Geavanceerde ATM Uitleg
Wat is ATM (Asynchronous Transfer Mode)?
ATM (Asynchronous Transfer Mode) is een technologie die werd ontwikkeld om spraak, video en data efficiënt te transporteren over een netwerk. Het is een cell-switching technologie die gebruik maakt van 53-byte cellen om verkeer te segmenteren en te transporteren via een vaste route door het netwerk. ATM werkt op zowel de datalink- als de netwerklaag en biedt ondersteuning voor verschillende soorten verkeer, waaronder realtime multimedia zoals spraak en video, en traditionele datadiensten.
Waarom ATM?
ATM werd ontwikkeld als een technologie die een breed scala aan netwerkverkeer kan verwerken, variërend van datatransmissie met lage bandbreedte tot tijdkritieke toepassingen zoals spraak en video. Het belangrijkste kenmerk van ATM is de vaste celgrootte, wat zorgt voor een voorspelbare en consistente netwerkprestatie, in tegenstelling tot pakketswitching, waarbij de pakketgrootte varieert. ATM biedt een hoge mate van schaalbaarheid en betrouwbaarheid en is ontworpen om over zowel langeafstands- als lokale netwerken te functioneren.
ATM Cellen
ATM gebruikt een vast formaat van 53 bytes voor al het verkeer, ongeacht of het spraak, video of data is. Elke ATM-cel bestaat uit twee delen:
- Header (5 bytes): Bevat informatie die nodig is voor de route van de cel door het netwerk, zoals het VPI (Virtual Path Identifier) en VCI (Virtual Channel Identifier).
- Payload (48 bytes): Bevat de werkelijke gegevens die worden verzonden, zoals spraak, video of andere data.
Het gebruik van een vaste celgrootte maakt ATM zeer geschikt voor toepassingen die consistentie en lage latentie vereisen, zoals spraak en video.
ATM Architectuur en Componenten
ATM-netwerken zijn opgebouwd uit verschillende componenten en lagen die samenwerken om verkeer efficiënt door het netwerk te sturen. De belangrijkste componenten zijn:
| Component | Beschrijving |
|---|---|
| ATM Switches | Deze switches zijn verantwoordelijk voor het doorschakelen van ATM-cellen door het netwerk, op basis van VPI en VCI. Ze fungeren als knooppunten die verkeer van de ene virtuele pad/virtuele kanaalverbinding naar de andere leiden. |
| Virtual Path (VP) | Een verzameling van meerdere virtuele kanalen. ATM-cellen worden doorgegeven via virtuele paden, die worden geïdentificeerd door de VPI. |
| Virtual Channel (VC) | De specifieke verbinding voor een bepaalde stroom van ATM-cellen. Deze wordt geïdentificeerd door de VCI binnen een VP. |
| ATM Adaptation Layer (AAL) | Een protocollaag die verantwoordelijk is voor het aanpassen van verschillende soorten verkeer (spraak, video, data) aan ATM-cellen. Er zijn verschillende AAL-typen, zoals AAL1 voor realtime verkeer zoals spraak, en AAL5 voor dataverkeer. |
ATM Quality of Service (QoS)
Een van de belangrijkste kenmerken van ATM is de ondersteuning voor verschillende niveaus van Quality of Service (QoS). ATM biedt vier verschillende QoS-klassen, afhankelijk van het type verkeer:
- Constant Bit Rate (CBR): Wordt gebruikt voor verkeer met een constante snelheid, zoals spraak en video. Het garandeert een vaste bandbreedte en lage latentie.
- Variable Bit Rate (VBR): Wordt gebruikt voor variabel verkeer zoals gecomprimeerde video of spraak, waarbij de snelheid kan fluctueren maar er nog steeds QoS-vereisten zijn.
- Available Bit Rate (ABR): Wordt gebruikt voor verkeer zoals best-effort data, waarbij bandbreedte wordt toegekend op basis van beschikbaarheid.
- Unspecified Bit Rate (UBR): Een "best-effort" service zonder QoS-garanties, meestal gebruikt voor toepassingen die geen vaste bandbreedte nodig hebben.
Deze verschillende QoS-niveaus maken ATM geschikt voor zowel tijdkritieke als niet-tijdkritieke toepassingen, wat de flexibiliteit van de technologie vergroot.
ATM Adaptation Layers (AAL)
De ATM Adaptation Layer (AAL) vormt de verbinding tussen de transportlaag (zoals spraak, video of data) en de ATM-laag. Het verdeelt de gegevens in kleinere stukjes die passen in de ATM-cellen en zorgt ervoor dat de gegevens op de juiste manier worden samengesteld bij ontvangst. Er zijn verschillende AAL-typen, elk ontworpen voor specifieke toepassingen:
- AAL1: Voor constant bit rate (CBR) verkeer zoals digitale spraak (bijvoorbeeld ISDN).
- AAL2: Voor variabel bit rate (VBR) verkeer met realtime eisen, zoals videovergaderingen.
- AAL3/4: Voor datadiensten zoals LAN-emulatie.
- AAL5: Gebruikt voor klassieke datadiensten zoals IP over ATM en LAN-emulatie, veel toegepast in netwerken.
ATM in de Praktijk
ATM werd vroeger op grote schaal gebruikt door telecommunicatiebedrijven en ISP's om verschillende soorten verkeer over breedbandnetwerken te transporteren. Het werd vaak toegepast in de backbone van netwerken die hoogwaardige QoS-vereisten hadden, zoals telefonie en videodiensten. Tegenwoordig is het gebruik van ATM afgenomen vanwege de opkomst van moderne IP-gebaseerde netwerken zoals MPLS en Ethernet-gebaseerde oplossingen, maar het blijft een technologie die baanbrekend was voor QoS en cell-switching.
ATM is bijzonder nuttig geweest voor Broadband Integrated Services Digital Network (B-ISDN), waarbij het werd gebruikt om grote hoeveelheden data over glasvezelnetwerken te transporteren.
ATM Voordelen en Nadelen
| Voordelen | Nadelen | ||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Hoge QoS-garanties, geschikt voor spraak en video. | Complexe implementatie en beheer. | ||||||||||||
| Vaste celgrootte zorgt voor consistente prestaties. | Overhead door de vaste celgrootte (53 bytes). | ||||||||||||
| Ondersteunt meerdere verkeerssoorten (spraak, video, data). | Duurder in vergelijking met andere technologieën zoals Ethernet. |
| Voordelen | Nadelen |
|---|---|
| Hoge QoS-garanties, geschikt voor spraak en video. | Complexe implementatie en beheer. |
| Vaste celgrootte zorgt voor consistente prestaties. | Overhead door de vaste celgrootte (53 bytes). |
| Ondersteunt meerdere verkeerssoorten (spraak, video, data). | Duurder in vergelijking met andere technologieën zoals Ethernet. |
| Schaling naar zowel LAN als WAN mogelijk. | Minder flexibel voor data-intensieve toepassingen in moderne netwerken. |
| Efficiënte benutting van bandbreedte door statistische multiplexing. | ATM is grotendeels vervangen door MPLS en IP-gebaseerde technologieën. |
ATM Gebruikscases
ATM werd vaak gebruikt in situaties waar hoge prestaties en betrouwbaarheid vereist waren. Voorbeelden zijn:
- Telecommunicatie: ATM werd gebruikt voor de backbone van telecommunicatienetwerken vanwege zijn voorspelbare prestaties.
- Breedbanddiensten: Broadband Integrated Services Digital Network (B-ISDN) gebruikte ATM om een breed scala aan diensten te ondersteunen, waaronder spraak, video en data.
- Financiële netwerken: ATM werd in financiële instellingen gebruikt voor snelle, betrouwbare transactieverwerking en communicatie.
De Toekomst van ATM
Hoewel ATM op zijn hoogtepunt een geavanceerde en robuuste technologie was, is het tegenwoordig grotendeels vervangen door modernere netwerktechnologieën zoals Ethernet en MPLS. Deze nieuwe technologieën bieden lagere kosten, eenvoudiger beheer, en betere ondersteuning voor IP-gebaseerde netwerken. Desondanks heeft ATM een belangrijke rol gespeeld in de ontwikkeling van Quality of Service (QoS) en cell-switching, en het heeft veel concepten geïntroduceerd die nog steeds worden toegepast in moderne netwerken.
ATM Concepten die nog steeds worden toegepast
Ondanks dat ATM grotendeels is vervangen, blijven enkele concepten nog steeds belangrijk in moderne netwerken:
- Quality of Service (QoS): ATM was een pionier in het bieden van strikte QoS-garanties, een concept dat nu breed wordt toegepast in MPLS- en Ethernet-netwerken voor prioritering van verkeer zoals spraak en video.
- Cell-switching: De vaste celgrootte van ATM inspireerde technologieën zoals MPLS, die een soortgelijke aanpak gebruiken om verkeersbeheer te optimaliseren.
- Virtuele paden en kanalen: De ATM-architectuur met virtuele paden (VP) en virtuele kanalen (VC) blijft een basisprincipe in traffic engineering in netwerken zoals MPLS.
Bezoekerscounter
Totaal aantal bezoekers: 281