer servis sınıfları tarafından kullanılmayan bant genişliğini PCR trafik parametresiyle belirtilen değere kadar kullanır Bant Genişliği Kullanımı Toplam Bant Genişliği Kapasitesi UBR için kalan bant genişliği ABR için kullanılan toplam bant genişliği VBR için kullanılan toplam bant genişliği CBR için kullanılan toplam bant genişliği t m UBR trafiği için bant genişliği kullanım karakteristiği. 45

46 ATM servis sınıfları ve örnek uygulamaları. ATM Servis Sınıfı Servis Türü Örnek Uygulamalar CBR (Sabit Bit İletim Hızı) Ses Telefon Konuşmaları, Radyo Yayını, Sesli Posta Görüntü Video Konferans, Televizyon Yayını, İstek Güdümlü Video Rt VBR ( Gerçek Zamanlı Değişken Bit Ses Sesli Posta, Telefon Konuşmaları İletim Hızı) Video Text (Video Metin), NTSC TV, HDTV Görüntü TV Nrt VBR ( Gerçek Zamanlı Olmayan Havayolları Rezervasyonu, Bankacılık Veri Değişken Bit İletim Hızı) İşlemleri, Frame Relay UBR (Belirlenmemiş Bit İletim Hızı) Veri Elektronik Posta, Dosya Transferi, Uzak Terminal Erişimi, Kütüphane Tarama ABR (Kullanılabilir Bit İletim Hızı) Veri Kritik Veri Transferi 46

47 Trafik tanımlayıcıları ve servis kalitesi (QoS) değişkenleri ATM teknolojisi, kaynak ile hedef arasındaki bağlantının kurulumundan önce, ağın daha verimli kullanılmasını sağlamak amacıyla, trafik sözleşmesi olarak adlandırılan ve bağlantının destekleyeceği servis özelliklerini belirleyen kurallar bütünü üzerinde anlaşma sağlanmasını gerektirir. Bu anlaşma uç istasyon ile ağ arasında ve bağlantı kurulumu sırasında yapılır. Trafik sözleşmesi, trafik tanımlayıcıları ve servis kalitesi değişkenlerinden oluşur. Trafik tanımlayıcıları kullanıcı trafiğinin karakteristiklerini belirleyen değişkenlerdir. Bağlantı kurulumu sırasında kullanıcı tarafından bu değişkenler için istenen değer ve eşik değeri belirlenir. Bağlantı kurulduğunda ağ istenen değeri karşılamaya çalışır. Eğer bu servis düzeyi, sınırlı ağ kaynakları nedeniyle ulaşılamaz seviyede ise trafik tanımlayıcı değişkenlerinin istenen değeri, ağ tarafından, kullanıcının belirlediği eşik düzeyi yönünde servis garantisi korunarak azaltılır. Bu işlem sonunda bağlantı ya kabul edilir ve belirtilen değerleri sağlayacak şekilde kurulur ya da yetersiz ağ kaynakları nedeniyle iptal edilir. 47

48 Beş adet trafik tanımlayıcı değişkeni vardır. Bunlar: 1. PCR (Peak Cell Rate, En Yüksek Hücre İletim Hızı): Kaynağın belirli bir aralıkta ilettiği en fazla hücre sayısıdır. 2. SCR (Sustainable Cell Rate, Sürdürülebilir Hücre İletim Hızı): Patlamalı trafik kaynağı için en yüksek ortalama iletim hızıdır. 3. MBS (Maximum Burst Size, En Fazla Patlama Boyutu): Tepe hızında (PCR) bir defada iletilebilen en fazla hücre sayısıdır. 4. MCR (Minimum Cell Rate, En Düşük Hücre İletim Hızı): Herhangi bir aralıkta kaynağın ilettiği en düşük hücre sayısıdır. 5. CDVT (Cell Delay Variation Tolerance, Hücre Gecikme Değişimi Toleransı): Kabul edilebilir en yüksek hücre gecikme değişimini ifade eder. PCR ve SCR değişkenleri için kullanılır. Hücre gecikme değişimine (jitter) üst sınır koymak için kullanılır. 48

49 Servis kalitesini (QoS), bir sanal bağlantı üzerinden geçen trafiği karakterize eden ve bağlantının uçtan uça performansını etkileyen değişkenler belirler. Bunlar: MCTD (Max Cell Transfer Delay, En Yüksek Hücre İletim Gecikmesi): Bir hücrenin bir uçtan diğer uça iletilmesi sırasında geçen en uzun süreyi ifade eder. Mean CTD (Mean Cell Transfer Delay, Ortalama Hücre İletim Gecikmesi): Hücrelerin kaynak ile hedef arasında uçtan uça ortalama gecikmelerini ifade eder. CDV (Cell Delay Variation, Hücre Gecikme Değişimi): Hücre iletim gecikmelerinin değişimini ifade eder. Jitter olarak da bilinir. CLR (Cell Loss Ratio, Hücre Kayıp Oranı): Kaybolan hücrelerin başarılı olarak gönderilmiş olan toplam hücrelere oranıdır. CER (Cell Error Ratio, Hücre Hata Oranı): Hatalı hücrelerin gönderilmiş olan toplam hücrelere oranıdır. SECBR (Severely Errored Cell Block Ratio, Çok Hatalı Hücre Bloklama Oranı): Hatalı hücreler içeren hücre bloklarının gönderilen toplam hücrelere oranıdır. 49

50 Bağlantı kurulumu sırasında, bu servis kalitesi değişkenlerinden sadece Max CTD, Mean CTD, CDV ve CLR değişkenleri yapılan trafik sözleşmesinde kullanılırlar. Diğer değişkenler bağlantının kalitesini göstermek amacıyla basit olarak hesaplanır. Tablo ATM servis sınıflarının trafik tanımlayıcılarını ve servis kalitesi değişkenlerini göstermektedir. ATM Servis Sınıfı Trafik Tanımlayıcıları Servis Kalitesi (QoS) CBR PCR, CDVT Max CTD, CDV, CLR rt_vbr PCR, SCR, MBS, CDVT Max CTD, CDV, CLR nrt_vbr PCR, SCR, MBS, CDVT Mean CTD, CLR UBR PCR, CDVT(garantisi yok) Yok ABR PCR, MCR, CDVT CLR 50

51 ATM ANAHTARLAMA ATM anahtarlamasındaki temel fikir mantıksal bir kanaldan anahtara giren bilginin yol üzerindeki bir sonraki noktaya iletilmesi için başka bir ATM kanalına yönlendirilmesidir. Genelde bir anahtardan çıkan çok sayıda mantıksal ATM kanalı olmasından dolayı, yönlendirmeden önce ilgili çıkış kanalı seçilmelidir. Bu seçim, giriş portunun numarasına ve hücrenin VPI, VCI değerlerine bağlı olarak yapılır. 51

52 ATM Anahtarları Anahtara ulaşan her hücrenin giriş port numarasına, VPI ve VCI değerlerine bakılır. Ardından, bu değerlerden yararlanılarak yönlendirme tablosundan hücrenin çıkış portu ve yeni VPI, VCI değerleri bulunur. Yeni bulunan VPI ve VCI değerleri; hücre, anahtardan çıkmadan önce başlıktaki eski değerlerin yerlerine yerleştirilir. Sonunda da hücre, tablodan bulunan çıkış portuna yönlendirilir. Bir anahtara genelde birden çok porttan hücre girdiğinden, bu hücrelerin çıkış portlarının çakışması olasıdır. Böyle bir durumda ilgili çıkış portu boşalıncaya kadar kimi hücreler geçici olarak bir tampon alanda saklanmak zorundadırlar. Bu hücreleri sıraya sokma işlemi kuyruklama olarak adlandırılır. ATM anahtarları, sanal yol (VP) ve sanal kanal (VC) anahtarları olmak üzere kendi aralarında ikiye ayrılırlar. Sanal yol anahtarları yönlendirme sırasında sadece başlıktaki VPI değerini yenilerler. Halbuki sanal kanal anahtarları başlıktaki hem VPI hem de VCI değerlerini yenilerler. 52

53 ATM Anahtarları Anahtarlar için böyle bir ayrıma gidilmesinin nedeni ağ içindeki ara noktalarda yapılan işi azaltarak anahtarlamayı hızlandırmaktır. Ara noktalarda sanal yollar değişmekte ancak bunların içerdiği kanallar aynı kalmaktadır. Böyle durumlarda sadece VPI değerlerini inceleyen bir anahtar kullanmak daha etkin bir yoldur. Sonuç olarak bir ATM anahtarının temel görevleri aşağıdaki üç maddede toplanabilir: 1. Hücreleri yönlendirmek (routing), 2. Gerektiğinde hücreleri kuyruklamak (queing), 3. Gelen hücrelerin başlıklarındaki VPI ve VCI değerlerini yönlendirme tablosundaki karşılıkları ile değiştirmek. 53

54 ATM Uygulamaları ATM hizmetleri: Küresel olarak hizmet sağlayıcılar kendi kurumsal kullanıcılarına ATM hizmetlerini sunmaya başlamışlardır. ATM çalışma grupları ve kampüs ağları: Enterprise kullanıcılar ATM LANE standartlarına dayanan ATM kampüs ağlarını devreye sokmaktadırlar. ATM çalışma grubu,ethernet teknolojilerin uyumu ile daha geniş bir alana yayılmıştır. ATM enterprise ağ bütünleştirimi: ATM çoklu ortam ağ bütünleştirme arası ile yeni bir ürün sınıfı gelişmiştir. ATM enterprise ağ anahtarı olarak anılır (Enterprise Network Switch, ENS). Bir ATM ENS geniş bir dizi bina içi (Örneğin, ses, görüntü, LAN ve ATM) ve WAN arabirimini (Örneğin, dar ve geniş bant hızlarında kiralık hat, devre anahtarlama, Frame Relay ve ATM) sunarken ATM anahtarlama, ses ağları, Frame Relay SVC' leri ve bütünleştirilmiş çok protokollü yönlendirmeyi destekler. Multimedia VPN ve yönetilen hizmetler: Hizmet sağlayıcılar geniş bir dizi hizmet sunmak için kendi ATM ağlarını inşa etmektedirler. Örnekler arasında ATM, LAN, ses ve video hizmetleri yer almaktadır. Bunlar uygulama bazında tipik olarak kullanıcı tarafındaki cihazı da içeren uçtan uca hizmetler olarak sunulmaktadır. Buna ayrıca sanal hususi ağ yetenekleri de dahildir. 54

55 Frame Relay omurgaları: Frame Relay hizmet sağlayıcıları da, hizmetlerine duyulan hızlı talep artışını karşılamak için ATM omurgalarını bir altyapı olarak kurmaktadırlar. Frame Relay ve ATM mimarileri arasındaki yakınlık, çekirdekte ATM, arabirimleri Frame Relay olan ağların inşasına olanak tanımaktadır. Internet omurgaları: Internet erişim sağlayıcıları da artan talebi karşılamak ve hizmet sınıfları ile birlikte sanal hususi Intranet hizmetlerini sunabilmek için altyapılarını ATM ilegüncellemektedirler. Yerleşik alanlardaki geniş bant ağlar: ATM yine özellikle video-on demand gibi yüksek bant genişliğine ihtiyaç duyan uygulamalar için verimli bir seçenek olarak ortaya çıkmaktadır. 55

56 ATM Yerel Bilgisayar Ağları (ATM LANs) ve ATM LAN Emulasyonu ATM gelecekteki genişbant çoklu-ortam servislerinin destekleyecek bir teknolojidir. Bununla beraber, iletişimde IEEE 802 tabanlı yerel ağlar ve bu ağlar üzerinde kullanılan uygulamalar günümüzde oldukça yaygındır. Bu yüzden ATM in ilk aşamada bir LAN teknolojisi olarak IEEE 802 ağlarıyla uyumlu olması gerekir. Bu uyumun sağlanması için ATM, veri bağlantı katmanı gibi düşünülerek, var olan ağ katmanları, bu yeni bağlantı katmanını destekleyecek şekilde geliştirilmektedir. Böylelikle ATM üzerinde IP ve benzeri diğer protokoller çalışabilmektedir. Var olan LAN uygulamalarının ATM ağlarında desteklenebilmesi için bir başka çözüm ATM LAN Emulasyonudur. LAN Emulasyonu, bağlantı uyumlu ATM ağları üzerinde bağlantısız IEEE 802 ağları servislerinin nasıl gerçekleştirilebileceği üzerinde durur. Diğer bir deyişle, noktadan noktaya bağlantı sağlayan ATM anahtarının sanal paylaşılmış iletim ortamı görüntüsünü vermesini sağlamaktır. LAN Emulasyonu, ATM uç sistemleri ve ATM-LAN köprülerinde ağ katmanının altında gerçekleşir. 56

57 LAN Emulasyonu Mimarisi LAN emulasyon servisi aşağıdaki birimlerden oluşmuştur: LAN Emulasyon istemcisi (LAN Emulation Client - LEC); Bu birim, LAN ile ATM ağı arasındaki köprüdür. Kendilerine bağlı olan LAN lardan gelen mesajları kabul eder. Eğer mesaj broadcast veya multicast ise mesajı BUS adı verilen birime gönderir. BUS (Broadcast and Unknown Server); Bu birim ATM ağına bağlı tüm LEC ler ile bağlantılıdır. BUS, broadcast bir mesaj aldığında, bu mesajı bağlı olduğu tüm LEC lere gönderir. LEC ler ise mesajı kendilerine bağlı LAN lardaki ilgili adreslere ulaştırır. Multicast mesajlar ise, BUS tarafından sadece belli bir grup LEC e yollanır. LAN Emulasyon Sunucusu (LAN Emulation Server LES); LES in amacı, LE-ARP (LAN Emulation Address Resolution Protocol) desteklemektir. LE-ARP protokolü, bir LEC in gelen bir MAC adresini içeren başka bir LEC in ATM adresini bulmasını sağlamaktadır. Bir LEC, bilinmeyen bir çerçeveye (karşılık gelen ATM adresi bilinmeyen bir MAC adresi) rastlandığında LES e LE-ARP sorgusu gönderir. LES de, bu sorguyu diğer LEC lere gönderir. Bu sorguyu alan tüm LEC ler belirtilen MAC adresinin kendilerinde olup olmadığının kontrol eder, eğer kendisinde ise kendi ATM adresini de belirterek, LES e cevap gönderir. LES de ilgili LEC e haber vererek adres çözümleme işini bitirir. 57

58 ATM 'İN AVANTAJLARI 1. ATM hızla gelişen bir teknolojidir. ITU-T ve ATM Forum, standartlaşma çalışmalarında bulunmaktadır. Gelecekte belirecek talepler şimdiden birçok büyük firmanın bu konuda araştırmalara başlamasına yol açmaktadır. Büyük firmalar bu konuda iş yapan küçük firmaları kendi bünyelerine katarak bu konuda çalışmalarını hızlandırmaktadır. Bay Networks, Cisco ve 3Com gibi büyük Network Firmaları bu pastadan daha büyük bir pay kapabilmek için savaşmaktadır. 2. ATM ile verileri çok büyük hızlarda taşımamız mümkündür. Hızı artırıcı amaçlı olarak hata kontrolü minimum düzeyde tutulur. Bu durumda, hata kontrolü kullanıcının sorumluluğuna bırakılmaktadır. 3. Video, ses, TV, text gibi türlü veri tiplerinin hepsini destekleyen ve bütün ağların bir ortamda entegrasyonu için taban sağlayacak BISDN için ITU-T tarafından switching (anahtarlama) modeli olarak ATM seçilmiştir. 4. ATM, veri iletiminde esnektir. Değişken bit hızlarını destekler niteliktedir.kullanıcı isteğine göre iletişim hızı belirlenir. "Hatta bazı anahtarlar, kullanıcılara ait bant genişliği de sunabilirler". ATM ağında hata oranı ve gecikme değeri bildirilerek belli bir kalitede hizmet alınabilir. Bu bilgiler, ağa bağlanıldığında kullanıcı tarafından ağ ortamına bildirilir. İstenilen şey hız ise hata oranı göz önüne alınmayabilir, hata oranı önemliyse o zaman hızdan ödün vermek gerekecektir. 58

59 5. ATM, fiziksel (taşıma) ortamından bağımsızdır. Kablolar koaksiyel kablo olabileceği gibi fiber de olabilmektedir. Fiziksel katman olarak SONET tavsiye edilmektedir. 6. ATM var olan sistemlerle uyumludur. Bu, onun her tür ağ ortamıyla sorun olmadan konuşabilmesini sağlamaktadır. 7. ATM, sabit boyutlarda ve küçük hücreleri anahtarladığından ağ kaynaklarını optimum kullanabilir. "Devre anahtarlamadaki gibi devre bütün bağlantı için kapatılmaz. Paket anahtarlama tekniği kullanılarak sadece bilgi transfer edilirken devre kullanılır". Diğer taraftan anahtarlar, yalnızca iletişimin gerekli olduğu düğümler (nodes) arasında kurduğu bağlantılarla, ağ bant genişliğinin etkin kullanımını sağlamaktadır. 8. ATM ağ yapısı büyümeye elverişlidir. 9. ATM onu yorumlayan firmaya göre bazı değişiklikler taşıyabilir. Belirli şartları sağladıkları sürece değişik ATM-LAN'lar birbirleriyle iletişim yapabilirler. 10. ATM istatistiki çoklama tekniğini kullanarak çok kullanıcının veri trafiğini tek bir ağ üzerinde birleştirir. Bunu da en etkin şekilde yapar. 11. ATM anahtarlama, yönlendiricilere göre daha kolay anlaşılır, uygulaması kolay ve daha ekonomik bir çözümdür. Yönlendiricilerin mevcut yazılımlarının düzeyi, karmaşıklığı, mimarisi ve fiyatı anahtarlar karşısında devre dışı kalmalarına yol açmaktadır. 12. ATM anahtarları, mevcut ağ ekipmanı üzerinde hiç değişiklik yapmadan ya da çok küçük bazı değişiklikler yaparak ağa eklenebilir. 59