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Lemode de transfert asynchrone (en anglaisAsynchronous Transfer Mode ouATM) est un protocole de la couche « liaison de donnée» au sens du « modèle OSI » à commutation de cellules, qui a pour objectif demultiplexer différents flots de données sur un même lien physique en utilisant une technique deTDM ou MRT (multiplexage à répartition dans le temps).
ATM a été conçu pour fournir un standard réseau unifié qui pourrait supporter un trafic réseau synchrone (SDH), aussi bien qu'un trafic utilisant des paquets (IP,relais de trames…) tout en supportant plusieurs niveaux de qualité de service (QdS).
ATM est un protocoleasynchrone, s'appuyant fréquemment sur unecouche de transport synchrone. C'est-à-dire que les cellules ATM sont envoyées de manière asynchrone, en fonction des données à transmettre, mais sont insérées dans le flux de données synchrones d'un protocole de niveau inférieur pour leur transport.
Les cellules ATM sont des segments de données de taille fixe de 53 octets (48 octets de charge utile et 5 octets d'en-tête), à la différence depaquets de longueur variable, utilisés dans des protocoles du typeIP ouEthernet.
La commutation des cellules allie la simplicité de lacommutation de circuits et la flexibilité de lacommutation de paquets. Uncircuit virtuel est établi soit par configuration des équipements, soit par signalisation, et l'ensemble des cellules seront commutées sur ce même circuit virtuel par commutation de labels. En particulier, le chemin utilisé dans le réseau ne varie pas au cours du temps puisqu'il est déterminé lors de l'établissement du circuit virtuel.
Les labels permettant la commutation des cellules sont portés dans l'en-tête de chaque cellule.
Une cellule ATM est composée de cinq octets d'en-têtes et de quarante-huit octets de contenu. Le protocole définit deux types de cellules : NNI (Network-Network Interface) et UNI (User-Network Interface).
Diagramme d'une cellule ATM UNI
| Diagramme d'une cellule ATM NNI
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GFC : Generic Flow Control (4 bits), par défaut 0000b
VPI : Virtual Path Identifier (UNI 8 bits, NNI 12 bits)
VCI : Virtual Channel Identifier (16 bits)
PT : Payload Type (3 bits)
CLP : Cell Loss Priority (1 bit)
HEC : Header Error Control (8 bit CRC)
Le champpayload type permet de marquer des cellules pour des cas particuliers, par exemple pour l'administration (opérations, administration and management : OA&M) ou pour délimiter les limites dans certains AALs.
Une cellule UNI réserve le champ GFC pour assurer un système decontrôle de flux ou un sous multiplexage entre les utilisateurs. L'idée était de pouvoir autoriser la connexion de plusieurs terminaux sur une seule connexion au réseau.
Une cellule NNI est analogue à une cellule UNI, mais les 4 bits du champ GFC sont réalloués au champ VPI l'étendant à 12 bits. Ainsi, une interconnexion ATM NNI est capable d'adresser les 216 circuits virtuels (VC) de chacun des 212 chemin virtuels (VP). En pratique, certains chemin et circuits sont réservés.
Note : il est courant de dire que ATM relève du niveau liaison de données, toujours au sens duModèle OSI, probablement parce que ATM transporte souvent IP. Mais c'est une erreur : les champs VPI et VCI du schéma ci-dessus identifient une connexion de bout en bout entre machines, ce qui est la caractéristique essentielle du niveau réseau.
Les couches adaptatives ATM sont chargées de segmenter et de réassembler les cellules provenant des applications. ATM a été conçu pour pouvoir transporter des flux de données variés, la vidéo, la voix ou des données. Mais le transport de ces différents types de flux de données nécessite des types de services différents. Par exemple, les contraintes sur les données ne sont pas les mêmes pour le transport de la voix. Pour faire face à ces divers besoins des applicatifs, diverses couches AAL ont été définies :
À l'origine, au milieu des années 1990, ATM était censé être la technique permettant lebroadband integrated services digital network (B-ISDN) qui remplacerait leRTC existant. La suite complète de standards ATM propose des définitions pour les couches de niveaux 1, 2 et 3 dumodèle OSI classique à 7 couches. Les standards ATM étaient dessinés sur des concepts destinés auxtélécommunications plutôt qu'aux réseaux informatiques. Pour cette raison, un immense travail a été réalisé pour intégrer dans ATM le plus possible de technologies et conventions existant en télécommunications.
ATM est donc une technologie assez complexe, dont les fonctionnalités s'appliquent aussi bien aux réseaux globaux des sociétés de télécommunications qu'auxLAN de taille plus réduite.
Beaucoup de sociétés de télécommunications ont mis en place de grands réseaux ATM et beaucoup d'implémentationsDSL utilisent l'ATM. Cependant l'ATM a échoué à être largement répandu en tant que technologieLAN (il n'a jamais été conçu pour cet usage) et sa grande complexité a été un obstacle à son développement en tant que technologie réseau intégrative comme ses inventeurs l'avaient imaginé…
La plupart des bonnes idées d'ATM ont été reprises dans leMPLS, un protocole de niveau 2 decommutation d'étiquettes (en). MPLS apporte la possibilité de transmettre des paquets de longueur variable, mais il n'atteint pas le même niveau de définition et de garantie dequalité de service que l'ATM. MPLS ne remplace pas ATM mais l'utilise, les "labels" sont typiquement des numéros de connexions ATM.
ATM est utile et a été largement déployé comme couche de multiplexage dans les réseauxDSL, où ses caractéristiques correspondent bien aux besoins de cette application. Il a aussi été utilisé dans les interconnexions à haute vitesse pour combiner le traficPDH/SDH et le trafic depaquets dans une architecture unifiée.
