Συμβολή στη μελέτη δικτύων ασύγχρονου τρόπου μεταφοράς: ATM μεταγωγείς:Αρχιτεκτονικές και προοπτικές

Abstract

While internet keeps growing exponentially, there is a strong demand on new switch architectures with corresponding capabilities. Asynchronous Transfer Mode technology is currently used in WANs as well as in campus area networks. ATM switches are the "heart" of ATM networks. The "cell switch fabric", which is responsible for relaying ATM cells in the switch, affects the performance of the whole system significantly. There are 4 cell switch fabric architecture categories: shared memory, shared medium, fully interconnected and space division. In the category of shared-medium architectures, a new medium access control scheme is proposed. The arbitration scheme is based on learning automata: Learning-Automata-based Bus Arbitration (LABA). It diminishes the disadvantages of distributed arbitration, while retaining its advantages. In the category of space-division architectures, Baryan networks are presented and a new, different architecture is proposed: Grid-based ATM Switch Architecture. GASA has the properties of self-rating and high fault tolerance. The analytical model is presented along with simulation results. In the last section, the current status as well as possible future evolution are presented, regarding optical networks and optical switches. An optically reconfigurable GASA switch is described.

Καθώς το Internet εξακολουθεί να αναπτύσσεται εκθετικά, υπάρχει ισχυρή απαίτηση για το σχεδιασμό μεταγωγέων (switches) με αντίστοιχα μεγάλες δυνατότητες. Η τεχνολογία ασύγχρονου τρόπου μεταφοράς (asynchronous transfer mode, ATM) παραμένει κραταιά από τα WANs μέχρι τα campus δίκτυα. Τα ATM switches αποτελούν την καρδιά του ATM δικτύου και το μέρος του μεταγωγέα που παίζει καθοριστικό ρόλο στην απόδοση του συστήματος είναι το "cell switch fabric", το οποίο είναι υπεύθυνο για τη μεταγωγή των ATM cells εντός του switch. Οι τέσσερις βασικές κατηγορίες αρχιτεκτονικών αυτού είναι: διαμοιραζόμενης μνήμης, διαμοιραζόμενου μέσου, πλήρως διασυνδεδεμένα και διαίρεσης χώρου. Στην κατηγορία των αρχιτεκτονικών διαμοιραζόμενου μέσου, προτείνεται ένα σχήμα ελέγχου πρόσβασης με χρήση μανθανόντων αυτομάτων: Learning-Automata-based Bus Arbitration (LABA). Αυτό το σχήμα διαιτησίας αντιμετωπίζει τα προβλήματα της κατανεμημένης διαιτησίας, διατηρώντας τα πλεονεκτήματά της. Στην κατηγορία αρχιτεκτονικών διαίρεσης χώρου, μετά την παρουσίαση των δικτύων Baryan, προτείνεται μια διαφορετική αρχιτεκτονική βασισμένη σε πλέγμα: Grid-based ATM Switch Architecture (GASA), η οποία έχει το χαρακτηριστικό της αυτοδρομολόγησης και της υψηλής ανοχής σε βλάβες υλικού. Παρουσιάζεται το αναλυτικό μοντέλο και αποτέλεσμα προσομοιώσεων. Στο τελευταίο κεφάλαιο παρουσιάζεται η τρέχουσα κατάσταση και οι πιθανές μελλοντικές εξελίξεις όσον αφορά στα οπτικά δίκτυα και τους οπτικούς μεταγωγείς και προτείνεται ο "οπτικά αναδιαρθώσιμος GASA μεταγωγέας".