ATM (Asynchronous Transfer Mode) ATM protokolü asenkron time division multplexing(TDM) kullanan, hücre bazlı anahtarlama tekniğidir. Eldeki veriyi küçük çapta hücrelere yükler ve fiziksel bağlantılar üzerinde data link katmanı bağlantısı sağlar.
ATM’e geçmeden önce Asenkron haberleşme ve TDM i açıklayacak olursak. Asenkron haberleşme veri iletimi esnasında veriyi ileten ile alan arasında zamandan bağımsız olarak iletişimin sağlandığı haberleşme tekniğidir. Bir örnek ile açıklayacak olursak asenkron haberleşmeye telefon konuşmalarını verebiliriz. Bir telefon konuşması esnasında iki tarafta birbirinden bağımsız olarak konuşabilir. Yani eğer iletişim senkron(eşzamanlı) olarak sağlansaydı her iki taraf ta kendileri için ayrılış olan zaman aralığını beklemek zorunda kalacaklardı.
TDM’in (Time Division Multiplexing) kullanıldığı veri iletişiminde her bir kullanıcıya belirli bir zaman aralığı atanır. Kullanıcılar iletişimini kendilerine ayrılan bu zaman aralığında gerçekleştirirler. Eğer kullanıcı ortama daha fazla veri aktarmak isterse kendi zaman aralığının tekrar gelmesini beklemek zorundadır. Kullanıcıya ayrılan zamanda kullanıcının göndereceği veri yoksa zaman aralığı boş olarak geçecektir ve zaman aralığı boşa harcanmış olacaktır. ATM’in asenkron iletişime olanak sağlaması kullanıcın istediği anda zaman aralıklarını kullanmasına imkan sağlamaktadır.
Asenkron iletişimde veriler birbirlerine eş format ve büyüklükteki karakterler olarak iletilirler. İletişim esnasında veriler başlangıç ve bitiş bitleri ile kapsüllenir ve ortama aktarılırlar. ATM iletişiminde veriler 53 byte’lık hücreler halinde ortama aktarılır. Bu 53 byte’ın 5’i başlık bilgisi taşır ve geri kalan 48 byte’lık kısımda veriler iletilir. ATM’in küçük boyutlu ve eş büyüklükteki hücreler ile iletişim yapması ses ve video iletişiminde avantaj sağlamaktadır. Küçük boyuttaki paketler ve basit yapıdaki başlık bilgisi anahtarlamanın hızlı bir şekilde yapılmasını sağlarken yüksek miktarda veri transferi durumunda da gecikmeleri en aza indirir. ATM hem devre anahtarlama hem de paket anahtarlama protokollerinden özellikler içerir. Bu da ATM i gerçek zamanlı media iletişiminin yanında geniş alan data iletişimi konusunda da elverişli hale getirir. Bu nedenle ATM; bir networkte ses, video ve data trafiğini en verimli bir şekilde kullanılmasını sağlar.
ATM in 53 byte boyutunda eş büyüklükteki hücreler kullanması networkte daha az mantıksal işlem gerektirir. Hücrelerin eşit büyüklükte olmasının bir diğer avantajı da buffer kullanımını ve algoritma analizini en optimize ve basit bir şekilde gerçekleşmesine imkan sağlamasıdır. ATM in devre anahtarlama(sabit iletim gecikmesi, garantili kapasite); paket anahtarlama(esneklik, kesintili trafikte verimlilik) ve multiplexing(çoğullama) tekniklerini içeren bir yapıda olması birkaç megabitlik iletişimden gigabitlik iletişimlere kadar bant genişliği sunmasına imkan sağlamaktadır.
ATM Networkü son kullanıcılar ve ATM switchlerinden oluşmaktadır. Son kullanıcılar ve o kısma bakan ATM switch’i arasındaki kısma UNI(User-Network Interface) arayüzü; iki ATM switch’ini birbirine bağlayan kısma NNI(Network-Node Interface) arayüzü denmektedir. (Bazı kaynaklarda iki ayrı ATM networkünü birbirine bağlayan Inter Carrier Interface (ICI)den de bahsedilmektedir) ATM hücre başlıkları arayüzlere bağlı olarak UNI ve NNI olmak üzere iki formattadır. İki başlık içeriği temel olarak birbirine benzesede bazı farklılıklar içermektedir. UNI de Generic Flow Control(GFC) bilgisi bulunurken NNI de bu bilgi yer almamaktadır. UNI ve NNI de Virtual Path Identifier(VPI) bilgileri bulunmasına rağmen NNI de bu bilgi daha fazla yer kaplamaktadır. Bir ATM Başlığında bulunan bilgiler:
• Generic Flow Control(GFC): ATM bağlantıları arasında flow control ve multiplexing sağlamak için dizayn edilmiştir. 4 bitlik yer kaplar.
• Virtual Path Identifier(VPI): Verinin hedefe giderken geçeceği yolu belirler. Virtual Channel Identifier(VCI) ile birlikte çalışır. SVC(Switched Virtual Connection) lerde otomatik olarak belirlenirken, PVC(Permanent Virtual Connection)lerde el ile belirlenir. 8 bitlik yer tutar.
• Virtual Channel Identifier(VCI): Verinin belirtilen yolda geçeceği kanalı belirler. VPI ile birlikte çalışırak verinin kaynağından hedefe gitmesini sağlarlar. VPI ve VCI; Frame Relay haberleşmesindeki DLCI(Data Link Connection Identifier) gibi yerel öneme sahiptir.
• Payload Type(PT): 3 bitlik bilgi içermektedir. İlk bit verinin bir kullanıcı datası ya da kontrol datası olup olmadığını belirlerken ikinci bit networkte bir tıkanıklığın (congestion) olup olmadığını belirler. Üçüncü bit hücrenin son AAL5 bloğu olup olmadığını belirler.
• Cell Loss Priority(CLP): 1 bitlik yer kaplar. Öncelik belirtir. Network’te tıkanıklık durumunda verinin kesin iletilmesini ya da göz ardı edilmesin sağlar.
• Header Error Control(HEC): 8 bitlik yer kaplar. ATM başlık bilgisini kontrol eder. İletilen veriyi kontrol etmez. Bulduğu hataları düzeltir ya da bilginin atılmasını sağlar.
ATM ağlarında veri iletimi Permanent Virtual Circuit(PVC), Switched Virtual Circuit(SVC) ve Connectionless ATM (CATM) olmak üzere üç şekilde gerçekleşir. PVC de iletim daha önceden network yöneticileri tarafından belirlenmiş hat üzerinden gerçekleşir. PVC ler bir nevi leased line gibi çalışır. SVC de iletişim veri iletimi esnasında dinamik olarak gerçekleşir. CATM IP gibi connectionless protokollerin ATM ile birlikte çalışmasını sağlamak için dizayn edilmiştir.
ATM ağlarında veri iletimi sanal bağlantılar (virtual connection) üzerinden gerçekleşir. Sanal bağlantılar fiziksel olarak bağlanmış bir iletim yolu(transmission path) üzerindeki virtual channel(VC) ve virtual path(VP) yoluyla kurulur. VP yapı itibari ile VC lerden oluşur. Bir nevi VC’ler demetidir. VP ler VPI ler yardımıyla; VC ler VCI yardımıyla oluşturulur. ATM switch üzerinde anahtarlamalar da VPI/VCI değerleri ile yapılır.
ATM fiziksel yapıl itibari ile OSI ilk iki katmanında çalışmaktadır. Fiziksel katmanda ortamdan bağımsız olarak çalışabilmektedir. ATM Data Link katmanında iki kısımdan oluşmaktadır. İlk olarak VPI/VCI değerlerini kullanarak var olan fiziksel bir ortam üzerinde sanal devreler kurmaya yarayan ATM Layer; bunun ardından da ATM in diğer üst katmanlardan bağımsız olarak çalışmasını sağlayan ve veriyi 48 bitlik parçalara bölüp ortam üzerinde iletilmesini sağlayan ATM Adaption Layer(AAL) den oluşur.
Sağlıcakla kalın…
Mehmet Burak Uysal