Leseprobe - Pearson Studium

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3.5 Netzwerkfallstudien: Ethernet, Funk-LAN und ATM 151

3.5.3 ATM-Netzwerke (Asynchronous Transfer Mode)

ATM wurde entwickelt, um die verschiedensten Daten zu transportieren wie beispielsweise

auch Multimedia-Daten wie Voice und Video. Es handelt sich dabei um

ein schnelles paketvermitteltes Netzwerk, das auf einer Methode zur Paketweitergabe

basiert, die auch als Cell Relay bezeichnet wird, und die sehr viel schneller arbeitet

als die konventionelle Paketvermittlung. Sie erreicht ihre Geschwindigkeit durch

das Vermeiden einer Flusssteuerung und Fehlerüberprüfung auf den Zwischenknoten

der Übertragung. Die Übertragungsverbindungen und -knoten müssen deshalb

eine geringe Wahrscheinlichkeit defekter Daten aufweisen. Ein weiterer Faktor, der

die Leistung beeinflusst, ist die Übertragung kleiner Dateneinheiten fester Länge,

wodurch die Puffergröße und die Komplexität ebenso wie die Warteschlangenverzögerungen

in Zwischenknoten reduziert wird. ATM arbeitet in einem verbindungsorientierten

Modus, aber eine Verbindung kann nur dann eingerichtet werden, wenn

ausreichend viele Ressourcen zur Verfügung stehen. Nachdem eine Verbindung eingerichtet

wurde, ist seine Qualität (d.h. seine Bandbreiten- und Latenzeigenschaften)

garantiert.

ATM ist eine datenvermittelte Technologie, die über existierende digitale Telefonnetze

implementiert wird, die ohnehin synchron waren. Wird ATM auf ein Netzwerk

synchroner digitaler Hochgeschwindigkeitsnetzwerke aufgesetzt wie beispielsweise

die für das SONET (Synchronous Optical Network) spezifizierten Omidyar und

Aldridge [1993], erzeugt es ein sehr viel flexibleres digitales Hochgeschwindigkeits-

Paketnetzwerk mit vielen virtuellen Verbindungen. Jede virtuelle ATM-Verbindung

garantiert Bandbreite und Latenz. Die resultierenden virtuellen Schaltungen können

genutzt werden, um umfassendere Dienste mit variablen Geschwindigkeiten zu

unterstützen. Unter anderem umfassen diese Voice (32 kbps), Fax, verteilte Systemdienste,

Video und High-Definition-TV (100 bis 150 Mbps). Der ATM-Standard

[CCITT 1990] empfiehlt die Bereitstellung virtueller Schaltungen mit Datenübertragungsgeschwindigkeiten

von bis zu 155 Mbps oder 622 Mbps.

ATM-Netzwerke können auch im nativen Modus direkt über Fiberglas, Kupfer und

andere Übertragungsmedien implementiert werden, wobei mit der aktuellen Fiberglas-Technologie

Bandbreiten von mehreren Gigabit pro Sekunde möglich sind. Dies

ist der Modus, in dem sie in lokalen und Nahverkehrsnetzwerken eingesetzt werden.

Der ATM-Dienst ist in drei Schichten angeordnet, die in durch die dunkleren Felder

dargestellt sind. Die ATM-Adaptionsschicht ist eine Ende-zu-Ende-Schicht, die nur

auf dem sendenden und dem empfangenden Host implementiert ist. Sie soll existierende

Protokolle auf höherer Ebene unterstützen wie beispielsweise TCP/IP oder

X25. Unterschiedliche Versionen der Adaptionsschicht können die verschiedensten

Adaptionsfunktionen bereitstellen, um die Anforderungen unterschiedlicher Protokolle

höherer Ebene abzudecken. Sie beinhalten einige allgemeine Funktionen, beispielsweise

das Zerlegen und Zusammensetzen von Paketen für die Verwendung in

speziellen Protokollen höherer Ebene.

Die ATM-Schicht stellt einen verbindungsorientierten Dienst bereit, der Pakete fester

Länge überträgt, so genannte Zellen. Eine Verbindung besteht aus mehreren virtuellen

Kanälen innerhalb virtueller Pfade. Ein virtueller Kanal (VC, Virtual Channel) ist

eine logische, unidirektionale Zuordnung zwischen zwei Endpunkten einer Verknüpfung

im physischen Pfad von der Quelle zum Ziel. Ein virtueller Pfad (VP) setzt sich

aus mehreren virtuellen Kanälen zusammen, die einem physischen Pfad zwischen

zwei Switching-Knoten zugeordnet sind. Virtuelle Pfade sollen zur Unterstützung

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