Bilgisayar Ağları, NKÜ bilgisayar mühendisliği ders notları. fiber ağlar, katmanlar

1. FDDI- Fiber Distributed
Data Interface
1[E.B]

2. 1.FDDI teknolojisi
• FDDI fiziksel ortamı fiber optik kablodur.
• Yola erişim için “jeton geçirmeli” (token
passing) yöntemini kullanılır.
• Biri yedek sayılabilecek 2 halka yolu vardır
2[E.B]

3. 3[E.B]

4. 4[E.B]

5. 2.FDDI Mimarisi
5[E.B]

6. 2.a.FDDI Ağ cihazları/Arayüzleri
6[E.B]

7. 7[E.B]

8. 8[E.B]

9. 9[E.B]

10. 2.b. FDDI Çerçeve Formatı
10[E.B]

11. 11[E.B]

12. 12[E.B]

13. 3.FDDI-II
13[E.B]

14. 3.a. FFOL-FDDI Follow-On LAN
14[E.B]

15. 3.b. CDDI- Copper Distributed Data
Interface
15[E.B]

16. 16[E.B]
IBM Turboways ATM 155 PCI network interface card
ATM
(Asynchronous Transfer Mode)

17. ATM (asynchronous Transfer Mode)
• Ağ teknolojisi ses, veri ve video gibi değişik türden
bilgilerin aynı ortamdan hızlı bir şekilde aktarılmasını
sağlayan bir anahtarlama/çoklama teknolojisidir.
• Kısacası bağlantı aktarım protokolüdür.
• LAN, MAN, Wan uygulamalarında omurga ağ olarak,
hızlı ve performansı yüksek, kullanıcı sayısından
bağımsız bir omurga ağ olarak kullanılabilir.
• Güçlü anahtarlama alt yapısı ile farklı türden trafikleri
destekler.
17[E.B]

18. 1.a. Hücre, Ses ve veri aktarımı
• ATM teknolojisinin en önemli özellikleri:
– Aktarımda hücre (cell) olarak adlandırılan küçük ve sabit
uzunlukta veri paketleri kullanması
– Ses, veri ve video uygulamalarının gereksinim duyduğu
farklı türde hizmet sınıflarını desteklemesi
– Ses, veri ve video uygulamalarının gereksinim duyduğu
hizmet kalitesini sunması
– Ağ içindeki kullanıcı sayısından bağımsız yüksek bir başarım
sunması
18[E.B]

19. 19[E.B]
• ATM iletim ortamını oluşturan fiziksel hat
üzerinde sanal yollar ve onların içerisinde de bir
den çok sanal kanallar kullanılabilir.
• Her bir uygulama bu sanal kanallar üzerinden
aktarım gereksinimi sağlar.

20. 1.b.Bağlantı Gereksinimi
• Aynı telefon konuşması yapılabilmesi için karşı tarafla bağlantı
kurulması gerektiği gibi ATM’de de iki düğüm arasında önceden
bağlantı kurularak aktarım süresince veri paketçikleri/hücrelerinin
izleyeceği yol belirlenir.
• Daha sonra,aktarılacak hücreler bu yol üzerinden, izlenecek yol belirli
olduğu için uç düğüm (alıcı-verici) adresleri hücre içerisine
koyulmadan aktarılır.
20[E.B]

21. 1.c.Temel Aktarım Paketi/Hücre (Cell)
• ATM’de veri aktarımı için sabit uzunlukta 53 byte’lık hücreler
(paketçik) kullanılır.
• 53 byte’ın 5 byte’ı başlık, 48 byte da aktarılacak veri yükü içindir.
• Aktarım için gerekli bağlantı önceden zaten kurulmuş olduğundan,
başlık bilgisi oldukça kısadır.
• Ayrıca aktarım için kullanılan hücrelerin sabit uzunlukta olması
daha hızlı ve donanım karmaşıklığı daha az olan ATM anahtarlama
cihazlarının tasarlanmasına imkan vermektedir.
21[E.B]

22. 22[E.B]
(UNI-User to Network Interface)

23. 23[E.B]

24. 2.a.Bağlantı Ara yüzleri
(UNI-User to Network Interface)(NNI-Network to Network Interface)
• ATM ağlar için iki tür bağlantı arayüzü tanımlanmıştır:
1. UNI-User to Network Interface: ATM portu olan uç
sistemlerin ATM ağa bağlantısı için kullanılır.
• ATM hücresinin başlık bilgisi önceki anlatılan gibidir.
24[E.B]
VPI-Virtual path identifier

25. 2. NNI-Network to Network Interface: ATM bulutu
oluşturan anahtar cihazların birbirlerine bağlanması için
kullanılır.
– ATM hücresinin başlık bilgisi GFC alanı içermez, bu
alan VPI (Virtual path identifier) alanına eklenerek
VPI 12 bit’e çıkartılmıştır.
25[E.B]

26. • Şekilde iki ayrı ATM bulutu vardır.
• Bulut içindeki anahtarlar ve iki bulut birbirlerine NNI ile
bağlıdır.
• ATM portu olan Ethernet anahtar, yönlendirici ve ATM ağ kartı
ağa UNI ile bağlıdır.
26[E.B]

27. • Yukarıdaki örnekte A düğümünden B düğümüne bir bağlantı
kurulmuştur (… ile gösteriliyor.)
• Bu bağlantı 5 ara-yol ve 4 ara-düğümden geçer.
• A düğümünden çıkan hücreler şu yolu izler:
– A UNI arayüzü,
– Bir ATM anahtar,
– NNI ara yüzler
– B UNI arayüzü
• A ve B uçları aynı ATM anahtara bağlı olsaydı en kısa yolu yani 2
arayolu izleyeceklerdi. 27[E.B]

28. 2.b.Sanal Devreler (Virtual circuits)
• ATM ağda iletişimde bulunacak iki düğüm arasında aktarım
işlemi yapılabilmesi için önceden iki düğüm arasında sanal devre
kurulmuş olmalıdır.
• Sana devrelerin oluşturulmasında iki farklı yol izlenilmektedir:
1. İletişimden hemen önce sanal devrenin kurulması ve
aktarım işlemi bittikten sonra kaldırılmasıdır. Buna
anahtarlamalı sanal devre (SVC-Switched Virtual Circuit)
denir. Dial-up bağlantıya benzer.
2. Sanal devre sistem konfigürasyonu aşamasında kurulur ve
silinmediği sürece kalır. Buna da kalıcı sanal devre (PVC-
Permanent Virtual Circuit) denir. Kiralık hat uygulamasını
andırır.
28[E.B]

29. • İletişimi başlatmak isteyen bir uç karşı düğüm ile aralarında sanal
bir bağlantı (VC-Virtual Connection) kurulması işlemini
başlatmalıdır.
• Sanal bağlantı kurulunca, o bağlantının uçtan uca güzergahını
belirleyecek bir takım yol ve kanal numaraları atanır.
• Daha sonra o bağlantı yolu üzerinden aktarılacak hücreler bu
numaraların kullanılmasına dayanarak anahtarlanır.
29[E.B]

30. • ATM adresleri hücrelerin aktarılması için kullanılmaz,
yalnızca sanal bağlantı için kullanılır.
• Hücreler, hücre başlığı içinde bulunan sanal yol numarası
ve sanal kanal numarası kullanılarak aktarılır.
30[E.B]

31. 2.b.1. Anahtarlamalı Sanal Devre
(SVC-Switched Virtual Circuit)
31[E.B]

32. 2.b.2. Kalıcı Sanal Devre
(PVC-Permanent Virtual Circuit)
32[E.B]

33. 2.c.Sanal Yol - Sanal Kanal
(Virtual Path – Virtual channel)
33[E.B]

34. 34[E.B]

35. 35[E.B]

36. 3.ATM Mimarisi
• ATM mimarisi 3 katmandan oluşmaktadır.
– En altta veri paketlerinin aktarım ortamı üzerinden bit düzeyinde
aktarılmasın ı sağlayan fiziksel katman.
– Bir üstte ATM katmanı,
– Onunda üstünde ATM adaptasyon katmanı
• Bu üç katman OSI başvuru modelinde 2 katmana karşılık gelir.
• OSI’nin 3.katmanı olan IP, IPX protokol bazında denetimleri ve
yönlendrimeleri kapsamadığından ATM ağ, protokol bağımsız
(saydam) bir ağdır. Her türlü trafiği aktarır.
36[E.B]

37. 37[E.B]

38. 3.a. Fiziksel Katman
38[E.B]

39. 39[E.B]

40. 40[E.B]

41. 3.b.ATM katmanı
41[E.B]

42. 3.c.ATM Adaptasyon Katmanı
(ATM Adaptation Layer-ALL)
42[E.B]

43. • Her uygulama türünün kendine has gereksinimleri
vardır. AAL bu gereksinimleri karşılar; bu amaçla
değişik türde hizmet sınıflarına sahiptir.
• Bunlar AAL1, AAL2, AAL3/4 ve AAL5 olarak
adlandırılır ve her biri değişik kriter gereksinimi
olan uygulamalara hizmet sunar.
43[E.B]

44. • ATM adaptasyon katmanı kendi içinde iki alt
katmana ayrılmıştır.
1. Dönüşüm (convergence Sublayer, CS)
Bu katman genel olarak ATM ile ATM olmayan
bağlantıda format dönüşümü yapan fonksiyonları
yerine getirir.
44[E.B]

45. 2. Dilimleme ve birleştirme (Segmentation and reassembly,
SR):
Bir hücrenin veri yükü alanından büyük veri parçalarını
dilimleyerek 48 byte’dan oluşan küçük dilimlere ayırır
veya tersine kendisine gelen 48 byte’lık dilimlerden, bir
üstünde bulunan dönüşüm katmanının kabul edeceği
büyüklükte parçalar elde eder.
45[E.B]

46. 4. Hizmet Sınıfları
(Class of services-Cos)
• ATM adaptasyon katmanının hizmetleri üç farklı
parametreye dayanılarak dört farklı sınıfta
toplanmıştır. Parametreler:
1. Gönderen ile alıcı arasında zaman duyarlılık
gereksinimi –var/yok
2. Bit akışı/oranı – sabit/değişken
3. Bağlantı modu – Bağlantıya yönelik/bağlantısız
46[E.B]

47. • Örnek:
1. ses aktarımının, zamana duyarlılık gereksinimi
vardır, sabit akış gerektirir.
2. Veri aktarımının zaman duyarlılığı yoktur ve
değişken bit akışıyla gerçeklenebilir.
47[E.B]

48. • Yukarıdaki tabloda gösterilen hizmet sınıflarının herbiri
genel olarak farklı uygulamalara yöneliktir.
• Örneğin A sınıfı hizmet zamana duyarlı, sabit bit akışını
sağlayan ve bağlantıya yönelik bir ortam sunar; bu tip
hizmet sınıfı ses ve video aktarımı için uygundur.
• C sınıfı hizmet veri aktarımı için uygundur.
• Kısacası, ATM üzerinden klsik LAN verilerinin
aktarılması için AAL5 ( C ve D sınıfı) hizmeti, PBX gibi
sistemlerin bilgileri aktarılırken AAL1 (A sınıfı) hizmet
kullanılır.
48[E.B]

49. • Şekilden görüleceği gibi; PDU olarak adlandırılan ve üst
düzey protokollardan veya uygulamalardan gelen hücreler,
ATM adaptasyon katmanından geçerken:
1. Önce kullanılan AAL hizmet türüne göre dönüşüm alt
katmanında (CS) parçalanır ve CS-PDU olarak adlandırılan
parçalar elde edilir.
2. CS-PDU’lar içine ilgili AAL’in başlık ve kontrol bilgileri
yerleştirilip bir altında bulunan dilimleme ve birleştirme alt
katmanına aktarılır
49[E.B]

50. 3. Dilimleme alt katmanı kendisine gelen CS-PDU paketlerini
48 byte’tan oluşan ve hücrelerin veri alanına koyulacak
küçük dilimlere ayırır.
4. ATM katmanı, bu dilimlere hücre başlık bilgileri ekler
alıcısına iletilmesi için fiziksel katmana geçirir.
50[E.B]

51. 4.a. CBR, ABR, VBR ve UBR
• ATM hizmetleri bit akışına göre de sınıflandırılmıştır.
51[E.B]

52. • CBR (Continuos Bit Rate):
– Sabit bir bit akışı gereksinimi olan video ve ses aktarımlarında
kullanılır.
– Uçtan uca sabit bir band genişliğini garanti eder.
– Sayısal telefon santrali olan PBX’ler bu hizmet sınıfı üzerinden
birbirlerine aktarım yapabilirler.
• VBR (Variable Bit Rate):
– Bit akışının birden arttığı ve sonrasında azaldığı, ne zaman ne
kadar artacağı belli olmayan, ancak arttığı zaman aktarılması
gereken uygulamalar için kullanılır.
– Kendi içinde rt-VBR (real time VBR) ve nrt-VBR (non real time
VBR) olmak üzere iki alt sınıfa ayrılır.
52[E.B]

53. • ABR (Available Bit Rate):
– Önceliği az olan ve band genişiliği garantisini en az veren
hizmet sınıfıdır.
– Genel olarak diğer hizmet sınıflarından kalan boş band
genişliği kullanılır.
– LAN’ların klasik verisini aktarmak için uygundur.
– Tıkanma oluşmasında hücre kaybı olmaması için tıkanma
kontrolü yapılır.
• UBR (Unspectified Bir Rate):
– Akış kontrolü yapılmaz,
– İletişimde garanti yoktur. 53[E.B]

54. 5. ATM adresleri
54[E.B]
• ATM adresleri 20 Byte uzunluğundadır
• Ağ içinde bulunan ATM cihazlarına kimlik
kazandırmak için ve iletişim yapılması için
gerekli olan sanal bağlantının kurulmasında
kullanılır.

55. • ATM ağa UNI (User to Network Interface) ile bağlı bir uç
cihaz, iletişim yapma gereksinimi duyduğunda, karşı tarafla
aralarında bir PVC (Permanent Virtual Circuit) yoksa
dinamik bağlantı kurma yöntemi olan SVC’nin (Switched
Virtual Circuit) kurulması isteğinde bulunmalıdır.
• SVC kurulurken o bağlantı için VPI/VCI (Virtual path
identifier/Virtual Channel Identifier) değerleri belirlenir ve o
oturum için aktarılacak tüm hücreler bu değerler kullanılarak
aktarıldığından ATM teknolojisinde adreslerin uzun olması
verimi etkilemez.
55[E.B]

56. • ATM adresleri temel olarak iki parçadan
oluşmuştur.
1. Ağ parçası: Bir ATM ağı için aynı olup ağı
temsil eder
2. Kullanıcı parçası: Aynı ATM içerisindeki
ATM cihaza ait özel bir değerdir ve onun
kimliği niteliğindedir.
56[E.B]

57. • Ağ ve kullanıcı parçaları da kendi içlerinde
alt parçalara ayrılarak adreslemede güçlü bir
hiyerarşik yapı elde edilmiştir.
• Bu durum küçük bir ATM ağında pek
önemli değilken, büyük boyutlu bir ATM
ağında oldukça önemlidir.
57[E.B]

58. • ATM adresleri (ilk byte’ta hangi formatı
kullanılacağını gösteren) üç tür format kullanır.
1. DCC (Data Country Code) Formatı
2. E-164 (ISDN’de kullanılan numaralama) formatı
3. ICD (International Code Designer) formatı
58[E.B]

59. • AFI (Authority Format Identifier): Kullanılan format türüdür.
• AFI özel alanı: üreten firmanın özel kodudur.
• RD (Routing Domain) ve Area alanları: ATM içerisinde
anahtarlamanın etkin bir şekilde sağlanması için alt ağ ve
bölgeler oluşturmak için kullanılır.
• ESI (End Station Identifier): bir uç cihaza ait adres parçasıdır.
• SEL (SELector Field): Bu alan için henüz bir tanımlama
yapılmamıştır.
59[E.B]