شبکه های vci & atm

الف- دستگاههای واسط خاصی بنام Switch of ATM که کاملاً دیجیتالی پیشرفته اند.

ب- کابل فیبر نوری که به عنوان رسانه انتقال دیتا عمل می کند.

ج- مجموعه ای از کامپیوترها در شبکه ATM یا به عبارت کلی End Point ها.

در اینجا منظور از End Point ، در واقع جایی است که کاربران با آن سروکار دارند و از آن نقطه به شبکه متصل می شوند مانند رایانه و …

شکل 3-1یک شبکه ATM همراه با سوئیچ ها و EndPoint ها

برای پیاده سازی شبکه ATM و ارتباط آن باسایر شبکه ها از دستگاههایی بنام Gateway استفاده می شود که پروتکل ها و سخت افزار های مختلف را بهم تبدیل می کند مثلاً برای اتصال یک PC به یک رایانه Mainframe که دارای سخت افزار مختلف اند از این دستگاه استفاده می شود به خاطر پرهزینه بودن این نوع از شبکه و گران بودن سخت افزار آن معمولاً به کمک نرم افزارهای شبیه ساز ابتدا آن را تست و امتحان کرده و بعد به صورت واقعی آن را پیاده سازی می کنند.

مشخصات ATM به شرح زیراند:

6-1) دورنمای ATM

ATM پروژه ای است که توسط صنعت تلفن کشف شد زیرا پس از اترنت بطور گسترده مورد استفاده قرار گرفت. صنعت کامپیوتر در صدد استاندارد سازی تکنولوژی شبکه ای با سرعت بالا نبود شرکت های تلفن این خلأ را با ATM پرکردند. گرچه ATM توانایی تحویل اطلاعات را به تمام نقاط با سرعت بیشاز 1Gbps نوید می دهد این ادعا ساده نیست ATM اساساً راهگزین بسته ای با سرعت بالا است . ATM یک رابط انتقال بسته کارامد است که از بسته هایی با اندازه ثابت به نام سلولها استفاده می کند. استفاده از اندازه ثابت و قالب ثابت ، باعث ایجاد طراحی کارامد برای انتقال از طریق شبکه های با سرعت بالا می شود. رسانه انتقال ATM فیبر نوری است اما برای فواصل کمتر از 100 متر می توان از کابل هم محور یا زوج سیم های بهم تابیده شده استفاده کرد.

7-1) همایش ATM

همایش ATM در سال 1991 با مشارکت چهار شرکت عرضه کننده شبکه و کامپیوتر تشکیل شده. امروزه همایش ATM بیش از 1000 عضو دارد . این همایش تعاریف، مشخصات و ویژگی های فن آوری ATM را به رشته تحریر در می آورد سپس آن را به منظور تأیید به ITU تقدیم می کند . سازمان استاندارد ITU_I با همایش ATM همکاری نزدیکی دارد.

8-1) فرمت سلول ATM

ATM در سرعت های بالا از فن آوری VLSI برای سگمنت کردن داده ها به منظور تبدیل آنها به سلول استفاده می کند . هر سلول شامل 53 بایت می باشد که 5 بایت آن به عنوان Header تعلق دارد و 48 بایت دیگر به PayLoad تعلق می گیرد.

شکل زیر فرمت سلول ATM را نشان می دهد.

شکل4-1 فرمت سلول ATM

استفاده از سلولهای با اندازه ثابت و کوچک چندین فایده دارد . اول ، استفاده از سلولهای کوچک می تواند باعث کاهش تدخیر انتظار در صف برای سلولی با اولویت بالا شود زیرا اگر کمی بعد از سلولی با اولویت کمتر برسد که منبعی برای مثال فرستنده را در اختیار گرفته است ، کمتر منتظر می شود. دوم ، به نظر می رسد سلولی با اندازه ثابت می توانند به صورت کارامدتری سوئیچ شوند که برای سرعت های قبلی بالای ATM بسیار مهم است. با سلولهایی با اندازه ثابت ، پیاده سازی مکانیزم سوئیچینگ در سخت افزار آسانتر است.

شکل 5-1 انواع فرمت Header در ATM

ATM دو نوع فرمت برای عنوان (Header) تعریف می کند. یکی برای عنوان سلول UNI و دیگری برای عنوان سلول NNI .

1-8-1) عنوان سلول UNI (UNI Cell Header)

عنوان سلول UNI چگونگی برقراری ارتباط بین ایستگاههای پایانی ATM (ایستگاههای کاری یا مسیریاب ها ) و سوئیچهای ATM را تعیین می کند. شکل 6-1 فرمت header سلول UNI را نشان می دهد.

Field Length in bits

4 8 16 3 1 8

شکل 6-1 فرمت Header سلول UNI

فیلدهای عنوان سلول UNI و NNI همانطور که در شکل 6-1 و 7-1 نشان داده شده را شرح می دهیم.

در سراید سلول داخلی شبکه ظاهر نمی شود ، اما در رابط کاربر _ شبکه وجود دارد. در این صورت می تواند برای کنترل جریان در رابط کاربر _ شبکه محلی استفاده شود و مهیا کننده وظایف محلی باشد. این فیلد می تواند در کنترل جریان ترافیک برای دستیابی به کیفیت های سرویس متعدد ، به کاربر کمک کند. در هر صورت ، مکانیزم GFC برای کاهش شرایط پرباری کوتاه در شبکه استفاده می شود. این فیلد از 4 بیت تشکیل شده و مشخص می کند که چند ایستگاه از یک رابط ATM منفرد بطور اشتراکی استفاده می کنند.

شامل فیلد مسیریابی برای شبکه است . این فیلد شامل 8 بیت در رابط کاربر _ شبکه و 12 بیت در رابط شبکه _ شبکه می باشد و به همراه VCI برای تعیین مقصد بعدی یک سلول هنگام عبور از مجموعه ای از سوئیچ های ATM بکار می رود.

این فیلد از 16 بیت تشکیل شده و به همراه VPI برای تعیین مقصد بعدی یک سلول هنگام عبور از مجموعه ای از سوئیچ های ATM بکار می رود. VPI مسیر مجازی خاصی را انتخاب می کند و VCI مدار مجازی خاصی را در این مسیر مجازی انتخاب شده بر می گزیند.

این فیلد مشخص کننده نوع دیتا در پکت می باشد و از 3 بیت تشکیل شده است. اولین بیت تعیین می کند که آیا PayLoad شامل اطلاعات است یا شامل داده های کنترلی. دومین بیت نشان دهنده وجود و تراکم ازدحام است و بیت سوم نشان می دهد که آیا این سلول آخرین سلول از مجموعه سلولهایی است که بیانگر فریم AAL5 است یا خیر .در جدول 1-1 مقادیر فیلد PTI آمده است.

جدول 1-1 مقادیر فیلد PTI

به منظور هدایت شبکه در شرایط ازدحام استفاده می شود. به عبارت دیگر این فیلد تک بیتی نشان می دهد که اگر سلولی با تراکم ترافیک روبرو شود باید حذف گردد. این بیت برای افزایش کیفیت سرویس یا (Quality of Service) QOS بکار می رود. مقدار صفر در این بیت سلولی با اولویت بالا را نشان می دهد که نباید صرف نظر شود ، مگر راه دیگری وجود نداشته باشد . مقدار یک نشان می دهد که این سلول می تواند در شبکه صرف نظر شود. کاربر می تواند این بیت را طوری به خدمت بگیرد که سلولهای اضافه ( بیشتر از سرعت توافق شده ) با مقدار CLP برابر یک ، در شبکه قرار گیرند و اگر ازدحام در شبکه وجود نداشته باشد به مقصد تحویل شوند. شبکه می تواند این فیلد را برای هر سلول داده ای که توافقات مربوط به پارامترهای ترافیک بین کاربر و شبکه را نقص نماید ، بایک مقداردهد. در این حالت سوئیچی که این مقداردهی را انجام می دهد ، می داند که این سلول از پارامترهای ترافیک توافق شده تجاوز می نماید ، اما این سوئیچ قادر به اداره کردن این سلول می باشد. در نقطه دیگری در شبکه ، اگر ازدحام تشخیص داده شود این سلول برای صرف نظر شدن ، اولویت بالاتری نسبت به سلولی دارد که در محدوده های ترافیک توافق شده قرار دارد.

این فیلد شامل 8 بیت است که ارزش های بیتی دو عنوان (Header ) را به منظور خطایابی با یکدیگر جمع می کند. این یک فیلد CRC هشت بیتی است که می تواند کلیه خطاهای منفرد در بیت ها را تعیین و اصلاح کند به عبارت دیگر وظیفه خطایابی ، کشف و اصلاح آن را در بخش هدر به عهده دارد.

2-8-1) عنوان سلول NNI (NNI Cell Header )

رابطه شبکه به شبکه یا NNI چگونگی برقراری ارتباط بین سوئیچ های ATM را تعیین می کند. فرمت Header سلول NNI در شکل نشان داده شده است اندازه فیلد VPI برابر 12 بیت است ، بنابراین به سوئیچ های ATM اجازه می دهد که مقادیر بزرگتری را به VPI واگذار کنند.

Field Length in bits

12 16 3 1 8

شکل 7-1 فرمت Header سلول NNI

9-1) مقایسه پکت ATM با پکت IP4 و IP6

بطور خلاصه می توان مهمترین برتری های پکت ATM را نسبت به پکت IP4 و IP6 در موارد زیر دانست :

1- کوچک بودن قایل توجه پکت ، زیرا هر جه پکت کوجکتر باشد مدت زمان ذخیره و انتظار در صف پردازش اطلاعات کمتر است و زمان پردازش اطلاعات در Header پکت کاهش می یابد.

2- ثابت بودن هر دو قسمت Header و Data در پروتکل ATM که سبب می شود سرعت پردازش اطلاعات افزایش یابد زیرا دیگر نیاز به چک نمودن اندازه پکت در Header نیست. این ویژگی سبب ایجاد ارتباطات زنده می شود و تأخیر در ارسال و دریافت اطلاعات از بین خواهد رفت.

3-نحوه خطایابی در قسمت Header ، همانطور که در ساختار پکت های IP4 و IP6 نشان داده شده ، مشاهده می شود که اصلاً در هدر IP6 فیلدی نام کنترل کننده خطای هدر وجود ندارد و علت آن این است که دراین نوع پروتکل فرض بر این است که وظیفه خطایابی به هیچ وجه به عهده لایه Network نیست پس برای پروتکل IP آن فیلدی بدین قصد منظور نشده است و این وظیفه به سایر لایه های شبکه محول شده است.اما در مقایسه بین ATM و IP4 هر دو فیلد کنترل خطای هدر را دارند. باید گفت که این فیلد در ATM بهیه تر شده و بسیاربهتر عمل می کندزیرا خطایابی در IP4 به روش Check Sum صورت می گیرد که تنها قادر به کشف خطا بوده و به هیچ وجه نمی تواند آنرا اصلاح یا به اصطلاح Recovery کند در صورتیکه در ATM عمل خطایابی بوسیله کد همینگ (Hamming Code ) انجام می شود که علاوه بر تشخیص خطا می تواند آنرا اصلاح کند و این خود در کاهش ترافیک (Congestion) شبکه بسیار مفید است و حتی اگر هم نیازی به ارسال مجدد باشد فقط باید 53 بایت را دوباره ارسال کند.

شکل8-1 ساختار پکت ATM

اما در مورد ثابت بودن پکت و مقایسه آن با پروتکلهای IP4 و IP6 همانگونه که در شکلها بطور کامل مشخص شده است IP6 از این نظر نسبت به IP4 بهتر شده ، زیرا بخش هدر که قبلاً در Ip4 اندازه آن متغییر بود در Ip6 به صورت ثابت در آمده و حتی از نظر تعداد فیلد کمتر شده پس تا حدی توانسته است در ابن موارد خود را بصورت بهینه در آورد. اما این جنبه در ATM به اوج درجه بهینه سازی رسیده است یعنی در آن هر دو بخش هدر و دیتا ثابت شده اند . پس کامپیوتر های واسط (IMPS ) در شبکه با سرعت بیشتری می توانند بسته های اطلاعاتی را خوانده و مسیردهی کنند زیرا که ثابت بودن این بخشها خود یک عامل در کاهش تعداد فیلدهای مورد استفاده در هدر است.

نکته قابل توجه آن است که بر خلاف ساختار پکت در IP4 و IP6 ، در ساختار پکت های ATM فیلدهای آدرس گیرنده و فرستنده دیده نمی شود علت این موضوع را می توان در ماهیت این نوع شبکه جستجو کرد یعنی در این نوع شبکه برخلاف پروتکلهای اینترنتی که عموماً به روش Connection Less عمل می کنند این شبکه ماهیت ارتباط گرا یا Connection Oriented دارد زیرا به محض اتصال یک Device مثل کامپیوتر به شبکه سریع یک مسیر ثابت بین آن کامپیوتر و نزدیکترین سوئیچ ایجاد می شود و در واقع می توان گفت مرحله call setup بطور اتوماتیک انجام می شود و مسیر برقرار شده در حافظه سوئیچ نگهداری می شود .حتی الگوریتم مسیریابی در این نوع شبکه نیز یکی از ساده ترین انواع الگوریتم های مسیریابی است.

شکل10-1 ساختار پکت در IP6

اما در این نوع شبکه بسیار کارامد است . الگوریتمی که بکار می رود از انواع الگوریتم های وفقی و ناسازگار است که در ان مسیر انتقال بسته های اطلاعاتی از قبل مشخص شده و فرستنده از آن باخبر است.

با توجه به شکل بسته اطلاعاتی در پروتکل ATM می توان موارد زیر را استنباط نمود:

10-1) انواع روشهای انتقال اطلاعات

 ATM سرعتهای متفاوتی را برای انتقال اطلاعات فراهم می كند:

1.سرعت كم: برای تلفن و فاكس

2.سرعت متوسط : برای تلفن تصویری

3.سرعت زیاد : برای كیفیت بالای تصویری و كتابخانه تصویری

جدول 2-1مقایسه بین شبكه ATM و شبكه معمولی و شبكه مخابرات

شبکه ATM را می توان برای شبکه های محلی LAN و شبکه های گسترده WAN مورد استفاده قرار داد. استفاده از ATM برای شبکه های محلی متداول نیست چراکه شبکه های ATM پیچیده و گرانقیمت می باشند.اغلب طراحان شبکه ترجیح می دهند که از اترنت گیگا بیت برای شبکه های محلی استفاده کنند. اما به هر حال ، ATM برخلاف اترنت گیگا بیت از سرعت ثابت ارسال بیتی برای مبادله داده های صوتی و تصویری ، مبادله بلادرنگ داده ها و کیفیت بالای سرویس (QOS )پشتیبانی می کند. با استفاده از پروتکل QOS (IEEE 802.1Q) در لایه بالاتر از اترنت گیگا بیت می توان بسته ها را اولویت بندی کرد. در نتیجه به بسته هایی که باید بلادرنگ مبادله شوند اولویت بالایی داده شده و به بسته هایی که نسبت به زمان حساس نیستند اولویت پایینی داده خواهد شد. اترنت گیگابیت بقدری سریع رشد کرده که به یکی از مشهورترین شبکه های LAN تبدیل شده است، در حالیکه ATM به شکل گسترده ای در شبکه های WAN مورد استفاده قرار می گیرد.

12-1) شبکه های اتصال گرا : ATM , Frame , Relay , X.25

اولین شبکه اتصال گرا که وارد سرویس عمومی شد ، شبکه X.25 بود . این شبکه در اوایل دهه 1970 و در زمانی طراحی شد که شرکتهای تلفن بصورت انحصاری عمل می کردند و هر کشور شبکه ملی خاص خود را داشت . برای استفده از X.25 ، ابتدا کامپیوتر مبدأ با ماشین مقصد تماس تلفنی برقرار می کرد . از آنجائیکه در آن واحد تماسهای مختلفی می توانست وجود داشته باشد ، به هر تماس تلفنی یک شماره داده می شد. بسته های داده بسیار ساده بودند : یک سرایند 3 بایتی و بدنه ای متشکل از 128 بایت . سرایند تشکیل می شد از یک شماره تماس 12 بیتی ، یک شماره ترتیب بسته (Packet Sequence Number ) و چند بیت متفرقه.

شبکه های X.25 به مدت نزدیک به یک دهه با موفقیت نسبی کار کردند.در دهه 1980 شبکه های X.25 جای خود را به نوع جدیدی از شبکه های اتصال گرا بنام Frame Relay (رله فریم) دادند. این شبکه جدید اساساً هیچ نوع کنترل خطا و کنترل جریانی نداشتند و بسته ها به همان ترتیب دریافت در مقصد تحویل می شدند البته اگر به مقصد می رسیدند . این سه خصوصیت ( فقدان کنترل خطا ، فقدان کنترل جریان و تحویل ترتیبی بسته ها ) شبکه های Frame Relay را بسیار شبیه یک LAN بزرگ می کند و در واقع بزرگترین کاربرد آن هم همین است : اتصال چند LAN دور از هم ، ایجاد یک LAN بزرگ.

شبکه های ATM یا مد انتقال آسنکرون که به نام رله سلولی نیز شناخته می شود از قابلیت اطمینان و کیفیت امکانات دیجیتال مدرن بهره می گیرد تا سوئیچینگ بسته ای سریعتر X.25 را فراهم نماید و از جهتی مشابه سوئیچینگ بسته ای با استفاده از X.25 و Frame Relay می باشد. مانند سوئیچینگ بسته ای و Frame Relay و ATM شامل انتقال داده ها در دسته های مجزا است . و همچنین مانند س.ئیچینگ بسته ای و Frame Relay امکان مالتی پلکس نمودن چندین اتصال منطقی را بر روی یک رابط فیزیکی دارد . در ATM جریان اطلاعات در هر اتصال منطقی به صورت بسته هایی با اندازه ثابت به نام سلولها سازماندهی شده است. ATM یک پروتکل کارامد با حداقل توانایی های کنترل جریان و کنترل خطا می باشد. این عمل ، سربار پردازش سلولهای ATM و تعداد بیت های سربار لازم برای هر سلول را کاهش می دهد ، بنابراین باعث می شود ATM با سرعت انتقال داده بالایی عمل نماید. علاوه بر آن استفاده از سلولهایی با اندازه ثابت ، پردازش لازم در هر گره ATM را ساده می نماید و استفاده از ATM را در سرعت های انتقال داده بالا حمایت می کند.

13-1) اتصالات منطقی ATM

اتصالات منطقی ATM ، اتصالات کانال مجازی (VCCs) نامیده می شود. یک شبکه VCC مشابه مدار مجازی در X.25 می باشد و واحد اصلی سوئیچینگ در شبکه ATM است. یک VCC بین دو کاربر انتهایی ، از طریق شبکه و جریانی Full_Duplex با سرعت متغیر از سلولهایی با اندازه ثابت که از طریق این اتصال مبادله می شوند ، آماده سازی می گردد. VCC ها بریا تبادل بین کاربر _ شبکه (سیگنالینگ کنترل) و تبادل شبکه _ شبکه ( مدیریت شبکه و مسیریابی ) استفاده می شوند. یک اتصال مسیر مجازی (VPC ) دسته ای از VCC ها را دنبال می کنند ، در یک VPC با هم سوئیچ می شوند. مفهوم مسیرمجازی در پاسخ به تمایل برای شبکه های سرعت بالا توسعه داده شد که در آنها ، هزینه کنترل شبکه نسبت به هزینه کل شبکه بسیار زیاد است. تکنیک مسیر مجازی ، با گروه بندی اتصالاتی که مسیرهای مشترکی را از طریق شبکه ، به یک واحد بطور مشترک استفاده می کنند, به کاهش هزینه کنترل کمک می کند . سپس اعمال مدیریت شبکه می توانند بر روی تعداد اندکی از گروههای اتصالات بکار گرفته شوند، به جای اینکه روی تعداد زیادی از اتصالات مجزا عمل نماید. چند فایده استفاده از مسیرهای مجازی عبارتند از :

14-1) استفاده های اتصال کانال مجازی

نقاط انتهایی VCC می توانند کاربران نهایی ، موجودیت های شبکه یا یک کاربر نهایی و یک موجودیت شبکه باشند. در همه موارد جامعیت دنباله سلول ،در VCC حفظ می شود که عبارت است از تحویل سلولها به همان ترتیبی که ارسال می شوند . اینک مثالهایی از این سه کار بر VCC را در نظر می گیریم :

15-1) خصوصیات مسیر مجازی _ کانال مجازی

توصیه I.150 از ITU_T خصوصیات زیر را برای اتصالات کانال مجازی لیست نموده است :

I.150 خصوصیات VPC ها را نیز لیست می نماید . اولین چهار خصوصیت لیست شده، مشابه موارد مربوطه به VCC ها می باشد یعنی کیفیت سرویس ، VPC های سوئیچینگ و نیمه دائم ، جامعیت دنباله سلول و مبادله پارامتر ترافیک و نظارت بر استفاده ، همگی از خصوصیات VPC نیز هستند . چند دلیل برای این تکرار وجود دارد: اول ، این عمل باعث انعطاف در نحوه مدیریت سرویس شبکه بر نیازهای مربوط به آن می شود. دوم ، شبکه باید به تمامی نیازهای یک VPC توجه داشته باشد و در یک VPC ، ایجاد کانالهای مجازی با پارامترهای داده شده را انجام دهد. درنهایت ،پس از آماده سازی VPC برای کاربران نهایی ، امکان ایجاد VCC های جدید وجود دارد. علاوه بر آن ، خصوصیت پنجم لیست شده برای VPC ها عبارتند از :

16-1) سیگنالینگ کنترل

در ATM ، مکانیزمی برای ایجاد و حذف VPC ها و VCC ها لازمست. تبادل اطلاعات موجود در این فرایند ، سیگنالینگ کنترل نامیده می شود و توسط اتصالات مجزا از آنهایی که در حال مدیریت شدن هستند، انجام می گیرد. برای VCC ها ، توصیه I.150 چهار روش را برای فراهم نمودن امکان ایجاد _ حذف مشخص کرده است. یکی از این روشها یا ترکیبی از آنها در هر شبکه خاص استفاده خواهد شد :

1- VCC های نیمه دائم می توانند برای تبادل کاربر به کاربر استفاده شوند در این حالت سیگنالینگ کنترل لازم نیست .

2- اگر کانال سیگنالینگ کنترل مکالمه از قبل ایجاد نشده باشد ، یکی باید

مطالب مشابه :

اینترنت پرسرعت شرکت مخابرات خراسان جنوبی - مشترکین طبس لطفا تنظیمات vpi و vci مودم خود را به 0 و

vpi:8 vci:35 vpi: 0 vci: 35 توی جای یوزرنیم و پسورد هم اونی که مخابرات برات داده

vci و vpi دو مقدار مهم در تنظیمات مودم هستند که مشخص ، اکثر 2020 مخابرات ،ماکس نت vpi=8 & vci=81

» مشترکین طبس لطفا تنظیمات vpi و vci مودم خود را به 0 و 35 تغییر دهند . ( جمعه بیست و یکم تیر ۱۳۹۲ )

پس از وارد کردن VPI و VCI نیاز دارید تا مقدار Connection Type را نیز بروی PPPoE LLC تغییر دهید.

7- به جز مواردی که اشاره می شود سایر موارد را تغییر ندهید ، مقادیر vpi\vci بصورت مخابرات .

در حال حاضر در صفحه بعد ما باید برای ورود به مقادیر vpi / vci را

شبکه های vci & atm. الف- دستگاههای واسط خاصی بنام Switch of ATM که کاملاً دیجیتالی پیشرفته اند.