Таблица 1. Классы трафика ATM

В технологии ATM для каждо­го класса трафика определен набор количественных параметров, которые прило­жение должно задать. Например, для трафика класса А необходимо указать постоянную скорость, с которой приложение будет посылать данные в сеть, а для трафика класса В — максимально возможную скорость, среднюю скорость и максимально возможную пульсацию. Для голосового трафика можно не толь­ко указать на важность синхронизации между передатчиком и приемником, но и количественно задать верхние границы задержки и вариации задержки ячеек.

В технологии ATM поддерживается следующий набор основных количественных параметров:

• Peak Cell Rate (PCR) — максимальная скорость передачи данных;

• Sustained Cell Rate (SCR) — средняя скорость передачи данных;

• Minimum Cell Rate (MCR) — минимальная скорость передачи данных;

• Maximum Burst Size (MBS) — максимальный размер пульсации;

• Cell Loss Ratio (CLR) — доля потерянных ячеек;

• Cell Transfer Delay (CTD) — задержка передачи ячеек;

• Cell Delay Variation (CDV) — вариация задержки ячеек.

Параметры скорости измеряются в ячейках в секунду, максимальный размер пульсации — в ячейках, а временные параметры — в секундах. Максимальный размер пульсации определяет количество ячеек, которое приложение может пе­редать с максимальной скоростью PCR, если задана средняя скорость. Доля по­терянных ячеек является отношением потерянных ячеек к общему количеству отправленных ячеек по данному виртуальному соединению. Так как виртуаль­ные соединения являются дуплексными, то для каждого направления соедине­ния могут быть заданы разные значения

Стек протоколов ATM

Стек протоколов ATM показан на рис. 2, а распределение протоколов по ко­нечным узлам и коммутаторам ATM — на рис. 3.

Верхние уровни сети

Рис. 2. Структура стека протоколов ATM

Конечный узел Коммутатор Коммутатор Конечный узел

Рис.3 Распределение протоколов по узлам и коммутаторам сети ATM

Стек протоколов ATM соответствует нижним уровням семиуровневой модели ISO/OSI и включает уровень адаптации ATM, собственно уровень ATM и физи­ческий уровень. Прямого соответствия между уровнями протоколов технологии ATM и уровнями модели OSI нет.

Физический уровень отправляет и принимает информацию в виде электрических или оптических сигналов. На этом уровне происходит преобразование ячеек в непрерывный поток битов и обратно, а также используются различные виды кодирования и декодирования данных.

Уровень ATM определяет путь дальнейшей пересылки ячеек. Он реализует основной принцип передачи АТМ – коммутацию ячеек.

Уровень AAL(ATM Adaptation Layer) – уровень адаптации, определяет интерфейс между сетью АТМ и пользовательским ПО.

Протокол ATM

Протокол ATM занимает в стеке протоколов ATM примерно то же место, что протокол IP в стеке TCP/IP или протокол LAP-F в стеке протоколов техноло­гии frame relay. Протокол ATM занимается передачей ячеек через коммутаторы при установленном и настроенном виртуальном соединении, то есть на основа­нии готовых таблиц коммутации портов. Протокол ATM выполняет коммутацию по номеру виртуального соединения, который в технологии ATM разбит на две части

• идентификатор виртуального пути (Virtual Path Identifier, VPI)

• и идентификатор виртуального канала (Virtual Channel Identifier, VCI).

Кроме этой основной задачи протокол ATM выполняет ряд функций по контролю за соблюдением трафик-контракта со стороны пользователя сети, маркировке яче­ек-нарушителей, отбрасыванию ячеек-нарушителей при перегрузке сети, а также управлению потоком ячеек для повышения производительности сети (естест­венно, при соблюдении условий трафик-контракта для всех виртуальных соеди­нений).

Поле Управление потоком (Generic Flow Control, GFC) используется только при взаимодействии конечного узла и первого коммутатора сети. В настоящее время его точные функции не определены.

Поля Идентификатор виртуального пути (Vitual Path Identifier, VPI) и Идентификатор виртуального канала (Vitual Channel Identifier, VCI) занимают соответ­ственно 1 и 2 байта. Эти поля задают номер виртуального соединения, разделен­ный на старшую (VPI) и младшую (VCI) части.

Поле Идентификатор типа данных (Pay load Type Identifier, PTI) состоит из 3 бит и задает тип данных, переносимых ячейкой, — пользовательские или управляю­щие (например, управляющие установлением виртуального соединения). Кроме того, один бит этого поля используется для указания перегрузки в сети — он на­зывается Explicit Congestion Forward Identifier, EFCI — и играет ту же роль, что бит FECN в технологии frame relay, то есть передает информацию о перегрузке по направлению потока данных.

Поле Приоритет потери кадра (Cell Loss Priority, CLP) играет в данной техноло­гии ту же роль, что и поле DE в технологии frame relay — в нем коммутаторы ATM отмечают ячейки, которые нарушают соглашения о параметрах качества обслуживания, чтобы удалить их при перегрузках сети. Таким образом, ячейки с полем CLP = 0 являются для сети высокоприоритетными, а ячейки с полем CLP = 1 — низкоприоритетными.

Поле Управление ошибками в заголовке (Header Error Control, НЕС) содержит кон­трольную сумму, вычисленную для заголовка ячейки.

Рассмотрим методы коммутации ячеек ATM на основе пары чисел VPI/VCI. Коммутаторы ATM могут работать в двух режимах — коммутации виртуального пути и коммутации виртуального канала.

• В первом режиме коммутатор выпол­няет продвижение ячейки только на основании значения поля VPI, а значение поля VCI он игнорирует. Обычно так работают магистральные коммутаторы территориальных сетей. Они доставляют ячейки из одной сети пользователя в другую на основании только старшей части номера виртуального канала, что соответствует идее агрегирования адресов. В результате один виртуальный путь соответствует целому набору виртуальных каналов, коммутируемых как единое целое.

• Для создания коммутируемого виртуального канала в технологии ATM исполь­зуются протоколы, не показанные на рис. 3. После доставки ячейки в локальную сеть АТМ , ее коммутаторы начинают коммутировать ячейки с учетом как поля VРI, так и с помощью VCI. Но при этом им для коммутации хватает только младшей части номера виртуального соединения. Этот режим и называется режимом коммутации канала.

Формат ячеек протокола ATM представлен на рис. 4.

Рис. 4. Формат ячейки ATM

Выводы

• Технология ATM является дальнейшим развитием идей предварительного резервирования пропускной способности виртуального канала, реализован­ных в технологии frame relay.

• Технология ATM поддерживает основные типы трафика, существующие у абонентов разного типа: трафик с постоянной битовой скоростью CBR, ха­рактерный для телефонных сетей и сетей передачи изображения, трафик с переменной битовой скоростью VBR, характерный для компьютерных сетей, а также для передачи компрессированного голоса и изображения.

• Для каждого типа трафика пользователь может заказать у сети значения не­скольких параметров качества обслуживания — максимальной битовой ско­рости PCR, средней битовой скорости SCR, максимальной пульсации MBS, а также контроля временных соотношений между передатчиком и приемни­ком, важных для трафика, чувствительного к задержкам.

• Технология ATM сама не определяет новые стандарты для физического уров­ня, а пользуется существующими. Основным стандартом для ATM является физический уровень каналов технологий SONET/SDH и PDH.

6