Sự kết nối riêng biệt cho lớp ATM đối với luồng bậc cao được gọi là kết nối ATM, nó thực hiện việc kết nối với thiết bị đầu cuối nhờ kết nối chuỗi các phần tử kết nối. Kết nối ATM gồm 2 loại kết nối: kết nối kênh ảo VC và luồng ảo VP. VC cung cấp kết nối logic một hướng giữa các đầu cuối thực hiện việc chuyển tế bào ATM và VP cung cấp kết nối logic của kênh ảo. ATM có khả năng nhóm vài kênh ảo VC thành một đường ảo VP giúp cho việc định tuyến được dễ dàng.
Một VCI được chỉ định cho một kênh ảo và một VPI được chỉ định cho một luồng ảo. Có thể có các kênh ảo khác nhau trong VPC (Virtual Path Connection) được xác định bởi VCI được chỉ định cho từng tuyến. Mặt khác, kênh ảo trong các luồng ảo khác nhau có thể có cùng một VCI, nên một kênh ảo hoàn toàn có thể xác định bởi kết hợp giữa VPI và VCI.
ATM khác với định tuyến IP ở một số điểm. Đó là công nghệ chuyển mạch hướng kết nối CO. Nghĩa là một kết nối từ đầu cuối đến đầu cuối phải được thiết lập trước khi thông tin được truyền đi. Bên cạnh đó, ATM không thực hiện định tuyến tại các nút trung gian. Tuyến kết nối xuyên suốt được xác định trước khi trao đổi dữ liệu và giữ cố định trong suốt thời gian kết nối.
Trong quá trình thiết lập kết nối, các tổng đài ATM trung gian cung cấp cho kết nối đó một nhãn. Điều này giúp cho việc dành tài nguyên cho kết nối và xây dựng bảng chuyển tiếp tế bào tại mỗi tổng đài. Bảng chuyển tiếp tế bào này có tính cục bộ và chỉ chứa thông tin về toàn mạng chứa trong bảng chuyển tin của router dùng IP. Quá trình chuyển tế bào qua tổng đài ATM cũng giống như việc chuyển gói tin qua router. Tuy nhiên có sự khác biệt là ATM có thể chuyển mạch nhanh hơn vì nhãn gắn trên tế bào có kích thước cố định (và nhỏ hơn của IP), kích thước
bảng chuyển tin nhỏ hơn nhiều so với bảng định tuyến của IP router. Do đó, thông lượng của tổng đài ATM thường lớn hơn của router IP truyền thống.
(iii). Chất lượng dịch vụ và ứng dụng của ATM
Công nghệ ATM có một ưu điểm hết sức nổi trội là chất lượng dịch vụ. Tương phản với các giao thức định tuyến của công nghệ IP, giao thức định tuyến ATM (PNNI) luôn yêu cầu một chất lượng dịch vụ cao và nó thường được sử dụng khi xây dựng một tuyến truyền dẫn. Nó có thể lựa chọn một tuyến truyền dẫn thông qua các switch và các liên kết thông tin thích hợp để đạt được một chất lượng dịch vụ theo yêu cầu. Tuy nhiên khi triển khai, công nghệ ATM cũng có một nhược điểm khá lớn là giá thành thiết bị khá đắt so với các công nghệ gói khác.
Công nghệ ATM cũng cung cấp một bộ thông số khá đầy đủ về yêu cầu chất lượng dịch vụ. Các lớp dịch vụ mạng có thể kể đến như:
• Tốc độ bit không đổi (CBR), thường được sử dụng cho việc mã hóa các thông tin thoại và hình ảnh bằng thuật toán tốc độ bit không đổi.
• Tốc độ bit thay đổi (VBR), thường được sử dụng đối với các ứng dụng có tính nén như các dịch vụ đa phương tiện có độ nén cao.
• Tốc độ bit khả dụng (ABR), được sử dụng để truyền file, vận hành trên mạng LAN và cho các mạng truyền số liệu. Nó cung cấp khả năng điều khiển luồng giữa mạng và người dùng để mở rộng và thu hẹp dải thông dựa trên các điều khiển của mạng lưới. Nó luôn đảm bảo cung cấp được một dải thông tối thiểu.
• Tốc độ bit không xác định (UBR), không đảm bảo được các yêu cầu về chất lượng dịch vụ, thường sử dụng trên mạng LAN và dịch vụ thư điện tử.
• Nếu một mạng LAN hoặc IP được chạy trên nền công nghệ ATM, chất lượng dịch vụ có khả năng đạt được như đối với mạng ATM.
3.3.3. IP over ATM
IP over ATM truyền thống là một kỹ thuật kiểu xếp chồng, trong đó xếp IP (kỹ thuật lớp 3) lên ATM (kỹ thuật lớp 2). Do giao thức của hai tầng này hoàn toàn độc lập với nhau, nên chúng phải nhờ các giao thức như NHRP, ARP,… mới đảm bảo nối thông giữa hai lớp. Điều này trên thực tế đã được ứng dụng rộng rãi. Nhưng với tình hình mạng lưới được mở rộng nhanh chóng, cách xếp chồng đó cũng gây ra nhiều vấn đề cần xem xét lại.
Vấn đề nổi bật nhất là phương thức xếp chồng, phải thiết lập các liên kết VP/VC tại N điểm nút. Khi mà mạng lưới ngày càng rộng lớn, chi phối kiểu này sẽ làm cho mạng lưới quá tải. Thứ hai là, phương thức xếp chồng sẽ phân cắt cả mạng lưới IP over ATM ra làm nhiều mạng logic nhỏ (LIS). Các LIS trên thực tế đều trong một mạng vật lý. Giữa các LIS dùng bộ định tuyến trung gian để liên kết, điều này sẽ có ảnh hưởng đến việc truyền nhóm gói tin giữa các LIS khác nhau.
Mặt khác khi lưu lượng lớn, những bộ định tuyến này sẽ gây ra hiện tượng tắc nghẽn cổ chai đối với băng rộng. Hai điểm nêu trên đều làm cho IP over ATM chỉ có thể dùng thích hợp cho mạng tương đối nhỏ, như mạng xí nghiệp,….nhưng không thể đáp ứng được nhu cầu của mạng đường trục Internet.
Trên thực tế hai kỹ thuật này đang tồn tại vấn đề yếu kém về khả năng mở rộng. Thứ ba, trong phương thức xếp chồng, IP over ATM vẫn không có cách đảm bảo QoS thật sự. Thứ tư là, khi thiết kế và phát triển, hai loại kỹ thuật IP và ATM đều phát triển riêng lẻ. Điều này làm cho sự nối thông tin giữa hai bên phải dựa vào một loạt giao thức phức tạp khác. Cách làm như thế có thể gây ảnh hưởng không tốt đối với độ tin cậy của mạng đường trục.
Các kỹ thuật MPOA (Multiprotocol over ATM-đa giao thức trên nền ATM ), LANE (LAN Emulation - mô phỏng LAN)… chỉ giải quyết được một phần các tồn tại, chẳng hạn như vấn QoS. Phương thức mà các kỹ thuật này dùng vẫn là xếp chồng, khả năng mở rộng vẫn không đủ.
Hiện nay đã xuất hiện một loại kỹ thuật IP over ATM không dùng phương thức xếp chồng, mà dùng công nghệ chuyển mạch nhãn (kỹ thuật này là nền tảng của MPLS ) áp dụng phương thức tích hợp.
Ngày nay, các giao thức định tuyến IP thông thường chạy trên ATM hoặc Frame Relay với sự tích hợp rất nhỏ. Các nhà cung cấp ISP xây dựng các lõi ATM hoặc Frame Relay trong mạng của họ. Vùng lõi này được sử dụng các tuyến giữa các tuyến router ở biên. Nói cách khác, hai mạng được định tuyến IP kết nối với nhau bằng các kênh ảo cố định (PVC) thông qua đám mây mạng ATM hoặc Frame Relay. Điều này tạo nên một mô hình chồng lấn cả về cấu trúc mạng và cách quản lý, bởi vì tất cả các Router trong đám mây mạng trở thành hàng xóm về mặt IP.
Phương pháp này sử dụng tài nguyên mạng một cách kém hiệu quả vì các liên kết ATM trở nên vô hình đối với định tuyến IP. Nghĩa là một PVC dùng nhiều bước nhảy sẽ được sử dụng bởi giao thức IP dễ dàng như một PVC một bước nhảy, bởi vì cả hai loại PVC này đều là một bước nhảy IP đơn.
Vấn đề nữa ở đây cần quan tâm về nền tảng mạng này là do các giao thức định tuyến, như OSPF, không hoạt động hiệu quả trên một mạng lớn cấu trúc lưới do phải thực hiện việc sao chép, cập nhật trạng thái liên kết và trạng thái của rất nhiều các router hàng xóm.
