Asynchronous Transfer Mode: differenze tra le versioni

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Versione delle 22:16, 6 feb 2015

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==Introduzione==

ATM è stato progettato agli inizi degli [[Anni 1990|anni novanta]] e lanciato con una fortissima spinta in quanto avrebbe dovuto soddisfare le esigenze di ''[[networking]]'' unificando varie tipologie di [[traffico (telecomunicazioni)|traffico]] o servizi (voce, dati, [[TV via cavo]], [[telex]], ecc.,) all'interno di un sistema unico integrato. In particolare ATM è stato pensato per fornire uno [[standard]] unificato di [[rete di telecomunicazioni|rete]] per supportare canali sincroni ([[Synchronous Digital Hierarchy|SDH]]) e reti basate su pacchetti ([[Internet Protocol|IP]], [[Frame Relay]], ecc.) ede in grado di garantire e gestire contemporaneamente livelli multipli di [[QoS|qualità del servizio]] a supporto dei vari tipi di traffico dimostrando così ottime capacità in termini di flessibilità ed efficienza nell'uso delle risorse trasmissive ed elaborative.

Tale sistema avrebbe dovuto dar luogo alla cosiddetta rete ''Broadband-ISDN'' ([[Broaband ISDN|B-ISDN]]), estensione o sviluppo della classica rete [[ISDN|N-ISDN]] a banda stretta (''Narrow ISDN'') che supportasse appunto tutta questa serie di servizi offerti all'utente e con una [[velocità di trasmissione]] di 155 Mbit/s grazie all'utilizzo della [[fibra ottica]] come [[mezzo trasmissivo]] fino all'utente finale cioè nella [[rete di accesso]]. AdA oggi però questa tipologia di rete non è mai stata realizzata anche per l'assenza della fibra ottica fino all'utente.

ATM nella sua interezza non ha quindi ottenuto il successo sperato in termini di diffusione, tuttavia è stato parzialmente adottato nella [[rete telefonica]] dove il suo utilizzo è tuttora in espansione come protocollo di trasporto nella [[rete di accesso]] ([[ADSL]], [[UMTS]]) e soprattutto nelle [[rete di trasporto|reti di trasporto]]. Anche se l'ATM sta andando lentamente in disuso in favore di tecnologie di rete più efficienti come [[MPLS]], essa ha costituito indubbiamente una tappa intermedia o evoluzione all'interno dello sviluppo delle reti di telecomunicazioni. In particolare la B-ISDN nelle sue finalità ultime risulta oggi parzialmente realizzata con la tecnologia delle [[Next Generation Networking]].

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==Funzionamento==

[[File:Cella atm.png|right|Cella ATM]]

L'unità di trasmissione dei dati di ATM è detta ''cella'', ede ha una dimensione fissa di 53 [[byte]], di cui 48 di [[payload]] (corpo di dati utili) e 5 di [[header]]. La lunghezza fissa e piccola della cella favorisce ritardi di elaborazione costanti e limitati durante la commutazione nei nodi nonché maggiori [[velocità di trasmissione]] estremamente vantaggiosi per il supporto alle varie tipologie di traffico.

ATM utilizza una tecnica di [[commutazione]] a ''[[circuito virtuale]]'' che lo rende appetibile per reti integrate nei servizi ad alta [[velocità di trasmissione]]:

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Gerarchicamente si ha che un circuito virtuale viene stabilito tramite il collegamento di più connessioni virtuali VC.

Il VP è un canale virtuale gerarchicamente superiore al VC ede infatti un VP può contenere fino a 2^16 VC.

Appositi dispositivi hardware, ad esempio switch ATM, sono in grado di gestire VP (con tutti i VC in essi contenuti) o anche direttamente i singoli VC.

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'''AAL 5'''

L'AAL 5 non fa altro che inserire una coda (''trailer'') di 8 byte ada ogni pacchetto che contiene un campo riservato, lunghezza payload, 32 bit di [[CRC]].

Il pacchetto viene incapsulato nella cella ATM si utilizzano due bit del campo PTI per definire l'ultima cella appartenente ada un aggregato di celle corrispondenti ada un pacchetto.

AAL 5 viene utilizzato ad esempio per utilizzare ATM in LAN.

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==Gestione del traffico==

Come detto ATM deve supportare varie tipologie di traffico anche molto diverse tra loro e per questo deve essere in grado di gestirle abilmente ede in maniera flessibile. A tal fine all'inizio della connessione, cioè nella fase di impostazione/costruzione della stessa, viene contrattata l'esatta modalità di trasporto per la particolare tipologia di traffico richiesta dall'utente attraverso un '''Contratto di Traffico''' che specifica i parametri di traffico (''traffic descriptor'') e quelli di [[qualità di servizio]] richiesti e che la rete stessa, una volta accettata la richiesta di servizio, dovrà garantire. In particolare tra i parametri di traffico figurano la [[velocità di trasmissione|banda]] di picco, la banda media e la banda minima della comunicazione da garantire, la lunghezza massima di un burst di pacchetti e la massima variazione di ritardo tollerata mentre i parametri di QoS sono il massimo ritardo di trasferimento, la variazione del ritardo agli estremi, il massimo tasso di perdita consentito.

Parallelamente per essere certi di poter supportare le richieste degli utenti sulle varie tipologie di traffico da servire, la rete ATM implementa il meccanismo cosiddetto di '''Call Admission Control''' cioè, dopo aver registrato all'atto dell'instaurazione della connessione attraverso il Contratto di Traffico le richieste di parametro di traffico, verifica successivamente la disponibilità delle risorse necessarie nei nodi interni di transito per soddisfare le richieste di servizio per poi eventualmente assegnarle permanentemente, per l'intera durata della connessione, all'utente soddisfando le sue richieste. Questo stesso meccanismo di controllo di ammissione di chiamata limita gli effetti di ritrasmissione che l'eventuale [[congestione (reti)|congestione di rete]] dovuta alla perdita di pacchetti non trasferibili produrrebbe.

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* '''VBR''' (''Variable Bit Rate''), le sorgenti emettono a velocità variabile nel tempo (es. dati audio-video e traffico Internet)

Ciascuna delle precedenti tipologie di sorgenti può essere di tipo ''real-time'' o ''non real-time'' e ciascuna prevede differenti parametri di qualità di servizio da garantire.

* '''UBR''' (''Unspecified Bit Rate''), le sorgenti possono emettere a velocità variabile fino ada un valore massimo consentito dalla rete;

* '''ABR''' (''Avaliable Bit Rate''), le sorgenti possono emettere ada un tasso di emissione massimo disponibile in un certo istante di tempo della rete (''best effort'') in base alla [[congestione (reti)|congestione]] di rete implementando un meccanismo di controllo di trasmissione tra i nodi interni basato su un [[feedback]] tramite il quale i nodi comunicano il massimo traffico ricevibile e di conseguenza il massimo traffico che i terminali possono trasmettere. È dunque una funzionalità simile a quella offerta da TCP nel rispettivo [[controllo della congestione]], in realtà anche migliore perché implementata a [[livello di rete]] nei nodi di rete stessi (''hop by hop'') e non da estremo a estremo (''end to end'') e di tipo preventivo cioè innescata prima dell'evento di perdita di pacchetto e non dopo come avviene invece in TCP. È dunque un meccanismo estremamente utile per aumentare l'efficienza di utilizzazione della rete fino al limite consentito cioè senza incorrere in congestione.

==Applicazioni==

Sono possibili due modalità di implementazione di ATM su una rete di telecomunicazioni:

* '''LAN Emulation''' (LANE): permette di far comunicare tra loro un insieme di terminali che fanno parte di una stessa sottorete come appartenenti ada una [[rete locale]] ATM senza utilizzare il protocollo [[Ethernet]] con lo svantaggio però di dover creare connessioni ATM (cioè VC semipermanenti o automatici). Di fatto la tal cosa non si è realizzata in favore invece delle comuni LAN Ethernet per motivi di costo degli apparati ATM (switch ATM).

* '''Classical IP su ATM''' (CLIP): rappresenta il modello che si è effettivamente affermato e che consiste in uno schema di trasporto in cui [[router]] di interfaccia dialogano tra di loro attraverso una rete ATM, che funge appunto da [[rete di trasporto]], attraverso l'uso di circuiti virtuali permanenti col vantaggio aggiunto di garantire QoS agli utenti e possibilità di [[Virtual Private Network|VPN]] su scala geografica ([[Ipsilon Networks]]).