11.11.10

Asynchronous Transfer Mode (ATM)


İÇİNDEKİLER
 1.    Asynchronous Transfer Mode (ATM) Nedir?
2.    ATM Ağlarının Bileşenleri 4
3.    ATM Hücre Başlıkları 4
4.    ATM Ağlarında Veri İletimi 5
5.    ATM Adresleme. 6
6.    ATM Referans Modeli 7
7.    ATM’nin Avantajları 8
8.    ATM Uygulamaları

            ATM, International Telecommunication Union’ın(ITU) belirlediği telekomünikasyon standartlarındandır. Verilerin ağ üzerinde iletilmesini sağlayan bir protokol olarak da tanımlanabilir. Network’de iletişim kuralları protokollerle düzenlenir. ATM de bu protokollerden biridir. Özellikle ses, video ve veri iletişimi için kullanılır. ATM de veri sabit uzunluktaki küçük paketlerle taşınır. Bu paketler 53 byte uzunluğundadır. Bunun 5 byte’ı header, 48 byte’ı ise yük, ya da başka bir değişle payload’dır. 53 byte’lık paketlere hücre de denir. ATM bağlantı temelli(connection-oriented) çalışır. ATM günümüzde özellikle Wide Area Network(WAN)’larda kullanılan bir teknolojidir.
Transferin asenkron olması, hücrelerin belli bir zaman dilimine bağlı kalınmaksızın, alıcı ve verici arasında istenildiği zaman iletilmesi anlamına gelmektedir. Senkron iletişimde ise asenkrondan farklı olarak, her cihaz sadece süresi geldiğinde veri iletişiminde bulunabilir.
ATM paket anahtarlama(packet switching) yapan bir teknolojidir. Paket anahtarlamada vericiden alıcıya gönderilecek olan veri parçalanır. Her parça mümkün olduğunca farklı yollardan, yani ağ üzerindeki farklı bağlantılardan alıcıya ulaştırılır. Parçalar alıcıda birleşir.

Şekil 1 –Paket Anahtarlama[1]

Bir ATM ağı temel olarak uçtan-uca ATM bağlantıları veya arayüzlerince birbirine bağlanmış ATM anahtarlarının bağlantısından oluşur.[2] Hücreler küçük ve sabit boyutta olduklarında ATM anahtarları bu hücreleri bir arayüzden diğerine hızlı ve kolay bir şekilde iletilebilmektedirler. ATM teknolojisi bu nedenle hızlı bir iletim sağlamaktadır.
Verinin küçük paketlerle taşınıyor olması ve iletişimin asenkron olması bu teknolojiyi ses ve görüntü aktarımında kullanışlı hale getirmektedir. Bu şekildeki anlık verilerin gecikme şansı yoktur. Bu nedenle trafiğin başlaması için daha büyük paketlerin beklenmesine ihtiyaç yoktur. Jitter(sinyal gecikme süresi) anlık veri aktarımı için makul boyutlardadır.
ATM teknolojisi 80’lerin sonunda sabit ağlar için geliştirilmiştir ancak günümüzde kablosuz ağlarda veri transferi yapılırken de kullanılmaktadır.
ATM teknolojisi 155 Mbps ve üzeri hızlarda iletim sağlar. Genellikle 155 Mbps ile 622 Mbps arası standart hızlar tercih edilir. Ancak daha yüksek hızlara(10 Gbps) da çıkma imkanı mevcuttur. Bu şekilde yüksek hızlara ulaşabilmesindeki en önemli faktörler paketlerin küçük boyutlu olması ve anahtarlama tekniğinin donanımsal tabanlı olmasıdır.
ATM üzerinde standart belirleyen üç grup vardır. Bunlar:
·         International Telecommunication Union(ITU),
·         ATM Forum,
·         The Internet Engineering Task Force (IETF)’dur.
ITU, ATM’nin arayüzlerini ve protokollerini tanımlamıştır. Aynı zamanda orijinal standartları da ITU belirlemiştir. ATM Forum ise ITU’nun belirlediği standartları geliştirir ve üretilecek ürünlere yansıtılacak standardı belirler. IETF ise bunlardan farklı olarak ATM üzerinde IP trafiğinin taşınabilmesi üzerine çalışanlar yapar. ATM Forum’un ortaya koyduğu bazı spesifikasyonlar aşağıda görülmektedir.
·         User-to-Network Interface (UNI) 2.0
·         UNI 3.0
·         UNI 3.1
·         UNI 4.0
·         ATM-MPLS Network Interworking
·         Multi-Protocol Over ATM
·         ATM Security Framework
·         Public-Network Node Interface (P-NNI)
·         LAN Emulation (LANE)
·         Multiprotocol over ATM [3]

ATM ağları birbirinden farklı üç öğeden oluşur: kullanıcılar (uç nokta aygıtları), anahtarlar ve arabirimler.[4] ATM ağında, bu öğelerin nasıl iletişim kuracağını açıklayan iki arabirim türü vardır. Bunlar UNI ve NNI’dir. Son kullanıcılar ve o kısma bakan ATM anahtarı arasındaki kısma UNI(User-Network Interface) arayüzü; iki ATM switch’ini birbirine bağlayan kısma NNI(Network-Node Interface) arayüzü denmektedir.

Şekil 2 –UNI ve NNI[4]

ATM hücre başlıkları, arayüzlere bağlı olarak, UNI ve NNI olmak üzere iki formattadır. (Bkn. Şekil-3)

Şekil 3 –ATM Headers[5]

İki başlık içeriği temel olarak benzerlikler gösterir ancak bazı önemli farklılıkları bulunmaktadır. UNI de Generic Flow Control(GFC) bilgisi bulunurken NNI de bu bilgi yer almaz. NNI de Virtual Path Identifier(VPI) bilgileri UNI’ye göre daha fazla yer kaplar.
Bir ATM Başlığında bulunan bilgiler ve açıklamaları:
• Generic Flow Control(GFC): (4 bit)ATM bağlantıları arasında flow control ve multiplexing sağlar
• Virtual Path Identifier(VPI): (8 bit)Verinin hedefe giderken geçeceği yolu belirler. Virtual Channel Identifier(VCI) ile birlikte çalışır.
• Virtual Channel Identifier(VCI): Verinin belirtilen yolda geçeceği kanalı belirler. VPI ile birlikte çalışırak verinin kaynağından hedefe gitmesini sağlarlar.
• Payload Type(PT): (3 bit) İlk bit verinin bir kullanıcı datası ya da kontrol datası olup olmadığını belirtir. İkinci bit networkte bir tıkanıklığın olup olmadığını belirtir. Üçüncü bit hücrenin son AAL5 bloğu olup olmadığını belirtir.
• Cell Loss Priority(CLP): (1 bit) İsminden de anlaşılacağı gibi öncelik belirtir. Network’te tıkanıklık durumunda verinin kesin iletilmesini ya da göz ardı edilmesi bu bite bakılarak yapılır.
• Header Error Control(HEC): (8 bit) ATM başlık bilgisini kontrol eder. İletilen veriyi kontrol etmez. Bulduğu hataları düzeltir ya da bilginin atılmasını sağlar.

ATM ağlarında veri iletimi üç şekilde gerçekleşir.  
·         Permanent Virtual Circuit(PVC),
·         Switched Virtual Circuit(SVC),
·         Connectionless ATM (CATM)
PVC de iletim daha önceden network yöneticileri tarafından belirlenmiş hat üzerinden gerçekleşir. SVC de ise iletişim, veri iletimi esnasında dinamik olarak gerçekleşir. Son olarak CATM, IP gibi connectionless protokollerin ATM ile birlikte çalışmasını sağlamak için tasarlanmıştır.
ATM ağlarında veri iletimi sanal bağlantılar üzerinden gerçekleşir. Sanal bağlantılar fiziksel olarak bağlanmış bir iletim yolu üzerindeki virtual channel(VC) ve virtual path(VP) yoluyla kurulur. VC’ler birleşerek VP’leri oluşturur. (Bkn Şekil-4)

Şekil 4- Transmission Path[6]
 VP’ler VPI’ler yardımıyla, VC’ler de VCI yardımıyla oluşturulur. ATM anahtarı, VPI ve VCI değerlerinin ikisine de bakarak paketin hangi porttan çıkacağına karar verir.

ATM adresleri 20 byte uzunluğundadır. Network’te bulunan cihazlara birer kimlik kazandırmak için kullanılırlar. Genel olarak sanal bağlantı kurulurken kullanılırlar. Sanal bağlantı iletişimin yapılabilmesi için gereklidir.ATM adresleri iki parçaya ayrılırlar:
1.      Ağ parçası(Network pre-fix): Bir ATM ağ için aynıdır ve ağı temsil eder.
2.      Kullanıcı parçası(User part): Bir ATM ağı içindeki ATM cihaza ait olan özel bir değerdir.
Ağ ve kullanıcı parçaları da kendi içlerinde alt parçalara ayrılırlar. Adresin bu şekilde hiyerarşik bir yapısı vardır. Büyük boyutlu global ağlarda bu güçlü hiyerarşik yapının önemi ortaya çıkmaktadır.


Şekil 5- ATM Adresleme[7]

AFI(Authority Format Identifier): (1 byte)Kullanılan formatın türünü belirtir. Üç format vardır:
·         DCC
·         E-164
·         ICD
AFI Özel Alanı: Ciahzı üreten firmanın özel kodunu içerir.
RD(Routing Domain) ve AREA Alanı: Alt ağ ve bölgeler oluşturmak için kullanılır.
ESI(End Station Identifier): Bir uç cihaza ait adres parçasını gösterir.
SEL(Selector Field): Bu alan için henüz bir tanımlama yapılmamıştır.

ATM fiziksel yapıl itibari ile OSI ilk iki katmanında çalışmaktadır. Fiziksel katmanda ortamdan bağımsız olarak çalışabilmektedir.
ATM Data Link katmanında iki kısımdan oluşmaktadır. (Bkn Şekil-5)
1.      VPI/VCI değerlerini kullanarak var olan fiziksel bir ortam üzerinde sanal devreler kurmaya yarayan ATM Layer.
2.       ATM nin diğer üst katmanlardan bağımsız olarak çalışmasını sağlayan ve veriyi 48 bitlik parçalara bölüp ortam üzerinde iletilmesini sağlayan ATM Adaption Layer(AAL)
Şekil 6- ATM Referans Modeli[3]


·         Veriler hızlı bir şekilde iletilir.
·         Video, ses, TV, text gibi türlü veri tiplerinin hepsini  destekler.
·         ITU-T tarafından, BISDN (Broadband Integrated Services Digital Network) için anahtarlama (switching) modeli olarak seçilmiştir.[8]
·         ATM, fiziksel taşıma ortamından bağımsızdır. Kablolar fiber de olabilir.[9]
·         ATM var olan sistemlerle uyumludur. Tüm ağlarla sorunsuz konuşur.
·         ATM anahtarlama, yönlendiricilere göre daha kolay anlaşılır, uygulaması kolay ve daha ekonomik bir çözümdür.[10]
·         Çok kullanıcının veri trafiğini tek bir ağ üzerinde birleştirir.
·         Büyümeye elverişlidir.
·         Ağ bant genişliğini etkin kullanır.
·         Devre anahtarlamadaki gibi devre bütün bağlantı için kapatılmaz. Paket anahtarlama tekniği kullanılarak sadece bilgi transfer edilirken devre kullanılır.
·         ATM, veri iletiminde esnektir. iletişim hızı kullanıcı isteğine göre belirlenebilir.


·         Belçika'da Belgacom kurumlara 2 Mbit/s den büyük hızlarda birçok şehirde ATM bağlantısı sağlamaktadır.
·         Almanya'da Deutsche Telekom 1993'den beri pilot uygulamalara başlamış ve 1996'da 20 merkezde ATM anahtarları üzerinden veri haberleşmesi sağlanmaktadır.
·         France Telecom JAMES projesine (Joint ATM Experiment on European Services) dahil olarak 1996 yılında ATM servisi vermeye başlamıştır.
·         Finlandiya'da Helsinki Telephone Co. Şubat 1997'de Internet Protokol ve ATM anahtarları kullanarak yeni bir multimedia servisi sunmaya başlamıştır.
·         Portugal Telecom Lizbon ve Portodaki ATM şebekesi üzerinden SMDS (Switched Megabit Data Service) sağlamakta olup 1998'de ATM sanal devre bağlantılarına başlamıştır
·         Norveç'te telekom operatörü Telenor 34 Mb/s ve 155 Mb/s hızındaki ATM servislerini vermektedir.
·         İsveç'te Telia, Stockholm, Göteborg, Malmö ve Sundsvall'da kurduğu ATM anahtarları ile servis vermekte olup diğer şehirlere de bu servisin yaygınlaştırılması beklenmektedir.
·         İngiltere'de BT, Energis, Esprit Telecom, Mercury Communications gibi şirketler ATM uygulamaları için çalışmaktadırlar.

KAYNAKLAR

[2]Taşkın, Cebrail. Ağ Teknolojileri ve Telekomünikasyon. İstanbul: Pusula Yayınları, 2010.
[8] Ginsburg, David. ATM: Solutions for Enterprise Internetworking. Boston: Addison-Wesley Publishing Co, 1996.
[9]Clark, Kennedy, and Kevin Hamilton. CCIE Professional Development: Cisco LAN Switching. Indianapolis: Cisco Press, 1999.

Hiç yorum yok:

Yorum Gönderme

Related Posts Plugin for WordPress, Blogger...