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Definition :ATM NIVEAU 1

Asynchronous Transfer Mode - Technologie de transmission de données multimédia orientée connexion, sous forme de cellules de 53 octets dont 5 pour l'en-tête, adaptée aux infrastructures Lan et Wan.


Mieux comprendre ATM

ATM, de la théorie à la pratique

Entre l'établissement des normes, le développement des produits et la mise en oeuvre des applications, deux générations s'écoulent. La seconde ne fait que commencer. Et malgré la pression des vendeurs, la patience est de mise.


ATM c'est un peu le couteau-suisse des réseaux, sensé répondre à tous les besoins futurs en communication. Mais à la différence du premier l'outil ATM est loin d'être banalisé. Il lui faut un répit de un an pour parfaire sa norme. Ajouter un an de plus pour éprouver les premiers produits. Et les utilisateurs impatients d'éprouver ATM devront prendre garde de ne pas se "couper" des changements à venir.

ATM l'outil universel

A l'image du couteau-suisse, les fonctions d'ATM relève du compromis. Ainsi, lime, paire de ciseaux, petites et grandes lames ne tiennent dans un même étui, qu'au détriment de leur taille et par conséquent de leur efficacité. Selon le même schéma, la technique ATM est une sorte de mariage de raison entre commutation de circuit pour la téléphonie et commutation de paquets pour les données informatiques. Pour multiplexer sur le même canal, plusieurs utilisateurs et différents types d'informations, ATM conserve la structure du paquet, mais impose à ce dernier des exigences de taille. Car plus la longueur du paquet est variable, plus le risque de désynchronisation des éléments d'une même information augmente. Sans synchronisation, une image arriverait décalée par rapport au son et la voix reconstituée ressortirait hachée. Le compromis consiste à émuler une commutation de circuit synchrone à partir du mode asynchrone ATM. Cet artifice oblige à réduire la taille du paquet pour minimiser le temps de remplissage du paquet au départ, le temps d'extraction à l'arrivée et le temps de transit dans le réseau. Le résultat donne un petit paquet ATM de longueur fixe. D'ailleurs, pour bien marquer la différence le paquet est rebaptisé cellule. Celle ci se compose d'un en-tête de 5 octets et de 48 octets d'information. Cette dernière de nature multiservices exige des délais de transmission plus ou moins stricte. Dans ce but, le modèle ATM prévoit une couche intermédiaire nommée AAL (ATM Adaptation Layer) capable de différencier et de gérer ces flux d'origines différentes. Quatre classes de service ont été défini, dont les trois premières en mode connecté. La classe AAL1, offre une émulation du mode circuit. Ce service autorise le transport de la voix à un débit constant. La transmission vidéo à débit variable, se rapporte à la classe AAL2. La troisième classe (AAL3) caractérise les applications de transfert de données, à débit variable. Enfin la classe AAL4, spécifie également une transmission de données, mais en mode orienté sans connexion. Cette segmentation en classe de service marque le premier point de rupture entre la théorie ATM dictée par l'ITU (ex CCITT) et le terrain où s'agitent les vendeurs de l'ATM Forum.

Encore un long chemin vers un ATM stable

En effet, pour accélérer le démarrage de premières expériences, l'ATM Forum a défini une cinquième couche d'adaptation moins contraignante protocolairement. Celle-ci se schématise par une "coquille" vide capable de supporter d'autres protocoles de transmission comme IP par exemple. Cette AAL5 est aujourd'hui validé par l'IUT. Mais il n'en demeure pas moins que le mal est fait. Et les produits se recommandant de l'AAL3/4 sont incompatibles à ceux alignés sur l'AAL 5. Autre dissonance, la transmission des "datagrammes" IP a suscité l'emploi de plusieurs méthodes de transmission. A elle seule, le RFC 1483 en défini deux ("null" ou LLC) pour une transmission directe sur la couche AAL5. Une autre solution consiste à emprunter un autre protocole comme Frame Relay par exemple. Tous ces modes sont évidement incompatibles. Parmi les interfaces physiques le constat d'incompatibilité n'est pas plus brillant. Car un même débit peut cacher plusieurs interfaces. Le 34 M bit/s n'en comporte pas moins de quatre : G751, G703, G832, PLCP incompatibles entre elles. Ce procès-verbal d'incompatibilité vaut évidemment pour des débits différents. Et des calibres, la norme ATM en a malheureusement à revendre !. A l'origine le CCITT espérait couplé l'innovation ATM aux nouvelles infrastructures SDH bornées sur 155 M bit/s, 622 M bit/s et les multiples successifs. Mais le retard dans le déploiement du SDH a obligé les opérateurs européens à ce contenter de leurs veilles infrastructures PDH à 34 et 140 M bit/s pour jouer avec ATM. A ces débits, est venu s'ajouter le débit plésiochrone américain de 45 M bit/s, suivis des calibres synchrones Sonet qui démarre à 51 M bit/s pour ensuite s'aligner sur les paliers SDH. Les constructeurs ont également eu leur mot à dire sur les débits aux interfaces d'accès. L'interface Taxi (Transparent Asynchronous Xmitter-Receiver Interfaces) à 100 M bit/s fut l'une des premières disponibles sur le marché. Elle est issue de la technologie FDDI. D'autres interfaces excentriques à la norme initiale sont également attendues à court terme, comme le 51 M bit/s d'HP/ATT ou le 25 M bit/s d'IBM. Ces débits modestes laissent envisager un large développement de la paire torsadée comme support physique Lan ATM, alors que la fibre optique était au départ donnée gagnante. En résumé, ATM ne rime plus forcément avec fibre optique, SDH et 155 M bit/s.
D'autres aspects du standard ATM manque de maturité. Les recommandations sur la signalisation définies par l'ATM Forum tardent à se faire respecter. Cette anarchie interdit aujourd'hui la mise en oeuvre d'équipements ATM hétérogènes dans un réseau en grandeur réel. A cela s'ajoutent les incertitudes sur le syndrome de congestion. Un paramètre a ne pas négligé dans un contexte "connectionless". Certains membres de l'ATM Forum sont partisans d'appliquer sans attendre, les mêmes remèdes de décongestion appliquée à Frame Relay. Une solution pour le moins hâtive, alors que les méthodes FECN/BECN (Forward/Backward Explicit Congestion Notification) sont loin d'avoir fait leurs preuves dans un environnement réseau public Frame Relay. D'autres, prône pour un contrôle plus rigoureux du type VCVF (Virtual Circuit Flow Control). Dans l'attente d'une normalisation stable ATM Forum (pas avant un an), chaque constructeur risque d'apporter sa propre solution, au contrôle de flux, enfermant du même coup l'utilisateur dans un réseau propriétaire. Toutes ces incertitudes sur la compatibilité et l'intéropérabilité incite à la prudence. Et à moins d'avoir l'esprit aventureux, un bon conseil: laisser chuter les prix et grimper le numéro des versions avant d'acheter ATM.

H.M


L'intrusion d'ATM dans le réseau d'entreprise

Ingérence salvatrice sous l'alibi d'une optimisation de la bande passante ou facteur incitatif de migration, ATM s'immisce dans le réseau en convertissant les trames Lan traditionnelles.

Oh! combien de vendeurs ATM ont rêvé de mettre un coup d'éponge sur le réseau de leur prospect, pour les mener vers les joies du multimédia. Mais les voies du marché sont impénétrables. La mort dans l'âme, notre prêcheur ATM se voit contraint de traîner un héritage réseau encombrant en attendant la migration divine. Pour convaincre, notre prophète haut débit se change un instant en illusionniste, capable de mixer dans un même chapeau l'ancien réseau aux équipements ATM, cela de manière transparente à l'utilisateur. Et comme ce dernier en veut pour son argent, il lui faudra démontrer l'apport d'ATM en termes de bande passante et de facilité d'exploitation des Lan Virtuels.

Derrière le décor, une usine de conversion de trames opère

On trouve de tout dans le vieux réseau: des stations Ethernet ou Token Ring, des concentrateurs (hubs) et des commutateurs Lan de mêmes origines et enfin des routeurs. A l'inverse, adaptateurs et commutateurs de cellules constituent les sobres émissaires d'ATM dans le réseau. Un peu de poudre d'Emulation sur tous ces équipements suffit à faire communiquer ce réseau hétérogène d'une seule voix ATM. La station Ethernet ou Token Ring embraye alors sur de la prose ATM sans le savoir. Initialisation, segmentation et réassemblage de cellules, la technique du Lan émulation singe toutes les fonctions ATM. Mais comme toute illusion simple en apparence, cette technologie met en oeuvre un enchevêtrement complexe de mécanismes logiciels. Le premier d'entre eux, réside sur un serveur (une station ATM) responsable de la configuration et désigné comme il convient par LECS (Lan Emulation Configuration Server). Un second logiciel se dédie à la conversion réciproque entre adresses MAC et ATM. Le diminutif LES (Lan Emulation Server) affuble dans ce cas le serveur hôte du programme. Comme il se doit, le référentiel serveur implique une contrepartie logicielle cliente. Les concentrateurs (hubs) et commutateurs Lan, les routeurs et évidement les stations ATM s'offrent là comme support et endossent par cette hospitalité l'étiquette de LEC (Lan Emulation Client). Hormis les plates-formes ATM natives, tous ces équipements sont vus du Lan comme des passerelles ATM et vus du commutateur comme des similis stations ATM. Lorsqu'un LEC souhaite transférer des trames, issues d'un Lan situé en amont, vers un Lan cible, il doit au préalable se ressourcer sur le LECS, seul détenteur de la configuration globale du réseau et de la topologie des Lan virtuels. Une fois la connexion avec ce dernier établi, le LEC envoie sa demande de configuration accompagnée de son adresse ATM, de son adresse MAC, ainsi que du type de Lan qu'il recouvre. Le serveur LECS lui retourne l'adresse du serveur LES capable de satisfaire sa requête. Le LEC rompt alors son cordon ombilical avec le serveur LECS, pour se connecter au LES calculateur d'adresses. A ce stade, le LEC transmet une demande de résolution d'adresse MAC-ATM accompagnée de l'adresse MAC de la station destinataire. Le serveur LES convertit par le biais de son protocole ARP (Address Resolution Protocol) les 6 octets d'adresses MAC du destinataire en 20 octets d'adresse ATM, correspondant au LEC localisé en frontal de la station Lan destinataire. Il renvoie le résultat au LEC source, qui immédiatement établit un circuit virtuel commuté (CVC) vers cette cible, selon la signalisation UNI. Le CVC tracé, il reste au LEC source à convertir les trames Lan en cellules ATM et inversement pour le LEC cible.

Les spécifications de l'ATM Forum prévoient un troisième de type de logiciel d'émulation, et donc de serveur, pour le transfert de trames en mode Broadcast-Multicast (diffusion groupée) et cela en utilisant les possibilités de Lan virtuel offerte par le backbone ATM. Dans un tel réseau, le routeur à également sa place à condition d'hébergé un logiciel LEC en son sein, pour s'interconnecter à un des commutateurs ATM.

H.M

 

 

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