مقاله در مورد شبکه های ATM

word قابل ویرایش
26 صفحه
8700 تومان
87,000 ریال – خرید و دانلود

مقدمه ای درارتباط با به وجودآمدن پروتکل ATM
با ورودبه قرن ۲۱اینترنت به عنوان زیرساخت اصلی جهان ارتباطات درامده است درحال حاضرپروتکلTCP/IPبستراصلی جابه جایی دادههادراینترنت بوده وکلیه سخت افزارهاونرم افزارهای شبکه جهانی اینترنت براساس این پروتکل طراحی وساخته شده اندولی باتوجه به نقاط ضعف فراوان پروتکل فوق پروتکل های جدیدتری مانندATMبرای جایگزینی با ان طراحی شده اندلیکن

مشکل عمده دراینجااست که درصورت تصمیم درجهت جایگزینی TCP/IPبادیگرپروتکل هاویاحتی اگربخواهیم نسخه جدیدتری رابه جای ان بکاربگیریم مستلزم ان است که کلیه نرم افزارهاوسخت افزارهای موجوددرسراسرجهان بامدهای جدیدترتعویض شوندواین یعنی میلیاردهادلارهزینه.
(درتکنولوژی ATMمی توان کیفیت سرویس راتضمین نمود)

۱-۱) مفهوم ATM وشبکه های مبتنی بر ATM

معماری ATM به منظور انتقال بسیار سریع داده ، صدا و تصویر بر روی خطوط انتقال عمومی ( سیم مسی و فیبر نوری ) طراحی و پیاده سازی شد. بر خلاف بسیاری از شبکه هایی که با آن آشنا هستیم ATM شبکه ای مبتنی بر سوئیچ است. بدین ترتیب در ATM برای انتقال اطلاعات باید ابتدا یک ارتباط هماهنگ بین مبدأ و مقصد و سوئیج های میانی برقرار شود به این ارتباط مدار مجازی گفته می شود . ATM می تواند اطلاعات را به روش ” بدون اتصال” یا Connection less ارسال کند ولی از این قابلیت به ندرت استفاده می شود و نیز قادر به انتقال مؤثر داده ها بر روی خطوط عمومی (فیبر) تا نرخ ۱Gbps است. تکنولوژی بکار رفته در شبکه های امروزی از جمله عمومی ترین آن یعنی IP از نوع بدون اتصال است. در پروتکل های بدون اتصال ، مشکل اساسی و اجتناب ناپذیر آنست که هیچ تضمینی در رسیدن داده ها به مقصد مورد نظر وجود ندارد ولیکن ATM پروتکلی اتصال گراست و قبل از هرگونه مبادله داده یک “مدارمجازی”یا به اصطلاح یک “نشست” از طریق سوئیچ ها برقرار می کند پس از آنکه داده ها مبادله شد ، مدار مجازی که حاصل هماهنگی قبلی سوئیچها است از بین خواهد رفت . ATM تنها معماری مبتنی بر انتقال اتصالگرای داده ها نیست . در حقیقت همتا و مکمل IPیعنی TCP نیز پروتکلی اتصالگراست. بدون شک ATM بهترین مثال مطمئن و اتصالگرای داده هاست. عامل مؤثر و کلیدی در سرعت بسیار بالای ATM قالب داده ها و ساختار فریم ها در این معماری است. تمام پروتکلهای مسیریابی بسته هایی را مسیریابی و هدایت می کنند که اندازه ثابت و مشخصی ندارند یک بسته IP می ماند از ۲۰ بایت تا ۶۴ کیلو بایت متغیر باشد . در این پروتکل ها گیرنده بسته ابتدا سرایند آن را پویش می کند تا حجم و اندازه دقیق بسته را استخراج نماید. زمان پردازش یک بسته بنا به اندازه

آن متغیر است . در مقابل ATM داده ها را در قالب بسته هایی کوچک و با اندازه ثابت که سول نامیده می شودانتقال می دهد. سلولهای ATM فارغ از آنکه چقدر داده در خود حمل می کنند هرکدام ۵۳ بایت هستند. در هر سلول ۵۳ بایتی ۵ بایت سرایند (Header) و ۴۸ بایت بخش حمل داده (PayLoad) است. اگرچه سلولهای ATM دارای اندازه ثابت هستند ولی با این وجود قطعاً به داشتن سرایند نیازمندند. سرایند هر سلول ATM مبدأ و مقصد سلول را مشخص می کند . طول ثابت و کوچک سلولها باعث شده تا معماری ATM روشی بسیار کاراد و مؤثر برای انتقال صدا و تصویر دیجیتال باشد عمل دیگرموفقیت و سرعت ATM طراحی آسنکرون آن است .آسنکرون بودن ATM بدین معناست که سوئیچها قادرند سیگنالهای حامل داده را بطور همزمان هم بفرستند و هم بگیرند و هیچ هماهنگی خاصی بین سیگنالهای ارسال و دریافت نیاز نخواهد بود ماهیت آسنکرون بودن ATM از قالب ثابت سلولها ناشی می شود از آنجایی که سلولها دارای اندازه ۵۳ بایتی هستند هر سوئیچ دقیقاً می داند که دریافت یک سلول چقدر طول می کشد و بدین ترتیب در خلال ارسال سلولها یک سوئیچ می تواند از سوئیچ دیگر سلولی را دریافت نماید.
۳-۱) مفهوم ATM
در ATM واژه ناهمزمان ، به روش انتقال فیزیکی اشاره ندارد که در B_ISDN در واقع همزمان است ( برای مثال در SDH/SoNET ). کلمه همزمان به روشی اشاره می کند که در آن , عرض باند میان اتصالات و کاربران پخش می شود. عرض باند در شیارهای زمانی با طول ثابت تقسیم می شود. این شیارهای زمانی در صورت نیاز کاربر ، در اختیار او قرار می گیرد و به همین دلیل ، مو قعیت زمانی از پیش تعیین شده ای را ندارد مد انتقال نشان دهنده نوعی روش چند تافت سازی و سوئیچینگ است.
مفهوم ATM با چند اصل تعریف می شود :

• تمامی اطلاعات به شکل واحدهای اطلاعاتی با طول ثابت موسوم به سلول حمل می شوند و سلول ، از یک سرایند و یک حوزه اطلاعات که گاهی محموله یا بار ترافیکی نامیده می شود تشکیل شده است.
• ATM اتصالگراست و سلول های موجود در یک اتصال مجازی یکسان ، ترتیب خود را حفظ می کنند.
• منابع ترافیکی می توانند سلولها را موقعی که مورد نیاز است ، تولید کنند یعنی بدون موقعیت زمانی از پیش تعیین شده و لذا سلولها برچسب های صریح برای شناسایی اتصال دارند.

• کارکرد اصلی سرایند سلول ، شناسایی سلولهای متعلق به اتصال مجازی یکسان است.

• برچسب های شناسایی فقط معنای محلی دارند ( لذا آدرس های صریحی نیستند) و در هر سوئیچ ترجمه می شوند.

 

• حوزه اطلاعات بطور شفاف حمل می شود به عنوان مثال هیچگونه عمل کنترلی خطایابی بر روی این حوزه صورت نمی گیرد.

• جریانهای سلولی ، بطور نا همزمان تحت عمل چندتافت سازی با تقسیم زمانی قرار می گیرند.

مشاهده می شود که ATM روشی است برای یکپارچه سازی تمامی ترافیک در سطوح انتقال ، دسترسی کاربر و سوئیچینگ.کند. یعنی عرض باند را در موقع نیاز به منابع ترافیک واگذار می کند. وقتی واگذاری عرض باند ATM را با روش انتقال همزمان (STM) مقایسه می کنیم که در آن شیارهای زمانی متناوب برای اتصالات ذخیره می شود، می بینیم که در STM واسط به نرخهای غیرقابل انعطاف و ثابتی محدود می شود. ATM به واسط های با نرخ بیت متغیر اجازه می دهد بدون آنکه برای واسط های با نرخ بیت ثابت مانعی باشد. ATM به عنوان نوعی روش چندتافت سازی بطور بالقوه می تواند از تسهیلات انتقالی ، بطور کارامدتری نسبت به TDM همزمان استفاده کند. در TDM همزمان ، یک قاب متناوب مرکب از شیارهای زمانی کوتاه ( معمولاً به اندازه یک بایت) روی یک پیونده انتقال تعریف می شود) و اتصالاتی که در آن پیونده سهیم هستند موقعیتهای ثابت شیار زمانی در هر قاب ، برایشان ذخیره شده است. در TDM ناهمزمان می توان از این عدم کارایی جلوگیری کرد زیرا در آن شیارهای زمانی ، در هنگام نیاز به اتصالات واگذار می شوند اما یک برچسب پیشوندی هم برای هر شیار زمانی مورد نیاز است تا اتصال را مشخص و شناسایی نماید.در نتیجه ، شیارهای زمانی بزرگتر از بایتها هستند تا برچسبها بتوانند کسر کوچکی از کل عرض باند را مصرف کنند. همچنین برای هر شیار زمانی ، یک عمل پردازش نیز مورد نیاز است و ذخیره سازی در یک حافظه موقتی لازم است تا تنازع را برطرف کند . ATM نمونه ای از این روش TDM ناهمزمان و برچسب داراست که در آن برچسب های شناسایی واقع در سرایند سلول ، فقط اهمیت محلی دارند نه اهمیت سراسری از انتها تا انتها.
ATM به عنوان نوعی روش چندتافت سازی ، از امکان بالقوه استفاده مؤثر انگیزه گرفته است به عنوان یک روش سوئیچینگ در مقایسه با STM ( یا سوئیچینگ مداری با نرخ چندگانه) مزیت اصلی آن است که ضرورتی برای اختصاص حداگثر نرخ ندارد . در حالی که STM دارای ضرورت است. اختلاف دیگر آن است که در ATM ، سلولها بصورت شبکه ای پردازش می شوند در حالیکه STM ترافیک را بطور شفاف از شبکه عبور می دهد . از نظر بارپردازشی ، این نوعی عیب به شمار می رود اما این امکان را می دهد که شبکه کنترل بیشتری روی مسیریابی ، کنترل خطا ، کنترل جریان نسخه سازی و اولویتها داشته باشد. مثلاٌ با در نظر گرفتن اولویتها ، شبکه می تواند روی رفتار ترجیحی برای یک کلاس ترافیکی نسبت به کلاس دیگر در سطوح اتصالات مجازی یا سلولهای انفرادی ، کنترل داشته باشد. از اینرو ATM به عنوان نوعی روش سوئیچینگ که توانایی کنترل جزئی و قابل انعطاف ترافیک شبکه را دارد، می تواند انگیزه بالاتری ایجاد نماید اساساً دو نتیجه نامطلوب از ماهیت ناهمزمان ATM ناشی می شود. از آنجا که منابع شبکه رزرو نمی شود لذا وقتی ترافیک بسیار زیادی بسوی منابع حافظه موقتی محدود هجوم می آورد ، امکان تراکم ترافیک ایجاد می شود که ضرورتاً سبب ازدست رفتن سلولها می شود.نتیجه دیگر ، تأخیرهای متغیر سلولی در گذر از شبکه است که بیشتر ناشی از تأخیرهای تصادفی صف بندی در هر سوئیچ است . از این رو ، مفهوم کیفیت سرویس (QOS )بر حسب تأخیرهای سلول و نرخ تلفات سلولی، در بحثهای ATM اساسی است. قرار است B_ISDN کلاسهای کیفیت سرویس چندگانه اتصالات

 

مجازی را برای گستره ای از انواع ترافیک با الزامات QOS متفاوت ، پشتیبانی نماید. پشتیبانی از چند کلاس ترافیکی و حفاظت از QOS آنها در حالی که به طور همزمان اشتراک آماری و استفاده از منابع شبکه را به حداکثر برساند ، مشکل ترین چالشی است که در پیاده کردن ATM وجود دارد.

۴-۱) شبکه های مبتنی بر ATM
دو نوع شبکه مبتنی بر ATM وجود دارد :
• عمومی (Public )
• اختصاصی (Private)
شبکه های عمومی ATM را که در اختیار کلیه متقاضیان عادی قرار می گیرد ، شرکت های مخابراتی تأسیس و مدیریت می کنند در حالی که شبکه های اختصاصی با اهداف خاص توسط یک سازمان یا مؤسسه پیاده سازی می شوند. البته مرز تفکیک شبکه های عمومی و اختصاصی ATM چندان روشن و شفاف نیست زیرا ممکن است برای برقراری ارتباط بین دو شبکه ATM اختصاصی از یک شبکه ATM عمومی استفاده شود در این حالت نمی توان به کل چنین شبکه ای به صورت یک کمیت واحد نگریست و آنرا عمومی یا اختصاصی تلقی کرد. طراحی شبکه های مبتنی بر ATM نسبتاً ساده است در حالیکه تکنولوژی ساخت پیچیده ای دارد و در آن از روشها و الگوهای پیشرفته سوئیچینگ بسته (Packet Switching)استفاده شده است . هر ابزار موجود در شبکه ATM یکی از دو حالت زیر را دارد یا یک سوئیچ ATM است یا یک سیستم پایانی. سوئیچ ATM ابزاری است که مجموعه ای از شبکه ها را بهم متصل و مرتبط می کند یعنی داده ها از یک شبکه به شبکه دیگر منتقل و هدایت می کند و یک سیستم پایانی ATM که به اختصار ES نامیده می شود ابزاری است که به شبکه ATM متصل است ولی سوئیچ نیست . ES ها تولید کننده یا مصرف کننده اطلاعات هستند در حالیکه سوئیچ های ATM هدایت کننده آنها محسوب می شوند.

شکل۲-۱ واسط های ویژه ATM که بین شبکه های عمومی و خصوصی فرق می گذارد.

۵-۱) اجزاء ساختار شبکه ATM و مشخصات آن
اجزاء شبکه ATM عبارتند از : کارت شبکه ATM ، سوئیچ ATM ( به منظور ارسال هر سلول به مقصدش) و یک نرم افزار.
مهمترین مزایای ATM عبارتند از :
• پهنای باندی دارد که اندازه آن وابسته به نیاز کاربر است.
• سرویس ارتباط گرا (Connection Oriented ) دارد.
• سوئیچهای ATM از مالتی پلکس کردن آماری استفاده می کنند.
• سرویس هایی با کیفیت بالا ارائه می دهد.
• از رسانه انتقال متفاوت مثل کابل نوری یا UTP پشتیبانی می کند.
• حجم وسیعی از اطلاعات را مدیریت می کنند.

• این فن آوری با شبکه های LAN و WAN فعلی کار می کند و از پروتکلهای متداول اخیر مثل TCP/IP پشتیبانی می کند.
• و بالاخره از مهمترین و بارزترین مزایای شبکه ATM که باعث جلب توجه به آن شده است سرعت بسیار بالای آن است که از مرز کیلو و مگابیت در ثانیه فراتر رفته و در حد گیگا بیت در ثانیه است. اما در کنار این مزایا یک عیب نیز وجود دارد و آن پرهزینه بودن تجهیزات و مشکل بودن پیاده سازی و نصب این نوع شبکه و نیز عدم سازگاری آن با تجهیزات فعلی مخابرات کنونی به دلیل مدرن بودن این نوع شبکه است.
بطور کلی می توان گفت که ساختار شبکه ATM از سه قسمت عمده تشکیل شده است :
الف- دستگاههای واسط خاصی بنام Switch of ATM که کاملاً دیجیتالی پیشرفته اند.
ب- کابل فیبر نوری که به عنوان رسانه انتقال دیتا عمل می کند.
ج- مجموعه ای از کامپیوترها در شبکه ATM یا به عبارت کلی End Point ها.ن نقطه به شبکه متصل می شوند مانند رایانه و …

شکل ۳-۱یک شبکه ATM همراه با سوئیچ ها و EndPoints

برای پیاده سازی شبکه ATM و ارتباط آن باسایر شبکه ها از دستگاههایی بنام Gateway استفاده می شود که پروتکل ها و سخت افزار های مختلف را بهم تبدیل می کند مثلاً برای اتصال یک PC به یک رایانه Mainframe که دارای سخت افزار مختلف اند از این دستگاه استفاده می شود به خاطر پرهزینه بودن این نوع از شبکه و گران بودن سخت افزار آن معمولاً به کمک نرم افزارهای شبیه ساز ابتدا آن را تست و امتحان کرده و بعد به صورت واقعی آن را پیاده سازی می کنند.
مشخصات ATM به شرح زیراند:

• سوئیچینگ سلول (Cell Switching) : یک سلول حامل اطلاعاتی در مورد مسیریابی جهت انتقال داده ها می باشد. سوئیچ این اطلاعات را خوانده و مسیر مناسب را انتخاب می کند.

• انتقال ارتباط گرا( Connection_Oriented transmission) : بدین معنی است که قبل از مبادله داده ها بین دو ایستگاه باید بین آن دو ارتباط برقرار شود.
• اندازه سلول (Cell Size ) : اندازه سلول همواره ثابت بوده و برابر ۵۳ بایت است.۵بایت آن به عنوان یا Header تعلق دارد و ۴۸ بایت دیگر به PayLoad متعلق است.

• تأخیر (Delay ) : تأخیر بین ارسال و دریافت بسیار کوتاه است.

• سوئیچینگ (Switching) : عمل سوئیچینگ با سرعت بسیار زیادی انجام می شود.

۶-۱) دورنمای ATM
ATM پروژه ای است که توسط صنعت تلفن کشف شد زیرا پس از اترنت بطور گسترده مورد استفاده قرار گرفت. صنعت کامپیوتر در صدد استاندارد سازی تکنولوژی شبکه ای با سرعت بالا نبود شرکت های تلفن این خلأ را با ATM پرکردند. گرچه ATM توانایی تحویل اطلاعات را به تمام نقاط با سرعت بیشاز ۱Gbps نوید می دهد این ادعا ساده نیست ATM اساساً راهگزین بسته ای با سرعت بالا است . ATM یک رابط انتقال بسته کارامد است که از بسته هایی با اندازه ثابت به نام سلولها استفاده می کند. استفاده از اندازه ثابت و قالب ثابت ، باعث ایجاد طراحی کارامد برای انتقال از طریق شبکه های با سرعت بالا می شود. رسانه انتقال ATM فیبر نوری است اما برای فواصل کمتر از ۱۰۰ متر می توان از کابل هم محور یا زوج سیم های بهم تابیده شده استفاده کرد.

۷-۱) فرمت سلول ATM
ATM در سرعت های بالا از فن آوری VLSI برای سگمنت کردن داده ها به منظور تبدیل آنها به سلول استفاده می کند . هر سلول شامل ۵۳ بایت می باشد که ۵ بایت آن به عنوان Header تعلق دارد و ۴۸ بایت دیگر به PayLoad تعلق می گیرد.
شکل زیر فرمت سلول ATM را نشان می دهد.

شکل۴-۱ فرمت سلول ATM

 

استفاده از سلولهای با اندازه ثابت و کوچک چندین فایده دارد . اول ، استفاده از سلولهای کوچک می تواند باعث کاهش تدخیر انتظار در صف برای سلولی با اولویت بالا شود زیرا اگر کمی بعد از سلولی با اولویت کمتر برسد که منبعی برای مثال فرستنده را در اختیار گرفته است ، کمتر منتظر می شود. دوم ، به نظر می رسد سلولی با اندازه ثابت می توانند به صورت کارامدتری سوئیچ شوند که برای سرعت های قبلی بالای ATM بسیار مهم است. با سلولهایی با اندازه ثابت ، پیاده سازی مکانیزم سوئیچینگ در سخت افزار آسانتر است.
شکل ۵-۱ انواع فرمت Header در ATM
ATM دو نوع فرمت برای عنوان (Header) تعریف می کند. یکی برای عنوان سلول UNI و دیگری برای عنوان سلول NNI .

۱-۷-۱) عنوان سلول UNI (UNI Cell Header)
عنوان سلول UNI چگونگی برقراری ارتباط بین ایستگاههای پایانی ATM (ایستگاههای کاری یا مسیریاب ها ) و سوئیچهای ATM را تعیین می کند. شکل ۶-۱ فرمت header سلول UNI را نشان می دهد.

Field Length in bits
8 4 8 16 3 1
HEC CLP PT VCI VPI GFC
شکل ۶-۱ فرمت Header سلول UNI
فیلدهای عنوان سلول UNI و NNI همانطور که در شکل ۶-۱ و ۷-۱ نشان داده شده را شرح می دهیم.

• فیلد GFC(Generic Flow Control) یا کنترل جریان عمومی :
در سراید سلول داخلی شبکه ظاهر نمی شود ، اما در رابط کاربر _ شبکه وجود دارد. در این صورت می تواند برای کنترل جریان در رابط کاربر _ شبکه محلی استفاده شود و مهیا کننده وظایف محلی باشد. این فیلد می تواند در کنترل جریان ترافیک برای دستیابی به کیفیت های سرویس متعدد ، به کاربر کمک کند. در هر صورت ، مکانیزم GFC برای کاهش شرایط پرباری کوتاه در شبکه استفاده می شود. این فیلد از ۴ بیت تشکیل شده و مشخص می کند که چند ایستگا

ه از یک رابط ATM منفرد بطور اشتراکی استفاده می کنند.

• فیلد VPI(Virtual Path Identifier) یا شناسه مسیر مجازی :
شامل فیلد مسیریابی برای شبکه است . این فیلد شامل ۸ بیت در رابط کاربر _ شبکه و ۱۲ بیت در رابط شبکه _ شبکه می باشد و به همراه VCI برای تعیین مقصد بعدی یک سلول هنگام عبور از مجموعه ای از سوئیچ های ATM بکار می رود.
• فیلد VCI (Virtual Channel Identifier) یا شناسه کانال مجازی :

این فیلد از ۱۶ بیت تشکیل شده و به همراه VPI برای تعیین مقصد بعدی یک سلول هنگام عبور از مجموعه ای از سوئیچ های ATM بکار می رود. VPI مسیر مجازی خاصی را انتخاب می کند و VCI مدار مجازی خاصی را در این مسیر مجازی انتخاب شده بر می گزیند.

• فیلد PT (Payload Type) یا فیلد نوع محموله :
این فیلد مشخص کننده نوع دیتا در پکت می باشد و از ۳ بیت تشکیل شده است. اولین بیت تعیین می کند که آیا PayLoad شامل اطلاعات است یا شامل داده های کنترلی. دومین بیت نشان دهنده وجود و تراکم ازدحام است و بیت سوم نشان می دهد که آیا این سلول آخرین سلول از مجموعه سلولهایی است که بیانگر فریم AAL5 است یا خیر .در جدول ۱-۱ مقادیر فیلد PTI آمده است.

جدول ۱-۱ مقادیر فیلد PTI
نوع ظرفیت مفهوم
۰۰۰ سلول داده کاربر ،عدم ازدحام ، نوع سلول ۰
۰۰۱ سلول داده کاربر ، عدم ازدحام ، نوع سلول ۱
۰۱۰ سلول داده کاربر ، دچار ازدحام ، نوع سلول ۰
۰۱۱ سلول داده کاربر ، دچار ازدحام ، نوع سلول ۱
۱۰۰ نگهداری اطلاعات بین راه گزینهای مقصد
۱۰۱ نگهداری اطلاعات بین راه گزینهای منبع و مقصد
۱۱۰ سلول مدیریت منبع

۱۱۱ برای کاربردهای آینده رزرو شده است.

• فیلد CLP (Congestion Less Peiority) یا فیلد اولویت حذف سلول :
به منظور هدایت شبکه در شرایط ازدحام استفاده می شود. به عبارت دیگر این فیلد تک بیتی نشان می دهد که اگر سلولی با تراکم ترافیک روبرو شود باید حذف گردد. این بیت برای افزایش کیفیت سرویس یا (Quality of Service) QOS بکار می رود. مقدار صفر در این بیت سلولی با اولویت بالا را نشان می دهد که نباید صرف نظر شود ، مگر راه دیگری وجود نداشته با

شد . مقدار یک نشان می دهد که این سلول می تواند در شبکه صرف نظر شود. کاربر می تواند این بیت را طوری به خدمت بگیرد که سلولهای اضافه ( بیشتر از سرعت توافق شده ) با مقدار CLP برابر یک ، در شبکه قرار گیرند و اگر ازدحام در شبکه وجود نداشته باشد به مقصد تحویل شوند. شبکه می تواند این فیلد را برای هر سلول داده ای که توافقات مربوط به پارامترهای ترافیک بین کاربر و شبکه را نقص نماید ، بایک مقداردهد. در این حالت سوئیچی که این مقداردهی را انجام می دهد ، می داند که این سلول از پارامترهای ترافیک توافق شده تجاوز می نماید ، اما این سوئیچ قادر به اداره کردن این سلول می باشد. در نقطه دیگری در شبکه ، اگر ازدحام تشخیص داده شود این سلول برای صرف نظر شدن ، اولویت بالاتری نسبت به سلولی دارد که در محدوده های ترافیک توافق شده قرار دارد.

• فیلد HEC (Header Error Controls ) یا کنترل خطای سرایند :
این فیلد شامل ۸ بیت است که ارزش های بیتی دو عنوان (Header ) را به منظور خطایابی با یکدیگر جمع می کند. این یک فیلد CRC هشت بیتی است که می تواند کلیه خطاهای منفرد در بیت ها را تعیین و اصلاح کند به عبارت دیگر وظیفه خطایابی ، کشف و اصلاح آن را در بخش هدر به عهده دارد.

۲-۷-۱) عنوان سلول NNI (NNI Cell Header)
رابطه شبکه به شبکه یا NNI چگونگی برقراری ارتباط بین سوئیچ های ATM را تعیین می کند. فرمت Header سلول NNI در شکل نشان داده شده است اندازه فیلد VPI برابر ۱۲ بیت است ، بنابراین به سوئیچ های ATM اجازه می دهد که مقادیر بزرگتری را به VPI واگذار کنند.
Field Length in bits

۱۲ ۱۶ ۳ ۱ ۸
HEC CLP PT VCI VPI

شکل ۷-۱ فرمت Header سلول NNI

شکل۸-۱ ساختار پکت ATM
با توجه به شکل بسته اطلاعاتی در پروتکل ATM می توان موارد زیر را استنباط نمود:

 ۲۵۶ می باشد.
• حداکثر تعداد کانالهای مجازی (VC ) هر مسیر مجازی در شبکه دو به توان ۱۶ می باشد .
• تعداد کل ارتباطات بین دو سوئیچ در شبکه ATM برابر ۲۵۶ * ۲ ^ ۱۶ است.
۱۰-۱)مقایسه شبکه ATM با اترنت گیگابیت
شبکه ATM را می توان برای شبکه های محلی LAN و شبکه های گسترده WAN مورد استفاده قرار داد. استفاده از ATM برای شبکه های محلی متداول نیست چراکه شبکه های ATM پیچیده و گرانقیمت می باشند.اغلب طراحان شبکه ترجیح می دهند که از اترنت گیگا بیت برای شبکه های محلی استفاده کنند. اما به هر حال ، ATM برخلاف اترنت گیگا بیت از سرعت ثابت ارسال بیتی برای مبادله داده های صوتی و تصویری ، مبادله بلادرنگ داده ها و کیفیت بالای سرویس (QOS )پشتیبانی می کند. با استفاده از پروتکل QOS (IEEE 802.1Q) در لایه بالاتر از اترنت گیگا بیت می توان بسته ها را اولویت بندی کرد. در نتیجه به بسته هایی که باید بلادرنگ مبادله شوند اولویت بالایی داده شده و به بسته هایی که نسبت به زمان حساس نیستند اولویت پایینی داده خواهد شد. اترنت گیگابیت بقدری سریع رشد کرده که به یکی از مشهورترین شبکه های LAN تبدیل شده است، در حالیکه ATM به شکل گسترده ای در شبکه های WAN مورد استفاده قرار می گیرد.
۱۱-۱) اتصالات منطقی ATM
اتصالات منطقی ATM ، اتصالات کانال مجازی (VCCs) نامیده می شود. یک شبکه VCC مشابه مدار مجازی در X.25 می باشد و واحد اصلی سوئیچینگ در شبکه ATM است. یک VCC بین دو کاربر انتهایی ، از طریق شبکه و جریانی Full_Duplex با سرعت متغیر از سلولهایی با اندازه ثابت که از طریق این اتصال مبادله می شوند ، آماده سازی می گردد. VCC ها بریا تبادل بین کاربر _ شبکه (سیگنالینگ کنترل) و تبادل شبکه _ شبکه ( مدیریت شبکه و مسیریابی ) استفاده می شوند. یک اتصال مسیر مجازی (VPC ) دسته ای از VCC ها را دنبال می کنند ، در یک VPC با هم سوئیچ می شوند. مفهوم مسیرمجازی در پاسخ به تمایل برای شبکه های سرعت بالا توسعه داده شد که در آنها ، هزینه کنترل شبکه نسبت به هزینه کل شبکه بسیار زیاد است. تکنیک مسیر مجازی ، با گروه بندی اتصالاتی که مسیرهای مشترکی را از طریق شبکه ، به یک واحد بطور مشترک استفاده می کنند, به کاهش هزینه کنترل کمک می کند . سپس اعمال مدیریت شبکه می توانند بر روی تعداد اندکی از گروههای اتصالات بکار گرفته شوند، به جای اینکه روی تعداد زیادی از اتصالات مجزا عمل نماید. چند فایده استفاده از مسیرهای مجازی عبارتند از :
• معماری شبکه ساده شده : توابع انتقال شبکه می توانند به دو گروه تفکیک شوند : آنهایی که مربوط به هر اتصال مجزای منطقی هستند ( کانال مجازی ) و آنهایی که مربوط به گروهی از اتصالات منطقی می باشند (مسیر مجازی) .

• افزایش کارایی و قابلیت اطمینان شبکه : شبکه با موجودیت های تجملی کمتری روبرواست.

• کاهش پردازش و زمان کوتاه آماده سازی اتصال : اکثر کارها زمانی انجام می شود که مسیر مجازی آماده سازی می گردد. با رزرو نمودن ظرفیت بر روی یک اتصال مسیر مجازی برای ورود مکالمات بعدی ، اتصالات کانال مجازی جدیدی بوسیله اجرای توابع کنترلی ساده ، در نقاط انتهایی اتصال مسیر مجازی می تواند ایجاد شود. پردازش مکالمه در گره های میانی لازم نیست. بنابراین ، افزودن کانالهای مجازی جدید به مسیر مجازی موجود ، نیازمند حداقل پردازش است.

• سرویس های ارتقاء یافته شبکه : مسیرهای مجازی در داخل شبکه استفاده می شود. اما برای کاربر نهایی نیز قابل رؤیت است . بنابراین ، کاربر می تواند گروههای کاری مجتمع ، یا شبکه ای از دسته های کانال مجازی را تعریف کند.

• مکانیزم کنترل مسیر مجازی شامل محاسبه مسیرها ، تشخیص ظرفیت و ذخیره اطلاعات حالت اتصال می باشد.

• به منظور آماده سازی یک کانال مجازی ، ابتدا باید یک اتصال مسیر مجازی به گره مقصد با ظرفیت قابل دسترسی کافی به منظور حمایت این کانال مجازی ، با کیفیت سرویس مطلوب وجود داشته باشد . یک کانال مجازی ، با ذخیره اطلاعات مورد نیاز آماده سازی می شود.( تصویر نمودن کانال مجازی به مسیر مجازی )

۱۳-۱) استفاده های اتصال کانال مجازی
نقاط انتهایی VCC می توانند کاربران نهایی ، موجودیت های شبکه یا یک کاربر نهایی و یک موجودیت شبکه باشند. در همه موارد جامعیت دنباله سلول ،در VCC حفظ می شود که عبارت است از تحویل سلولها به همان ترتیبی که ارسال می شوند . اینک مثالهایی از این سه کار بر VCC را در نظر می گیریم :
• بین کاربران نهایی : می تواند به منظور حمل داده های کاربر از انتها به انتها استفاده شود همچنین می تواند به منظور حمل سیگنالینگ کنترل بین کاربران نهایی استفاده گردد. یک VPC بین کاربران نهایی ، ظرفیت کلی را برای آنها فراهم می نماید. سازماندهی VPC ها در VCC برعهده این دو کاربر می باشد، در صورتیکه مجموعه VCC ها از ظرفیت VPC تجاوز ننماید.

• بین کاربران نهایی و یک موجودیت شبکه : به منظور کنترل سیگنالینگ بین کاربر _ شبکه استفاده شده است . یک VPC برای کاربر _ شبکه می تواند به منظور جمع آوری ترافیک کاربر نهایی با یک مرکز تبادل شبکه یا سرویس دهنده شبکه استفاده شود.
• بین دو موجودیت شبکه : به منظور مدیریت ترافیک شبکه و توابع مسیریابی استفاده می شود. یک VPC برای شبکه به شبکه می تواند به منظور تعریف مسیر مشترکی برای تبادل اطلاعات مدیریت شبکه مورد استفاده قرار گیرد.

۱۴-۱) خصوصیات مسیر مجازی _ کانال مجازی
توصیه I.150 از ITU_T خصوصیات زیر را برای اتصالات کانال مجازی لیست نموده است :
• کیفیت سرویس : به یک کاربر VCC باید کیفیت سرویس داده شده که توسط پارامترهای مانند اتلاف سلول ( نسبت سلول های گم شده به سلول های ارسال شده ) و تغییر در تأخیر سلول مشخص می شود.

 

• اتصالات کانال مجازی سوئیچینگ و نیمه دائمی : یک VCC سوئیچینگ ، اتصال بر مبنای تقاضا می باشد که نیازمند سیگنالینگ کنترل مکالمه برای آماده سازی و خاتمه دادن است یک VCC نیمه دائمی ، مدتی طولانی دارد و با اعمال پیکربندی یا مدیریت شبکه آماده سازی می شود.

• جامعیت دنباله سلول : دنباله سلولهای ارسال شده در VCC نگهداری م

ی شود.

• مبادله پارامتر ترافیک و نظارت بر استفاده : پارامترهای ترافیک می توانند بین کاربر و شبکه برای هر VCC مبادله شوند. ورودی سلولها به VCC توسط شبکه نظارت می شود تا اطمینان داده شود که پارامتر های داده شده ، نقض نشوند. انواع پارامترهای ترافیک که قابل مبادله هستند عبارتند از سرعت متوسط – سرعت حداکثر ، میزان توده ای بودن و مدت حداکثر شبکه که ممکن است نیازمند چند استراتژی بریا برخورد با ازدحام و مدیریت VCC های موجود و درخواست شده باشد. در پایین ترین سطح شبکه ممکن است فقط درخواست های جدید برای VCC ها را رد کند تا از ازدحام جلوگیری نماید. علاوه بر آن اگر پارامترهای مبادله شده نقض گردند یا اگر ازدحام شدید باشد ، سلولها ممکن است صرف نظر شوند.
I.150 خصوصیات VPC ها را نیز لیست می نماید . اولین چهار خصوصیت لیست شده، مشابه موارد مربوطه به VCC ها می باشد یعنی کیفیت سرویس ، VPC های سوئیچینگ و نیمه دائم ، جامعیت دنباله سلول و مبادله پارامتر ترافیک و نظارت بر استفاده ، همگی از خصوصیات VPC نیز هستند . چند دلیل برای این تکرار وجود دارد: اول ، این عمل باعث انعطاف در نحوه مدیریت سرویس شبکه بر نیازهای مربوط به آن می شود. دوم ، شبکه باید به تمامی نیازهای یک VPC توجه داشته باشد و در یک VPC ، ایجاد کانالهای مجازی با پارامترهای داده شده را انجام دهد. درنهایت ،پس از آماده سازی VPC برای کاربران نهایی ، امکان ایجاد VCC های جدید وجود دارد. علاوه بر آن ، خصوصیت پنجم لیست شده برای VPC ها عبارتند از :
• محدودیت شناسه کانال مجازی در VPC : یک یا چند شناسه کانال مجازی ممکن است برای کاربر VPC قابل دسترس نباشد اما برای استفاده شبکه رزرو شده باشند مثالهای آن عبارتند از VCC های استفاده شده برای مدیریت شبکه .

۱۵-۱) سیگنالینگ کنترل
در ATM ، مکانیزمی برای ایجاد و حذف VPC ها و VCC ها لازمست. تبادل اطلاعات موجود در این فرایند ، سیگنالینگ کنترل نامیده می شود و توسط اتصالات مجزا از آنهایی که در حال مدیریت شدن هستند، انجام می گیرد. برای VCC ها ، توصیه I.150 چهار روش را برا

ی فراهم نمودن امکان ایجاد _ حذف مشخص کرده است. یکی از این روشها یا ترکیبی از آنها در هر شبکه خاص استفاده خواهد شد :
۱- VCC های نیمه دائم می توانند برای تبادل کاربر به کاربر استفاده شوند در این حالت سیگنالینگ کنترل لازم نیست .

۲- اگر کانال سیگنالینگ کنترل مکالمه از قبل ایجاد نشده باشد ، یکی باید

آماده سازی شود. برای این منظور ، تبادل سیگنالینگ کنترل باید بین کاربر و شبکه بر روی یک کانال انجام شود . در این صورت نیاز به کانالی دائمی است احتمالاً با سرعت انتقال داده کم که بتواند برای آماده سازی VCC های کنترل مکالمه استفاده شود. چنین کانالی، کانال Meta _ Signling است و برای آماده سازی کانالهای سیگنالینگ مورد استفاده قرار می گیرد.
۳- کانال Meta _ signling می تواند برای آماده سازی یک VCC بین کاربر و شبکه برای تمام سیگنالینگ کنترل استفاده شود . این کانال مجازی سیگنالینگ کاربر به شبکه می تواند برای آماده سازی VCC ها برای حمل داده های کاربر استفاده شود.

۴- کانال Meta _ Signling می تواند به منظور آماده سازی کانال مجازی سیگنالینگ کاربر به کاربر استفاده گردد چنین کانالی باید یک VPC از قبل ایجاد شده آماده سازی شود. سپس می تواند استفاده شود تا به کاربران نهایی امکان دهد بدون دخالت شبکه ، VCC های کاربر به کاربر را برای حمل داده های کاربر ، ایجاد و حذف نمایند. برای VPC ها ، سه روش در I.150 تعریف شده است :
۱- یک VPC می تواند به صورت نیمه دائمی بر اساس توافق قبلی ایجاد شود . در این حالت سیگنالینگ کنترل مورد نیاز نیست.

۲- ایجاد – حذف یک VPC می تواند از طریق مشترک کنترل شود. در این حالت مشتری یک سیگنالینگ VCC را بری درخواست VPC از شبکه ، استفاده می نماید.

۳- ایجاد – حذف VPC می تواند از طریق شبکه کنترل شود . در این حالت مشتری یک سیگنالینگ VPC را برای اهداف خود ایجاد می کند این مسیر می تواند از شبکه به شبکه یا از کاربر به کاربر باشد.

۱۶-۱) انواع ارتباطات ATM
ATM دو نوع ارتباط را پیشنهاد می کند :
۱-ارتباط مجازی دائمی یا PVC (Permanent Virtual Connection) تنظیم و قطع ارتباط PVC توسط مدیر شبکه بطور دستی انجام می شود . مجموعه ای از سوئیچ های شبکه بین منبع و مقصد در ATM با ارزش های از قبل تعیین شده را برای VPI/VCI برنامه ریزی شده اند. مبادله اطلاعات در این روش برقراری ارتباط قابل اعتماد است.
۲- ارتباط مدار مجازی سوئیچ شده SVC( Switched Virtual Circuit ) : SVC ارتباطی است که توسط یک پروتکل ATM signaling بطور اتوماتیک تنظیم می شود. SVC نسبت به PVC کاربرد بیشتری دارد زیرا به تنظیم دستی نیاز ندارد . اما از درجه اعتماد نسبت به PVC برخوردار است.

۱۷-۱) شناسه های ارتباطی (connection identifier)
دو شناسه ارتباطی در عنوان (Header)یک سلول ATM وجود دارد که عبارتند از :
VPI(Virtual Path Identifiers) و VCI (Virtual Path Identifiers) .

VPI و VCI به منظور مسیریابی و شناسایی سلولها مورد استفاده قرار می گیرد . VPI و VCI بیانگر آدرس مقصد نیستند بلکه بیان کننده ارتباطی هستند که به مقصد مورد نظر مشخص می شود. یک VPI ممکنست شامل چندین VCI باشد . به شکل ۱۱-۱ نگاه کنید .

این فقط قسمتی از متن مقاله است . جهت دریافت کل متن مقاله ، لطفا آن را خریداری نمایید
word قابل ویرایش - قیمت 8700 تومان در 26 صفحه
87,000 ریال – خرید و دانلود
سایر مقالات موجود در این موضوع
دیدگاه خود را مطرح فرمایید . وظیفه ماست که به سوالات شما پاسخ دهیم

پاسخ دیدگاه شما ایمیل خواهد شد