ΔΙΚΤΥΑ (14) Π. Φουληράς
Συνδεσμική Δικτύωση και ΑΤΜ Στα μέσα της δεκαετίας του 1980 οι τηλεφωνικές εταιρείες διεπίστωσαν ότι η επικοινωνία φωνής θα απέφερε σταδιακά μειωμένο περιθώριο κέρδους Απεφάσισαν να αναπτύξουν δίκτυα κατάλληλα και για άλλα είδη κυκλοφορίας εκτός από φωνή
Στόχοι Εταιρειών Τηλεπικοινωνιών Οικουμενική Εξυπηρέτηση Οποιοδήποτε ζεύγος συνδρομητών παντού Υποστήριξη όλων των Χρήσεων Π.χ., βίντεο, φωνή, δεδομένα, μελλοντικοί τύποι Μοναδική Ενιαία Υποδομή Ίδια τεχνολογία και για LAN και για WAN Εγγυήσεις Υπηρεσίας Αξιοπιστία έως τόση, όση για υπάρχοντα δίκτυα φωνής Υποστήριξη Συσκευών Χαμηλού Κόστους Οι περισσότερες λειτουργίες από το Δίκτυο
Σχεδίαση ΑΤΜ και Κελιά Πρόκληση ο σχεδιασμός επειδή οι τρεις επιδιωκόμενες χρήσεις (φωνή, βίντεο, δεδομένα) με διαφορετικές απαιτήσεις Φωνή, Βίντεο απαιτούν χαμηλή καθυστέρηση και χαμηλή παραμόρφωση χρονισμού (jitter διακύμανση της καθυστέρησης) Δίκτυα δεδομένων εισάγουν jitter Λόγω ταυτόχρονης προσπάθειας προσπέλασης κοινού μέσου μετάδοσης από πολλούς αποστολείς Λόγω του μεγέθους των πακέτων που αποστέλλει ο κάθε σταθμός
Παράδειγμα Προβλήματος με Φωνή Ως γνωστόν με PCM απαιτούνται 8.000 δείγματα/sec των 8 bit το καθένα Περιμένοντας την συγκέντρωση δεδομένων για πακέτο 4.000 byte απαιτείται αναμονή 1/2 sec! Οι χρήστες δεν ανέχονται κάτι τέτοιο Δύσκολο το echo cancellation (μεγάλη καθυστέρηση)
ΑΤΜ Cells (Κελιά) Κάθε κελί έχει 53 octets: 48 δεδομένων 5 κεφαλίδας VPI Virtual Path Identifier VCI Virtual Circuit Identifier PRIO Εάν 1, τότε cell μπορεί να απορριφθεί
ATM Cells (Συνέχεια) VPI/VCI συνθέτουν το VC (24 bit) Το CRC (γνωστό και ως HEC = Header Error Checksum) χρησιμοποιείται για ανίχνευση σφαλμάτων μόνον στην κεφαλίδα Παρεχόμενη Υπηρεσία Ακολουθεί το Υπόδειγμα Συνδεσμικής Υπηρεσίας Βασικό Πρόβλημα 5/48 byte οι πληροφορίες για κεφαλίδα (~10%!) Φόρος Κελιού (Cell Tax)
VPI/VCI VPI/VCI συνθέτουν ένα Εικονικό Κανάλι ή Εικονικό Κύκλωμα (VC) VPI καθορίζει την διαδρομή (path), VCI το κανάλι μέσα στην διαδρομή (channel) Η διάκριση δεν έχει νόημα για έναν Η/Υ στοάκρο ενός δικτύου ATM μόνον για τους μεταγωγείς
Μεταγωγή Ετικετών Αφού κάθε εικονικό κανάλι έχει δική του ταυτότητα, η ετικέτα σε κάθε κελί ATM (VPI/VCI) αλλάζει σε κάθε μεταγωγέα ATM Label Switching Χρησιμοποιείται ο πίνακας μεταγωγής κάθε μεταγωγέα
Παράδειγμα Διαδρομής ΑΤΜ Φαίνονται η διαδρομή, τιμές VPI/VCI και πίνακες μεταγωγής για κάθε μεταγωγέα 3 4 1 6
Μόνιμα Εικονικά Κυκλώματα PVC = Permanent Virtual Circuit Εγκαθίσταται από τεχνικό εταιρείας δικτύου Τεχνικός Όρος Provisioning Ουσιαστικά ο τεχνικός διευθετεί τον πίνακα μεταγωγής σε κάθε ενδιάμεσο μεταγωγέα κατά μήκοςμιαςσυγκεκριμένης(σταθερής) διαδρομής
Εικονικά Κυκλώματα Μεταγωγής SVC (= Switched Virtual Channel) Δημιουργείται δυναμικά μέσω κατάλληλου πρωτοκόλλου σηματοδοσίας (signaling) Χρησιμοποιούνται κατάλληλα ΑΤΜ cells Άρα υπάρχουν κάποια VCs δεσμευμένα σε κάθε μεταγωγέα για την διάδοση τέτοιων κελιών Πρέπει όλοι οι μεταγωγείς κατά μήκος κάποιας διαδρομής να συμφωνήσουν για την επιθυμητή σύνδεση, αλλιώςηαίτησηαπορρίπτεται
Ποιότητα Υπηρεσιών QoS (= Quality of Service) Επιτρέπεται σε χρήστες να καθορίζουν τις απαιτήσεις για ποιότητα υπηρεσιών, ακόμα και ποσοτικά (fine-grain QoS) Πρέπει όλοι οι ενδιάμεσοι μεταγωγείς να συμφωνήσουν στην παραχώρηση σχετικών πόρων Βασικοί τύποι: CBR (Constant Bit Rate) VBR (Variable Bit Rate) ABR (Available Bit Rate)
Figure E.1 ATM switching in ISP backbone networks: (b) ATM protocol stacks
Figure E.2 Cell switching principles: (a) routing schematic
Κάποιες Πρόσθετες Λεπτομέρειες Για να εκπληρώσει τους στόχους του το ΑΤΜ απαιτεί μεγαλύτερη ταχύτητα από οποιαδήποτε τεχνολογία δικτύων Τυπική ταχύτητα (OC-3 μέσω οπτικών ινών) 155 Mbps Έχουν ορισθεί Επίπεδα Προσαρμογής ώστε να μπορεί να ανταποκριθεί σε εφαρμογές μεταφοράς αρχείων (μεγάλα πακέτα), κλπ AAL5 (ATM Adaptation Layer 5) Παίρνει μεγάλα πακέτα και τα διαιρεί σε ATM cells
Κριτική του ΑΤΜ Κόστος Ακριβότερο π.χ. από το Ethernet Λανθάνων χρόνος προετοιμασίας συνδέσεως Απαιτείται πρώτα η δημιουργία συνδέσεως Φόρος κελιών Καθορισμός απαιτήσεων υπηρεσιών Όχι πάντα εύκολος Έλλειψη αποδοτικής εκπομπής Π.χ. Δεν υποστηρίζεται πολυεκπομπή άμεσα Πολυπλοκότητα της ποιότητος υπηρεσιών Παραδοχή ομοιογένειας ΔενισχύειστηνπράξηστοΔιαδίκτυο MPLS (MultiProtocol Label Switching) προβάλλεται ως πιθανός αντικαταστάτης που βασίζεται σε παρόμοιες αρχές