ATM-tekniikka
Grönlund, Mikko (2008)
Lahden ammattikorkeakoulu
2008
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-200904302313
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-200904302313
Tiivistelmä
Asynchronous Transfer Mode (ATM) on pakettikytkentäinen, yhteydellinen siirtoyhteyskerroksen protokolla, joka segmentoi verkkokerroksen vaihtuvamittaiset paketit määrämittaisiin soluihin ja siirtää ne ennalta muodostettuja loogisia virtuaaliyhteyksiä pitkin.
Tämän opinnäytetyön teoriaosassa on peruskäsitteiden lisäksi käsitelty CLIP ja LANE, joita käytetään lähiverkkoemulointiin. Näiden lisäksi on käsitelty MPOA, MPLS ja PNNI, joista MPOA ja MPLS laajentavat ATM:n verkkokerrokselle, ja PNNI on ATM:n reititys- ja signalointiprotokolla. Käytännön osassa on keskitytty 1483-kapselointiin, joka sillattuna kanavoi protokollat samaan virtuaalikanavaan ja reititettynä omiin virtuaalikanaviinsa, LAN-emulointiin ja QoS:ään. Käytettyjen laitteiden määrän ja ominaisuuksien johdosta kaikkia teoriaosassa käsiteltyjä tekniikoita ei ole testattu käytännössä. Tarkoituksena on ollut antaa ohjeet tekniikoiden käyttöönottoon niin kuin se on pienessä laboratorioverkossa mahdollista, määrittää kaistanleveysparametrit DVD-videon virheettömään siirtoon ylivaraamatta resursseja ja osoittaa eri liikennetyyppien prioriteetit toisiinsa nähden.
Käytännön toteutuksessa on käytetty pysyvästi muodostettuja yhteyksiä, joten PNNI:tä ei ole käytetty. Tuettujen tekniikoiden testauksessa on riittänyt ping-komennon onnistuminen. Tracert-komentoa on käytetty reititystietojen tulostamiseen. Palvelun laatua on testattu rajoittamalla virtuaalipolun kaistanleveyttä ja vertaamalla sen vaikutusta eri liikennetyyppeihin sekä analysoimalla videon laatua tiedonsiirron jälkeen kaistanleveyden funktiona. Videon laadun parametrit on esitetty MOS-arvoina.
Tulosten perusteella ATM vaatii solutasolla moninkertaisen kaistanleveyden verrattuna videon synnyttämään bittivirtaan verkkokerroksella, koska saman nopeuden saavuttaakseen paketit on ehdittävä segmentoida ja solut koottava uudelleen. Solutason kaistanleveys laski vain 20 % bittivirran puolittuessa. Sama 20 % voidaan vielä tinkiä kaistanleveydestä videon laadun siitä häiritsevästi heikkenemättä. Seuraava askel olisi ollut verrata pakkausalgoritmien tehokkuutta ja laatua ja testata kuinka alas bittivirta ja ylivarauksen avulla kaistanleveys voidaan asettaa laadun siitä havaittavissa määrin heikkenemättä. Koska algoritmien vertaamiseen soveltuvan ohjelmiston ilmainen koeversio oli liian rajoittunut ja liikenteen tuottaminen vaikeaa PCR/SCR-suhteen ollessa suuri, rajattiin algoritmien tarkempi vertailu tämän opinnäytetyön ulkopuolelle.
Tämän opinnäytetyön teoriaosassa on peruskäsitteiden lisäksi käsitelty CLIP ja LANE, joita käytetään lähiverkkoemulointiin. Näiden lisäksi on käsitelty MPOA, MPLS ja PNNI, joista MPOA ja MPLS laajentavat ATM:n verkkokerrokselle, ja PNNI on ATM:n reititys- ja signalointiprotokolla. Käytännön osassa on keskitytty 1483-kapselointiin, joka sillattuna kanavoi protokollat samaan virtuaalikanavaan ja reititettynä omiin virtuaalikanaviinsa, LAN-emulointiin ja QoS:ään. Käytettyjen laitteiden määrän ja ominaisuuksien johdosta kaikkia teoriaosassa käsiteltyjä tekniikoita ei ole testattu käytännössä. Tarkoituksena on ollut antaa ohjeet tekniikoiden käyttöönottoon niin kuin se on pienessä laboratorioverkossa mahdollista, määrittää kaistanleveysparametrit DVD-videon virheettömään siirtoon ylivaraamatta resursseja ja osoittaa eri liikennetyyppien prioriteetit toisiinsa nähden.
Käytännön toteutuksessa on käytetty pysyvästi muodostettuja yhteyksiä, joten PNNI:tä ei ole käytetty. Tuettujen tekniikoiden testauksessa on riittänyt ping-komennon onnistuminen. Tracert-komentoa on käytetty reititystietojen tulostamiseen. Palvelun laatua on testattu rajoittamalla virtuaalipolun kaistanleveyttä ja vertaamalla sen vaikutusta eri liikennetyyppeihin sekä analysoimalla videon laatua tiedonsiirron jälkeen kaistanleveyden funktiona. Videon laadun parametrit on esitetty MOS-arvoina.
Tulosten perusteella ATM vaatii solutasolla moninkertaisen kaistanleveyden verrattuna videon synnyttämään bittivirtaan verkkokerroksella, koska saman nopeuden saavuttaakseen paketit on ehdittävä segmentoida ja solut koottava uudelleen. Solutason kaistanleveys laski vain 20 % bittivirran puolittuessa. Sama 20 % voidaan vielä tinkiä kaistanleveydestä videon laadun siitä häiritsevästi heikkenemättä. Seuraava askel olisi ollut verrata pakkausalgoritmien tehokkuutta ja laatua ja testata kuinka alas bittivirta ja ylivarauksen avulla kaistanleveys voidaan asettaa laadun siitä havaittavissa määrin heikkenemättä. Koska algoritmien vertaamiseen soveltuvan ohjelmiston ilmainen koeversio oli liian rajoittunut ja liikenteen tuottaminen vaikeaa PCR/SCR-suhteen ollessa suuri, rajattiin algoritmien tarkempi vertailu tämän opinnäytetyön ulkopuolelle.