การจำลองเครือข่าย LAN บนเครือข่ายATM

เนื่องจ่ายโพรโตคอลพื้นฐานของเครือข่าย ATM ใช้โปรโตคอล ATM ไม่ใช่ โปรโตคอล IP จึงจำเป็นต้องทำการจำลองเครือข่าย IP ขึ้นบนเครือข่าย ATM ที่มีอยู่เพื่อทำให้สามารใช้แอปพลิเคชั่นของ เครือข่าย IP ได้ วิธีการที่ใช้กันแพร่หลายในการใช้งาน IP บนเครือข่าย ATM มี อยู่ 2 วิธี ได้แก่ วิธี LAN Emulation และ IP over ATM
4.1 การทำ LAN Emulation
LAN Emulation (LANE) คือการจำลองระบบเครือข่าย LAN ได้แก่ Ethernet หรือ Token Ring ซึ่งเป็นเครื่อข่ายแบบ Brodacast Network โดย LANE จะเป็นเทคโนโลยีการเชื่อมต่อเครือข่ายแบบ ATM-based internetworking ซึ่งจะทำให้เครื่อง host แต่ละเครื่องที่เชื่อมต่อกันโดยใช้ ATM-connection สามารถสร้าง MAC-connection ขึ้นมา เพื่อให้สามารถใช้โพรโตคอลและแอปพลิเคชั่น ของเครือข่าย LAN เช่น Novell Netware, Microsoft windows, DECnet, TCP/IP, MacTCP หรือ Appletalk ได้บนเครือข่าย ATM โดยไม่ต้องมีการเปลี่ยนแปลงตัวโปรแกรมแอปพลิเคชั่นที่มีอยู่เดิมเหล่านั้น แต่อย่างใด
การทำ LANE จะให้บริการในเรื่องต่าง ๆ ดังต่อไปนี้
- การทำ data encapsulation ให้กับข้อมูลและการส่งข้อมูล
- address resolution
- การจัดการเกี่ยวกับ multicast group
ส่วนประกอบที่สำคัญของ LAN Emulationมีดังต่อไปนี้
1. LAN Emulation Client (LEC) ซึ่งอยู่ในเครื่องคอมพิวเตอร์แต่ละตัว (โฮสต์ แต่ละตัว) มีหน้าที่ในการแปลง ข้อมูลระหว่าง LAN และ ATM พร้อมกับรับส่งข้อมูลต่างๆ ระหว่าง LES, LECS, BUS และ LEC ตัวอื่นๆ
2. LAN Emulation Server (LES) มีหน้าที่ในการเก็บตารางดัชนีระหว่าง MAC Address และ ATM Address และทำหน้าที่ให้บริการตอบคำถามในการแปลง MAC Address เป็น ATM Address ของเครื่องคอมพิวเตอร์ปลายทางที่ LEC ต้นทางต้องการติดต่อด้วย
3. Broadcast and Unknown Server (BUS) มีหน้าที่ในการรับและกระจายข้อมูลแบบBrodacast และ Multicast packet ซึ่งมีความจำเป็นในการทำงานของ LAN ในปัจจุบัน
4. LAN Emulation Configuration Sever (LECS) มีหน้าที่ในการเก็บข้อมูลConfiguration ของ LAN Emulation และแจกจ่าย ATM Address ของ LES ให้แก่ LEC ที่ขอในขณะเริ่มต้นทำงานดังรูปที่ 3
วิธีการทำ LAN Emulation จะใช้หลักการของ MAC layer เพื่อที่จะจำลองระบบเครือข่าย IEEE 802 หรือเครือข่าย LAN ที่มีอยู่เดิมได้แก่ Ethernet หรือ Token Ring โดยที่โพรโตคอลใน layer ที่สูงกว่า Mac layer เช่น IP หรือ IPX จะไม่สามารถทราบได้ว่าระบบนี้เป็น LAN Emulation หรือLAN IEEE 802 LANE จะมีกระบวนการแปล MAC address ให้เป็น ATM Address โดยใช้ Address Resolution Service (ARS) ซึ่งกระทำโดย LES (LAN Emulation Server) และ จะทำการสร้างเส้นทางเชื่อมต่อแบบ point-to-point โดยใช้ Switched Virtual Circuit (SVC) connection ไปยัง server และ client ตัวอื่นๆ ของ LANE ดังรูปที่ 4.5
4.2 การทำ IP over ATM
เนื่องจากลักษณะโครงสร้างการทำงานของ ATM เป็นแบบ connection-oriented และแบบ unicast ทำให้การทำงานแบบ broadcast ซึ่งเป็นการทำงานของระบบ LANไม่สามารถกระทำได้บนเครือข่าย ATM ดังนั้นจึงได้มีการคิดวิธีการ IP over ATM หรือ Classical IP and ARP over ATMขึ้นมาเพื่อช่วย แก้ปัญหานี้
การทำ IP over ATM เป็นมาตรฐานในการส่งผ่านและเข้ารหัสข้อมูลของ IP Network ที่มีลักษณะ การทำงานแบบ connectionless ให้สามารถใช้งานได้บนเครือข่าย ATM โดยอาศัยการเชื่อมต่อ แบบ ATM adaptation Layer (AAL)5และการกำหนดการให้บริการแปลง IP Addressไปเป็น ATM Address วิธีนี้จะทำการแทนที่ส่วน data link layer ของ protocol stck ซึ่งเป็นหน้าที่ของ MAC address ด้วย ATM Address ซึ่งเป็นฟังก์ชั่นของ ATM ตัวอย่างเช่น ARP repuest ซึ่งแต่เดิม ในเครือข่าย LAN IEEE 802 จะทำการขอ MAC Address ของเครื่องปลายทาง ในเครือข่าย IP over ATM จะขอ ATM Address ของเครื่องปลายทางแทน เครื่องที่เป็น ARP host ก็จะทำการ map IP Addressไปยัง ATM Address แทนที่จะ map IP Address ไปยัง MAC Addressในการนี้ จะต้องมีเครื่องแม่ข่ายที่เรียกว่า IP-ATM-ARP server ทำหน้าที่เก็บตารางดัชนีทีจะช่วย map IP Addressไปยัง ATM Address และเมื่อมีโฮสต์ตัวใหม่เพิ่มเข้ามาในระบบ จะต้องแจ้งให้ IP-ATM-ARP service ทราบเพื่อที่จะเพิ่มข้อมูลลงในตารางดัชนี
4.3 ข้อเปรียบเทียบระหว่างวิธีการทำ LAN Emulation และ IP over ATM
ข้อแตกต่างที่เห็นได้ชัดระหว่าการทำ LAN Emulation และการทำ IP over ATM ก็คือ การทำLAN Emulation จะช่วยให้สามารถใช้แอปพลิเคชั่นต่าง ๆ ของระบบ LAN IEEE 802 ได้โดยไม่ต้องมีการดัดแปลงตัวแอปพลิเคชั่นนั้นแต่อย่างไ แอปพลิเคฃั่นเหล่านั้นเช่น IP หรือ IPX เป็นต้น ในขณะที่การทำ IP over ATMนั้น เครือข่าย ATM จะสามารถใช้งานได้เฉพาะ IP เท่านั้น วิธีการ LAN Emulation จะรวมหลักการของเครือข่าย LAN IEEE 802 ซึ่งเป็น boastcast เข้าในเครือข่าย ATM ส่วนวิธีการ IP over ATM จะช่วยสนับสนุนการใช้งาน ATM ในเครื่องคอมพิวเตอร์ ปกติที่ใช้ระบบ LAN ได้ ข้อดีของการใช้วิธี IP over ATM ก็คือทำให้ data link layer สามารถแปล ข้อมูลการเชื่อมต่อจากข้อมูลเชื่อมต่อในแบบ IP ซึ่งเป็นแบบ connectionless ให้เป็นการเชื่อมต่อ ในแบบของ ATM ซึ่งเป็นแบบ connection-oriented ได้ ทำให้สามารถใช้ประโยชน์จากระบบ ATM ซึ่งเป็นการติดต่อแบบ point-to-point ได้ นอกจากนี้การทำ IP over ATM ยังช่วยลดขนาดของ overhead ซึ่งเป็นที่เก็บ broadcast address resolution ทำให้ช่วยลดเวลาหน่วง (delay) ในการส่งแพ็คเก็ตเริ่มต้น (initial packet) ได้ การจะเลือกใช้วิธีการใดนั้นขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ของการใช้งาน ในกรณีที่ต้องการใช้งาน ATM กับระบบที่มีอยู่เดิมนั้น วิธีการ IP over ATM เป็นวิธีการที่เหมาะสมและมีประสิทธิภาพสูง ในกรณีที่ต้องการอัปเกรดระบบ LAN ที่มีอยู่เดิมให้มี backbone ที่มีความเร็วสูงขึ้น การเลือกใช้ LAN Emulation ก็ถือเป็นทางเลือกหนึ่งที่น่าพิจารณาและอาจเปรียบเทียบกับ FDDI หรือ Fast Ethernet ในการเลือกใช้งานได้
4.4 การเชื่อมต่อ (Connection Management)
ไม่ว่าจะเป็นการทำ LAN Emulation หรือการทำ IP over ATM ล้วนแต่จำเป็นต้องทำการเชื่อมต่อระหว่าง host แต่ละตัว ในการจัดการการเชื่อมต่อ (Connection Management) นั้นสามารทำได้ 2 วิธี
วิธีแรกจะใช้ Permanent Virtual Circuits (PVC) ทำการเชื่อมต่อระหว่าง clients
วิธีที่สองจะใช้ Switched Virtual Circuits (SVC) ในการเชื่อมต่อ
การใช้ SVC จำเป็นต้องมี signalling protocol เพื่อทำการสร้างตลอดจนลบเส้นทางเชื่อมต่อไป ยังโฮสต์ ที่แยกกันด้วย hop ในสวิตซ์ ATM คนละตัวกันจำเป็นต้องมีการส่งข้อความ (message) แจ้ง โดยโฮสต์ จะเริ่มต้นจากการออกข้อความที่เรียกว่า SETUP ไปยังสวิตซ์ ตัวแรก ข้อความ SETUP จะส่งพารามิเตอร์เกี่ยวกับ AAL และ QoS ระหว่างการจัดตั้งเส้นทางเชื่อมต่อนั้นเมื่อสวิตซ์ตอบรับแล้ว จะส่งข้อมูลเกี่ยวกับ VCI/VPI กลับมายัง hop ที่อยู่ก่อนหน้านั้น โดยใช้ข้อความที่เรียกว่า Call Proceeding กระบวนการเช่นนี้จะดำเนินต่อไปเรื่อย ๆ จนกระทั่งไปถึงปลายทาง ทางปลายทางจะส่งข้อความที่เรียกว่า Connect กลับมายังต้นทาง สำหรับการลบเส้นทางเชื่อมต่อ ก็ทำได้ในทำนองเดียวกันโดยใช้ข้อความที่เรียกว่า Release และ Release Complete วิธีการที่ใช้ PVC จะต้องสร้างเส้นทางเชื่อมต่อระหว่างแต่ละโฮสต์ ตั้งแต่ตอนเพิ่ม host เข้ามา วิธีนี้จะช่วยลดขนาดของ overhead ในการจัดตั้งเส้นทางการเชื่อมต่อแต่อย่างไรก็ตาม วิธีการ PVC ไม่เหมาะที่จะใช้กับเครือข่ายที่มีโฮสต์ จำนวนมาก