ATM: Asynchronous Transfer Mode (Broadband ISDN, B-ISDN)

• integrace přenosu videa, hlasu, dat, ...
• statistický multiplex buněk
• spojuje výhody spojování okruhů (konst. zpoždění, garantovaná přenosová kapacita) a přepínání paketů (pružnost, efektivita v přerušovaném provozu)
• spojová orientace, buňky nesou identifikátor virtuálního okruhu (VPI+VCI)
• některé kombinace VPI/VCI vyhrazeny pro management, signalizaci, routing
• okruhy PVC, SVC, (SPVC)
• virtuální kanály obousměrné, v každém směru může být dohodnut jiný kontrakt
• buňky 53 byte, 5B header, 48B payload
• buňky se šíří přes ATM přepínače (switch)
• struktura obecně polygonální, linky bod-bod, možnost kombinace různých typů médií a přenosových rychlostí

Referenční model ATM

fyzická vrstva

• na různých médiích, různé přenosové rychlosti (hierarchie E, SONET)
• příjem a vysílání bitů, sledování hranic buněk, balení buněk do rámců použité přenosové linky, generování a kontrola HEC, vkládání idle buněk

vrstva ATM

• přepínání buněk,
• zřizování spojení

adaptační vrstva (AAL-ATM Adaptation Layer)

• přizpůsobení existujících služeb charakteru ATM
• překlad mezi SDU vyšších vrstev a buňkami ATM
• dělení podle charakteru služeb na AAL1-AAL5
• dělí se na Convergence Sublayer a Segmentation and Reassembly Sublayer

Prakticky používané typy AAL:

• AAL1 - služby s časovou synchronizací mezi zdrojem a cílem, kontantní bitová rychlost, spojově orientované služby; hlas, emulace obvodu s konstantní bitovou rychlostí
• AAL5 - služby bez časové synchronizace mezi zdrojem a cílem, nespojová orientace, proměnná šířka pásma bitového toku, přenos dat

Formát hlavičky buňky ATM

• VPI, VCI - Virtual Path Identifier, Virtual Circuit Identifier
• PT - Payload Type
  
• data / system control a management
• congestion notification
• příznak poslední buňky AAL5 rámce
• CLP - Cell Loss Priority
• HEC - Header Error Control

Idle buňky mají vyhrazený bitový vzor hlavičky

Přepínání

• VPI switch, VCI switch, přepínací tabulka
• oddělení správy směrování od vlastního přepínání

Třídy spojení

• CBR - Constant Bit Rate - isochronní aplikace, samplovaný hlas (AAL1)
• VBR - Variable Bit Rate - shlukový charakter dat, komprimované video
• ABR - Available Bit Rate - garantuje alespoň určitý tok a snaží se o vyšší, má flow-control (AAL5)
• UBR - Unspecified Bit Rate - žádná závázná bitová rychlost

Tímto se zajišťují priority služeb, buffery při switchování se jednotlivým typům služeb přidělují definovaným způsobem.

Traffic shaping a traffic policing

• kontrakt provozních parametrů ustaven při zřizování spojení
• vstupní zařízení kontroluje kontrakt a zahazuje přebytečné buňky (nebo označuje nastavením CLP - leaky bucket algorithm) - traffic policing
• zařízení generující data tvaruje výstupní tok buněk tak, aby odpovídal kontraktu - traffic shaping

Příklady parametrů QoS

• Peak Cell Rate
• Sustained Cell Rate
• Miminum Cell Rate
• Cell Delay Variation
• Cell Loss Ratio
• Cell Transfer Delay

• Cell Error Ratio,Cell Misinsertion Ratio,Severely Errored Cell Block Ratio,...
  - nedohadují se, dány charakterem sítě

Adresování

• více možných formátů (DCC,ICD, pro veřejné UNI E.164)
• hierarchická struktura adresy
• obsahuje identifikátor formátu, prefix (několik hierarchických úrovní), MAC adresu podle IEEE 802 (tzv. End-system identifier, ESI) a Service Access Point v rámci end-systemu (Selector, SEL)

Signalizace a směrování

• User-to-Network Interface (UNI), Network-to-Network Interface (NNI)
• rozhraní UNI 3.0, 3.1, 4 (UNI 3 nespecikuje explicitně QoS)
• vytváření virtuálního kanálu - postupné budování přepínacích tabulek v přepínačích na cestě k cíli - pro vyhledání cesty nutné směrování
• forwardování požadavků (signalizace) mezi přepínači na cestě, cranckback
  
• parametrem požadavku na zřízení virtuálního kanálu je vždy cíl a QoS
• přepínače testují přípustnost požadovaného spojení svou verzí algoritmu GCAC (Generic Connection Admission Control), přepínač provádí výpočet další cesty na základě informací z PNNI a odhadu algoritmů GCAC ostatních přepínačů

Typy spojení (PVC,SVC)

• point-to-point (jedno i obousměrné)
• point-to-multipoint (jen jednosměrné)

ATM LAN Emulation (LANE)

• LAN Emulation Client (LEC)
• LAN Emulation Server (LES)
• LAN Emulation Configuration Server (LECS)
• Broadcast and Unknown Server (BUS)

Classical IP over ATM (CLIP)

• RFC 1577
• mechanismus ATM ARP (IP->ATM adresu)
  
• ATM ARP server funguje v rámci LIS (Logical IP Subnet)
• mezi LIS se komunikuje přes router
• MTU obvykle 9kB