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ATM

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Circonstances de la création d'ATM


Il fut un temps où le seul réseau de communication instalélé sur le territoire était le RTC Réseau Téléphonique Commuté.
Description dans ce site en :

C'était un réseau de type "maillé" d'étendue nationale & internationale.

"Commuté" signifiait "mettre physiquement en communication les téléphones de deux abonnés".
Chacun des téléphones d'abonné était relié par des "paires téléphoniques" (deux fils de cuivre) à un central téléphonique proche.
De tels centraux étaient répartis sur tout le territoire.
Dans ces centraux, la mise en communication des lignes était assurée par moulte relais électromécaniques (commutateurs).

L'informatique eut bientôt besoin de communiquer à grande distance (banques, entreprises)
et tenta de se greffer sur ce seul réseau existant alors pour y faire passer des données
.

Ces données (suites de 0 et 1) furent d'abord véhiculées sur le RTC de la même manière que la voix téléphonnique,
grâce à des MODEMS qui changeaient réversiblement les 1 et 0 en fréquences sonores vocales.(Description sur ce site en :)
grâce aux CNA & CAN : Convertisseurs numérique-analogique & inverse à l'arrivée) (Description sur ce site en : )

Mais la commutation électromécanique restait lente et rigide.
Les commutateurs électromécaniques furent remplacés dans les centraux par des commutateurs purement électroniques
qui permirent une plus grande rapidité d'aiguillage

Puis, des ordinateurs remplacèrent les commutateurs dans les centraux.

Tout d'abord pour traiter les transferts de données purement numériques,
Et bientôt pour véhiculer la voix elle-même, car la voix pouvait, elle aussi, se numériser.
Ce fut le début du tout numérique.

La puissance des ordinateurs permit alors d'imaginer d'autres types de "commutation".


Ces ordinateurs eurent entre autre à résoudre le problème de l'adressage.

Comment envoyer les données à l'adresse du destinataire dans un vaste réseau maillé?

Deux techniques se mirent en place cocurremment :

  • La Commutation de paquets
  • La Commutation de circuits (virtuels)

Commutation de paquets

Puisqu'à chaque noeud du réseau se trouve un ordinateur qui peut analyser les données numériques reçues,
il suffit que l'ordinateur expéditeur ajoute aux données un supplément d'information : l''adresse de la station destinataire.
(d'autres informations s'avèreront nécesaires...passons)

Cette adresse se trouve dans l'entête de couche 3 (réseau) qui est encapsulée dans la trame de niveau 2 (liaison)
entre une en-tête et une séquence de contrôle CTRL
.

La longueur du champ "données" étant restreinte,
les messages échangés sont généralement divisés en un grand nombre de trames, (paquets ou datagrammes).

A chaque noeud du réseau un ordinateur lit l'adresse et envoie le paquet d'informations dans la bonne direction.
Ces ordinateurs spécialisés s'appellent routeurs ou un commutateurs (switch) suivant la technique..
(Les diverses techniques de routage sont détaillées dans ce site ici :
)

Dans la technique "commutation de paquets"
ceux-ci peuvent, emprunter plusieurs itinéraires suivant disponibilités (même s'ils appartiennent à un même message)
et même arriver dans le désordre...ou ne pas arriver du tout.
(la couche transport se chargera de récupérer les manquants)

Commutation de circuits : Circuit virtuel - Conduit virtuel ( virtual path).

Une autre méthode d'acheminement consiste à faire en sorte que les ordinateurs des noeuds du réseau dialoguent
pour fixer une liste des machines du réseau disponibles au moment de la demande d'accès,
afin de relier, de noeud en noeud, le demandeur de communication au destinataire final et retour.

Un tel circuit physique pour l'échange de donées n'est en fait qu'une liste de noeuds du réseau à suivre dans l'ordre .
C'est pourquoi on l'appelle Circuit Virtuel Virtual Circuit VC.

D'un échange à l'autre, ce circuit risque de ne pas être le même, physiquement, suivant disponibilités des machines.
Mais une fois une communication entamée, le circuit ne varie plus (aller et retour) jusqu'à la fin de communication.
Les paquets de données arivent toujours dans l'ordre (s'ils arrivent).

Concrètement, pour les machines, un circuit est pleinement caractérisé par un nombre (c'est un numéro.

On peut louer des circuits virtuels.

Un circuit virtuel se caractérise par deux numéros:

Paramètre
Dénomination habituelle
Numéro de circuit virtuel
VC
Virtual Circuit
Numéro de conduit virtuel
VP
Virtual Path


Conduit virtuel -
Virtual Path

Une ligne de transmission de données supporte généralement plusieurs canaux de communication indépendants
disponibles et combinables pour les besoins de la communication.

Un conduit virtuel est un sous-ensemble de canaux physiques de la ligne de transmission de données
liant le demandeur d'échange et le premier ordinateur du réseau qu'il joint,
qui sont alloués suivant les circonstances et disponibilités par ce dernier,
Ils sont numérotés (VP).
A la prise de contact, l'ordinateur appelé du réseau fournit au demandeur
le numéro de circuit virtuel VC et le numéro de conduit virtuel VP.
qui caractériseront tout l'échange.

Comparaison
Commutation de paquets / Commutation de circuits

 
Commutation de circuits
Commutation par paquets
Circuit dédié fixe pour tout le message
Oui
Non
Même route pour chaque paquet du message
Oui
Non
Arrivée des paquets dans l'ordre
Oui
Pas sûr
Possibilité de congestion des voies du réseau
A l'établissement du circuit virtuel
A chaque paquet envoyé
Bande passante disponible
Fixe
Adaptable dynamiquement
Gaspillage de bande passante
Possible
Non
Possibilité d'accumuler les paquets en attendant...
Non
Oui
Facturation
A la distance si circuit virtuel fixe loué
Au débit réel
ATM est basé sur la COMMUTATION DE CIRCUITS
donc sur l'établissement, en début d'échange, d'un
CIRCUIT VIRTUEL
entre ordinateur demandeur de communication et un ordinateur gestionnaire du réseau.

Lors de la prise de contact, ce dernier indique au demandeur
le n° de VC et le n° de VP alloués.

ATM aujourd'hui

Telles ont été, donc, les circonstances dans lesquelles ATM a été inventé.

Pour ses concepteurs, il était destiné à devenir devenir la base DU seul et Unique réseau mondial.
Véhiculant à la fois la voix téléphonique, le son Hi-Fi, l'image vidéo et les données humériques à haut débit.
RNIS-LB (Réseau Numérique à Intégration de Services - Large Bande).

Avec Internet, les circonstances en ont voulu autement en le basant sur un modèle à commutation de paquets d'adresses IP.

Mais la base d'ATM est encore largement utilisée aujourd'hu,i par exemple dans les liaisons par ADSL

ATM
Asynchronous Transfer Mode

Pourquoi "Mode Asynchrone" ?

Synchrone : vient du grec "Syn" (préfixe qui signifie "avec", "ensemble", "en même temps" ) et "Chronos" (le temps).


Deux phénomènes sont "synchrones" s'ils se produisent à des instants réglés par une même horloge.
Si votre arrivée sur les quais n'est pas synchrone avec les horaires de la Cie. de Ch.de Fer vous risquez de rater votre train
qui, lui, est (en principe...) synchrone de l'heure officielle du fuseau horaire concerné.

Si vous avez les moyens, vous pouvez prendre un taxi quand bon vous semble à condition qu'il accepte de vous attendre tout le temps en bas de chez vous...
C'est le mode asynchrone : quand je veux et je ne sais pas quand je voudrai.

Beaucoup de voies de communication numérique dans les réseaux à grand débit sont synchrones.
Les données ne peuvent être prises en charge dans par la voie de transmission qu'à des moments très précis.
(Voir sur ce même site, les réseaux de transmission haut débit : )

ATM permet de véhiculer des données livrées de manière asynchrone sur des voies de communication synchrones.


La cellule ATM
ATM utilise deux types d'interfaces entre machines échangeant des données
  • UNI : User Network Interface : Interface Réseau-Utilisateur
  • NNI : Network Network Interface : Interface entre noeuds du réseau


Cette entête précède le flot binaire de données (48 octets) qui constitue la "charge utile" ( payload) de la cellule.

Pour information....

GFC
Generic Flow Control
N'a jamais bien servi à grand chose à ma connaissance...
VPI
Virtual Path Indication
Numéro de conduit virtuel sur la voie de communication imposée entre hôte souhaitant communiquer et l'ordinateur du réseau qui gèrera la communication.
VCI
Virtual Circuit Indication
Numéro de circuit virtuel établi pour cette communication entre l'hôte souhaitant communiquer et son correspondant distant sur le réseau.
PT
Payload Type
Type de charge utile.(de données transportées)
Ce peut être "données de l'usager" ou "informations de contrôle ou maintenance"
CLP
Cell Loose Priority
Priorité à la perte de cellules lors d'une congestion du réseau..
HEC
Header
Checksum
Total de contrôle d'intégrité de l'entête

ATM et Modèle OSI

L'architecture du réseau complet RNIS - LB (Réseau Numérique à Intégration de Services - Large Bande)
basé sur la couche ATM était vaste et complexe.
Voici la situation, pour information:

 
AAL
ATM Adaptation Layer Couche d'adaptation à l'ATM
CS
Convergence Sublayer SS-couche de convergence
SAR
Segmentation And Reassemblig SS-couche de Segmentation & Réassemblage
TC
Transmission Convergence SS-couche de Convergence Transmission
PMD
Physical Media Dependent SS-couche dépendante du média physique

En survolant, vous remarquez de nombreuses sous-couches d'adaptation à toute sorte de réseaux et de lignes physiques de transmmission.

La position de la couche ATM est celle de la couche LIAISON de l'OSI.
Niveau 2, juste au-dessus de la couche physique.


Cependant, l'entête porte des indications de circuits virtuels, ce qui s'apparente à de l'adressage.
Fonction que le modèle OSI attribue à la couche 3 RESEAU.
Il n'est pas question, dans un site destiné à exposer les PRINCIPES de fonctionnement des réseau,
d'étudier en détail l'implémentation de l'ensemble du RNIS-LB..

Une application très actuelle de la couche liaison d'ATM

Une partie du protocole d'ATM (la couche liaison) est souvent utilisée aujourd'hui sur les liaisons ADSL
entre routeurs de LAN et seveurs des FAI Internet.

Il s'agit des routeurs utilisés pour former des petits réseaux locaux de quelques machines
pour qu'elles puissent éhanger entre-elles des fichiers en ayant collectivement accès à Internet.
Exemple :.

.Voir mise en oeuvre plus complète dans ce même site en :

Les ordinateurs du FAI auxquels on se connecte par ADSL pour avoir accès à Internet, n'admettent pas tous le même protocole de liaison.

Lors de l'installation d'un routeur pour LAN, le logiciel de cofiguration vous demandera d'indiquer le type de protocole utilisé par votre FAI.
;

Ces protocoles peuvent être : LLC
ou VC (circuit virtuel).
Dans le cas de VC le logiciel demandera d'entrer le n° de VCI (Virtual Circuit) et le n° de VPI (Virtual Path) à utiliser..

LLC est un protocole de liaison point à point (entre votre routeur et le serveur du FAI)
qui assure l'intégrité des échanges de données dans la couche Liaison type Ethernet.

Comme le plus souvent on ignore ces informations,
le logiciel d'installation vous offre de déterminer automatiquement pour vous ces paramètres et vous les indique en fin d'opération.
N'hésitez pas à accepter cette proposition !

Bien entendu toutes les connexions de votre boîtier routeur-switch-modem au réseau ADSL doivent être préalablement effectuées.


Orientation

En construction...

 

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