عنوان :

پایان نامه بررسی شبکه های ATM

تعداد صفحات : ۱۱۲

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

امروزه دستگاه های خودپرداز یا ATM عملیات بانکی را متحول کرده اند. با وجود این دستگاه ها دیگر لازم نیست برای دریافت پول درصف های طولانی بانک معطل شوید.

بانکداری نوین والکترونیکی، پدیده ای است که در اغلب کشور های جهان به کار گرفته شده و در کاهش هزینه های بانکی، هزینه های مردم، زمان، کاهش ترافیک  غیره نقش مؤثری را ایفا کرده است. آغاز بانکداری الکترونیکی در ایران بیش از یک دهه نیست و طی این مدت استفاده از تکنولوژی های روز در سیستم بانکی کشور مورد توجه قرار گرفته است. ظرف مدت یک سال گذشته بسیاری از دستگاه ها و مؤسسات، پرداخت حقوق کارمندان خود را از طریق سیستم های ATM انجام می دهند، این در صورتی است که دستگاه های خودپرداز بانکی در پایان هر ماه دچار اختلال، خرابی، نبود وجه نقد و مسائلی از این دست باعث می شود دریافت کنندگان پول بین دستگاه های خودپرداز سرگردان شوند.

در حال حاضر تکمیل ترین  شبکه ای که می تواند برای مدیریت پهنای باند قابل انعطاف و پشتیبانی دسته های خدماتی مختلف، با نیازمندی های کیفیت سرویس متفاوت به کار رود تکنولوژی شبکه ی ATM است.  ATMیک استاندارد برای شبکه های سریع است که یک قالب  برای ایجاد شبکه های سریع با استفاده از پروتکل های مخابراتی سریع و متنوع به عنوان پروتکل لایه فیزیکی ارائه می کند. این قالب بسیار انعطاف پذیر و قوی بوده و قابلیت ارائه ی سرویس های متنوعی از لحاظ کیفیت سرویس را دارا می باشد.

این دیدگاه الزام فراهم آوردن تکنیک ها و روش هایی برای شبکه بندی شبکه های ATM و اینترنت و اجرای پراتکل IP روی شبکه های ATM را ایجاد می نماید. در ابتدا این شبکه شبیه سازی گردید و پس از آن به بررسی کیفیت انتقال ترافیک داده در این شبکه و نیز تأثیر پارامتر های مختلف شبکه از جمله تعداد میزبان های IP  متصل به شبکه، طول بافر سوئیچ ATM متصل به منابع IP و طول متوسط بسته IP تولیدی در ایستگاه ها، بر روی پارامتر های انتقال ترافیک داده از جمله پارامتر های تضمین کیفیت خدمات که از ویژگی های مهم شبکه ATM می باشد پرداخته ایم. پس از آن سیاست های مختلف دور اندازی سلول در سوئیچ ATM تحت سرویس UBR در شبکه شبیه سازی شده تست شده و نتیجه با سرویس ABR مقایسه گردیده است. در این زمینه یک روش پیشنهادی نیز برای رسیدن به کارایی بالاتر در شبکه پیاده سازی شده است. لازم به ذکر است نرم افزار ویژوالی نیز برای شبیه سازی شبکه اینترنت تهیه گردیده است.

واژه های کلیدی: شبکه های ATM، اینترنت ،دور نما، همایش، فرمت سلول، عنوان سلول  UNI ، عنوان سلول NNI ، روش های انتقال اطلاعات ،پروتکل IP، لایه ی ATM، سوئیچ ATM،

فهرست مطالب

چکیده    ۸
مقدمه    ۱۰
مقدمه ای در ارتباط با به وجود آمدن پروتکل ATM    ۱۱
مفهوم ATM    ۱۱
مفهوم ATM و شبکه های مبتنی بر ATM    ۱۵
ATM چیست و در چه رده ای قرار دارد؟    ۱۷
مد انتقال آسنکرون یا ATM    ۱۸
شبکه ATM    ۱۹
شبکه های ATM    ۲۱
شبکه های بسیار سریع    ۲۲
شبکه های مبتنی بر ATM    ۲۳
اجزاء ساختار شبکه ATM و مشخصات آن    ۲۵
مشخصات ATM به شرح زیر اند:    ۲۸
مشخصه های فنی ATM    ۲۸
دور نمای ATM    ۲۹
همایش ATM    ۳۰
فرمت سلول ATM    ۳۰
عنوان سلول (Cell Header UNI) UNI    ۳۲
عنوان سلول (Cell Header NNI) NNI    ۳۵
سلول ATM و سرآیند آن    ۳۶
مقایسه پکت ATM با پکت IP4 و IP6    ۳۸
انواع روش های انتقال اطلاعات    ۴۲
پروتکل ATM    ۴۴
لایه ی ATM (ATM Layer)    ۴۵
لایه های مدل ATM    ۴۶
لایه ی فیزیکی    ۴۷
وظایف لایه ی فیزیکی    ۴۷
وظایف زیر لایه ی PMD    ۴۸
زیر لایه (Transmission Convergence Sublayer)TC    ۴۹
لایه ی تطبیق    ۵۰
لایه ی (ATM Adaption Layer)AAl    ۵۱
انواع لایه های سازگاری ATM (Adaption)    ۵۴
(Adaption Layer Type 1) AAL1    ۵۴
(Adaptation Layer Type) AAL2    ۵۶
(Adaption Layer Type 3/4) AAL3/4    ۵۷
(Adaptation Layer Type5) AAL5    ۶۱
نحوه ی عملکرد سوئیچ ATM    ۶۳
مشخصات سوئیچ ATM (ATM Switch characteristics )    ۶۵
معماری سوئیچ ATM    ۶۶
بلوکه شدن سوئیچ ATM    ۶۷
سوئیچینگ و مسیر یابی سلول های ATM (VPI’s & VCI’s)    ۶۸
مزایای استفاده از تکنولوژی ATM    ۶۹
انواع ارتباطات ATM    ۷۱
تنظیم ارتباطات ATM از طریق signaling  ATM    ۷۴
شبکه های اتصال گرا: ATM, Frame, Relay, X.25    ۷۵
بر قراری اتصال در ATM    ۷۷
اتصالات منطقی ATM    ۷۸
استفاده های اتصال کانال مجازی    ۸۰
خصوصیات مسیر مجازی – کانال مجازی    ۸۱
سیگنالینگ کنترل    ۸۲
مقایسه ی شبکه ی ATM با اترنت گیگا بیت    ۸۴
ارتباط شبکه های اینترنت و ATM    ۸۵
ATM ها چگونه کار می کنند؟    ۸۶
ATM و بانکداری الکترونیکی    ۸۸
ATM و امور بانکی    ۸۹
قسمت های دستگاه خودپرداز    ۹۱
تشخیص اسکناس ها    ۹۶
واریز وجه    ۹۷
امنیت و ATM    ۹۸
دستور العمل انتخاب PIN    ۹۹
دستگاه های خودپرداز هدف حمله ی ویروس ها قرار گرفته اند    ۱۰۰
بررسی پروتکل TCP/IP    ۱۰۲
معرفی پروتکل TCP/IP    ۱۰۲
لایه های پروتکل TCP/IP    ۱۰۳
لایه ی Application    ۱۰۴
لایه ی Transport    ۱۰۵
لایه ی اینترنت    ۱۰۵
لایه ی Network Interface    ۱۰۶
مشخص نمودن برنامه ها    ۱۰۷
آدرس IP    ۱۰۷
پورت TCP/PDU    ۱۰۷
سوکت (Socket)    ۱۰۸
نتیجه گیری    ۱۰۹
منابع    ۱۱۱

منابع

شبکه های ATM : مهندس محمد اسد پور

فن آوری شبکه : دکتر عطا الهی

شبکه های کامپیوتر و انتقال داده ها : محمد مهدی سالخورده

مقدمه:

ATM مخفف Asynchronous Transfer Mode؛ حالت انتقال نا همزمان، نوعی تکنولوژی است که قابلیت انتقال بلادرنگ دارد، صدا، تصویر و ترافیک رله قابی را درشبکه های کامپیوتری فراهم می کند. واحد اصلی انتقال در این روش بسته ای ۵۳ بایتی با طول ثابت است که از ۵ بایت جهت اعمال کنترلی و از ۴۸ بایت باقی مانده برای انتقال داده استفاده می شود.   لایه ای که با عنوان میانجی بین لایه های سطح بالا و پایین عمل کرده و انواع مختلف داده (از جمله صدا، تصویر و قاب داده ها) را به داده های ۴۸ بایتی مورد نیاز ATM تبدیل می کند. ATM Adaption Layer یا AAL نامیده می شود.

این پروتکل یک تکنولوژی جدیدی است که تحولی از پژوهش های آزمایش گاهی گرفته تا مسائل بازرگانی و تجاری، ایجاد کرده است و سازگاری با فیبر نوری و هم چنین با CAT5 دارد و قابلیت ارتقاء دادن به سرعت های بالا تر نیز می باشد و در آینده بیشتر در دسترس مهندسان خواهد بود و قیمت آن نیز بیشتر از پیش نزول خواهد کرد.

مقدمه ای در ارتباط با به وجود آمدن پروتکل ATM

با ورود به قرن ۲۱ اینترنت به عنوان زیر ساخت اصلی جهان ارتباطات در آمده است. در حال حاضر پرتکل TCP/IP بستر اصلی جا به جایی داده ها در اینترنت بوده و کلیه ی سخت افزار ها و نرم افزار های شبکه ی جهانی اینترنت بر اساس این پروتکل طراحی و ساخته شده اند ولی با توجه به نقاط ضعف فراوان پروتکل فوق پروتکل های جدید تری مانند ATM برای جایگزینی با آن طراحی شده اند لیکن مشکل عمده این جاست که در صورت تصمیم در جهت جایگزینی TCP/IP با دیگر پروتکل ها و یا حتی اگر بخواهیم نسخه ی جدید تری را به جای آن به کار بگیریم مستلزم آن است که کلیه ی نرم افزار ها و سخت افزار های موجود در سراسر جهان با    مد های جدید تر تعویض شوند و این یعنی میلیارد ها هزینه.

(در تکنولوژی ATM می توان کیفیت سرویس را تضمین نمود)

مفهوم ATM

در ATM واژه ی نا همزمان، به روش انتقال فیزیکی اشاره ای ندارد که در B-ISDN در واقع هم زمان است (برای مثال در SDH/SoNET ). کلمه ی هم زمان به روشی اشاره می کند که در آن، عرض باند میان اتصالات و کاربران پخش می شود. عرض باند در شیار های زمانی با طول ثابت تقسیم می شود. این شیار های زمانی در صورت نیاز کاربر، در اختیار او قرار می گیرد و به همین دلیل، موقعیت زمانی از پیش تعیین شده ای را ندارد. مد انتقال نشان دهنده ی نوعی روش چند تافت سازی و سوئیچینگ است.

مفهوم ATM با چند اصل تعریف می شود:

تمامی اطلاعات به شکل واحد های اطلاعاتی با طول ثابت موسوم به سلول حمل می شوند و سلول، از یک سرآیند و یک حوزه اطلاعات که گاهی محموله یا بار ترافیکی نامیده می شود، تشکیل شده است.

ATM اتصال گر است و سلول های موجود در یک اتصال مجازی یکسان، ترتیب خود را حفظ می کنند.

منابع ترافیکی می توانند سلول ها را موقعی که مورد نیاز است، تولید کنند یعنی بدون موقعیت زمانی از پیش تعیین شده و لذا سلول ها برچسب های صریح برای شناسایی اتصال دارند.

کارکرد اصلی سرآیند سلول، شناسایی سلول های متعلق به اتصال مجازی یکسان است.

برچسب های شناسایی فقط معنای محلی دارند (لذا آدرس های صریحی نیستند) و در هر سوئیچ ترجمه می شوند.

حوزه اطلاعات به طور شفاف حمل می شود به عنوان مثال هیچ گونه عمل کنترلی خطا یابی بر روی این حوزه صورت نمی گیرد.

جریان های سلولی، به طور نا همزمان تحت عمل چند تافت سازی با تقسیم زمانی قرار می گیرند.

مشاهده می شود که ATM روشی است برای یک پارچه سازی تمامی ترافیک در سطوح انتقال، دسترسی کاربر و سوئیچینگ مهم ترین مزیت ATM برای UNI آن است که تخصیص پویای باند را در تمامی موارد امکان پذیر می کند. یعنی عرض باند را در موقع نیاز به منابع ترافیک واگذار می کند. وقتی واگذاری عرض باند ATM را با روش انتقال همزمان (STM) مقایسه می کنیم که در آن شیار های زمانی برای اتصالات ذخیره می شود. می بینیم که در STM واسط به نرخ های غیر قابل انعطاف و ثابتی محدود می شود. ATM به واسط های با نرخ بیت متغیر اجازه می دهد بدون آن که برای واسط های با نرخ بیت ثابت مانعی باشد. ATM به عنوان نوعی روش چند تافت سازی به طور بالقوه می تواند از تسهیلات انتقالی، به طور       کارآمد تری نسبت به TDM همزمان استفاده کند. در TDM همزمان، یک قاب متناوب مرکب از شیار های زمانی کوتاه (معمولاً به اندازه ی یک بایت) روی یک پیوند انتقال تعریف می شود و اتصالاتی که در آن پیوند سهیم هستند موقعیت های ثابت شیار زمانی در هر قاب، برایشان ذخیره شده است. در TDM ناهمزمان می توان از این عدم کارایی جلوگیری کرد زیرا در آن شیار های زمانی، در هنگام نیاز به اتصالات واگذار می شوند اما یک برچسب پیشوندی هم برای هر شیار زمانی مورد نیاز است تا اتصال را مشخص و شناسایی نماید. در نتیجه، شیار های زمانی بزرگ تر از بایت ها هستند تا برچسب ها بتوانند کسر کوچکی از کل عرض باند را مصرف کنند. هم چنین برای هر شیار زمانی، یک عمل پردازش نیز مورد نیاز است و ذخیره سازی در یک حافظه موقتی لازم است تا تنازع را بر طرف کند. ATM نمونه ای از این روش TDM نا همزمان و برچسب دار است که در آن بر چسب های شناسایی واقع در سرآیند سلول، فقط اهمیت محلی دارند نه اهمیت سراسری از انتها تا انتها.

ATM به عنوان نوعی روش چند تافت سازی، از امکان بالقوه استفاده مؤثر انگیزه گرفته است به عنوان یک روش سوئیچینگ در مقایسه با STM (یا سوئیچینگ مداری با نرخ چندگانه) مزیت اصلی آن این است که ضرورتی برای اختصاص حداکثر نرخ ندارد. در حالی که STM دارای ضرورت است. اختلاف دیگر آن این است که در ATM، سلول ها به صورت شبکه ای پردازش  می شوند در حالی که STM ترافیک را به طور شفاف از شبکه عبور می دهد. از نظر بار پردازشی، این نوعی عیب به شمار اما این امکان را می دهد که شبکه کنترلی بیشتری روی مسیر یابی، کنترلی خطا، کنترلی جریان نسخه سازی و اولویت ها داشته باشد. مثلاً با در نظر گرفتن  اولویت ها، شبکه می تواند روی رفتار ترجیحی برای یک کلاس ترافیکی نسبت به کلاس دیگر در سطوح اتصالات مجازی یا سلول های انفرادی، کنترل داشته باشد. از این رو ATM به عنوان روش سوئیچینگ که توانایی کنترل جزئی و قابل انعطاف ترافیک شبکه را دارد، می تواند انگیزه بالا تری ایجاد نماید. اساساً دو نتیجه نامطلوب از ماهیت نا همزمان ATM ناشی می شود. از    آن جا که منابع شبکه رزرو نمی شود لذا وقتی ترافیک بسیار زیادی به سوی منابع حافظه موقتی محدود حجوم می آورد، امکان تراکم ترافیک ایجاد می شود که ضرورتاً سبب از دست رفتن   سلول ها می شود. نتیجه ی دیگر، تأخیر های متغیر سلولی در گذر از شبکه است که بیشتر ناشی از تأخیر های تصادفی صف بندی در هر سوئیچ است. از این رو، مفهوم کیفیت سرویس (QOS) بر حسب تأخیر های سلول و نرخ تلفات سلولی، در بحث های ATM اساسی است. قرار است B_ISDN کلاس های کیفیت سرویس چندگانه اتصالات مجازی را برای گستره ای از انواع ترافیک با الزامات QOS متفاوت، پشتیبانی نماید. پشتیبانی از چند کلاس ترافیکی و حفاظت از QOS آن ها در حالی که به طور هم زمان اشتراک آماری و استفاده از منابع شبکه را به حد اکثر برساند، مشکل ترین چالشی است که در پیاده کردن ATM وجود دارد.

مفهوم ATM و شبکه های مبتنی بر ATM

معماری ATM به منظور انتقال بسیار سریع داده، صدا و تصویر بر روی خطوط انتقال عمومی (سیم مسی و فیبر نوری) طراحی و پیاده سازی شد. بر خلاف بسیاری از شبکه هایی که با آن آشنا هستیم ATM شبکه ای مبتنی بر سوئیچ است. بدین ترتیب در  ATM برای انتقال اطلاعات باید ابتدا یک ارتباط هماهنگ بین مبدأ و مقصد و سوئیچ های میانی برقرار شود به این ارتباط مدار مجازی گفته می شود. ATM می تواند اطلاعات را به روش “بدون اتصال” یا Connection less ارسال کند ولی از این قابلیت به ندرت استفاده می شود و نیز قادر به انتقال مؤثر داده ها بر روی خطوط عمومی (فیبر) تا نرخ Gbps1 است. تکنولوژی به کار رفته در    شبکه های امروزی از جمله عمومی ترین آن یعنی IP از نوع بدون اتصال است. در پروتکل های بدون اتصال، مشکل اساسی و اجتناب نا پذیر آن است که هیچ تضمینی در رسیدن داده ها به مقصد مورد نظر وجود ندارد ولیکن ATM پروتکلی اتصال گراست و قبل از هر گونه مبادله داده یک “مدار مجازی” یا به اصطلاح یک “نشست” از طریق سوئیچ ها برقرار می کند پس از آن که داده ها مبادله شد،‌ مدار مجازی که حاصل هماهنگی قبلی سوئیچ ها است از بین خواهد رفت. ATM تنها معماری مبتنی بر انتقال اتصال گرای داده ها نیست. در حقیقت همتا و مکمل IP یعنی TCP نیز پروتکلی اتصال گرا ست. بدون شک ATM بهترین مثال مطمئن و اتصال گرای داده هاست. عامل مؤثر و کلیدی درسرعت بسیار بالای ATM قالب داده ها و ساختار فریم ها در این معماری است. تمام پروتکل های مسیر یابی بسته هایی را مسیر یابی و هدایت می کنند که اندازه ثابت و مشخصی ندارند یک بسته IP می ماند از ۲۰ بایت تا ۶۴ کیلو بایت متغیر باشد. در این پروتکل ها گیرنده ی بسته ابتدا سرآیند آن را پویش می کند تا حجم و اندازه دقیق بسته را استخراج نماید. زمان پردازش یک بسته بنا به اندازه ی آن متغیر است. در مقابل ATM داده ها را در قالب بسته هایی کوچک و با اندازه ی ثابت که سلول نامیده می شود انتقال می دهد.    سلول های  ATM فارغ از آن که چه قدر داده در خود حمل می کنند هر کدام ۵۳ بایت هستند. در هر سلول ۵۳ بایتی ۵ بایت سرآیند (Header) و ۴۸ بایت بخش حمل داده (PayLoad) است. اگر چه سلول های ATM دارای اندازه ی ثابت هستند ولی با این وجود قطعاً به داشتن سرآیند نیازمندند. سرآیند هر سلول ATM مبدأ و مقصد سلول را مشخص می کند.

طول ثابت و کوچک سلول ها باعث شده تا معماری ATM روشی بسیار کارآمد و مؤثر برای انتقال صدا و تصویر دیجیتال باشد عامل دیگر موفقیت و سرعت ATM طراحی آسنکرون آن است. آسنکرون بودن ATM بدین معناست که سوئیچ ها قادرند سیگنال های حامل داده را به طور هم زمان هم بفرستند و هم بگیرند و هیچ هماهنگی خاصی بین سیگنال های ارسال و دریافت نیاز نخواهد بود. ماهیت آسنکرون بودن ATM از قالب ثابت سلول ها ناشی می شود از آن جایی که سلول ها دارای اندازه ۵۳ بایتی هستند هرسوئیچ دقیقاً می داند که دریافت یک سلول چه قدر طول می کشد و بدین ترتیب درخلال ارسال سلول ها یک سوئیچ می تواند از سوئیچ دیگر سلولی را دریافت نماید.

ATM چیست و در چه رده ای قرار دارد؟

ATM یک استاندارد برای شبکه های سریع است که یک قالب [۱] برای ایجاد شبکه های سریع با استفاده از پروتکل های مخابراتی سریع و متنوع به عنوان پروتکل لایه فیزیکی ارائه     می کند. این قالب بسیار انعطاف پذیر و قوی بوده و قابلیت ارائه ی سرویس های متنوعی از لحاظ کیفیت سرویس را دارا می باشد.

این قالب مبتنی بر ارسال اطلاعات به صورت سلول های[۲] بسیار کوچک اطلاعاتی (بسته های کوچک با ابعاد ثابت) بر روی مسیر های داده ای از قبل ایجاد شده (‍Connection Oriented) می باشد.

ابعاد کوچک و ثابت سلول ها بافر کردن جداگانه سلول بدون پردازش آن ها امکان پذیر     می سازد. هم چنین با توجه به این که مسیر ها قبل از ارسال ایجاد می شوند،‌ نیازی به اعمال الگوریتم های پیچیده مسیر یابی برای تک تک بسته های اطلاعاتی وجود ندارد و مسیر یاب های شبکه در حین ارسال اطلاعات (پس از ایجاد مسیر) عملاً تبدیل به سوئیچ های ساده Store & Forward می شوند که نیازمند حداقل قدرت پردازشی هستند.

مد انتقال آسنکرون یا ATM

مد انتقال آسنکرون یا ATM نسل بعدی فن آوری شبکه است که سرعت مبادله اطلاعات را افزایش خواهد داد و حتی گفته می شود که ممکن است این نوع شبکه در آینده جایگزین پروتکل حاکم بر اینترنت شود و نیز برخی دیگر اعتقاد دارند که این شبکه نسخه ی بالا تر و بهینه شده ی ISDN (پروتکل مخابراتی معروف که صحبت های افراد را پکت پکت می کرد و ارسال می نمود و تقریباً همسن پروتکل IP جاری می باشد که سرعت آن حدود ۱۵۵ Mbps می رسید) است. در ضمن این شبکه به دلیل سرعت بسیار بالا و قابلیت هایی که دارد در بسیاری از کشور های توسعه یافته برای سیستم های صوتی و تصویری و امکانات فوق شبکه ای مورد استفاده قرار گرفته است. با این فن آوری اطلاعات با حجم بسیار وسیعی مبادله خواهند شد. برای مثال صوت، داده ها، تصاویر، CAT Scan، تصاویر MRI و کنفرانس ویدئویی.

این فن آوری شبکه های خصوصی و عمومی را پشتیبانی خواهد کرد و صوت، ویدئو و داده ها در مداری به طور مشترک مبادله خواهند شد. ATM پهنای باند را بر حسب سرعت نیاز نوع اطلاعاتی که می خواهد از طریق آن مبادله شود ارائه می کند. سرعت تبادل اطلاعات ۱٫۵Mbps و سریع ترین حالت به ۲Gbps می رسد. با استفاده از فن آوری ATM انواع مختلف شبکه ها، از LAN گرفته تا WAN و از Backbone تا Desktop می تواند به هم مرتبط شوند. علاوه بر این ATM یک پروتکل انتقال برای B_ISDN است. در واقع ATM به جای شبکه TCP/IP پیشنهاد شده و حدود ۸۰ تا ۹۰% معایب TCP/IP را حل می کند. این شبکه در ۸ سال اخیر رائه شده و ۲۰ سال از تکنولوژی TCP/IP پیشرفته تر است و امنیت و سرعت انتقال اطلاعات را تضمین می کند.

[۱] Framework

[۲] Cell

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .