非同期転送モード (ATM) は、ローカル エリア ネットワークとワイド エリア ネットワークの両方でデータ、音声、ビデオを転送するために広く使用されている高速ネットワーク テクノロジです。これは、デバイス間の効率的で信頼性の高い通信を提供することを目的とした、1980 年代後半から存在するスイッチングおよび多重化技術です。ATM は、さまざまなトラフィック タイプに対応し、さまざまなサービス品質要件を満たすことができることから人気を博しました。この記事では、非同期転送モードの歴史、機能、タイプ、アプリケーション、および将来の展望について詳しく説明します。
非同期転送モードの歴史
非同期転送モードの起源は、1980 年代後半に国際電信電話諮問委員会 (CCITT) が広帯域総合デジタルサービス網 (B-ISDN) 勧告の一部として初めて導入したときまで遡ります。ATM の当初のコンセプトは、可変サイズのパケットを使用する従来のパケット交換ネットワークとは異なり、固定サイズのセルを使用して音声、データ、ビデオなど、さまざまなトラフィック タイプを伝送するように設計されました。
非同期転送モードの詳細情報
非同期転送モードは、セルベースのスイッチング テクノロジであり、データをセルと呼ばれる小さな固定サイズの単位に分割します。各セルは 53 バイトで構成されます。セル構造には、5 バイトのヘッダーと 48 バイトのペイロードが含まれます。固定セル サイズにより、均一性と予測可能な転送時間が保証され、効率的なデータ転送が実現します。
ATM は仮想回線に基づいて動作し、エンドポイント間の論理パスを確立してデータを転送します。仮想回線には、固定仮想回線 (PVC) と交換仮想回線 (SVC) の 2 種類があります。PVC は事前に設定されており、エンドポイント間の一貫した接続を提供しますが、SVC は必要に応じて動的に確立されます。
非同期転送モードの内部構造
ATM ネットワークは通常、次の 3 つの主要コンポーネントで構成されます。
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ATMスイッチ: これらは、セル ヘッダーの情報に基づいて ATM セルのルーティングとスイッチングを担当するコア デバイスです。
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ATM エンドポイント: ATM セルを生成および受信するデバイスです。コンピューター、ルーター、その他のネットワーク デバイスなどがこれに該当します。
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ATM伝送媒体: 光ファイバーや銅線など、ATM セルが送信される物理媒体。
非同期転送モードの主な特徴の分析
非同期転送モードには、高速通信に適した魅力的な選択肢となるいくつかの重要な機能があります。
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高速ATM は 1.544 Mbps (T1) から 622 Mbps (OC-12) 以上のデータ伝送速度を提供するため、帯域幅を集中的に使用するアプリケーションに適しています。
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サービス品質 (QoS)ATM は複数のサービス クラスをサポートし、特定の要件に基づいてさまざまなトラフィック タイプを優先順位付けできるため、重要なアプリケーションに高い優先順位が与えられます。
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スケーラビリティATM ネットワークは多数のデバイスやユーザーを簡単に収容できるため、成長を続けるネットワークに適しています。
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効率ATM の固定サイズのセル構造により、処理オーバーヘッドが削減され、中間スイッチでのルーティング決定の必要性がなくなるため、ネットワークの利用効率が向上します。
非同期転送モードの種類
ATM テクノロジーは、主に次の 2 つのカテゴリに分類できます。
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SONET/SDH 経由の ATMこの構成では、ATM セルは同期光ネットワーク (SONET) または同期デジタル階層 (SDH) フレーム内にカプセル化されます。これにより、ATM を既存の SONET/SDH ネットワークと統合できます。
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ATM over IP/MPLSこのアプローチでは、ATM セルを IP またはマルチプロトコル ラベル スイッチング (MPLS) パケット内にカプセル化します。これにより、ATM と IP/MPLS ネットワークの統合が容易になり、柔軟性とコスト効率が向上します。
以下に 2 つのタイプの比較表を示します。
| タイプ | 利点 | 短所 |
|---|---|---|
| SONET/SDH 経由の ATM | – レガシーネットワークとのシームレスな統合 | – 専用輸送によるコスト上昇 |
| – 信頼性が高く確立された技術 | – 将来の成長に対する拡張性が限られている | |
| – 優れたQoSサポート | ||
| ATM over IP/MPLS | – 費用対効果の高いソリューション | – QoS問題が発生する可能性 |
| – 拡張性と柔軟性 | – ネットワーク設計の複雑さが増す |
非同期転送モードの使用方法と関連する課題
ATM は、次のようなさまざまなアプリケーションで広く採用されています。
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電気通信ATM は、特にコア バックボーン ネットワークにおいて、音声およびデータ トラフィックを効率的に伝送するために通信ネットワークで使用されます。
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ビデオストリーミングATM は高帯域幅の要件に対応できるため、リアルタイムのデータ転送が重要なビデオ ストリーミング アプリケーションに使用されます。
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LAN および WAN 接続ATM は、企業や機関内のローカル エリア ネットワーク (LAN) とワイド エリア ネットワーク (WAN) を接続するために使用されます。
しかし、ATM には多くの利点がある一方で、次のような課題も存在します。
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複雑: ATM ネットワークのセットアップと管理は、仮想回線の使用と特定の QoS 構成の必要性により複雑になる可能性があります。
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料金ATM インフラストラクチャの実装は、他のネットワーク テクノロジと比較してコストがかかる場合があります。
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レガシー機器既存のテクノロジーから ATM にアップグレードするには、多額の投資と従来の機器との互換性の問題が発生する可能性があります。
主な特徴と類似用語との比較
以下は、ATM の主な特徴と、類似のネットワーク用語との比較の一覧です。
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ATM とイーサネットATM は予測可能な QoS を提供し、時間に敏感なアプリケーションに適しています。一方、イーサネットはコスト効率が高く、LAN 接続に広く使用されています。
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ATM とフレームリレーATM はより高い帯域幅と QoS サポートを提供しますが、フレーム リレーは低帯域幅のアプリケーションに対してよりシンプルでコスト効率に優れています。
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ATM と MPLSどちらも QoS をサポートしていますが、ATM は高帯域幅のアプリケーションに適しており、MPLS はよりスケーラブルで複雑なネットワーク トポロジに適しています。
未来の展望とテクノロジー
非同期転送モードは、QoS 機能と信頼性により、特定のニッチなアプリケーションでは依然として重要です。しかし、IP/MPLS やキャリア イーサネットなどの新興技術との競争に直面しています。ネットワークの需要が進化し続けるにつれて、これらの代替技術は、特にソフトウェア定義ネットワーク (SDN) とネットワーク機能仮想化 (NFV) のコンテキストで、さらに注目を集める可能性があります。
非同期転送モードとプロキシサーバー
プロキシ サーバーは、クライアントとインターネット間の仲介役として機能し、現代のネットワークに不可欠なコンポーネントです。ATM テクノロジ自体はプロキシ サーバーに直接関係するものではありませんが、ネットワークに ATM を導入する組織は、セキュリティの向上、コンテンツのキャッシュ、ネットワーク トラフィックの最適化など、さまざまな目的でプロキシ サーバーを利用することもできます。
関連リンク
非同期転送モードの詳細については、次のリソースを参照してください。
ATM はネットワークの歴史において重要な技術であり、近年その使用は減少していますが、その遺産は現代の通信システムの基盤として生き続けています。ネットワークが進化し続けるにつれて、既存の技術の長所を活かしながら新しい技術を取り入れることが、グローバルな接続の未来を形作ることになります。
