ATM bağlantı yapısı ve ATM anahtarlama

ATM’de mantıksal bağlantılar, sanal kanal bağlantıları (VCC-Virtual Channel Connection) olarak adlandırılır. Bir VCC, iki son kullanıcı arasında sinyalleşme aracılığıyla kurulur. Değişken oranlarda, sabit boyutlu hücreler çift yönlü akışla bağlantı üzerinden taşınır. VCC’ler aynı zamanda kullanıcı kontrol sinyalleşme ve ağ yönetimi ve yönlendirme için kullanılır.

Sanal yol bağlantısı (VPC-Virtual Path Connection) tekniği, ağ içinde ortak yolları paylaşan bağlantıları gruplar. VPC’lerin kulanımı basitleştirilmiş ağ mimarisi, artırılmış ağ performansı ve güvenilirlik, azaltılmış işlem ve kısa bağlantı kurulma zamanı ve geliştirilmiş ağ servisleri gibi avantajlar sağlar [71].

ATM ağa bir uç cihaz iletişim yapma gereksinimi duyarsa, karşı tarafla aralarında bir kalıcı sanal devre (PVC-Permanent Virtual Circuit) ya da, dinamik bağlantı kurma yöntemi olan anahtarlamalı sanal devre (SVC-Switched Virtual Circuit)’nin kurulması isteğinde bulunmalıdır. SVC kurulurken, o bağlantı için VPI/VCI değerleri belirlenir ve bu oturumda aktarılacak hücreler aynı VPI/VCI değerini kullanırlar [30]. ATM'de bağlantılar VCI ve VPI ile tanımlandıktan sonra, verilen herhangi bir yöne giden sanal yollar çoklanarak fiziksel hatta sunulur. Sanal kanal bağlantıları son kullanıcılar arasında anlamlıdır. Fakat bu bağlantı tanımlayıcıları, hücreler ATM ağı içinde ilerlerken değişebilir. Bu yüzden belli bir VCI değerinin kullanıcı açısından bir önemi yoktur. Sorumluluk ATM ağındadır.

ATM hücre anahtarlamasındaki temel fikir, mantıksal bir kanaldan anahtara giren bilginin yol üzerindeki bir sonraki noktaya iletilmesi için başka bir ATM kanalına yönlendirilmesidir. Genelde bir anahtardan çıkan çok sayıda mantıksal ATM kanalı

olmasından dolayı, yönlendirmeden önce ilgili çıkış kanalı seçilmelidir. Bu seçim, giriş portunun numarasına, yönlendirme tablosundan hücrenin çıkış portu ve yeni VPI, VCI değerlerine bağlı olarak yapılır [68].

ATM hücreleri düğümden düğüme geçerken, başlık kısmı içerisinde bulunan VPI ve VCI numaraları değişir. Bu geçiş UNI ile NNI arasında oluyorsa başlık formatında da kısmen bir değişim olur. Bu değişim işlemleri anahtar tarafından yapılır. ATM anahtarlardaki tablolarda hangi düğümler arasında hangi numaralarla sanal bağlantı kurulacağı bilgileri tutulur. Şekil 2.34’de bağlantı tablosu yapısı görülmektedir. Şekil 2.34’de görüldüğü gibi her porta ait konumuna göre ya bir IPC (Giriş Port Kontrol) ya da OPC (Çıkış Port Kontrol) bulunmaktadır. Ayrıca anahtar içindeki yönlendirme tablolarını güncelleyen bir anahtar kontrol birimi (switch controller) de vardır [75].

GİRİŞ ÇIKIŞ Port, VPI, VCI Port, VPI, VCI 1, 1, 5 2, 5, 12 1, 2, 6 3, 7, 8 : : IPC-1 IPC-n OPC-1 OPC-n Anahtar ATM ANAHTAR 1 2 … n 1 2 … n Kontrol Şekil 2.34. Bağlantı Tablosu Yapısı ve ATM Anahtarı Yapısı

Bazen verilerin çok yoğun bir şekilde anahtara gelmesi halinde aynı anda farklı kapılara gelen ATM hücreleri aynı kapıya yönlendirilmesi gerekebilir. Böyle bir durumda ilgili çıkış portu boşalıncaya kadar bazı hücreler geçici olarak bir tampon alanda saklanmak zorundadırlar. Bu hücreleri sıraya sokma işlemi kuyruklama olarak adlandırılır. Bunun için bir tampon belleğe (buffer) gereksinim duyulur. Toplam tampon bellek kapasitesi, yük bağımlı bir usulde her bir çıkışa bir FIFO (First In First Out) gelecek şekilde mantıksal olarak bölünebilir. Birden fazla hücre, bir tampondan değişik çıkışlara eşzamanlı olarak gönderilebiliyorsa daha iyi sonuçlar alınabilir. Bu tip çalışma, çok çıkışlı veya düşük erişim zamanlı bir tampon bellek gerektirir [73, 76, 77].

ATM anahtarları işlevsel olarak, sanal yol (VP) ve sanal kanal (VC) anahtarları olmak üzere kendi aralarında ikiye ayrılırlar. Sanal yol anahtarları yönlendirme sırasında sadece başlıktaki VPI değerini yenilerler. Halbuki sanal kanal anahtarları başlıktaki hem VPI hem de VCI değerlerini yenilerler. Anahtarlar için böyle bir ayrıma gidilmesinin nedeni ağ içerisindeki ara noktalarda yapılan işi azaltarak anahtarlamayı hızlandırmaktır. Ara noktalarda sanal yollar değişmekte ancak bunların içerdiği kanallar aynı kalmaktadır. Böyle durumlarda sadece VPI değerlerini inceleyen bir anahtar kullanmak daha etkin bir yoldur.

ATM ağ’ı içinde kullanıldığı konumlarına göre Kurum Anahtarları, Erişim Anahtarları ve Omurga Anahtarları olmak üzere üç tip anahtar görev yapmaktadır. Sonuç olarak bir ATM anahtarının temel görevleri hücreleri anahtarlamak (switching), gerektiğinde hücreleri kuyruklamak (queuing), gelen hücrelerin başlıklarındaki VPI ve VCI değerlerini yönlendirme tablosundaki karşılıkları ile değiştirmek olarak özetlenebilir. ATM anahtarlarının performansı ise bağlantı bloklama, hücre kayıpları, hücre eklenmeleri, anahtarlama gecikmesi faktörlerinden etkilenirler [68].

ATM, yapı ve geliştirme bakımından esnek bir topolojiye sahiptir. Bunun yanında mevcut ağ topolojilerine uygulanabilir ve etkin bir yapı oluşturulabilir. ATM’in topoloji yapısında iki türlü arabirimden sözedilir. Bunlardan birincisi Genel UNI (Public User-to-Network Interface), diğeri ise Özel UNI (Private User-to-Network Interface) olarak adlandırılmaktadır [78]. ATM ağa UNI arayüzü ile bağlı bir uç sistemin karşı bir sistemle SVC kurulması imkanı verilir. İki uç düğüm arasında PVC kurulacaksa, bununla ilgili tanımlama cihazların konfigürasyonu düzeyinde yapılır, yani manuel olarak girilir [30].

ATM gelecekteki genişbant çoklu-ortam servislerinin destekleyecek bir teknolojidir. Bununla beraber, iletişimde IEEE 802 tabanlı yerel ağlar ve bu ağlar üzerinde kullanılan uygulamalar günümüzde oldukça yaygındır. Mevcut LAN uygulamalarının ATM ağlarında desteklenebilmesi, sunulan uyarlama çözümü ATM LAN Emülasyonudur. LAN Emülasyonu, bağlantı uyumlu ATM ağları üzerinde

bağlantısız IEEE 802 ağları servislerinin nasıl gerçekleştirilebileceği üzerinde durur. Diğer bir deyişle, noktadan noktaya bağlantı sağlayan ATM anahtarının sanal paylaşılmış iletim ortamı görüntüsünü vermesini sağlamaktır. LAN Emülasyonu, ATM uç sistemleri ve ATM-LAN köprülerinde ağ katmanının altında gerçekleşir [68]. LAN Emülasyon servisi LAN Emülasyon İstemcisi (LEC-LAN Emulation Client), LAN Emülasyon Yapılandırma Sunucusu (LECS-LAN Emulation Configuration Server), BUS (Broadcast and Unknown Server), LAN Emülasyon Sunucusu (LES-LAN Emulation Server) birimlerden oluşmuştur.