TDM, ETHERNET ATM NEDİR?

OSI

OSI (Open Systems Interconnection) modeli, ISO (International Organization for Standardization) tarafından farklı bilgisayarları haberleştirmek için geliştirilmiş bir standarttır. OSI modeli 7 katmandan oluşmaktadır.

BU KATMANLAR SIRASIYLA;

  1. Physical (Fiziksel Katman)
  2. Data Link (Veri Bağlantı Katmanı)
  3. Network (Ağ Katmanı)
  4. Transport (Taşıma Katmanı)
  5. Session (Oturum Katmanı)
  6. Presentation (Sunum Katmanı)
  7. Application (Uygulama Katmanı) şeklindedir.

Her katman kendi içinde farklı görevler yapar. Ayrıca her protokolün çalıştığı katman farklıdır. Burada belirtilen her bir katman bir üst katmana hizmet sağlamaktadır.

OSI 2. KATMAN TEKNOLOJİLERİ

“Veri Bağı” katmanı ya da “Data Link Layer” fiziksel katmana erişmek ve kullanmak ile ilgili kuralları belirler.Gönderilecek verinin elektronik sinyallere dönüştürülüp fiziksel katmana iletilmesini ve bu katmandan gelen elektronik sinyallerin veriye dönüştürülmesini sağlayan katmandır. Bu dönüştürme işlemi kullanılan ağ teknolojisine göre değişkenlik gösterebilir.

Bu katmanda fiziksel katmandan gelen bir dizi 0’lar ve 1’ler çerçeve ve paketlere dönüştürülür ve elektriksel sinyallerin kablo üzerinde sorunsuz bir şekilde ilerleyip ilerleyemediğinin kontrolü bu katmanda yapılır. Ayrıca bu katmanda fiziksel adresleme yapılır.

VERİ BAĞI KATMANI İKİ ALT BÖLÜME AYRILIR

  • Media Access Control (MAC)
  • Logical Link Control (LLC)

MAC alt katmanı veriyi hata kontrol kodu(CRC-Cyclic Redundancy Check), alıcı ve gönderenin MAC adresleri ile beraber paketler ve fiziksel katmana aktarır. Alıcı tarafta da bu işlemleri tersine yapıp veriyi veri bağlantısı içindeki ikinci alt katman olan LLC’ye aktarmak görevi yine MAC alt katmanına aittir.

LLC alt katmanı bir üst katman olan ağ katmanı(3. Katman-Layer 3) için geçiş görevi görür. Protokole özel mantıksal portlar oluşturur (Service Access Points, SAPs). Böylece kaynak makinada ve hedef makinada aynı protokoller iletişime geçebilir(örneğin TCP/IP<–>TCP/IP). LLC ayrıca veri paketlerinden bozuk gidenlerin(veya karşı taraf için alınanların) tekrar gönderilmesinden sorumludur. Flow Control yani alıcının işleyebileğinden fazla veri paketi gönderilerek boğulmasının engellenmesi de LLC’nin görevidir.

ATM, Ethernet, Wi-fi, TDM bu katman teknolojileridir.

ATM

Eşzamansız Aktarım Modu (Asynchronous Transfer Mode, ATM), tarihçesi 70 ve 80lerde broadband ISDN’in geliştirilmesiyle başlayan bir teknolojidir. Verileri 53 byte sabitbüyüklükte hücreler halinde ileten bir ağ tekniğidir. Bağlantı temelli bir teknolojidir.Veri iletimi için paket anahtarlamanın bir türüsayılabilecek bir yöntem olan hücre aktarımı (cell relay) tekniğini kullanır. Bu teknik sanal devreleroluşturarak devre anahtarlamanın avantajlarından da faydalanır. Paket anahtarlamadaolduğu gibi (Örneğin, X. 25, Frame Relay, TCP/IP), ATM çoğullama veanahtarlama işlevlerini bütünleştirir, patlamalı trafik için uygundur (Devreanahtarlamanın aksine), ve farklı hızlarda çalışan cihazların haberleşmesinemüsade verir. Yalnız paket anahtarlamanın aksine, ATM yüksek performanslıçoklu ortam ağları için tasarlanmıştır.Beklenilenin aksine yerelağlarda kullanımı kısıtlı kalmış, günümüzde daha çok iletişim ve bilgisayar ağları arasında hızlı omurga (backbone) yapıları oluşturmak için kullanılır olmuştur.

ATM-2

ATM ağları bağlantı temelli olduklarından, taraflaradan biri veri iletişimini başlatmak için önce bir bağlantıkurulum paketi gönderir. Kurulum paketi geçtiği ATM anahtarlarına bağlantının varlığı ve ihtiyaç duyduğukaynaklar hakkında bilginin kaydolmasını sağlar. Bu bağlatıya sanal devre yol bilgisine de sanal yol adı verilir.Bağlantıya duyulan ihtiyaç geçici değilse, bilgiler devamlı olarak anahtarlama tablolarında saklı tutulur. Bu türdevamlı bağlatılara kalıcı sanal devre denir. Her bağlantının sadece kendine ait bir kimlik bilgisi vardır.

Bağlantı kurulduğunda her iki taraftan biri veri göndermeye başlayabilir. Veriler 5 byte başlık ve 48 byte bilgiolmak üzere 53 bytelık hücrelere dönüştürülürler. Başlık, bağlantı kimliğini de içerdiğinden, ATM anahtarlarıgelen hücreleri ne tarafa iletmeleri gerektiğini bilirler. Bu yüzden bütün hücreler aynı yolu takip ederler. Her nekadar hücreler belli bır sırayı takip etseler de, hücrelerin hedefe varıp varmadığı genelde kontrol edilmez.

ATM İN DİĞER TEKONOLOJİLERE GÖRE AVANTAJLARI:

  • Patlamalı trafik için dinamik bant genişliği
  • Çokluortam için hizmet sınıfı desteği
  • Hız ve network boyutlarında ölçeklenebilirlik
  • Ortak LAN/WAN mimarisi
  • Uluslarası standart uyumluluğu
  • Anahtarlamalı Ethernet ve Token Ring çalışma grubu hubları
  • Donanım anahtarlaması birlikte yüksek performans
  • VC mimarisi yoluyla basitleştirme için olanaklar

ETHERNET

Ethernet Xerox’un Palo Alto Research Center (PARC)’da, 1976’da geliştirilmiştir. Ethernet, 1980’de ilk olarak yayınlanan Elektrik Elektronik Mühendisleri Enstitüsü (IEEE-Institute of Electrical and Electronics Engineers) 802.3 standardına teknolojik olarak temel sağlamıştır. Bundan kısa bir süre sonra, Digital Equipment Corporation, Intel Corporation ve Xerox Corporation birlikte IEEE 802.3 ile uyumlu bir Ethernet (sürüm 2.0) standardını geliştirmişler ve duyurmuşlardır. Ethernet ve IEEE 802.3 birlikte, şu anda yerel ağ protokolleri pazarında en büyük pazar payına sahiptir. Bugün Ethernet terimi genel olarak IEEE 802.3’ün de dahil olduğu Ethernet standartlarına uyan tüm Taşıyıcı Sinyalin Algılanması, Çoklu Erişimce Çarpışmanın Tespiti (CSMA/CD-CarrierSense Multiple Access/Collision Detection) ağları için kullanılır.

İlk geliştirildiğinde Ethernet, uzun mesafeli düşük hızlı ağlar ve özel, yüksek hızlı veri taşıyan ancak mesafe kısıtlaması olan bilgisayar odası ağları arasındaki boşluğu doldurmak için tasarlanmıştı. Ethernet, yerel haberleşme ortamının dağınık bazen yüksek oranda ağır trafik taşıması gereken uygulamalar için uygundur.

Ethernet veriyi elektrik sinyaliyle kodlar. 10 Mbps (Megabit per second -Saniyede Bir Milyon Bit) sistemlerde kodlama biçimine Manchester kodlaması denir. Bu sistem voltajda değişiklik yaparak ikilik sayıları sıfır ve bir olarak gösterir. Bir zaman diliminde voltajdaki artış ya da düşüşe bit periyodu denir, bitin ikili sayı değerini gösterir .

Ethernet’ler, kullanılan kablo ve iletişim hızlarına göre ayrıca sınıflandırılırlar. 10 Mbps hızıyla haberleşenler genel olarak Ethernet, 100 Mbps hızıyla haberleşenler Fast Ethernet, 1000 Mbps hızıyla haberleşenler Gigabit Ethernet olarak isimlendirilirler.

ETHERNET AĞ ELEMANLARI

Ethernet yerel ağları, ağ boğumlarını (nodes) ve fiziksel bağlantı medyalarını içerir. Veri Uç Birim Donatımı (DTE – Data Terminal Equipment) ve Veri İletişim Donatımı (DCE – Data Communication Equipment) olarak başlıca iki gruba ayrılırlar. Aygıtlar veri çerçevelerinin hedefi ya da kaynağı olabilir. DTE aygıtları kişisel bilgisayarlar, iş istasyonları ve dosya sunucuları olabilir. DCE aygıtları gelen veri çerçevelerini ağa ileten cihazlardır. Ağ anahtarları (network switch), yineleyici (repeater) ve modemler DCE aygıtlarıdır.

TAŞIYICI SİNYALİN ALGILANMASI, ÇOKLU ERİŞİMCE ÇARPIŞMANIN TESPİTİ (CSMA/CD -CARRİER SENSE MULTİPLE ACCESS / COLLİSİON DETECTİON)

Ethernet’te veri iletim yoluna erişmek (fiziksel ortama giriş) için kullanılan tekniktir. Ethernet, bir tüme gönderim (broadcast network) teknolojisidir. Bu teknik veri iletim yoluna bağlı tüm birimlerin ağ ortamına erişmesini sağlar. Sadece bir düğüm belli bir zamanda ağı kullanmaya elverişlidir. Bu kavramda bir istasyon ağa bir çerçeve iletmek istediğinde ağın başka bir istasyon tarafından kullanılmadığından emin olmalıdır. Veri iletim yolu, bağlı olan tüm birimlerin veri aktarımına açık olduğu için aynı anda farklı birimler tarafından veri aktarılmaya çalışılması çatışmaya (collision) neden olur.

Çatışma durumunda tüm veriler bozulur ve yeniden aktarılması gerekir. Bu nedenle veri gönderen bir düğümün aktarım sonrası hattı dinlemesi ve olası çatışmaların farkına varması gerekir. Çarpışma denetimi, veri aktarmak isteyen her iki istasyonun benzerliğini fark eder ve eşzamanlı olarak ağın boş olduğunu tespit edebilir. Her iki istasyonda ağa çerçeve gönderdiğinde milisaniyeler sonra her iki çerçeve de çarpışır.

Çarpışmalar Ethernet’te normal olaylardır. Böyle bir çarpışma olduğunda iki istasyon da taşımayı durdurur rastgele bir gecikmeden sonra çerçeveyi yeniden gönderir. Gecikmenin rastgele olması önemlidir, aksi takdirde aynı çarpışma çok kez ortaya çıkacaktır. Her iki bilgisayar da çatışmayı sezince, veri aktarımına bir süre ara verip ikili üssel geri çekilme (binary exponential backoff) algoritmasını kullanılarak tekrarlarlar.

Ethernet’te kullanılan CSMA/CD, veri çerçevelerini alır ve taşır, veri çerçevelerini OSI üst katmanına geçirmeden önce çözer, adreslerin geçerliliğine bakar ve ağda ya da veri çerçevesinde oluşan hataları tesit eder.

TDM (TİME-DİVİSİON MULTİPLEXİNG)

Time-division multiplexing digital veya analog (fazla rastlanmayan) multiplexing tiplerinden biridir. Bu tip multiplexingde birden fazla sinyaller veya bit stream’ler aynı kanal uzerinden birden fazla sinyalin gönderilmesiyle olur fakat fiziksel kısımda bu işlem her kanala belirli bir zaman parçasi (timeslot) ayırmakla meydana gelir. Bu kanallar aktarımı yapan kanal (transfer channel) üzerinden sırayla verileri gönderir.

TDM genellikle SDH ve Synchronous Optical Networking (SONET) , kiralik devrelerde ve network transmission standartlarında kullanılır.

TDM MULTİPLEXİNG 2 ŞEKİLDE ELDE EDİLEBİLİR;

  • eşzamanlı (synchronous)
  • eşzamansız (asynchronous)

SYNCHRONOUS TDM

Synchronous TDM’de multiplexer aynı zaman birimini, kanalı kullanan cihazlara ayırır, bu ayrım olayı cihazın kanalı kullanıp kullanmadıgına baglı degildir, örnegin eğer TimeSlot-1 X cihazı için ayrılmışsa ve X cihazının kanalı kullanma ihtiyacı olmasa bile herhangi bir cihaz bu kanalı kullanamaz.

ASYNCHRONOUS TDM

Asynchronous TDM’de TimeSlot’ları cihaza göre ayrılmamıştır . Her birim/boşluk (slot) sinyalin gönderilecegi cihazın detaylarını ( index) vede mesajın kendisini tutar. Böylelikle her bir frame de slot sayısı mesajı gonderen cihazların sayısına eşit olmak zorunda degildir. Asynchronous TDM transfer kanalının maximum bir şekilde kullanılmasına yardımcı olur ve aynı zamanda birden fazla yavaş input kanalının hızlı bir kanala dönüştürülmesine yardımcı olur.

TDM İN HABERLEŞMEDEKİ ÖRNEKLERİ

PDH (plesiochronous digital hierarchy) systemler, PCM systemler olarak da anılır, birçok telefon çağrısını dijital olarak aynı 4 telli bakır kablodan (T-carrier ya da E-carrier) ya da fiber kablodan devre anahtarlamalı dijital telefon ağına taşıma yöntemidir.

SDH veSONET(synchronous optical networking) ağ taşıma standartları PDH kullanır.

GSM TELEFON SİSTEMLERİ

TDM; özellikle ISDN, Telefon servis ağı ve SS7 teknolojilerinde kullanılır.

AVANTAJLARI

  • Uzun bir geçmişi vardır.
  • Güvenilir ve güvenlidir.
  • Sabit band genişliği garantisi vardır ve sabit hızdaki veri akışı için uygundur.
  • Gelişmiş yönetim ve kontrol imkanı sağlar.
  • TDM tabanlı ağlar uzun zamandır yaygın olarak kullanıldığı için güvenlidir. Sabit trafik akışının olduğu yerlerde kullanılması önerilir. Çünkü yapısı itibari ile ani veri akışındaki değişikliklere cevap veremez.
  • ATM ve Frame Relay teknolojilerinde bant genişliğinin gereksinime göre ayarlanabilmesi maliyet açısından büyük avantaj sağlar.
  • Şehiriçi devrelerde Frame Relay’e göre ucuzdur.

DEZAVANTAJLARI

  • Veri akışı olmadığında bant genişliğinden herhangi bir kazanç sağlamaz.
  • Desteklenen Uygulamaları
  • Sabit hızda, zamana duyarlı trafiği
  • Öncelikli olarak ses ve veri trafiği
  • Düşük hızda bir ağa erişim imkanı
  • Video konferans
  • Dağıtık uygulamalar (Bilgisayar Destekli Tasarım / Bilgisayar Destekli Üretim)
×