Einführung

Ein Hauptproblem heutiger TK-Infrastrukturen ist die Vielzahl der unterschiedlichen Dienste, welche durch fast genauso viele "Netze" unterstützt werden. Daher entstand schon früh der Wunsch vieler Telefongesellschaften, die verschiedenen Dienste in ein Netz zu integrieren, d.h. man suchte eine Technologie, welche sowohl Telefonverkehr als auch Datenverkehr und andere Anwendungen, wie beispielsweise Fernsehübertragungen, unterstützt.

Mit der Einführung des ISDN (Integrated Services Digital Network) wurde im Bereich der großen, öffentlichen Netze eine einheitliche Technik für einen weiten Bereich verschiedenster Anwendungen auf der Basis von 64KBit/s-Kanälen geschaffen. Der steigende Bedarf für eine breitbandige Kopplung von Endeinrichtungen bzw. Privatnetzen erfordert jedoch Netze mit erheblich höheren Bitraten und einer flexibleren Zuordnung der Bandbreite. Diese erweiterten Anforderungen sollen durch das Breitband-ISDN (kurz B-ISDN) basierend auf der ATM-Vermittlungstechnik unterstützt werden.

Die Wahl des unter ATM befindlichen Übermittlungssystems ist freigestellt, hier kommen unter anderem SONET (Synchronous Optical Network), SDH (Synchrone Digitale Hierarchie), PDH (Plesiochrone Digitale Hierarchie), TAXI (übertragung über FDDI-Infrastrukturen) oder Fibre Channel zum Einsatz. In lokalen Netzen besteht darüber hinaus die Möglichkeit der direkten Zellübertragung. In diesem Fall ist ATM auch übermittlungssystem.

Ein weiterer Vorteil von ATM ist, dass es sowohl im LAN als auch im WAN eingesetzt werden kann, was bedeutet, dass hier kein Technologiebruch beim Übergang vom LAN ins WAN eintritt. Dieses "Feature" wird jedoch derzeit in den wenigsten Fällen genutzt, i.d.R. dienen ATM-Netze "nur" als schnelle Backbone Netze. Lediglich in einigen wenigen Spezialfällen (z.B. Kliniken, Deutscher Bundestag) wird ATM bis zum Arbeitsplatz eingesetzt. Weiterführende Literatur siehe Vorwort [SIEGMUND].

Die ATM-Versuche lassen sich in drei Themenkomplexe einteilen:

1. Einführung in ATM
2. Höhere Schichten (z.B. CLIP, LANE)
3. VLANs als Anwendung von ATM

Diese drei Themenkomplexe wurden wie folgt auf die drei Praktikumsnachmittage verteilt:

1. ATM-Grundlagen
   • Die Theorie des ersten Nachmittags behandelt hauptsächlich allgemeine Begriffe aus der Welt der Rechnernetze und Datenkommunikation und stellt gegebenenfalls einen Zusammenhang zu ATM her. Der Schwerpunkt des ersten Teils liegt dabei auf der ATM-Schicht.
   • Der Praxisteil beginnt mit einer Einführung in das Testbed (Versuchsnetz) und seinen Komponenten. Anschließend folgen Versuche, welche dem Kennenlernen von ForeView und dem Protokollanalysator dienen. Den Abschluß bilden zwei Versuche zur Verbindungssteuerung mittels SVC bzw. PVC. Für das Verständnis dieser Aufgabenstellungen sollte der TANENBAUM oder der HALSALL ausreichen.
2. AAL und Classical IP over ATM (CLIP)
   • Der zweite Theorieteil behandelt die verschiedenen ATM-Diensttypen und geht dann zu den Aufgaben des ATM-Adaption-Layers (AAL) über. Die zweite Hälfte beschäftigt sich damit, wie IP-Verkehr über ATM-Netze übertragen werden kann. Abschließend werden die verschiedenen Verfahren miteinander verglichen.
   • Die praktischen Versuche beginnen mit dem Schalten eines CBR-PVCs und einer Gegenüberstellung des bei CLIP, LANE und herkömmlichen Ethernet-Netzen entstehenden Overheads. Anschließend sollen Sie sich mit dem Protokollanalysator die Funktionsweise von CLIP verdeutlichen. Den Abschluß macht ein Versuch, bei dem es darum geht, IP-Verkehr von einem Ethernet-Netz in ein ATM-basiertes Netz zu routen.
3. LAN-Emulation (LANE) und Virtual LAN (VLAN)
   • Der dritte Teil stellt eine Alternative zu IP over ATM vor, die LAN-Emulation. Hier wird ein Schicht 2 Protokoll mittels ATM nachgebildet. Dadurch ergeben sich gewisse Vorteile im Vergleich zu CLIP (Classical IP over ATM), aber auch einige Komplikationen bei der Realisierung. Da sich ATM basierte Netze besonders für die Definition von VLANs (Virtual LANs) eignen, bilden diese einen weiteren Schwerpunkt des letzten Nachmittages. Abgeschlossen wird der dritte Theorieteil durch einen Ausblick auf MPOA (Multi Protocol Over ATM).
   • Im Praxisteil geht es darum, einzelne LANE-Komponenten zu konfigurieren und zu beobachten wie sie sich in einem LANE-Netz registrieren. Weitere Aufgaben behandeln den LANE-Protokollstack, Broadcasts und die Adreßauflösung. Im letzten Versuch geht es darum, eigene VLANs zu definieren.

Die physische Schicht bleibt im Rahmen des Praktikums weitgehend unberücksichtig. Die ATM-Zellenübertragung kann mit den verschiedensten Übertragungsmedien (siehe Einführung) zusammenarbeiten, entscheidend dafür ist nur, ob eine Anpassung (in der TC - Transmission Convergence Schicht) spezifiziert wurde. Wer sich genauer dafür interessiert, kann weitere Einzelheiten bei [KYAS, Kapitel 6] oder [ATMFORUM] nachlesen.

Sie finden am Anfang jedes Versuchsblockes eine kurze Übersicht mit Stichpunkten, anhand derer Sie überprüfen können, ob Sie das Lernziel erreicht haben. Sollten Sie einmal bei einer Aufgabe nicht weiterkommen, so beachten Sie bitte die mit Hinweis: gekennzeichneten Textstellen.

[BLACKI] Uyless Black, ATM Volume I: Foundation for Broadband Networks, Prentice Hall, 1995

[BLACKII] Uyless Black, ATM Volume II: Signaling in Broadband Networks, Prentice Hall, 1998

[BLACKIII] Uyless Black, ATM Volume III: Internetworking with ATM, Prentice Hall, 1998

[GINSBURG] Ginsburg, ATM solutions for enterprise internetworking, 2. Auflage Addison Wesley

[HALSALL] Halsall, Computer Networks, 1998

[HEGERING] Heinz-Gerd Hegering, S. Abeck, B. Neumair, Integriertes Management vernetzter Systeme, D-Punkt 1999

[HEGERINGII] Heinz-Gerd Hegering, Alfred Läpple, Ethernet, Datacom

[KYAS] Othmar Kyas, ATM-Netzwerke, Datacom, 1996

[RATHGEB] Rathgeb, Wallmeier, ATM - Infrastruktur für die Hochgeschwindigkeitskommunikation, Springer, 1997

[SCHILL] Schill, ATM-Netze in der Praxis, Addison Wesley, 1997

[SIEGMUND] Gerd Siegmund, ATM - Die Technik, 3. Auflage 1997 Hüthig

[TANENBAUM] Andrew S. Tanenbaum, Computernetzwerke, 3. Auflage 1997

[LANE V1] The ATM Forum Technical Committee, LAN Emulation Over ATM Version 1.0, ftp://ftp.atmforum.com/pub/approved-specs/af-lane-0021.000.pdf

[MPOA V1] The ATM Forum Technical Committee, Multi-Protocol Over ATM Version 1.0, ftp://ftp.atmforum.com/pub/approved-specs/af-mpoa-0087.000.pdf

[TMS V4] The ATM Forum Technical Committee, Traffic Management Specification Version 4.0, ftp://ftp.atmforum.com/pub/approved-specs/af-tm-0056.000.pdf

[USS V4] ATM User-Network Interface Signalling Specification Version 4.0, ftp://ftp.atmforum.com/pub/approved-specs/af-sig-0061.000.pdf

[RFC 1483] Multiprotocol Encapsulation over ATM Adaptation Layer 5

[RFC 1577] Classical IP and ARP over ATM; Ersetzt durch 2225; Von unseren Komponenten unterstützter Standard.

[RFC1626] Default IP MTU for use over ATM AAL5; Ersetzt durch 2225; Von unseren Komponenten unterstützter Standard.

[RFC 1629] Guidelines for OSI NSAP Allocation in the Internet

[RFC 2225] Classical IP and ARP over ATM

[RFC 1209] The Transmission of IP Datagrams over the SMDS Service

[ATMFORUM] http://www.atmforum.com

[ITU-T] http://www.itu.org/itu-t