atm (Интерфейсы АТМ), страница 3

Рис. 6 B-ICI.

 B-ICI

B-ISND Public Carrier to Public Carrier Interface

Назначение данного стандарта заключается в обеспечении возможности предоставления услуг АТМ через национальные и международные сети АТМ. Разрабатывается этот стандарт рабочей группой B-ICI АТМ Форума.

Первая версия (v.1.1) стандарта увидела свет в сентябре 1994 года и описывала услуги, базирующиеся на постоянных виртуальных соединениях PVC.

Вторая версия (v.2.0) была принята в декабре 1995 года и включала в себя уже и предоставление услуг АТМ не только на базе PVC, но и на базе коммутируемых виртуальных соединениях SVC.

Последняя версия стандарта B-ICI, принятая АТМ Форумом, имеет номер 2.1 и принята она в ноябре 1996 года. Эта версия включает в себя дополнение по переменной скорости передачи (VBR - Variable Bit Rate) и некоторые другие функции, касающиеся поддержки адресации АТМ.

Для стандарта B-ICI характерны следующие особенности:

возможность поддержки функций ATM UNI

возможность поддержки межсетевого взаимодействия с другими сетями, такими как Frame Relay, SMDS и низкоскоростные сети

высокая надежность, дающая возможность использования B-ICI для работы в публичных сетях.

Таким образом, B-ICI поддерживает функциональные возможности работы по передаче многочисленных услуг через специфические интерфейсы, такие как SMDS ICI, FR NNI и т.д.

Хотелось бы отметить функции, которые характерны для коммутируемых виртуальных соединений B-ICI. Во-первых, сигналинг SVC B-ICI базируется на сигналинге ITU-T B-ISDN и поддерживает UNI 3.1. Соединения SVC B-ICI пригодны для использования как внутри публичных сетей, так и между ними и предоставляют следующие возможности:

соединение точка-точка и многоточечные соединения (point-to-multipoint)

симметричные и несимметричные соединения

CBR (Constant Bit Rate) и VBR соединения

поддержку адресации E.164 и систему АТМ адресации (ATM End System Address - AESA).

Последняя функция введена в версии 2.1 B-ICI и является достаточно важной при рассмотрении взаимодействия публичных сетей, которые в основном являются сетями, выросшими из телефонных сетей со своей системой адресации, характерной для телефонии.

Сделаем здесь необходимые пояснения о системе адресации, принятой в АТМ и определенной в стандарте UNI. АТМ Форум принял два базовых типа адресов: адрес конечной системы АТМ (AESA) и E.164.

Адресация AESA базируется на стандарте ISO NSAP и включает в себя три основных структуры адресации: DCC (Data Country Code), ICD (International Code Designator) и E.164.

Адресация E.164 - это точно такая же система адресации, которая применяется в телефонии. Часто ее называют "Натуральным E.164" для отличия от варианта адресации E.164 AESA. Для примера можно разобрать телефонный адрес (телефонный номер) в системе "натуральной E.164": 441712506223. В данном случае 44 - код страны - Англия, 171 - код города - Лондон, 2506223 - номер телефона в Лондоне.

Таким образом, нынешяя версия B-ICI поддерживает и систему адресации АТМ и систему адресации, характерную для телефонии, что очень важно.

Возвращаясь к коммутируемым виртуальным соединениям B-ICI рассмотрим такую уникальную функцию B-ICI как систему измерения использования канала при таком соединении или функцию биллинга. Такая возможность очень важна для провайдеров услуг, которые должны иметь наиболее точные данные о том, каким образом используется услуга пользователем, для точной тарификации услуг.

B-ICI позволяет получать следующие характеристики по предоставляемым коммутируемым виртуальным каналам:

количество переданных по каналу ячеек АТМ

продолжительность отдельных соединений

получение значений

номера вызываемого абонента

используемой пропускной способности канала

качества обслуживания, предоставленного по каналу

скорости передачи ячеек АТМ по каналу

PNNI.

Private Network to Network Interface (PNNI)

Теперь обратимся к более подробному рассмотрению протокола PNNI.

Рис.7 Сеть АТМ.

Основное назначение PNNI - это сбор, обновление и синхронизация информации о топологии сети АТМ и адресах конечных узлов АТМ в сети. Эта информация называется маршрутной информацией и ее можно разделить на два типа: топологическая информация или база данных и информация о достижимости конкретных адресов в сети, т.е. информация о маршрутах до конечных узлов сети. Именно поддержкой этих двух типов информации и занимается PNNI в сети АТМ.

Кроме того, необходимо отметить, что PNNI призван минимизировать маршрутную информацию, хранящуюся в узлах сети. Эта функция PNNI достаточно важна в больших сетях АТМ с большим количеством узлов. Если проводить аналогию с сетями, построенными на базе обычных маршрутизаторов, PNNI функционально аналогичен протоколу OSPF.

Для более подробного изучения работы PNNI рассмотрим некоторую конкретную сеть АТМ, изображенную на рис.7. Перед Вами некоторая сеть, состоящая из 26 коммутаторов АТМ и 33 физических каналов. Рассмотрим, каким образом на такой сети строится иерархия PNNI.

Построение иерархии PNNI. Нижний уровень иерархии.

При переходе от физического уровня сети (Рис.7) к нижнему уровеню иерархии PNNI необходимо отметить, что узлы физической сети представляются на нижнем уровне иерархии PNNI логическими узлами, а физические каналы - логическими каналами.

Иерархия PNNI начинается на нижнем уровне, где узлы нижнего уровня организуются в так называемые Peer Groups (PG - одноранговая группа). Peer Groups - это набор логических узлов, которые обмениваются между собой информацией, так что все члены PG поддерживают одинаковым видение этой группы. Логические узлы однозначно и недвусмысленно определяются идентификаторами логических узлов (Рис.8).

По аналогии с традиционными сетями можно назвать одноранговые группы (PG) доменами маршрутизации. Это название достаточно точно отражает суть дела, поскольку внутри одноранговой группы всегда имеется полная информация о принадлежащих ей конечных адресах АТМ, а информация о внешних по отношению к данному домену адресах дается с точностью до домена (одноранговой группы), к которой данные адреса принадлежат.

PG имеют свои идентификаторы, которые устанавливаются во время конфигурирования. Соседние узлы сети обмениваются пакетами Hello с идентификаторами PG (PGID). Если PGID совпадают, то соседние узлы принадлежат одной PG. В противном случае соседние узлы принадлежат к различным PG. PGID определяется как префикс в АТМ-адресе, длиной не более 13 байт (Рис.10).

Логические узлы соединяются логическими каналами. Логические каналы между узлами нижнего уровня совпадают с физическими каналами между физическими узлами.

Рис.8 Идентификаторы логических узлов.

Логические каналы внутри PG называются горизонтальными, а каналы, соединяющие различные PG называются внешними. Черные каналы на диаграмме - горизонтальные, красные - внешние.

Когда логические каналы готовы к работе, подключенные к ним узлы начинают обмен информацией по известным VCC (Virtual Channal Connection - соединение по виртуальному каналу), которые используются как RCC (PNNI Routing Control Channel - канал управления маршрутизацией). Узлы начинают посылать своим соседним узлам пакеты Hello, в которых указаны свой АТМ-адрес, ID узла и ID его порта для канала.

Таким образом, протокол Hello дает возможность двум соседним узлам узнать друг о друге. Поскольку протокол Hello PNNI поддерживает и обмен PGID, то соседние узлы имеют возможность определить к одному или к разным PG относится он и любой сосед. Протокол Hello работает все время, пока существует логический канал и может служить индикатором падения канала в то время, когда другие механизмы уже бездействуют.

  Создание и поддержание топологической базы данных

Топологическая база данных создается в каждой одноранговой группе и хранится на всех узлах таких групп. Топологическая база данных включает в себя два типа информации:

состояние топологии сети (состояние узлов и состояние каналов)

информация о достижимости адресов (адреса и адресные префиксы), т.е. информация о адресах и группах адресов, с которыми может быть установлены логические соединения

Топологическая база данных состоит из элементов топологической базы данных PTSE (PNNI Topology State Element - элемент топологии PNNI), которые порождаются каждым узлом сети. PTSE описывают собственную идентификацию и возможности узла, а также информацию, используемую для выбора лидера PG и построения иерархии PNNI. Эта информация называется узловой.

Кроме того, информацию топологической базы данных можно разделить на атрибуты и метрики.

Атрибуты рассматриваются индивидуально при принятии решений. Например, узловой атрибут SECURITY может послужить причиной того, что уже выбранный при маршрутизации путь будет отменен.

С другой стороны метрика - это параметр, который имеет свойство накапливаться или увеличиваться в течении пути. Например, метрика задержки увеличивается по мере продвижения по выбранному маршруту.

Определенная информация о состоянии топологии, обычно относящаяся к полосе пропускания, является достаточно динамическим параметром. С другой стороны, другой тип информации о топологическом состоянии, например административный вес, может быть достаточно статической. Поэтому в механизме распределения топологической информации PNNI не делается различий между динамической и статической информацией.

Информация о достижимости (Reachability Information - RI) подразделяется на внешнюю и внутреннюю. Внешняя и внутренняя информация о достижимости логически различима в зависимости от ее источников. Внутренняя RI представляет локальные знания о достижимости внутри домена маршрутизации. Внешняя RI получена от внешних источников (других протоколов) и не будет распространяться другим доменам или протоколам. RI как внутреннюю, так и внешнюю, можно ввести вручную с указанием на то, что может быть передано другим протоколам или доменам мершрутизации, а что - нет.

Когда соседние узлы на обоих концах логического канала были инициированы с помощью обмена пакетами Hello, подтвердившими принадлежность обоих узлов к одной и тойже PG, узлы начинают процесс синхронизации топологической базы данных, т.е. обмен информацией, в результате которой оба узла будут иметь абсолютно одинаковые топологические базы данных. Синхронизация производится с помощью обмена узлами PTSE. Передача PTSE производится с помощью специальных пакетов PTSP (PNNI Topology State Packet - пакет состояния топологии PNNI), в которые инкапсулируются PTSE.

После принятия PTSP содержащаяся в нем PTSE проходит проверку и ее принятие подтверждается квитанцией, котрая передается отправителю PTSE. Если PTSE новая или содержит более новые данные, чем имеющаяся на узле копия, производится ее установка в топологическую базу данных узла и распространение среди соседних узлов.

Распространение PTSE происходит постоянно. PTSE, содержащаяся в топологической базе данных подвержены старению и уничтожаются через предустановленный промежуток времени, если они не переписаны вновь поступившими версиями PTSE. Узлы имеют право вносить изменения только в создаваемые ими PTSE. В PTSE, порожденные другими узлами, данный узел не может вносить никаких изменений, изменения вносятся только заменой старого PTSE на вновь полученный. PTSE могут передаваться периодически или в силу наступления некоторых событий и распространяются они только в пределах одной PG.

Прежде чем перейти к следующему уровню иерархии, необходимо определить понятие лидера PG (PGL). Лидер PG - это один из членов PG. В каждой PG дролжен быть один лидер PG. Лидер PG не имеет какой-либо специальной роли в группе. По отношению к любому другому узлу лидер ему полностью идентичен. PGLE - процесс порождения лидера - определяет какой узел выбрать в качеcтве лидера PG. Критерием выбора является некоторый приоритет узла (Leadership Priority - LSP). PGLE является постоянно работающим процессом. Когда у какого-нибудь узла приоритет становится выше приоритета текущего лидера, то этот узел становится новым лидером. То же произойдет в случае аварии узла или его исчезновения.

Если встречаются несколько узлов с одинаковым приоритетом, то лидером становится узел с наибольшим ID. После выбора лидера PG его приоритет увеличивается для повышения стабильности. Для внутреннего функционирования PG не требуется наличие лидера, полная связность в группе может быть достигнута и при его отсутствии.

Домен маршрутизации PNNI конфигурируется как единичная PG, в которой может быть достигнута полная связность без наличия лидера PG. Вырожденная форма PG есть один единственный узел. Такая форма может возникнуть в результате конфигурации или аварий.