Gli apparati di rete, come ad esempio switch, router o modem, si occupano di mettere in comunicazione diversi computer connessi tramite una rete che può essere locale o anche molto più estesa (come nel caso di internet).
Per assicurare una corretta comunicazione, è necessario, dal punto di vista fisico, che i calcolatori siano collegati tra loro, tramite un cavo o attraverso una connessione wireless. Ciò non è però sufficiente.
Affrontando la questione da un punto di vista logico infatti ci rendiamo conto di come risulti fondamentale che tutti i computer e gli apparati coinvolti nella comunicazione codifichino le informazioni trasmesse e interpretino le informazioni ricevute nello stesso modo.
In altre parole, con un’analogia, è necessario che tutti i partecipanti al discorso parlino la stessa lingua. Ciò che la lingua rappresenta per la comunicazione umana trova una sorta di corrispettivo, nelle comunicazioni tra macchine, nel concetto di protocollo di comunicazione.
Il processo di scambio dei dati, di trasmissione e di ricezione, avviene su più livelli. Nel caso di due computer è necessario assicurare che, ad esempio, sul filo che li connette viaggino segnali elettrici assimilabili a "0" (livello basso di tensione elettrica) e "1" (livello alto), che costituiscono i bit, ovvero numeri binari, le unità minime di informazione.
Ad un livello logicamente superiore però tali elementi, che in un certo senso possono essere assimilati alle lettere dell’alfabeto, devono essere elaborati in parole. Le parole a loro volta costituiscono frasi che formano un racconto.
Per quanto riguarda le reti di calcolatori, lo strumento più usato per la divisione in livelli della comunicazione è il modello ISO-OSI. Secondo tale modello si individuano 7 livelli ciascuno dei quali presuppone di poter sfruttare i servizi offerti dai livelli inferiori e offre servizi ai livelli superiori.
Per comprendere il funzionamento del protocollo ATM è necessario concentrarsi sui primi 3 livelli del modello:
- il primo livello riguarda soltanto la connessione fisica tra i calcolatori e la codifica dei segnali elementari che transitano dall’uno all’altro
- il secondo prende in esame invece tutti gli elementi necessari per una corretta comunicazione una volta individuati mittente e destinatario del messaggio in esame
- il terzo livello si occupa di individuare, tramite una qualche forma di indirizzamento, il destinatario dei messaggi che si vogliono inviare e assicura la possibilità di individuare un percorso all’interno della rete per raggiungerlo
Il protocollo ATM (Asynchronous Transfer Mode), che viene solitamente definito un protocollo di livello 2, risulta particolarmente interessante in quanto offre anche alcune caratteristiche tipiche del livello 3.
Il protocollo
Ciascun host (computer) facente parte della rete ATM viene identificato con un indirizzo univoco, cioè senza possibilità di duplicati, detto NSAP (Network Service Access Point).
Tramite l’utilizzo di tali indirizzi, gli host identificano il computer di destinazione dei propri messaggi, associato ad un unico indirizzo NSAP. Una volta identificati gli estremi della comunicazione resta da definire il messaggio.
In una rete ATM i messaggi vengono trasmessi in forma di celle, di dimensione fissata. Ciascuna cella è infatti composta da 53 byte (un byte è equivalente a 8 bit). Solo i byte dal sesto all’ultimo rappresentano però il vero contenuto informativo del messaggio, mentre i primi cinque sono una sorta di intestazione (o header) del messaggio.
In particolare, all’interno dei primi cinque byte risultano significativi ed estremamente importanti i bit dal quinto al ventinovesimo (per un totale di 24 bit, cioè 3 byte), che consentono di conoscere l’identificativo (VPI) del virtual path (percorso virtuale) e (VCI) del virtual circuit (circuito virtuale), che rappresentano vie di comunicazione virtuali tra i vari computer della rete.
Una delle caratteristiche più interessanti e peculiari di ATM è infatti proprio quella di garantire che, all’interno di uno stesso percorso virtuale, una coppia di computer mittente/destinatario abbia a propria disposizione in modo esclusivo un circuito virtuale.
Tale caratteristica semplifica e rende molto rapide le operazioni di instradamento del messaggio attraverso la rete. Il circuito, infatti, viene costruito all’inizio della comunicazione, cercando il percorso migliore da un host all’altro all’interno della rete servendosi di un algoritmo specifico per questo scopo (di nome PNNI, ovvero Private Network to Network Interfaces).
A questo punto il circuito può venire usato senza bisogno di ulteriori calcoli e, come già accennato, con operazioni molto rapide di trasferimento delle celle ATM da parte dei computer e degli apparati di rete che si trovano all’interno del percorso prestabilito.
Il fatto però che l’unità informativa in ATM abbia una dimensione fissata (53 byte) potrebbe far pensare ad una forte limitazione alla flessibilità comunicativa e all’integrazione con altri protocolli che non abbiano lo stesso vincolo. A fornire una risposta esauriente a questo dubbio intervengono i cosiddetti ATM Adaptation Layers.
ATM Adaptation Layers
Gli adaptation layer, o livelli di adattamento, di ATM consentono, in sostanza, di suddividere un messaggio di dimensione variabile in celle ATM di dimensione fissa. Analogamente gli adaptation layer consentono di riassemblare il messaggio originale una volta ricevute tutte le celle ATM in cui tale messaggio era stato suddiviso, garantendo quindi la possibilità di integrare ATM con altri protocolli di comunicazione.
Alcuni sublayer specifici consentono inoltre di garantire alla comunicazione ATM requisiti, anche stringenti, riguardo la qualità di servizio. Ad esempio il livello di adattamento AAL 1 (ATM Adaptation Layer 1) garantisce bitrate (tasso di trasferimento dei bit) costante per tutta la durata della comunicazione.
Garantisce cioè, in altre parole, che le informazioni transitino a velocità costante e dunque che il numero di bit ricevuto per secondo sia costante. Si tratta, in alcuni contesti applicativi, di una caratteristica molto rilevante.
