Specializovan² t²denφk o v²poΦetnφ technice
o Internetu
(CW 18/96)

ATM - technologie budoucnosti

Mal² slovnφΦek ATM

Sφ¥ov²m techologiφm po dlouhou dobu kraloval Ethernet-standard, kter² je star² asi tak 20 let. Jeho konstrukce odpovφdß nßrok∙m tΘ doby, a tak nenφ divu, ₧e dnes se mnoho sφ¥ov²ch administrßtor∙ ohlφ₧φ po modernφch technologiφch. Jednou z nejznßm∞jÜφch, alespo≥ podle jmΘna je ATM - Asynchronous Transfer Mode. Tato technologie takΘ nepat°φ k v²k°ik∙m poslednφch let, jejφ v²voj a implementace ji₧ n∞jakou dobu probφhß. Prßv∞ jejφ modernφ a efektivnφ nßvrh a zßrove≥ n∞kolikalet² praktick² v²voj dßvajφ ATM Üanci stßt se hlavnφm rychl²m protokolem p°edevÜφm na pßte°nφch sφtφch.

ATM Forum

O v²voj jednotliv²ch standard∙ pro ATM se starß p°edevÜφm organizace ATM Forum. Tato organizace sdru₧uje zejmΘna spoleΦnosti, kterΘ se zab²vajφ v²vojem ATM produkt∙.

Technologie ATM vznikla jako implementace specifikace B-ISDN (Broadband ISDN), kterß je odno₧φ ISDN urΦenou p°edevÜφm pro datovΘ komunikace a vytvß°enφ virtußlnφch sφ¥ov²ch okruh∙. V souΦasnΘ dob∞ je sice definovßno mno₧stvφ standard∙ souvisejφcφch s ATM technologiφ, ale mnoho jich je takΘ ve fßzi zkoumßnφ a v²voje.

Hlavnφ pou₧itφ ATM je nynφ na pßte°nφch sφtφch, kde je implementace pom∞rn∞ bezbolestnß a p°inßÜφ pot°ebnΘ zv²Üenφ kapacity. Dosa₧enß rychlost celΘho p°enosovΘho kanßlu je 155Mb/s. Do budoucnosti je mo₧nΘ poΦφtat s rychlostφ kolem 622Mb/s, a to i p°i pou₧itφ souΦasn²ch kabelov²ch instalacφ. V tΘto oblasti bylo ATM ji₧ p°ijato, jako standard de facto pro realizaci rychl²ch datov²ch spoj∙.

Na stran∞ stolnφch poΦφtaΦ∙ je situce znaΦn∞ odliÜnß. Existujφ sice dva standardy pro 25Mb/s a 50Mb/s ATM, ale cena implementace je znaΦnß. Po₧adavky na p°enosovou rychlost u v∞tÜiny stolnφch systΘm∙ nejsou tak vysokΘ, a navφc nynφ nenφ na trhu dost ATM aplikacφ, kterΘ by byly schopny tΘto rychlosti vyu₧φt.

Po ATM spojφch je mo₧nΘ p°enßÜet nejen data, ale takΘ video, multimedißlnφ data a hlas. V poslednφch n∞kolika m∞sφcφch koneΦn∞ dochßzφ k praktickΘ implementaci hlasov²ch slu₧eb pro ATM za°φzenφ. Dφky kompatibilit∞ s ISDN mohou u₧ivatelΘ pro tyto slu₧by pou₧φvat standardnφ ISDN za°φzenφ s mo₧nostφ WAN spojenφ pomocφ tΘto technologie.

Zßkladem je paket

Hlavnφm atomem celΘ ATM technologie je pou₧φvßnφ paketu s pevnou velikostφ, 53 bajt∙. Tata technologie se takΘ n∞kdy naz²vß Cell Relay - p°enos bu≥ek. Je jist²m protip≤lem k Frame Relay - p°enosu rßmc∙, kter² pou₧φvß naopak pakety nebo rßmce s prom∞nnou velikostφ. Zvolenφ pevnΘ velikosti bu≥ky mß n∞kolik zajφmav²ch nßsledk∙. P°i nevelkΘ ztrßt∞ flexibility pro n∞kterΘ aplikace umo₧≥uje pevnß dΘlka jednotliv²ch paket∙ pou₧φvat konstantnφ p°enosovΘ rychlosti. To nebylo u klasickΘ prßce s pakety mo₧nΘ, proto₧e p°i prom∞nlivΘ dΘlce jednotliv²ch datagram∙ se m∞nφ i rychlost p°enosu.

CelΘ p°enosovΘ pßsmo pro ATM komunikaci je rozd∞leno na mno₧stvφ virtußlnφch kanßl∙. Tyto kanßly mohou pracovat na r∙zn²ch komunikaΦnφch rychlostech a mohou b²t dohromady propojeny. Propojenφm jednotliv²ch virtußlnφch kanßl∙ se vytvß°φ virtußlnφ cesta, kterß m∙₧e vΘst od jednoho u₧ivatelskΘho za°φzenφ k jinΘmu a umo₧≥uje permanentnφ propojenφ.

Kam pakete kam?

ATM technologie poskytuje dva mo₧nΘ p°φstupy ke komunikaci. Prvnφm je posφlßnφ samostatn²ch paket∙ a druh²m vytvo°enφ virtußlnφ cesty. Ka₧d² paket krom∞ u₧iteΦnΘ informace obsahuje takΘ ·daj o mφst∞, kam byl vyslßn. Na ka₧dΘm uzlu sφt∞ je tento ·daj p°eΦten a podle n∞ho ho sφ¥ovΘ za°φzenφ poÜle na dalÜφ cestu. Pokud se pou₧ije prvnφ zp∙sob komunikace, tak je prohlΘdnut ka₧d² paket zvlßÜ¥ a vÜechny pakety jsou doruΦeny nezßvisle na sob∞. Tento zp∙sob komunikace je p°edevÜφm vyu₧φvßn pro p°φpady krßtk²ch relacφ, kdy nap°. jeden poΦφtaΦ poÜle druhΘmu zprßvu o svΘ existenci. U druhΘho zp∙sobu, virtußlnφ cesty, je vytvo°eno permanentnφ spojenφ, po kterΘm jsou pakety posφlßny bez nutnosti prohlφ₧et ka₧d² paket zvlßÜ¥. Tento zp∙sob komunikace je pou₧it pro delÜφ relace.

Architektura ATM

SystΘmovß architektura ATM pou₧φvß v zßsad∞ t°i pracovnφ vrstvy. Prvnφ AAL (Adaptation Layer) je interfejsem, kter² p°evßdφ data dodanß jednotliv²mi aplikacemi do 48bajtovΘho paketu. Druhß vrstva ATM (ATM Layer) p°idßvß k informaΦnφ Φßsti paketu dalÜφ 5bajtovou Φßst urΦenou pro sm∞rovßnφ paketu. Poslednφ vrstvou je vrstva fyzickß (Physical Layer), kterß slou₧φ pro p°evod dat na elektrickΘ nebo optickΘ impulzy v zßvislosti na pou₧itΘm fyzickΘm spojenφ. ATM nenφ urΦeno pro specifickou fyzickou vrstvu, implementace zßvisφ na jednotliv²ch produktech.

Tento fakt sice poskytuje urΦitou flexibilitu ve v²b∞ru komunikaΦnφch prost°edk∙, ale zßrove≥ je p°φΦinou souΦasnΘho ne p°φliÜ standardnφho stavu v ATM. SpoleΦnosti, kterΘ jsou sdru₧eny v ATM Foru, sice navzßjem definujφ obecnΘ standardy, ale zßrove≥ pracujφ s firemn∞ specifick²mi produkty. U₧ivatel potom nemß reßln∞ Üanci kombinovat v praxi produkty vφce firem, proto₧e ty mezi sebou nespolupracujφ.

LAN Emulace

Velkou nev²hodou ATM je nemo₧nost nativnφ spoluprßce se souΦasn²mi aplikacemi. KlasickΘ LAN sφt∞ toti₧ pracujφ na pon∞kud jinΘm zßklad∞. Hlavnφ rozdφl je, ₧e nap°. Ethernet je zalo₧en na "nespojenΘ" komunikaci, zatφmco ATM pou₧φvß pouze komunikace "spojenΘ".

Znamenß to, ₧e za°φzenφ, kterΘ je na ATM p°ipojeno, se musφ nejprve p°ipojit na jinΘ za°φzenφ, s kter²m chce komunikovat, teprve potom je mo₧nß v²m∞na dat. U Ethernetu i Token Ringu poΦφtaΦ, kter² chce s jin²m komunikovat, vyÜle prost∞ na sφ¥ data, a ty si p°evezme cφlov² subjekt.

Sφ¥ovΘ aplikace jsou na tento zp∙sob komunikace p°izp∙sobeny, a pro mo₧nost provozu klasick²ch LAN aplikacφ p°es ATM byl definovßn standard LAN Emulace. Pro jednotlivΘ poΦφtaΦe se potom ATM sφ¥ tvß°φ jako klasickß LAN sφ¥.

Sv∞tlß budoucnost

ATM se z°ejm∞ definuje jako standard pro pßte°nφ sφt∞. Ale otßzkou je, zda se poda°φ prosadit tuto technologii i na stolnφ systΘmy. Proto₧e produkty ATM jsou zatφm spφÜe dra₧Üφ ne₧ levn∞jÜφ, bude to asi jeÜt∞ n∞jakou dobu trvat.

V katalozφch v∞tÜiny firem najdete celΘ spektrum za°φzenφ pro ATM, i kdy₧ n∞kterΘ jeÜt∞ nedodßvajφ nap°. adaptΘry pro desktopovΘ systΘmy. TakΘ koexistence se stßvajφcφmi sφt∞mi je mo₧nß, co₧ p°inßÜφ znatelnou ·levu pro mnoho podnikov²ch rozpoΦt∙.

Cell - Bu≥ka

Toto oznaΦenφ se pou₧φvß pro pakety s fixnφ dΘlkou.

LES - LAN Emulation Server

Server, kter² umo₧≥uje na ATM sφtφch pou₧φvat emulaci klasick²ch LAN sφtφ.

MPOA - Multiply Protocol Over ATM

Definice standardu, kter² bude umo₧≥ovat provoz ne-ATM protokol∙. Tato definice nenφ jeÜt∞ uzav°ena a je ve v²voji.

Paket

Binßrnφ sekvence, s kterou se na sφti pracuje jako s celkem.

PVC (Permanent Virtual Circuit) - Permanentnφ virtußlnφ okruh.

Virtußlnφ datov² okruh je definovan² pouze na abstraktnφ ·rovni a nemusφ korespondovat s fyzick²m propojenφm. Pomocφvirtußlnφch okruh∙ lze nap°. na jednΘ konzistentnφ sφti vytvo°it nezßvislΘ virtußlnφ sφt∞, kterΘ mezi sebou nekomunikujφ.

SNMP - Simple Network Management Protocol

Protokol, kter² umo₧≥uje °φdicφmu softwaru pracovat s r∙zn²mi sφ¥ov²mi prvky jednotnou formou.

UNI - User Network Interface

Interfejs pro vÜechny typy ATM za°φzenφ. ATM Forum definuje dva typy. Ve°ejnΘ UNI pro propojovßnφ privßtnφch ATM sφtφ s ve°ejn²mi datov²mi okruhy. A soukromΘ UNI, kterΘ je pou₧ito pro p°ipojovßnφ za°φzenφ na ATM p°epφnaΦe.