Naar verwachting zal ‘asynchronous transfer mode’ in toenemende mate een rol spelen bij de overdracht van data, spraak en video in de backbone-netwerken van bedrijven. De rol van routers in atm-netwerken en het netwerkbeheer zijn vooralsnog complexe zaken. Stabiele standaarden zijn gewenst, aldus Bertrand George in dit tweede en laatste artikel over atm.
Dankzij produkten van bijvoorbeeld Cisco, Bay Networks en 3Com is de rol van routers in bedrijfsomvattende netwerken bekend. De invoering van switching-technologie en met name atm zal de complexiteit van netwerktopologieën vooralsnog doen toenemen. Atm wordt vaak in de onderste twee lagen van het bekende Iso 7-lagenmodel ingedeeld. Daarbij wordt vaak vergeten, dat de atm-adressering met de bijbehorende hiërarchische structuur al aan alle voorwaarden voldoet voor een eigen, stabiele methode voor de routing van switched virtual circuits (svc’s) in een atm-netwerk. Dit is precies wat er met de private network-network interface (p-nni) gebeurt. De standaardisering hiervan is evenwel nog niet door het ATM-forum afgerond. Met p-nni moet het in theorie mogelijk zijn om netwerken met de omvang van het huidige telefoonnetwerk – of groter – te bouwen en te laten werken. Om dit mogelijk te maken, gebruikt p-nni 20-byte nsap-adressen met bijna onbegrensde mogelijkheden voor het definiëren van de netwerkhiërarchie. In afwachting van de definitieve acceptatie van p-nni heeft het ATM-forum een veel eenvoudiger protocol gedefinieerd (inter-link switch protocol, ilsp) dat wordt ondersteund door de meeste switches die nu verkrijgbaar zijn.
Een andere brandende kwestie voor de netwerkbeheerder is de toekomstige rol van routers in atm-netwerken. Nu al zijn er atm-routers beschikbaar met een of meer atm-interfaces naast soortgelijke voor lan en wan (bijvoorbeeld van Cisco). Er zijn echter ook andere ‘hybride’ apparaten, zoals lan-switches of hubs en concentratoren met atm-uitgangen. Zulke apparaten kunnen in de toekomst ook een atm-switch-matrix bevatten en daardoor als atm-switch fungeren. De bestaande routing-protocollen zijn echter algemeen aanvaard en zullen – voor zover nu is te overzien – belangrijk blijven, temeer omdat ze via atm kunnen worden aangestuurd.
Voor het combineren van switching en routing zijn drie modellen te onderscheiden. In het eerste model zorgt een atm-backbone-netwerk voor de onderlinge verbinding van legacy-lan’s. Hiertoe worden de routers uitsluitend met een atm-interface uitgerust. Dit biedt weliswaar op de korte termijn een aanvaardbaar migratiepad naar atm, maar betekent op de lange termijn dat het potentieel van deze technologie niet ten volle wordt benut.
In het tweede model worden de functies die de router normaal uitvoert – pakketoverdracht en routebepaling – verdeeld over een routing-server die de route door het netwerk bepaalt en snelle switches die de transmissie van pakketten verzorgen. Het idee achter deze methode is, dat beide componenten afzonderlijk te optimaliseren zijn. De argumenten van de voorstanders van dit model zijn: vereenvoudiging van het beheer en lagere netwerkkosten door veel goedkopere switches en minder dure routers.
Het derde model doet precies het omgekeerde: switching en routing worden in één apparaat ondergebracht, dat onvermijdelijk een hoge mate van redundantie en fouttolerantie vertoont. Een groot voordeel van deze configuratie is de korte latentietijd dankzij de switching-technologie; traditionele routers kenmerken zich door een lange latentietijd.
De complexiteit van dit onderwerp is voor het ATM-forum aanleiding geweest tot het instellen van de werkgroep Mpoa (multiprotocol over atm). Concrete resultaten in de vorm van stabiele standaarden worden pas in 1997 verwacht. Onderlinge samenwerking van atm- en frame relay- of smds-netwerken is daarentegen betrekkelijk eenvoudig, omdat er al stabiele standaarden en produkten voor bestaan.
‘Verkeerbeheer’
Een groot voordeel van atm is, dat hiermee de meest diverse soorten informatiebronnen met inachtneming van hun typisch eigen kenmerken kunnen worden ondersteund. Op deze manier zijn verschillende services te definiëren die voldoen aan allerlei eisen. Deze kunnen variëren van een constante bit-rate (zoals voor ongecomprimeerde spraak is vereist) tot en met bursty gegevens (kenmerkend voor lan-verkeer). Het spectrum loopt van cbr (constant bit rate) via vbr (variable bit rate) naar abr (available bit rate). Voorts is ook een best effort-service gedefinieerd, de ubr (undefined bit rate). Om de beschikbare bandbreedte optimaal te benutten, moeten de relevante services zowel in de terminalsystemen als in de switches worden ondersteund. Figuur 1 toont een indeling van de toepassingen en de in aanmerking komende services.
Api’s voor atm
Toepassingen in atm-netwerken kunnen in theorie met het netwerk tot overeenkomst komen over de gewenste servicekwaliteit (quality of service, Qos) in een soort ‘contract’, zodat een bepaalde servicekwaliteit is vastgelegd en gegarandeerd. Dit is met de traditionele toepassingen echter niet mogelijk, omdat de bestaande application programming interfaces (api’s) in het beste geval over uiterst rudimentaire mechanismen beschikken voor het specificeren van servicekwaliteit. Daarnaast zijn ze niet atm-specifiek. Om het potentieel van atm langdurig te kunnen benutten, zijn nieuwe api’s of toepasselijke uitbreidingen op de bestaande api’s noodzakelijk. Momenteel wordt gewerkt aan de bekende api’s, zoals XTI en Winsock. Verder heeft het ATM-forum een werkgroep ingesteld met het doel een api voor atm te standaardiseren.
Netwerkbeheer
Heel belangrijk en gecompliceerd is het beheer van atm-netwerken. Het ATM-forum heeft op basis van snmp een zeer eenvoudige interface (Ilmi, interim layer management interface) gedefinieerd voor status-, configuratie- en controle-informatie. Ilmi is onderdeel van Uni V3.1. De toekomstige wereldwijde atm-netwerken zullen een geheel andere complexiteitsdimensie vertonen. Gegevens, spraak en video moeten zowel over openbare als niet-openbare netwerken worden overgedragen met inachtneming van diverse Qos-vereisten. De traditionele netwerkbeheerplatformen zijn nu niet in staat deze stroom informatie te beheersen, zie figuur 2.
Figuur 2
1) Vanwege isochrone gegevens en de eventueel vereiste bandbreedte; met een terminalsysteem per lan (‘switched lan’s’) kunnen de problemen ten dele worden ondervangen.
2) Met lagere kwaliteit bij een kleinere bandbreedte.
3) Pakketoverdracht in een wan is hiervoor niet geschikt.
Het ATM-forum heeft een voorstel gedaan voor een beheermodel en ook de Ietf (Internet engineering task force) is bezig met de specificatie van een atm-mib (Atom). Op de korte termijn zijn echter geen stabiele standaarden te verwachten. In elk geval is er een architectuur op komst die gebaseerd is op gedistribueerde managed objects, waarin gebruik wordt gemaakt van technologie voor gedistribueerde objecten, zoals Corba. Ten slotte is atm voor pto’s/carriers alleen interessant als zij voldoende middelen hebben om de verleende services nauwkeurig af te rekenen, om de betrouwbaarheid te kunnen garanderen en om het netwerk systematisch verder te ontwikkelen.
Goede kansen
Netwerkdeskundigen zijn het erover eens, dat atm als techniek over de noodzakelijke kenmerken beschikt om te voldoen aan de eisen van de huidige en toekomstige toepassingen met betrekking tot bandbreedte en connectiviteit (quality of service). In het licht van de vele concurrerende technologieën – afhankelijk van het concrete gebruik en ontbrekende of nog niet stabiele standaarden – moet worden geconstateerd dat het nog een tijd kan duren voordat atm zich een vaste plaats heeft veroverd in de netwerktopologie van een bedrijf. Er zullen nog genoeg gevallen zijn waarin bijvoorbeeld fddi als voldoende ontwikkelde, stabiele technologie de voorkeur geniet. Desondanks is het te voorzien dat atm als ‘buis’ voor gegevens, maar ook in toenemende mate voor isochrone gegevensbronnen zoals spraak en video, in de backbone-netwerken van bedrijven voet aan de grond krijgt. Hier valt de kosten-/batenrekening in vergelijking met bijvoorbeeld fddi vaak gunstig uit en is deze, vooral wanneer het multimedia-gegevens betreft, gemakkelijk te verifiëren.
De toepassing van atm wordt door bijna alle bekende fabrikanten ondersteund met produkten die nu al sterk in prijs dalen. In veel bedrijven wordt atm momenteel op werkgroep- of backbone-niveau en voor toegang tot openbare proefnetwerken uitgeprobeerd. In sommige bedrijven is de omschakeling naar atm al doorgevoerd in de produktiesfeer. Hoewel atm als technologie branche-neutraal is, tekenen zich al interessante toepassingsmogelijkheden af in de gezondheidszorg, het onderwijs en de industrie (cad/cam, onderhoud op afstand).
Het eisenprofiel is ook hier voor atm interessant. Er worden enorme hoeveelheden veelsoortige gegevens geproduceerd – in een ziekenhuis al enkele gigabytes per dag! – die met behulp van vooraf gedefinieerde services beschikbaar moeten worden gesteld aan gebruikers. Dit leidt tot nieuwe inzichten ten aanzien van het gebruik, een nauwkeuriger omschrijving van de eisen en een verbetering van de produkten. In 1996 worden enkele belangrijke standaarden gestabiliseerd, zodat vanaf 1997 steeds meer interesse zal zijn in atm-netwerken voor het werken in een omgeving van meerdere leveranciers. Op lange termijn heeft atm daarom een goede kans zich te vestigen als een vooraanstaande netwerktopologie, temeer omdat er – met inachtneming van alle aspecten – momenteel geen gelijkwaardige alternatieven zijn.
Dit betekent echter dat de computers, systemen en netwerkcomponenten ook op de middellange termijn, naargelang hun toepassing, veel netwerken en protocollen aan moeten kunnen. Er zijn server-systemen op de markt met een algemeen aanbod van op Unix gebaseerde produkten. Deze kunnen in alle bestaande lan’s, fast lan’s en switched lan’s alsook in telefoonnetwerken, vaste telefoonverbindingen, X.25, frame relay en natuurlijk ook atm worden opgenomen.
Bertrand George is werkzaam bij Siemens Nixdorf Informationssysteme AG te München.
