Laboratoriotyö 5. Tutustuminen ATMtekniikkaan

Transkriptio

1 Laboratoriotyö 5 Tutustuminen ATMtekniikkaan

2 1. SISÄLLYSLUETTELO 1. SISÄLLYSLUETTELO...II 2. LYHENTEET... III 3. LABORATORIOTYÖ ESITIEDOT RYHMÄ YLEISTÄ TYÖN SUORITTAMINEN TYÖN ARVOSTELU LABORATORIOTYÖN TAUSTA ESITEHTÄVÄT TYÖOHJEET KYTKENTÄ TYÖASEMIEN VIDEONEUVOTTELUN KÄYNNISTÄMINEN VALMIIN VIDEOMATERIAALIN ANALYSOINTI VALMIIN MATERIAALIN KYSYMYKSET PUHELIIKENTEEN TUTKIMINEN JA MITTAUS VAPAAVALINTAINEN OSUUS OMA NEUVOTTELU SIMULAATIO PALVELUN LAATU PULLONKAULAN ETSIMINEN PICTURETEL VIDEONEUVOTTELU PALAUTE TYÖSTÄ MATERIAALIA KIRJALLISUUS TIETOKONEOHJELMA LINKKEJÄ Luettelo kuvista ja taulukoista KUVA 1. KÄYTÖSSÄ OLEVA LAITTEISTO KUVA 2. KONSOLITILAIKONI KUVA 3. BAY:N KYTKIN... 6 KUVA 4. KAAPELEIDEN KYTKENTÄ RAD COM:IIN... 7 KUVA 5. SHOWME-OHJELMAN HAKEMISTOPOLKU... 9 KUVA 6. SHOWME ALOITUSIKKUNA... 9 KUVA 7. SHOWME OSOITEKIRJA (VASTAANOTTAJAN VALINTA) KUVA 8. VIDEOLÄHTEEN VALINTA KUVA 9. VIDEOLÄHTEEN VALINTARUUTU KUVA 10. QOS KYTKENNÄN PERIAATEKAAVIO TAULUKKO 1. PVC SIGNALOINTIKOMENNOT TAULUKKO 2. MERKKIVALOT... 8 TAULUKKO 3. QOS MITTAUS II

3 2. LYHENTEET AAL ATM BAY B-ISDN FVC MCS PVC SUN UPS VCI VPI ATM Adaptation Layer ATM-sovituskerros B-ISDN-yhteyskäytäntöviitemallissa. AAL:n tarkoituksena on sovittaa erilaiset palvelut ATM-kerrokselle. Asynchronous Transfer Mode Standardoitu nopea tiedonsiirtotekniikka, joka perustuu soluvälitykseen. BAY Networks on multimediakytkimiä valmistava yritys. Broadband Integrated Services Digital Network Laajakaistainen monipalveluverkko. First Virtual Corporation Multimediakytkimiä valmistava yritys. Multi Cast Server Palvelu, joka mahdollistaa lähetyksen useammalle vastaanottajalle kerralla. Permanent Virtual Connection Pysyvä virtuaalikanava. Sun Microsystems on työasemakoneiden valmistaja. Uninterruptable Power Supply Laite, joka takaa virran syötön sähkökatkoissa. Virtual Channel Identifier Virtuaalikanavan tunniste. Virtual Path Identifier Virtuaalipolun tunniste. III

4 3. LABORATORIOTYÖ 3.1 Esitiedot Varsinaisia esitietovaatimusta ei ole aiheeseen liittyen. Toivottavaa kuitenkin on se, että aihealue on tullut tutuksi esimerkiksi kurssilla Televiestintäjärjestelmät. 3.2 Ryhmä Laboratoriotyö tehdään kahden hengen ryhmissä. 3.3 Yleistä Työ on osa Tiedonsiirtotekniikan laboratoriotöitä S Työ tehdään oppilaslaboratorion tiloissa huoneessa E306. Tavoitteena on se, että työn suoritettuaan opiskelijalla on entistä vahvempi tietämys ATM-tekniikasta ja hän ymmärtää konkreettisesti, kuinka ATM-verkko voidaan toteuttaa. Työn laajuudeksi on suunniteltu noin tuntia riippuen tekijän lähtötasosta. Tästä 8-12 tuntia varattu materiaalin tutustumiseen ja asian opiskeluun, 3 tuntia itse laboratoriovuoroon ja loput tulosten analysointiin. Työstä vastaa laboratorion opetushenkilökunta. 3.4 Työn suorittaminen Harjoituksen aluksi laajennetaan omatoimisesti perustietämystä ATM-tekniikasta eri lähteiden avulla. Tarjolla on joukko Internet-linkkejä ja kirjallisuusmateriaalia. Lisäksi laboratoriossa voi tutustua ATM-tekniikkaan tietokoneen avulla käyttäen ATM-Forumin tuottamaa materiaalia. Saatavilla olevat materiaalit on lueteltu kappaleessa 12. Tämän jälkeen tulee suorittaa esitehtävät, jonka jälkeen voit varata laboratoriotyöajan kolmeksi tunniksi kerrallaan. Kysymykset ja palautusohjeet löytyvät kappaleesta 4. Mikäli haluat ottaa mittaustulokset sähköisessä muodossa talteen, niin ota oma disketti mukaan. 1

5 3.5 Työn arvostelu Työ arvostellaan asteikolla hyväksytty/hylätty. Hylätyn työn saa korjattavaksi valvojalta. 3.6 Laboratoriotyön tausta Työssä käytettävät laitteet ovat olleet aikaisemmin tutkimuskäytössä, josta ne on siirretty oppilaslaboratorioon. Käytössä ovat kuvan 1 mukaiset laitteet. Kuriositeettina mainittakoon, että laitteiston hankintahinta oli noin miljoona markkaa. 2

6 FVC Lattis ATM Switch Lattis ATM Switch TKK Tietoliikennelaboratorio 5 SUN KYTKIN FVC 2 PC 8 10 F V C RADCOM PC MCS (Multi Cast Server) HALLINTA-ASEMA 5 KYTKIN 3 SUN 12 SUN LATTISCELL KYTKIN 4 UPS KYTKIN BAY 1 ETHERCELL B A Y VIDEONAUHURI SUN PC Kytkimet: Analysaattori: 1. Bay Networks RAD COM PrismLite 2. FVC Flex 155 PC: 3. LattisCell 9. Pentium 133MHz (2 kpl) 4. EtherCell 10. Pentium II 266 Mhz (kannettava) Sun työasemat: Muut: 5. SparkStation 5 (3 kpl) 11. Videonauhuri 6. SparkStation UPS Videoneuvottelujärjestelmä (PC): 7. PictureTel Live 100 Kuva 1. Käytössä oleva laitteisto. 3

7 4. ESITEHTÄVÄT Esitehtävien ja laboratoriotyön tarkoituksena on antaa kokonaisvaltainen kuva ATM-tekniikan perusvalinnoista ja mahdollisuuksista. Huolellinen esitehtävien tekeminen edesauttaa paljon itse laboratoriotyön tekemistä ja samalla saat työstä huomattavasti enemmän hyötyä itsellesi. Pyri samalla miettimään, miten vastaavat asiat on toteutettu muissa tekniikoissa. Ratkaistuasi kysymykset palauta ne Tietoliikennelaboratorion toisen kerroksen ilmoitustaulun alla olevaan palautuslaatikkoon (E-siipi). Saat noin viikon kuluttua tiedon esitehtävien oikeellisuudesta. Mikäli kaikki on kunnossa, voit tämän jälkeen varata kolmen tunnin laboratoriotyövuoron. 1. Esitä ATM-solun rakenne. Esittele myös otsikkokentän bitit, ja minkä tyyppisiä ennalta määrättyjä arvoja kenttiin sisältyy. 2. Selvitä, mikä on virtuaalikanava ja polku, ja miten ne suhtautuvat toisiinsa. 3. Esitä esimerkin avulla miten virtuaalikanavat ja virtuaalipolut saattavat vaihtua kytkimessä. Käytä kuvaa. 4. Miten yhteys muodostetaan ATM:ssä? 5. Kerro ATM-tekniikan perusvalinnoista (kanavankäyttö, yhteystyyppi, osoitetyyppi, paketin koko ja tyyppi). 6. Esittele ATM:n käyttökohteita (ainakin 5 tapausta). 7. Aseta kaistankäytön mukaan seuraavat palvelut järjestykseen, ja esitä arvio vaadittavan kaistan suuruudesta (suuret datamäärät, puhe, telemetriä, videoneuvottelu, hitaat datapalvelut ja korkealaatuinen video). 8. Luettele asynkronisen siirtomuodon etuja. 9. Esitä ATM-protokollaviitemalli ja sen kerrokset ja tasot. 10. Luettele AAL-palveluluokat ja niiden käyttötarkoitukset. Mitä käytetään pääasiassa? 11. Esitä PVC:n luonti kytkimien optisten liittimien välille seuraavilla arvoilla: VPI=0, VCI=200, kaista 155 Mbit/s. (Tämän osaaminen välttämätöntä työn aloittamiselle!) 4

8 5. TYÖOHJEET 5.1 Kytkentä Olet saanut verkko-operaattorilta käyttöösi esitehtävien mukaisesti tietyt parametrit, joiden mukaan sinun tulisi liittää laitteistosi olemassa olevaan ATM-verkkoon. Tarkoituksena on muodostaa päästä päähän yhteys SUN-työasemien välille. Tätä varten työasemien ja ATM-kytkimen (LattisCell) asetukset on operaattori tehnyt valmiiksi. Tehtävänäsi on PVC:n luominen FVC:n ja Bay:n kytkimiin ja valokaapeleiden liittäminen oikein. PVC:n luontia varten kytkimeen on muodostettava konsoliyhteys. Se tapahtuu hallinta-pc:n avulla kaksoisklikkaamalla konsolitilaikonia työpöydältä. Konsolitila.ht Kuva 2. Konsolitilaikoni. Yhteyden saatuasi paina kerran enteriä, jotta saat kehotteen eteesi. Nyt voit luoda taulukon 1 avulla esitehtävien mukaiset PVC:t optisten porttien välille. Asetettuasi PVC:n resetoi kytkin. Tämä tapahtuu katkaisemalla virrat hetkeksi kytkimestä. Taulukko 1. PVC signalointikomennot. Komento set pvc add <port1> <vpi1> <vci1> <bandwidth1> Kuvaus Lisää PVC yhteyden kahden päätepisteen välille. <port2> <vpi2> <vci2> <bandwidth1> set pvc del <entry no> show pvc list <all <portno1> <portno1 / port2> Poistaa ko. PVC:n. Haluttu entry no saadaan selville show pvc list komennolla. Listaa kaikki / portin 1/portin 1 ja 2 väliset PVC:t. 5

9 Port1 on lähtöportin numero ja port2 tuloportin numero. Porttien numerointi käy ilmi kuvasta 4. Vpi1 ja vpi2 tarkoittavat käytettyä virtuaalipolkua vastaavasti vci1 ja vci2 tarkoittavat käytettyä virtuaalikanavaa. Bandwidth-parametrillä määrätään, kuinka paljon kaistaa allokoidaan kullekin PVC:lle. Kuva 3. Bay:n kytkin. 25 Mbit/s ATM-portit on numeroitu vasemmalta alkaen nollasta seitsemään. Optiset portit ovat numerot 8 ja 9. Ethernet-portin numero on 14. Molemmat kytkimet konfiguroidaan samalla tavalla, joten asetettuasi toisen kytkimen valmiiksi, vaihda RJ-45-liitin toisen kytkimen konsoliporttiin ja toista samat toiminteet. Konfiguroituasi kytkimet, voit aloittaa laitteiden yhdistämisen valokaapeleilla. Kytkettäessä muista, että lähtevä Tx (Transmissio) liitetään vastaanottavan Rx (Receive) liittimeen. 6

10 Lattis ATM Switch FVC TKK Tietoliikennelaboratorio RAD COM:n osalta kytkentä tapahtuu kuvan 4 mukaisesti: SUN KYTKIN BAY KYTKIN 1 PC KYTKIN 2 SUN B A Y RADCOM F V C LATTISCELL FVC Kytkin 1 Kytkin 2 Tx Rx Tx Rx Rx Tx Rx Tx Port 1 Port 2 Protocol Analyser LIM Kuva 4. Kaapeleiden kytkentä RAD COM:iin. Saatuasi kytkennän mielestäsi valmiiksi käynnistä kannettavalta tietokoneelta PrismLite-ohjelmisto. Ohjelman ladattua paketit käynnistä RAD COM-analysaattori nimenomaan tässä järjestyksessä. Eli vaiheet ovat: 1. Ohjelmiston käynnistys. 2. RAD COM:n virran kytkentä. 3. Siirry SUN-työasemalle comlab2. 4. Pyydä käyttäjätunnus ja salasana valvojalta, ja kirjaudu sisään. 5. Suorita komento ping comlab3-atm. 7

11 Mikäli saat ilmoituksen, että comlab3 is alive, olet onnistunut kytkennän luomisessa ja voit aloittaa varsinaisen laboratoriotyön. Ellet saa yllä olevaa ilmoitusta, niin tarkista kytkentä käyttäen apuna esimerkiksi taulukkoa 2. Kytkennän oikeellisuudesta antaa vihjeitä merkkivalot seuraavasti: Taulukko 2. Merkkivalot. Laite Oikein Väärin SUN työasema Valo ei pala ATM-kortin takana. Valo palaa ATM-kortin takana. Kytkimet Valo palaa. Valo ei pala. RAD COM Etupaneelin valot vilkkuvat yhtäaikaisesti. Ei valoja. 5.2 Työasemien videoneuvottelun käynnistäminen Onnistuneen kytkennän jälkeen toimi seuraavasti: 1. Käynnistä Openwin-ohjelmisto komennolla openwin. 2. Ohjelman latauduttua paina hiiren oikeaa näppäintä. 3. Valitse listasta file manager. 4. Siirry kuvan 5 mukaiseen hakemistoon. 5. Kaksoisklikkaa showme-kuvaketta. ShowMe on videoneuvotteluohjelmisto, jossa kuvan pakkausalgoritmina on Cellbkompressio ja ääni koodataan standardin G.711 mukaisesti. Lisätietoja löytyy ohjelman käyttöoppaasta, jonka saa tarvittaessa työn valvojalta. Seuraavien ohjeiden avulla pitäisi kuitenkin onnistua videoneuvottelun suorittaminen. 8

12 Kuva 5. ShowMe-ohjelman hakemistopolku. Ohjelman käynnistyessä tulee eteesi kysymys, haluatko käynnistää konsoli-ikkunan. Siihen voit vastata kyllä tai ei (valinnalla ei ole merkitystä työn kannalta). Ohjelman käynnistyttyä eteesi pitäisi tulla kuvan 6 mukainen ruutu. Kuva 6. ShowMe aloitusikkuna. Paina Show Address Book cards-nappia, jolloin saat kuvan 7 mukaisen ikkunan, josta valitset vastaanottajaksi comlab3tnivn ja painat Add to call-nappia. Palaat aloitusikkunaan, valitse Call a conference, jolloin aloitat videoneuvottelun. 9

13 Kuva 7. ShowMe osoitekirja (vastaanottajan valinta). Yhteyden muodostuttua voit käynnistää halutut palvelut (video, audio ja työpöytä). Videosta vielä sen verran, että videonauhuri tulisi olla päällä ennen videon käynnistystä, muutoin kuva ei näy oikein. Lähteen valinta tapahtuu seuraavasti: Videoikkunasta valitse video-pudoitusvalikko, ja sieltä Controls kuvan 8 mukaisesti. Kuva 8. Videolähteen valinta. Avautuvasta ikkunasta voit vaihtaa videon lähdettä: 10

14 PORT1 kamera PORT2 videonauhuri Kuva 9. Videolähteen valintaruutu. 5.3 Valmiin videomateriaalin analysointi Tehtäväsi on selvittää useita eri asioita RAD COM PrismLite-analysaattorin avulla. Ennen varsinaisia mittauksia tarkista seuraavat asiat: Videokasetti on kelattu alkuun. ShowMe-ohjelman videolähtö on videolle. Analysaattori on monitorointitilassa (oletusasetus, ohjelman yläpalkissa pitää lukea Monitorointi). Analysaattorin käyttöön ei ole annettu kädestä pitäen neuvoja, vaan päästyäsi tähän vaiheeseen pyydä assistenttia pitämään esitys analysaattorin käytöstä tai selvitä asiat käyttöoppaan ja maalaisjärjen avulla. Kun olet ymmärtänyt analysaattorin käytön, käynnistä tarvittavat sovellukset, ja sen jälkeen käynnistä video. Materiaalin loputtua pysäytä eri sovellukset ja vastaa kohdan 6 kysymyksiin. Halutessasi voit tallentaa tulokset levykkeelle. 11

15 6. VALMIIN MATERIAALIN KYSYMYKSET Osaan kysymyksistä vastaukseksi kelpaa analysaattorista saatava graafi/kuva! 1. Mikä on käytetty AAL-tyyppi? 2. Millä VCI kanavilla on liikennettä? 3. Mitä liikennettä milläkin kanavalla kulkee? 4. Millainen on VPI/VCI-jakauma? Mitä voit tämän perusteella sanoa signaloinnin suhteessa hyötykuormaan? 12

16 5. Mikä oli virheellisten kehysten määrä? Mitä se kertoo luotettavuudesta? Miten arvioisit lisäkuorman vaikuttavan asiaan? 6. Miten kehysten pituus on jakautunut? Saavutetaanko pitkillä kehyksillä hyötyä vai haittaa ja miksi? 13

17 7. Mitä voit sanoa liikenteen suunnasta (user/network)? Mistä erot johtuvat? 8. Miksi on tärkeää tietää liikenteen jakaumasta? Mihin esimerkiksi operaattori tarvitsee ko. tietoa? 9. Tulosta statistic-käyrästöt (kuormituskäyrät), ja katso materiaali uudelleen. Etsi syitä piikeille ja kuopille. 14

18 7. PUHELIIKENTEEN TUTKIMINEN JA MITTAUS Käynnistä vain audioneuvottelu ja etsi analysaattorin avulla vastaukset seuraaviin kysymyksiin. 10. Mikä on kaistankäyttö? 11. Muuttuuko kaista puheen määrän mukaan? Mitä osaat päätellä tästä? 12. Mikä on signaloinnin ja hyötykuorman suhde? 13. Miten vertaisit saatuja tuloksia tavalliseen lankapuhelimeen? 15

19 8. VAPAAVALINTAINEN OSUUS 8.1 Oma neuvottelu Käy oma videoneuvottelu siten, että purat ja muodostat yhteyttä silloin tällöin. Lisäksi avaa ja sulje palveluita aika ajoin. Suorita monitorointi analysaattorilla. Analysoi tuloksia kuten valmista materiaalia tai omien mieltymysten mukaan. 8.2 Simulaatio Kokeile simulaatioiden suorittamista. Sitä varten vaihda toimintatilaa: FILE->RECALL SETUP->SOLUSIMULAATIO tai FILE->RECALL SETUP->KEHYSSIMULAATIO Kehittele oma simulaatio ja esitä se valvojalle. 16

20 Lattis ATM Switch FVC TKK Tietoliikennelaboratorio 9. PALVELUN LAATU Lopuksi tulisi suorittaa palvelun laadun (QoS, Quality of Service) mittaus. Tarkista, että olet tehnyt kaikki aikaisemmat mittaukset valmiiksi ennen kytkennän vaihtoa! Lue koko kappale ajatuksella ennen kuin muutat kytkentää. Kytkentä muutetaan seuraavasti: PC RADCOM KYTKIN BAY KYTKIN FVC B A Y F V C LATTISCELL Kuva 10. QoS kytkennän periaatekaavio. Analysaattorin kytkennän osalta katso kuvaa 4, ja muista aina kytkeä Tx Rx ja päinvastoin! Kytkentä voisi tapahtua esimerkiksi seuraavasti: Rad Com portti 1 Tx Rad Com portti 1 Rx Bay portti 9 Tx Bay portti 9 Rx LattisCell portti 2 Tx LattisCell portti 2 Rx FVC portti 9 Tx FVC portti 9 Rx Bay portti 8 Rx Bay portti 8 Tx LattisCell portti 1 Rx (toinen vasemmalta) LattisCell portti 1 Tx (toinen vasemmalta) FVC portti 8 Rx FVC portti 8 Tx Rad Com portti 2 Rx Rad Com portti 2 Tx 17

21 Saatuasi kytkennän valmiiksi, avaa analysaattorista QoS asetukset. FILE->RECALL SETUP->QOS Selvitä minkälaisen saatavuuden (availability) saat erilaisilla kaistanleveyden arvoilla. Eli täytä avoimet kohdat taulukoista. Taulukko 3. QoS mittaus. Bandwidth Availability Time (min) Pass/Fail criteria Result (Pass/Fail) 45 % 99 % 2 asetuksen mukaiset 90 % 99 % 2 asetuksen mukaiset % 99 % 1 Etsi kaistanleveyden arvo, jolla vielä saat tuloksen pass. PASS 9.1 Pullonkaulan etsiminen Edellä saamasi tulokset eivät tyydytä sinua, joten etsi laitteiston pullonkaula QoStyökalulla. Tämä onnistuu liittämällä kytkin kerrallaan analysaattoriin ja tutkimalla sen laatuominaisuuksia. Esitä saamasi tulokset ja niiden perusteella jatkotoimenpiteitä (nykyiseen tiedonsiirto tarpeeseen / tulevaisuutta varten). 18

22 10. PICTURETEL VIDEONEUVOTTELU Tässä osiossa pääset kokeilemaan, kuinka hyvin toimii ISDN-sovellus ATM:n päällä. Varsinaisia mittauksia tässä osiossa ei ole. 1. Siirry PC:lle. 2. Käynnistä PictureTel-ohjelmisto. 3. Valitse numeroksi 1111 tai 2222 riippuen koneesta. Mikäli haluat nopeudeksi joko 112 kbit/s tai 128 kbit/s, niin anna puhelinnumero kahteen kertaan. 4. Valitse yhteysnopeus. Millaiseksi koit yhteyden laadun? Mitä olisit valmis maksamaan ko. palvelusta? 19

23 11. PALAUTE TYÖSTÄ Jotta työtä voitaisiin kehittää yhä edelleen, on sinun palautteesi meille hyvin tärkeää. Haluaisimme tietää: Mikä oli vaikeinta, miksi? Mikä oli mielenkiintoista ja miksi? Opettiko työ sinulle mitään? Mitä olisit halunnut tietää tai oppia lisää? Kommentteja ja parannusehdotuksia? 20

24 12. MATERIAALIA 12.1 Kirjallisuus Grundström Mika & Mickos Roy ATM-tekniikka & monipalveluverkot. Jyväskylä, Suomen Atk-kustannus Oy, 396 s. Sexton Mike & Reid Andy Broadband Networking: ATM, SDH & SONET. Norwood, Artech House, INC. 589 s. Jorma Virtamo Laajakaistainen välitystekniikka opetusmonisteet osat 1 ja 2. Espoo, Otatieto, 136 s Tietokoneohjelma Intermediate ATM LAN emulation & PNNI ver Linkkejä ATM Forum: ATM Basics Course An ATM glossary of terms ATM Signalling Simulator ATM UNI 3.1 Signalling Protocol ATM Internetworking --- Erittäin hyvä peruspaketti Basic References and many links Suomen kielistä materiaalia: Oppimateriaalia, sisältää myös harjoituskysymyksiä! 21

25 22