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IP su ATM

di: Fabrizio Badini

Concetti basilari del funzionamento di ATM

La tecnica di trasporto ATM è una tecnica a commutazione di pacchetto ed orientata alla connessione.

Ricordiamo che "commutazione di pacchetto" significa che i dati non fluiscono in maniera continua (stream oriented) bensì arrivano agli host scaglionati a gruppi denominati pacchetti che viaggiano in rete come unica entità. Una tecnica "orientata alla connessione" significa che, prima di trasmettere da un host ad un altro, gli host devono "parlarsi" per mettersi d'accordo su alcuni parametri che devono "comunicare" anche a tutti i nodi intermedi (router, switch ecc.) che trasferiscono i dati. Poi, questi nodi devono dare alcune garanzie, come il fatto che una volta instaurata la connessione i dati fluiscano "quasi" senza problemi (a meno di una piccola probabilità di cell dropping) lungo un determinato percorso e che la stessa connessione non possa "cadere" in condizioni ordinarie per la rete ma solo per problemi straordinari. Le stesse garanzie che vengono date nei normali collegamenti telefonici.

Infatti ATM è (pur essendo "nata" all'interno dei Bell Labs nella prima metà degli anni 80') è stata sviluppata all'interno del mondo "telefonico" e successivamente è stata adottata anche dal mondo "informatico" ovvero per interconnessione di calcolatori; una riprova è che gli enti che standardizzano ATM sono essenzialmente due:

• ITU-T : International Telecomunication Union -Telecommunication Sector , esso ha promosso fortemente ATM in quanto ha adottato gli sforzi degli operatori telefonici che tendevano alla creazione di uno standard per la B-ISDN.
• ATM Forum : una organizzazione di standardizzazione nata per volontà di industrie manifatturiere del settore informatico e delle reti di calcolatori.

Con la tendenza alla fusione del mondo informatico sono aumentati i punti in comune degli standard, ad esempio molte compagnie telefoniche e manifatturiere che lavoravano solo per il settore telefonico sono entrate a far parte di ATM Forum il quale ha cominciato un dialogo con ITU-T che tende a produrre un unico standard ATM. In questo settore, da pochi anni, ha cominciato ad intervenire IETF (Internet Engineering Task Force) ovvero l'ente standardizzatore di Internet. Questo perchè negli ultimi anni , nonostante carenze negli standard, le reti ATM sono divenute una realtà, per cui si e sentito il bisogno di standardizzare il loro uso in Internet.

I pacchetti ATM sono chiamati "celle" e sono di dimensione fissa pari a 53 byte per 48 byte di payload e 5 byte di header così strutturati:

di cui quelli nel header hanno il seguente significato:

• GFC - Generic Flow Control: campo necessario per il controllo della congestione. E' da notare come ATM sia peculiare, rispetto ad altre tecniche di trasporto, potendo operare ad un livello cosi basso il controllo della congestione.
• VPI/VCI - Virtual Path Identifier/Virtual Channell Identifier: sono i campi che servono per l'instradamento, ovvero una volta determinato l'indirizzo ATM a cui mi devo connettere questi identificativi sono utilizzati dagli switch del collegamento per instradare i pacchetti
• PT - Payload Type: Identifica se la cella ATM e di traffico utente o di traffico di management
• CLP - Cell Loss Priority: se vale 1 la cella può essere scartata in caso di congestione dello switch
• HEC - Header Error Control: e il risultato di un codice ciclico applicato solo sull'header della cella.

Dato che ATM si e sviluppato in due mondi diversi, quando si parla di ATM si devono distinguere due approcci:

• ATM non nativo: in questo caso ATM non e l'equivalente del livello 2 OSI in quanto le celle ATM vengono trasportatie all'interno di altri protocolli, ad esempio Synchronous Digital Hierarchy (SDH) usta per connessioni punto-punto nella rete telefonica. Qui le celle viaggiano come payload all'interno di frame di un protocollo più "basso" relativamente alla pila OSI. Queste reti non ci interessano poiché non sono reti ATM vere e proprie.
• ATM nativo: in questo caso la rete e nativa ATM, e gli switch commutano le singole celle ATM che viaggiano isolate. Le informazioni dell'header sono sufficienti a garantire l'instradamento. Studieremo questo utilizzo di ATM.

Di seguito descriviamo il funzionamento di queste reti ATM native.

1. concetti base di funzionamento ATM: vengono spiegati i concetti fondamentali del funzionamento di ATM
2. segnalazione ed indirizzamento in una rete ATM nativa: si sottolineano concetti propri della segnalazione utili ai fini della comprensione di aspetti peculiari di una rete ATM
3. routing ATM: qui viene spiegato il concetto base del instradamento dei pacchetti su di una rete ATM