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Definition :ATM NIVEAU 2

Procédure chargée d'accoler un en-tête de 4 octets, au champ d'information de 48 octets. Cette étiquette supporte deux adresses désignées VPI (Virtual Path Identifier) et VCI (Virtual Chanel Identifier). Ces dernières identifient respectivement le chemin inter-noeud et le numéro de voie à l'intérieur de cette liaison logique. L'ensemble en-tête et champ de données est livré à la couche physique. Cette dernière vérifie l'en-tête et la complète d'un octet additionnel de contrôle, nommé HEC (Header Control Error). Le champ d'information n'est pas concerné par cette vérification, ce qui permet d'accélérer le temps de transit dans les commutateurs ATM. Conséquence, la validation des données n'est assurée qu'à la réception de la cellule, par la couche de niveau supérieur.


Mieux comprendre le protocole ATM

Les premiers pas d'une migration vers ATM

Malgré l'immaturité du standard ATM, les produits se rapprochent du consommateur. Le responsable réseau peut dès à présent instruire son cahier des charges pour anticiper sa migration ATM.

A en croire les publicités, cette fois c'est sûr, les produits ATM se consomment sans attendre. Payer, c'est pesé. L'installation s'effectue en deux coups de Plug and Play. Fini les réseaux sur-charger et les applications bridées. Le multimédia sort enfin de ses starting-blocks. Bienvenue au paradis du large bande !. Il est vrai que les boîtes ATM des premiers temps sonnent moins creux aujourd'hui. Néanmoins, un livre blanc, rédigé par des membres utilisateurs de l'ATM Forum, révèle les insuffisances de l'offre comparées aux promesses ATM. Pour suivre le rythme de la normalisation tout en offrant des solutions opérationnelles, les fournisseurs recourent à des palliatifs de nature logiciels comme la segmentation et réassemblage de cellules. Or certaines de ces fonctions réclament une intégration dans le silicium, afin de garantir un niveau de performance digne des hauts débits. L'immaturité du standard ATM, les oblige également à combler les carences de celui-ci par des fonctions propriétaires et intérimaires tel que le contrôle de congestion. Mais à force de vanter l'idéal ATM, les consommateurs se sont pris au jeu et réclament un tremplin de migration stable. Cela dit, la normalisation progresse. La rafale des spécifications approuvées dernièrement par l'ATM Forum (UNI 3.1, Lan Emulation...) consolide la génération d'équipements actuellement aux catalogues. Dans la foulée, les premiers îlots ATM devraient émerger en local, avec pour ambition modeste de se substituer progressivement à l'existant en apportant un surcroît de bande passante. L'adaptateur et le commutateur ATM participent de concert à cette relève. Ils exigent tous deux un profil fonctionnel adapté, évolutif et interopérable pour réduire les fausses notes inhérentes à toute migration.

Adapter le contrôleur réseau ATM à la station et réciproquement

Sur le papier, celle-ci semble aisée. Il suffit de gommer les vieux hubs du réseau local au profit de commutateurs Lan ATM flambant neufs. Seulement voilà, le passif technologique contrarie quelque peu cette évolution théorique. L'adaptation des cartes ATM au parc de stations existantes s'avance comme le premier exercice de cette migration. Le type de bus EISA, MCA, PCI, S-Bus... supporté par l'adaptateur ATM s'interpose comme un critère discriminant. Sur ce point, la physionomie de l'offre reflète la stratégie globale de chaque constructeur. Le poids lourd IBM prêche pour sa paroisse en proposant d'abord des adaptateurs MCA et EISA alors que la start-up Fore Systems, sans héritage informatique, ratisse le plus large possible. La conformité du bus vérifiée n'avalise pas pour autant l'adaptateur ATM. Car les débits drainés par cette technologie, de 25 à 155 M bit/s voire plus, exigent en contrepartie une architecture de traitement des cellules puissante et autonome, pour ne pas peser sur les ressources propres à la station. Ces qualités dépendent d'abord du nombre et du type de processeurs intégré à l'adaptateur. La première catégorie emprunte des composants de type RISC (Reduced Instruction Set Computer). Ce type de processeur bête et méchant, se voit obliger de coopérer avec une unité FPGA (Field Programmable Gate Arrays) hébergeant le logiciel de commutation de cellules. Cette dichotomie fonctionnelle à l'avantage de se prêter facilement au mises à jour fréquentes des spécifications ATM. Par contre, ce tandem pêche par sa vitesse d'exécution. Dans l'absolu, la fonction SAR (Segmentation And Reassembly) gagne à être microcodé sur la carte. Les processeurs de type ASIC (Application Specific Integrated Circuit) s'offrent à cette optimisation. Ils possèdent en outre un attrait économique. Seulement voilà, une fois inscrit dans le silicium le processus de commutation devient irréversible. Certains constructeurs étudient la greffe de composants ASIC par des mémoires programmables ouvertes aux évolutions. Mais l'efficacité de cette innovation reste à vérifier. Quelle que soit la technologie de processeur employée, l'opération de segmentation et réassemblage de cellules exige une mémoire de contrôle. Dans l'absolu son volume doit être exponentiel au débit à l'interface afin d'éviter toute congestion. Le mode d'accès à cette mémoire SRAM, DRAM... influence également les performances de cette fonction. L'exigence de taille, s'applique également à la zone de mémoire tampon d'entrée/sortie (buffer). Celle-ci requiert un espace conséquent afin de prévenir l'engorgement du port ATM. De même, la taille de la mémoire cache ARP (Address Resolution Protocol) allouée par la station, joue sur le délai de conversion d'adresses, lors d'une opération d'encapsulation de paquets IP dans des cellules ATM. La réunion de tous ces atouts sur l'adaptateur ATM ne dispense pas d'une configuration adéquate des autres éléments de la station, ne serait ce que pour absorber de nouvelles applications induites par le large bande. Un PC 486 avec 8 Mo de mémoire centrale ou un Pentium s'impose comme une plate-forme minimum. Une fois cette mise à niveau réciproque évaluée, il reste à contrôler l'adaptation de la carte ATM au système d'exploitation hôte, en s'assurant du ou des drivers supportés : NDIS (Network Device Interface Specification) pour Microsoft, ODI (Open Data-Link Interface) pour Novell... Cette adéquation fonctionnelle vaut également pour les applications. Elle passe tout d'abord par un recensement des fonctions d'adaptation AAL (ATM Adaptation Layer) supportées par l'adaptateur. Rappelons que ces mécanismes accommodent les flux issus d'applications hétérogènes (vidéo, voix, données émises en rafale...) aux 48 octets de la cellule ATM. Parmi eux la fonction AAL5, utilisée pour la transmission de données de longueur variable en mode connecté, demeure la plus plébiscitée. Elle sert aujourd'hui de filtre applicatif "à tout faire", y compris le support de la vidéo. Mais cette polyvalence se réalise au détriment implicite de la qualité du service. Cette prépondérance de l'AAL5 s'explique par une simplicité fonctionnelle, pendante d'un contrôle d'erreur rudimentaire et d'un multiplexage de cellules inexistant. Conséquence logique, les vendeurs vont au plus élémentaire et la couche AAL3/4 qui comble ces lacunes reçoit aujourd'hui seulement quelques suffrages. A l'extrême, la fonction d'adaptation AAL1 dédiées aux applications à débit constant et à fortes contraintes d'isochronisme se fait attendre sur les produits. Le support d'une large palette d'AAL apprête le contrôleur réseau à sa fonction multimédia. Mais ni cet atout ni l'ensemble des critères accomplis d'adaptation ne suffisent à motiver une migration. Le devenir du câblage existant intervient pour beaucoup dans cette prise de décision. Parmi cet héritage, la prééminence de paires torsadées non blindées de catégorie 3 et 5 (UTP : Unshielded Twisted Pairs) dans les réseaux restreint l'horizon des adaptateurs ATM. Quitte à migrer vers ATM, beaucoup d'utilisateurs exigeront du 155 M bit/s, sans renier leur paires torsadées UTP3 existantes. Or cette interface idéale reste à inventer. A l'autre extrême, un câblage plus marginal tel que l'Ethernet Fin s'avère un excellent prétexte pour retisser la toile du réseau dans une perspective haut débit. Une fois la station, l'adaptateur ATM et le câblage mise à niveau, il reste à s'assurer de l'interopérabilité du cet environnement terminal avec le commutateur Lan ATM.

Adapter la carte ATM au commutateur et réciproquement

Cet interfonctionnement ATM doit se vérifier dans n'importe quel mode de connexion. Car si le support de circuits virtuels permanents fait rarement défaut sur les équipements ATM des deux bords, la présence des circuits virtuels commutés (CVC) laisse à désirer. Le label UNI 3.x de l'ATM Forum garantit ce mode de connexion. Cette spécification vient en outre avec une palette de critères qualificatifs pour exprimer le taux de régularité du trafic. La classe de service "Best Effort" rebaptisée UBR (Unspecified Bit Rate) caractérise par exemple un trafic indéterminé sans garantie de livraison. Les classes CBR (Constant Bit Rate) et VBR (Variable Bit Rate) distinguent respectivement un trafic constant et un trafic sporadique. La catégorie ABR (Available Bit Rate) adapte la classe de VBR avec un débit crête précisé de surcroît. Une version VBR+ complète la précédente par l'adjonction d'un débit minimum. Ces deux dernières classes de service recherchent le meilleur compromis fonctionnel entre les impératifs de disponibilité de l'utilisateur et les ressources du réseau. A ces classes de services standards, les constructeurs associent des paramètres de qualité de service Qos, également définis par l'ATM. La valeur CTD (Cell Transfer Delay) fixe le délai de transit d'une cellule en point à point. Le paramètre CDV (Cell Delay Variation) délimiter la variation de ce délai. Les paramètres CLR (Cell Loss Ratio) et CLP (Cell Loss Priority) déterminent le taux de cellules à éliminer en cas de congestion. Tous ces paramètres et classes de services se retrouver enrober par des fonctions d'administration propriétaires dédiés au contrôle de flux propriétaires, à l'affectation de priorités ou à l'allocation de bande passante. Ce foisonnement d'outils de gestion internes ne facilite en rien la corrélation avec les différentes couches d'adaptation AAL activées sur les stations. L'origine et la dimension des composants du commutateur (Processeur, mémoires tampon, interfaces...) affecte également cette interopérabilité. Celle-ci ne s'arrête d'ailleurs pas à une réciprocité entre équipements ATM. Un plan de migration impose souvent un mélange des genres. Pour cela, le commutateur ATM devra s'ouvrir à d'autres technologies de réseaux locaux et supporter les spécifications Lan Emulation définies par l'ATM Forum. Assurer d'une évolution sans couture, le responsable pourra alors s'engager vers le large bande.

Cahier des charges ATM : les questions essentielles à poser avant d'acheter

oLe détail des caractéristiques des adaptateurs et commutateurs ATM précise les inadéquations fonctionnelles par rapport au réseau existant et permet d'estimer les investissements nécessaires à la migration. Il clarifie également les divergences de fonctionnement entre équipements d'origines différentes.

1 . Liste de questions utiles à la sélection d'un adaptateur ATM

. Quel est le type de Bus supporté par l'adaptateur ATM (EISA, PCI bus, Microchannel, S-Bus)?
. Combien d'emplacements sont-ils nécessaires à l'installation de la carte ATM ?
. Quel est le type de processeurs utilisés (RISC ou ASIC) ?
. Quel est le type de mémoire utilisées (SRAM, DRAM, CAM)?
. Quelle est la taille maximum de la mémoire ?
. Quelle est la taille des mémoires tampon d'entrée/sortie?
. Quelle est la taille de la mémoire cache ARP ?
. Le logiciel microcodé peut-il être mise à jour sur la carte ?
. Les données de configuration sont-elles situées dans une mémoire volatile ou non?
. Quels sont les débits et les types de câbles supportés (fibre optique, paire torsadée non blindée de catégorie 3 ou 5) ?
. Quel est le mode de connexion supporté (CVP ou CVC) ?
. Quel est le nombre de VP et de VC supportés ?
. Quels sont les couches AAL (ATM Adaptation Layer) supportées ?
. Quels sont les drivers disponibles par rapport aux systèmes d'exploitation du marché (Netware, NT, OS/2...) ?
. La fonction SAR (Segmentation And Reassembly) est-elle microprogrammée ou bien de nature logicielle ?
. Liste des commutateurs ATM interopérables avec cette carte ?
. Coût de l'adaptateur ?

2 . Liste de questions utiles à la sélection d'un commutateur ATM

. Quelle est la capacité de commutation globale du commutateur?
. Quel est le type d'architecture du commutateur ?
. La fabrique de cellules ATM est-elle redondante ?
. Quel est le délai de transit du commutateur ?
. Quel est le type de processeur utilisé (Risc ou Asic) ?
. Le commutateur impose-t-il une mise en mémoire tampon à l'entrée ?
. Quel est le nombre maximum de cellules susceptibles d'êtres stockés en mémoire tampon ?
. Quel est le nombre de ports supportés en version de base ?
. Quels sont les débits supportés aux interfaces ?
. Quel est le nombre de ports hauts débits opérationnels simultanément?
. Quels sont les interfaces Lan disponibles hormis ATM ?
. Quels son les classes de services supportées ?
. Quels sont les couches AAL supportées ?
. Quels sont les paramètres de qualités de services QoS supportés (CTD, CDV, CLR...) ?
. Quel est le nombre de circuits virtuels permanents supportés ?
. Quel est le nombre de circuits virtuels commutés supportés ?
. Quel est le nombre de VCs (Virtual Circuits) supportés ?
. Quel est le nombre de VPs (Virtual Paths) supportés ?
. Quel est le gestionnaire réseau disponible (OpenView, Netview, SunNet) ?
. La plate-forme d'administration autorise-t-elle la définition d'un contrat de qualité de service ?
. Quel est le coût par port ?

H.M

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