Token Ring, FDDI und ATM

Token Ring 

“Token“-Verfahren, nur wer ein bestimmtes Token (=Bitfolge) besitzt, darf senden. 

• Die Rechner teilen sich einen Ring aus Punkt-zu-Punkt-Verbindungen 

• Das Token wird zyklisch weitergegeben 

→ besonders für Ringe geeignet 

→ IEEE 802.5 Token-Ring 

(→ IEEE 802.4 Token Bus) 

Eigenschaften: 

• garantierter Zugriff, keine Kollisionen 

• sehr gute Ausnutzung der Netzkapazität, hohe Effizienz 

• fair, garantierte Antwortzeiten 

• möglich: multiple tokens 

• aber: aufwändig und teuer 

Weitergabe des Tokens 

Kapitel 3: Lokale Netze und Weitverkehrsnetze Seite 233 

Senden und Empfangen 

Grundzustand 

• Daten werden vom Ring 

seriell empfangen 

• an Station gerichtete Daten 

werden kopiert 

• Daten werden seriell 

weitergeleitet 

Empfänger Sender 

vom Ring zum Ring 

zur von der 

Station 

Station 

Sendezustand 

• Der Ring wird aufgetrennt 

• eigene Daten werden 

seriell gesendet 

• vom Ring kommende 

Daten werden nicht weitergeleitet, 

sondern in der 

Station ausgewertet 



zur von der 

Station 

Station 


Token Ring 

Daten 

• Medium: verdrilltes Kabelpaar, Koaxialkabel oder Glasfaser 

• Kapazität von 4 bzw. 16 Mb/s (100Mb/s mit Glasfaser) 

• Diff. Manchester-Code auf Schicht 1 

• Die Stationen sind aktiv angeschlossen, d.h. empfangene Signale werden 

regeneriert (wie bei Repeatern, daher prinzipiell keine Beschränkung der 

Ausdehnung) 

Station 

1 

Punkt-zu-Punkt- 

Verbindung 

Aktiver Anschluss 

2 

4 



3 

zur 

Station 

von der 

Station 


Zugriff beim Token Ring 

Beispiel: Station 2 sendet an Station 1 

1. Station 2 wartet auf freies Token 

(Sendeberechtigung, 3-Byte- 

Token). 

2. Station 2 wandelt freies Token in ein 

belegtes um (belegtes Token = 

Rahmen-Header). 

Danach sendet 2 den Rahmen. 

(Station 2 darf weitere Rahmen 

senden, sofern der Token Holding 

Timer (Default 10 ms) mit diesen 

Rahmen nicht überschritten wird) 

3. Station 2 beendet den Rahmen und 

wartet, bis dieser wieder bei ihr 

ankommt. 

4. Station 1 kopiert den Rahmen. 

Station 2 entfernt ihn vom Ring und 

erzeugt ein neues, freies Token. 

2 

2 

1 

1 

3 

1 

3 

3 

4 

4 

2 

2 

1 

2 

3 

1 

4 

3 


4 

4 

F 

B 

B 

entfernen 

kopieren 

F

Zugriff beim Multiple Token Ring 

gleiches Beispiel: Station 2 sendet an 

Station 1 

1 

1 

1. Station 2 wartet auf freies Token 

(Sendeberechtigung). 

2. Station 2 wandelt freies Token in ein 

belegtes um (belegtes Token = 

Rahmen-Header). 

Danach sendet 2 den Rahmen. 

(Station 2 darf weitere Rahmen 

senden, sofern der Token Holding 

Timer (Default 10 ms) mit diesen 

Rahmen nicht überschritten wird) 

3. Station 2 beendet den Rahmen und 

erzeugt sofort ein neues, freies 

Token. 

4. Station 1 kopiert den Rahmen. 

Station 2 entfernt ihn vom Ring. 

2 

2 

1 

3 

1 

3 

3 

4 

4 

2 

2 

2 

3 

1 

4 

3 


4 

4 

F 

B 

B 

F 

B 

entfernen 

kopieren 

Rahmenformat beim Token Ring 

• Rahmenstatus enthält Bestätigungsbits A und C. Kommt ein Rahmen an die 

Station mit der Zieladresse, setzt diese das Bit A. Kopiert die Station den 

Rahmen, setzt sie auch das Bit C. Wenn die sendende Station ihren Rahmen 

wiedererhält sieht sie, ob die Zielstation nicht in Betrieb ist (A = 0, C = 0), sie 

den Rahmen nicht akzeptiert (A = 1, C = 0), oder ob der Rahmen empfangen 

wurde (A = 1 , C = 1). Zur Sicherheit sind beide Bits doppelt vorhanden. 

• Die Adressen und die Prüfsumme sind zu Ethernet identisch. 

Bits der Zugriffssteuerung: 

•Das Monitorbit dient der Erkennung eines zweiten Rahmenumlaufs 

• Die Prioritätenbits ermöglichen die Einführung mehrerer Prioritäten. Sie geben 

die Priorität des Tokens an. Will eine Station mit Priorität n senden, muss sie 

auf ein Token der Priorität n oder kleiner warten. 

• Die Reservierungsbits erlauben einer Station, sich den nächsten Rahmen zu 

reservieren. Will eine Station dies tun, trägt sie ihre Priorität in die Bits ein. 

Dies geht allerdings nur, wenn nicht bereits eine höhere Priorität eingetragen 

ist. Bei der nächsten Tokenerstellung wird dann die Priorität in die 

Prioritätsbits kopiert. 


Rahmenformat beim Token Ring 

Ist der Ring inaktiv, kreist nur das 3-Byte-Token (SD, AC, FC). Will eine Station 

senden, setzt sie in diesem Token ein bestimmtes Bit von 0 auf 1. 

Freies Token, 

falls bei AC ein 

bestimmtes Bit 

gesetzt ist. 

1 1 1 2 / 6 2 / 6 beliebig 4 1 1 

Zieladr. Quelladr. Daten Prüfsumme 

Byte 

Rahmenkontrolle Endbegrenzer (ED) (FC) Endbegrenzer (ED) 

Zugriffssteuerung (AC) 

Rahmenstatus 

Startbegrenzer (SD) 

• Start- und Endbegrenzer dienen zur Rahmenmarkierung. Sie enthalten ungültige 

Folgen der differenziellen Manchester-Kodierung. 

• Zugriffssteuerung enthält das Token-Bit, weiterhin ein Monitorbit, Prioritätenbits 

und Reservierungsbits. 

• Rahmenkontrollle kennzeichnet die Art des Rahmens: Daten, Steuerung, ... 


Ringwartung 

Zur Kontrolle der Funktionstüchtigkeit des Rings wird eine Monitor Station 

eingeführt. Fällt diese Station aus, wird eine andere Station zur Monitor Station 

erhoben: stellt eine Station fest, dass die Monitor Station inaktiv ist, sendet sie ein 

bestimmtes Token (CLAIM_TOKEN) aus. Umkreist dies ungehindert den Ring, 

übernimmt der Sender die Aufgabe der Monitor Station. 

Aufgaben der Monitor Station: 

• Neuerzeugung des Tokens bei Verlust 

• Reaktion auf Ringzusammenbruch 

• Beseitigung von Rahmenfragmenten 

• Entfernung von verwaisten Rahmen 

Für jedes Problem ist ein eigenes Token definiert, welches bei der Beseitigung auf 

ein Problem ausgesendet wird. Zusätzlich werden – falls nötig – auch Timer 

eingesetzt. 

Kapitel 3: Lokale Netze und Weitverkehrsnetze Seite 240

Fiber Distributed Data Interface 

(FDDI) 

• FDDI ist ein leistungsstarkes Token-Ring-LAN basierend auf Lichtwellenleitern 

• basiert auf ANSI-Standard X3T9.5 

• Datenraten von 100 Mb/s 

• Überbrückung von Entfernungen bis zu 200 km (MAN?) 

• Unterstützung von bis zu 1000 Stationen, mit Abständen von maximal 2 km 

• Wird oft als Backbone für kleine LANs benutzt 

Host 

Brücke 

802.3 LAN 

802.5 

LAN 

Brücke 

FDDI-Ring 

• Nachfolger: FDDI-II, unterstützt neben normalen Daten auch synchrone 

leitungsvermittelte PCM-Daten (Sprache) und ISDN-Verkehr 

• Seit kurzem: CDDI (Copper Distributed Data Interface), mit 100 Mb/s über 

Twisted Pair-Kupferkabel 


FDDI-Konfigurationen 

Normaler Doppel-Ring 

Doppelter Ring mit 

Einzelring-Erweiterung 

“Einfacher” FDDI-Ring 

DAS DAS DAS DAS 

SAS NAC 

DAS DAS DAS DAC SAS SAS SAC 

SAS 

SAC SAS 

DAS = Dual Attachment Station 

SAS = Single Attachment Station 

DAC = Dual Attachment Concentrator 

NAC =Null Attachment Concentrator 

SAS 

Mittels der Konzentratoren 

können mehrere Ringe verknüpft 

werden. 

SAC = Single Attachment Concentrator 


Aufbau von FDDI 

Verkabelung bei FDDI: 2 Glasfaserringe mit gegensätzlicher Übertragungsrichtung 

• Im Normalbetrieb wird nur der primäre Ring 

verwendet, der Sekundärring bleibt in Bereitschaft 

• Bricht ein Ring, kann der andere als Reserve 

(Schutzring) benutzt werden. 

• Brechen beide Ringe oder fällt eine Station aus, 

können die Ringe zu einem einzigen zusammengefasst 

werden, der die doppelte Länge hat: 

Es existieren zwei Klassen von Stationen: DAS-Stationen (Dual Attachment 

Station) können an beide Ringe angeschlossen werden, die billigeren SAS- 

Stationen (Single Attachment Station) nur an einen Ring. 


Übertragung bei FDDI 

Kodierung 

4B/5B-Code, also Kodierung von 4 Bit Daten in 5 zu übertragende Bit 

Taktung 

Sendung einer langen Präambel, um den Empfänger auf den Sendertakt zu 

synchronisieren. Weiterhin müssen alle Uhren der Stationen auf mindestens 

0,005% stabil laufen. Bei einer solchen Stabilität können Rahmen mit bis zu 4500 

Byte Daten übertragen werden, ohne dass der Empfänger den Takt zu sehr verliert. 

Protokolle 

Grundlegende Protokolle von FDDI lehnen sich eng an IEEE 802.5 (Token Ring) 

an: um Daten übertragen zu dürfen, muss eine Station zunächst das Token 

besitzen. Dann überträgt sie ihren Rahmen und nimmt ihn wieder vom Ring, wenn 

er zu ihr zurückkommt. Bei der Ausdehnung von FDDI ist ein einzelnes Token 

unpraktikabel. Daher überträgt FDDI im Multiple-Token-Betrieb. 


Synchrone Übertragung von Daten 

Ursprüngliches Sendeprinzip bei FDDI: Verwendung asynchroner Rahmen, d.h. es 

kann zu jedem beliebigen Zeitpunkt losgesendet werden. 

Zusätzlich ist auch die Verwendung synchroner Rahmen für leitungsvermittelte 

PCM- oder ISDN-Daten möglich (FDDI-II): 

• alle 125 µs erzeugt eine Masterstation synchrone Rahmen, um die für PCM 

benötigten 8000 Abtastungen/Sekunde zu erreichen. 

• Jeder der Rahmen besteht aus 16 Byte für nicht-leitungsvermittelte Daten und bis 

zu 96 Byte für leitungsvermittelte Daten (bis zu 96 PCM-Kanäle pro Rahmen). 

• verwendet eine Station einmal bestimmte Zeitslots in einem Rahmen, gelten 

diese als für sie reserviert, bis sie sie ausdrücklich freigibt. 

• die von den synchronen Rahmen nicht benutzte Bandbreite wird auf Anfrage 

zugeteilt. 


Token-Management bei FDDI 

Zur reibungslosen Abwicklung der Kommunikation verfügt das MAC-Protokoll über 

3 Timer: 

• Token Holding Timer: dieser Timer bestimmt, wie lange eine Station übertragen 

darf, nachdem sie das Token bekommen hat. 

• Token Rotation Timer: diesen Timer startet eine Station, wenn das Token sie 

passiert. Läuft der Timer ab, bevor das Token wieder ankommt, ist es 

wahrscheinlich verlorengegangen. 

• Valid Transmission Timer: dieser Timer dient zur Wiederherstellung des 

normalen Übertragungsbetriebs nach einer kurzen Störung. Dieser Timer erfasst 

das Intervall zwischen korrekten Übertragungen. Wenn er abläuft, liegt vermutlich 

eine Störung des Rings, ein Tokenverlust oder ähnliches vor. Der Ring wird neu 

initialisiert. Der Wert für diesen Timer wird auf das Doppelte der mittleren 

Tokenumlaufzeit festgelegt. 


Datenrahmen bei FDDI 

Die Datenrahmen sind ähnlich zu denen beim Token Ring: 

≥ 8 1 1 2 / 6 2 / 6 bis 4480 4 1 1 

Byte 

Präambel Zieladr. Quelladr. Daten Prüfsumme 

Rahmenkontrolle (FC) 

Startbegrenzer (SD) 

Token 

Endbegrenzer (ED) 

S F E 

Rahmenstatus Präambel D C D 

• Die Präambel wird zur Synchronisation verwendet sowie zur Vorbereitung der 

Stationen auf eine folgende Sendung 

• Start- und Endbegrenzer dienen zur Rahmenmarkierung 

• Rahmenkontrollle kennzeichnet die Art des Rahmens: Daten, Steuerung, 

synchron/asynchron, ... 

Hier werden auch verschiedene Token unterschieden. 

• Rahmenstatus enthält wie bei IEEE 802.5 Bestätigungsbits 

• Adressen und die Prüfsumme sind wie bei IEEE 802.5 


Station Management bei FDDI 

Um eine reibungslose Arbeit des Rings zu gewährleisten, muss einerseits die 

Arbeit innerhalb einer Station, andererseits aber auch das Zusammenspiel der 

Stationen mit dem Ring koordiniert werden. Dies betrifft: 

• Einfügen und Entfernen von Stationen 

• Initialisierung von Stationen 

• Erkennen und Beheben von Fehlern 

• Netzmanagement 

• Sammeln von Statistikinformationen 

Um den Ring nicht von einer zentralen Komponente abhängig zu machen, werden 

dezentrale Lösungen eingesetzt. Beispielsweise hat der Token-Inhaber gewisse 

Sonderaufgaben, z.B. das Einfügen und Entfernen von Stationen. An anderen 

Aufgaben sind alle Stationen beteiligt: im Fehlerfall beispielsweise (d.h. wenn der 

Valid Transmission Timer abläuft) sendet jede Station einen Testrahmen an die 

nächste Station. Diejenige, die keinen Rahmen bekommt, kann davon ausgehen, 

dass der Ring vor ihr beschädigt ist und den Verkehr auf den Schutzring umleiten. 


Weitverkehrsnetze 

Wide Area Networks 

• Überbrücken beliebig großer Distanzen. 

• Meist zur Abdeckung eines Landes oder eines 

Kontinents. 

• Topologie fast immer irregulär, weil bedarfsorientiert. 

Daher steht hier nicht der gemeinsame Zugriff auf ein 

Medium im Vordergrund, sondern der Gedanke „Wie 

schaffe ich es, möglichst viele Daten schnell und 

zuverlässig über eine lange Leitung zu bekommen“. 

• Meist recht komplexe Zusammenschaltung von 

Teilnetzen, die im Besitz von unterschiedlichen 

Betreibern sind. 

• Kein Broadcast, sondern 

Punkt-zu-Punkt-Verbindungen 

• Reichweite: mehrere 1000 km 

WAN 

Beispiele: 

• Asynchronous Transfer Mode (ATM) 

• Synchronous Digital Hierarchy (SDH) 


Packet Switching 

Packet Switching ist die gebräuchlichste Technik zur Kommunikation in einem 

WAN. Der Anbieter der Kommunikationsressourcen erstellt virtuelle Verbindungen 

(Virtual Circuits) zwischen den entfernten Stationen, die Daten werden in Form von 

Datenpaketen übertragen. 

Beispiele: ATM, Frame Relay, OSI X.25 

Zwei Arten von Virtual Circuits: 

• Switched Virtual Circuits (SVCs) 

Geeignet bei sporadisch auftretendem Bedarf nach Datenübertragung. Eine 

virtuelle Verbindung wird aufgebaut, die Daten werden übertragen, nach der 

Übertragung werden die Ressourcen wieder freigegeben. 

• Permanent Virtual Circuits (PVCs) 

Geeignet bei permanent benötigten Kommunikationsressourcen. Die Verbindung 

besteht dauerhaft, es gibt nur die Phase der Datenübertragung. 


WAN-Techniken 

Point-to-Point Links 

• Bereitstellung eines einzelnen WAN-Kommunikationspfades vom Kunden zu 

einem entfernten Netzwerk 

• Beispiel: Telefongesellschaft. Oft erfolgt ein Leasing von 

Kommunikationsressourcen bei dem Anbieter 

• Die Abrechnung der Ressourcen basiert auf der benötigten Bandbreite und 

der Entfernung zum Empfänger 

Circuit Switching 

• Eine Datenverbindung wird bei Bedarf aufgebaut, nach Beendigung der 

Kommunikation werden die Ressourcen wieder freigegeben 

• Beispiel: Integrated Services Digital Network, ISDN 

Packet Switching 

• 'Erweiterung' des Circuit Switchings bzw. der Point-to-Point Links 

• gemeinsame Nutzung von Ressourcen eines Anbieters durch mehrere Nutzer, 

d.h. Nutzung einer physikalischen Verbindung durch mehrere virtuelle 

• preisgünstiger als die anderen Methoden 


ATM – Integration von Daten- und 

Telekommunikation 

Telekommunikation: 

Primäres Ziel: Telefonie 

• verbindungsorientiert 

• feste Zuteilung von Ressourcen 

• Leistungsgarantien 

• ungenutzte Ressourcen verfallen 

• geringe Ende-zu-Ende Verzögerung 

Datenkommunikation: 

Primäres Ziel: Datentransfer 

• verbindungslos 

• flexible Zuteilung von Ressourcen 

• keine Leistungsgarantien 

• effiziente Nutzung von Ressourcen 

• variable Ende-zu-Ende Verzögerung 

Time Division Multiplexing 

Statistical Multiplexing 

bandwidth allocation 

bandwidth allocation 


t 

t

Eigenschaften von ATM 

ITU-T-Standard (bzw. ATM-Forum) für Zellübertragung 

Integration von Daten-, Sprach- und Videoübertragungen 

kombiniert Vorteile von: 

- Circuit Switching (garantierte Bandbreite, konstante Verzögerung) 

- Packet Switching (flexible und effiziente Übertragung) 

zellbasierte Multiplexing- und Switchingtechnik 

Verbindungsorientierte Kommunikation: es werden virtuelle Verbindungen 

aufgebaut 

Zusicherung von Qualitätsmerkmalen für die gewünschte Verbindung 

(Bandbreite, Verzögerung, ...). Dazu werden in den Switches Ressourcen 

reserviert. 

Keine Flusskontrolle oder Fehlerbehandlung 

Unterstützt PVCs, SVCs und verbindungslose Übertragung 

Datenraten: 34, 155 oder 622 (Glasfaser) Mb/s 


Zellgröße bei ATM 

Problem: 

Sprache und Daten haben unterschiedliche Anforderungen an die Zellgröße. 

• Sprachübertragung: 

Die Übertragung von Sprache darf nicht mit zu großer Verzögerung erfolgen. 

Daher ist es günstig, kleine Datenhappen sofort zu übertragen. 

• Datenübertragung: 

Der Datenteil sollte groß sein, damit der Anteil des Headers an der gesamten 

Übertragungsmenge klein bleibt und nicht zu viel Overhead übertragen wird. 

Kompromiss: übertrage 48 Byte an Daten pro Zelle 

Daten! 

Große Zellen! 

64+5 32+4 

48+5 

Sprache! 

Kleine Zellen! 


Asynchronous Transfer Mode 

Asynchronous Transfer 

Mode (ATM) 

• keine Leitungs- oder 

Paketvermittlung, sondern 

Zellvermittlung 

• feste Zellgröße: 53 Byte 

Nutzinformation (Payload) 

48 Byte 

Zellkopf 

(Header) 

5 Byte 

Zellmultiplexing auf einer ATM-Verbindung: 

1 

• asynchrones Zeitmultiplexing mehrere virtueller 

Verbindungen 

• kontinuierlicher Zellstrom 

• unbenutzte Zellen werden leer verschickt 

• Bei Überlast werden Zellen verworfen 

2 2 

1 3 

2 3 2 

3 

3 

leere Zelle 


Das ATM-Netzwerk 

2 Arten von Komponenten: 

• ATM Switch 

Versendung von Zellen durch das Netz durch Switche (anstatt durch Router - 

Switching ist schneller). Dazu werden die Zellheader eingehender Zellen 

gelesen und ein Update der Informationen vorgenommen. Danach werden die 

Zellen weiter zum Ziel geswitcht. 

• ATM Endpoint 

Enthält einen ATM Network Interface Adapter, verbindet also andere Netze mit 

dem ATM ATM-Netz. Endpoint 

Router 

LAN Switch 

ATM-Netzwerk 

Workstation 

ATM Switch 


Aufbau von ATM-Zellen 

Zwei Header-Formate: 

• Kommunikation zwischen Switches und Endpoints: User-Network Interface (UNI) 

• Kommunikation zwischen zwei Switches: Network-Network Interface (NNI) 

GFC - Generic Flow Control 

Nur bei UNI, zur lokalen Regelung des 

Zuflusses von Daten in das Netz. 

Typischerweise unbenutzt. Bei NNI 

werden diese Bits benutzt, um das 

VPI-Feld zu vergrößern. 

PTI - Payload Type Identifier 

Beschreibt den Inhalt des Datenteils, 

z.B. Benutzerdaten oder verschiedene Kontrolldaten 

Bit 8 7 6 5 4 3 2 1 

Byte 1 GFC/VPI 

VPI 

Byte 2 VPI 

Byte 3 

VCI 

Byte 4 PTI CLP 

Byte 5 HEC 

CLP - Cell Loss Priority 

Ist das Bit 1, kann die Zelle bei Überlast verworfen werden. 

HEC - Header Error Control 

CRC über die ersten 4 Byte; kann einzelne Bitfehler korrigieren. 


ATM - Switching 

Vor Beginn der Kommunikation muss eine virtuelle Verbindung aufgebaut werden. 

Die Switche im Netz sind für die Weiterleitung ankommender Zellen auf die 

richtigen Ausgangsleitungen zuständig. Dafür verfügt der Switch über eine 

Switching-Tabelle. 

Eingangsleitungen 

Switch 

Ausgangsleitungen 

1 

2 

... 

... 

n 

n 

1 

2 

Eingang 

n 

1 

2 

Switching Tabelle 

Alter 

Header 

a 

c 

Ausgang 

2 

n 

n 

Neuer 

Header 

a 

d 

... 

... 

... 

... 

ATM - Switching 

Physikalische Verbindungen „enthalten“ Virtual Paths (VPs, eine Gruppe von 

Verbindungen) 

VPs „enthalten“ Virtual Channels (VCs, logische Kanäle) 

ATM Zellen werden entlang ihrer virtuellen Verbindung mit Hilfe des Virtual Channel 

Identifier (VCI) und des Virtual Path Identifier (VPI) „geswitcht“ 

VPI und VCI haben nur lokale Bedeutung und können von den Switches geändert 

werden. 

Es gibt 2 Arten von Switches im ATM-Netz: 

Virtual Path Switching 

Virtual Channel Switching 

VP Switch 

VC Switch 

VCI 1 

VCI 3 

VPI 1 

VPI 4 

VCI 2 

VCI 4 

VCI 1 VCI 3 VCI 4 VCI 2 

VCI 3 

VCI 5 

VCI 4 

VPI 2 

VPI 5 

VCI 6 

VPI 2 VCI 2 

VCI 5 

VCI 1 

VPI 6 

VCI 6 

VPI 3 

VCI 2 

VPI 1 

VPI 3 VCI 4 

VP-Switch VP/VC-Switch 


b 

e 

Die Header-Informationen, die in der Switching-Tabelle verwendet werden, sind 

VPI (Virtual Path Identifier) und VCI (Virtual Channel Identifier). 

Wird eine Verbindung über ATM aufgebaut, bekommt der Sender VPI und VCI 

zugewiesen, jeder Switch auf der Strecke trägt ein, wohin er Zellen mit diesen 

Informationen weiterleiten soll. 


Switching in ATM 

VPI und VCI haben nur lokale Bedeutung. Jeder Switch verwaltet seine eigenen 

VPIs/VCIs, anhand derer er Daten weiterleitet. Daher können sich diese 

Identifikatoren unterwegs ändern. 

VCI=57 VCI=28 

VPI 2 VPI 7 

VCI 57 VCI 26 

VCI 26 

VCI 28 

VPI 2 VPI 7 VPI 4 VPI 1 

Warum zwei Identifikatoren? 

Zur Reduktion der Switchingtabellen! Man erreicht einen hierarchischen Aufbau der 

Switchingtabellen, daher kann der Switch schneller in seiner Tabelle nachschauen, 

wohin eine Zelle weitergeleitet werden muss. 


Schichten bei ATM 

Station 

Station 

Higher Layers 

Higher Layers 

ATM Adaptation 

Layer 

Switch Switch 

ATM Adaptation 

Layer 

ATM Layer 




Physical Layer 





• überträgt ATM-Zellen über das Medium 

• generiert Prüfsummen (Senden) und verifiziert diese (Empfang); evtl. Zelle verwerfen 


• generiert Header bis auf Prüfsumme (Senden) und extrahiert Inhalt (Empfang) 

• zuständig für Verbindungsnummern (Virtual Path und Virtual Channel Identifier) 

ATM Adaptation Layer (AAL) 

• passt unterschiedliche Anforderungen höherer Schichten an den ATM Layer an 

• zerteilt größere Nachrichten und setzt sie beim Empfänger wieder zusammen 


Integration von ATM in existierende 

Netze 

Was macht ATM? 

• ATM bietet höheren Schichten eine Schnittstelle ähnlich zu TCP. 

• ATM bietet zusätzlich Leistungsgarantien (Verzögerung, Bandbreite, ...). 

Aber: 

• Es existieren kaum Anwendungen, die direkt auf ATM aufsetzen. 

• Im Interworking von Netzen ist TCP/IP quasi Standard. 

Ohne TCP/IP-Anbindung lässt sich ATM nicht verkaufen! 

Daher wurden verschiedene Lösungen für ATM vorgeschlagen, die es erlauben, IP- 

Pakete über ATM-Strecken zu übertragen, z.B. 

• IP over ATM (von der IETF) 

• LAN Emulation (vom ATM Forum) 


AAL für verschiedene Datenarten 

Kriterium Anwendungsklassen 

Übertragungsrate 

Synchronisation 

(Quelle-Ziel) 

Maximale 

ausgehandelte 

Zellrate 

A B C D 

Dynamische 

Ratenanpassung 

an freie 

Ressourcen 

Ja Nein 

„Nimm was 

Du kriegen 

kannst“ 

Bitrate konstant variabel 

Maximale und 

Durchschnittswerte 

Verbindungs- 

Modus 

verbindungsorientiert verbindungslos 

Anwendungen: 

•Bewegtbildkommunikation 

•Telefonie 

•Videokonferenzen 

•Datenkommunikation 

•Dateitransfer 

•Mail 

Adaptation Layer (AAL): 

AAL 1 AAL 2 

AAL 3 AAL 4 

AAL 5 

AAL 3/4 haben einen hohen Overhead, AAL 5 stellt einen einfachen Datenübertragungsdienst bereit 


Ethernet und ATM 

Fast/Gigabit Ethernet : 

Primäres Ziel: Bandbreite 

ATM : 

Primäres Ziel: Integration, Leistungsgarantien 

☹ keine keine Leistungsgarantien 

☹ Isolation von von Verkehrsströmen 

durch durch physikalische Trennung 

(Hubs, (Hubs, Links) Links) 

☹ keine keine Priorisierung von von Strömen 

☹ kein kein Schutz Schutz gegen gegen konkurrierenden 

Verkehr 

geringer Preis Preis 

sehr sehr hohe hohe Bandbreite 

feste Leistungsgarantien 

feste Leistungsgarantien 

Isolation von von Verkehrsströmen 

durch durch logische Trennung (eigene 

virtuelle Verbindungen) 

Priorisierung von von real-time 

Strömen 

Schutz Schutz aktiver aktiver Verbindungen, 

indem indem bei bei Auslastung keine keine neuen neuen 

Verbindungen zugelassen werden 

☹ hoher hoher Preis Preis 

skalierbare Bandbreite 


Zukunft von ATM 

ATM im LAN-Bereich: 

• zu hohe Kosten für die Hardware 

• zu starke Konkurrenz durch etablierte Techniken wie Fast Ethernet etc. 

ATM im WAN-Bereich: 

• oft zwischen Firmenstandorten implementiert 

• große TK-Netzbetreiber (Telcos) bevorzugen jedoch SDH als Transportbzw. 

Kernnetz (bessere Performance im TK-Bereich, Weltstandard) 

• ATM-Zellen werden in SDH-Container an Übergangspunkten verpackt 

bzw. wieder entpackt. 

Hat ATM noch eine Zukunft? 

• vermutlich: Nein! 

• ATM wurde weitgehend von SDH verdrängt. 

• Neueste Forschung geht sogar von einer unmittelbaren Nutzung der 

Faser durch höhere Protokolle aus 

• ATM wird Teilnehmern lediglich als Dienst angeboten, um vorhandene 

Geräte und Einrichtungen weiter nutzen zu können.

Token Ring, FDDI und ATM

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