Р.Л. Смелянский - Компьютерные сети. Том 1. Системы передачи данных (1130069), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Как и переключатели выталкивающего типа, баньяновьгй:,:.' переключатель Батчера синхронный, т.е. за один цикл он может об"Ф рабатывать несколько входных линий. На рис. 5.22, а показан трех,,:-' ступенчатый с конфигурацией 8 х 8 баньяновый переключатель, по-'=;: лучивший такое название, поскольку похож на заросли баньяновых': деревьев. В баньяновых переключателях для каждого входа существу-1 ет только один путь к любому из выходов. Маршрутизация пакета': происходит в каждом узле на основе адреса выходной линии, которукг!,"- должен достичь пакет.
Адрес выходной линии определяется на входе::;:., по номеру вирту шьного соединения. В данном случае трехбитовы~! адрес выходной линии используется в каждом узле лля маршрутиза-,„,', пии. В каждом из 12 переключающих элементов имеется два входа й,1 два выхода. В зависимости от значения соответствующего разряда',„'- ячейка направляется либо в порт О, либо в порт 1. Если две ячейка~ай поступившие на вход одного и того же коммутирующего элемента;:$ должны быть направлены в один и тот же порт, то одна из них туда ~,„З направляется, а другая — сбрасывается.
Итак, адрес выходной линии анализируется в каждом элементе::!~.':; слева направо. Например, код 001 означает, что соответствующая!~";;: ячейка будет направлена сначала в верхний порт, потом еп!е раз а;:-',,','~''' верхний, а только затем в нижний. На рис. 5.22, б показаны примеры маршрутов следования двУЗГ,:;:;: ячеек в баньяновом переключателе. Коллизии в баньяновой сета':,'";, ' 248 Уровень 2 — Уровень 3— передастся передается средний бит младший бит О Уровень !— передается старший бит О рис 5,22 Трехступенчатый баньяновый переключатель с конфигурацией 8 я 8 линий (а) и примеры маршрутов следования двух ячеек в баньяновом переключателе (б) 249 возникают, если н одном и том же элементе в одно и то же время требуется использовать один и тот же порт.
На рис. 5.23, а показан пример коллизий в баньяновом переключателе, а на рис. 5.23, б — способ их разрешения. Следовательно, можно слелать вывод, что в зависимости от распределения ячеек на входе баньяновая сеть либо будет терять ячейки, либо нет. Идея Батчера состояла в том, чтобы переставить ячейки на входах таким образом, чтобы в баньяновой сети конфликтов не возникало. Для сортировки входов Батчер в !9б8 г. предложил специальный переключатель (58). Подобно баньяновому переключателю переключатель Батчера строится из элементов по схеме 2 х 2, а работает синхронно и дискретно.
В каждом элементе этого переключателя выходные адреса ячеек сравниваются. При этом ячейка с ббльшим адресом направляется по стрелке (рис. 5.24), а с меньшим — в противоположном направлении. Если ячейка одна, то она направляется против стрелки. Подчеркнем, что сравниваются не отдельные биты, а целые адреса как число. Рис. 5.2 б ;::1 3. Примеры коллизий (а) и способа их разрешения (б) в баньяиовои",,,<Зт переключателе ' Сорти- 4-поточное ровка слияние На рис.
5.24 показан баньяновый переключатель Батчера с кон-:. фитурацией 8 х 8. Сложность операции перестановки для устройства=,'' Батчера определяется выражением п)о8тп. Ячейки, отсортированные;:,':!! сетью Батчера, подаются на вход баньяновой сети, откуда они пере-:-!:. сылаются без конфликтов. Переключатель Батчера Баньяновый а-неточное переключатель слияние Баньаноамя переюпочатель Г т Переключатель Батчера ПО ИО Рис. 5,25. Комбинация батчеровской и баньяновой сетей На рис. 5.25 показан пример работы баньянового переключателя Батчера. Известны две проблемы, которые баньяновые переключатели Батчера не могут решить: ° при возникновении коллизии на их выходе возможен только сброс, ° рассылка одной и той же ячейки сразу на несколько выходов.
Были предложены несколько вариантов промышленных переключателей зтого типа, в которых по-разному преодолевалиеь эти недостатки, однако основная идея при атом заключалась во встраивании между переключателем Батчера и баньяновой сетью специальной схемы. у Рассмотрим эталонную модель СПД АТМ, которая состоит из трех уровней: физического, АТМ-уровня и уровня адаптации (табл.
5.3). Поверх СПД АТМ пользователь может поместить, например стек ГСРДР. Физический уровень в АТМ определяет правила передачи и приема данных в форме потока битов и преобразования их в ячейки. Посителями зтого потока могут быть разные физические среды, у АТМ здесь нет ограничений. АТМ-уровень отвечает за транспорт ячеек. Он определяет формат ячейки, заголовок, его солержимое, отвечает за установление и под лсржание виртуальных соединений. Управление потоком и перегрузкзгии также расположено здесь, Уровень адаптации (Асеева Абаргайоп Еауег — АА1 ) обеспечивает ~ риложениям-польювателям возможность работы в терминах пакетов или подобных им единигц а не ячеек.
х х х о сс о» о х х х о о х о о о х с ~- ЯБ х х х о х о х о о а о сс о о х х х о о. л о ла 252 !~о сссоссоф ( о х 4 а о о х х о х х х х о о о х а о, 1= х х х о о. о О х о о о х .о со о о оо О о о х о со о о о сб .о х со Е х а о о М со м, й о х Я о о ос Х со о Л Ю Ж Ш о х о о х х о о о х о х о х о о о, х ос о. х о ~.Э о о = х М о х х х х х ю х о х х .
х И хл а о л ы' о х д а х о о а х х а ~ о ,х а 'с х х х х о х Ы х о о хо .б х о х о о. л о х О » х .о х со о о ссс о О х о о о 'с о' х х о о о х сс о Л аа .о о со сх Х с о М х о сс о о х о о х о х о х х с" Р: й хо о о сс О.,а -х д о а о Физический уровень и уровень адаптации имеют по два подуровня (см. табл.
5.3). Физический уровень в АТМ охватывает физический уровень и уровень канала данных в ОЯ. Поскольку физический уровень АТМ на подуровне физической зависимости не предьявляет каких-то специальныхх требований к физической среде, то сосредоточим внимание на ТС-подуровне, т.е. на подуровне подготовки ячеек. Когда прикладная программа посылает сообщение, оно лвижется вниз по АТМ-стеку, получая заголовки, концевики, разбиваясь на ячейки и т.д.
Проследим, что происходит с сообшением, когда ячейки достигают ТС-подуровня и движутся далее в виде последовательности битов. Передача ячеек. Первый шаг — вычисление контрольной суммы заголовка. Заголовок состоит из 5 байт, четыре из которых идентифицируют виртуальное соединение и несут контрольную информацию, а один — содержит контрольную сумму. Контрольная сумма зашишает только первые четыре байта и не затрагивает данные в ячейке.
Контрольная сумма вычисляется как СКС-код, т.е. как остаток от леления содержимого четырех байтов на полипом х' + х' + х + 1, К этому остатку добавляется константа 010!0101 для повышения надежности в случае, если заголовок содержит много нулей. Решение зашишать контрольной суммой только управляющую информацию было принято с целью сократить затраты на обработку данных на нижних уровнях. Зашита собственно данных возлагается на верхние уровни, если это необходимо. Как уже отмечалось, многие приложения реального времени, например передача видео- и аудиоданных, более критичны к времени передачи, чем к степени искажения отдельных ячеек. Поскольку контрольная сумма зашишает только заголовок, то этот байт так и называется НЕС (Неаг)ег Еггог Сон!го!— контроль ошибки в заголовке).
Важным фактором, повлиявшим на выбор такой контрольной схемы, является то, что основной средой в АТМ является оптоволокно. Исследования, выполненные компанией АТегТ, показали, что оптоволокно — высоконалежная среда, и единичные ошибки происходят в ней с вероятностью менее ! % . При этом схема НЕС прекрасно справляется как с однобитными ошибками, так и множественными.
Для надежной передачи ячеек бьша предложена схема, в которой две последовательные ячейки объединяются через ЕХСЕПВ!УЕ ОВ, после чего получается новая ячейка, добавляемая в последовательность после первых двух. В резулыате ячейку, принятую с ошибкой или потерянную, легко можно восстановить.
После того как НЕС вычислен и добавлен в заголовок, ячейка готова к передаче. При этом среда передачи может быть как синхронной, так и асинхронной. В асинхронной среде ячейка посылается сразу, как только она готова к передаче. В синхронной среде ячейка передается в соответствии с временными соглашениями. Если ячей- 253 ки для перелачи нет, то ТС-подуровень должен сгенерировать спепи- ' .., альную ячейку ожидания. Еше один вид служебных ячеек на ТС-подуровне — ОАМ (Орегайоп Апс1 Ма1пгепапсе).
Эти ячейки используются АТМ-переключателями для проверки работоспособности системы. Ячейки ожидания обрабатываются ТС-подуровнем, а ОАМ-ячейки передаются на АТМ-уровень. Важной функцией ТС-подуровня является также генерирование "„'1 1 ячеек в формате физической среды передачи. Это означает, что ТС- подуровень генерирует обычную АТМ-ячейку и упаковывает ее в кадр ", надлежаШей среды передачи.
Прием ячеек. Итак, на выходе ТС-подуровень формирует НЕС- "в . заголовок, преобразует ячейку в кадр, формирует АТМ-ячейки и ': передает поток битов на физический уровень. На противоположном,=::, конце соединение ТС-подуровень производит те же самые действия,:::., но в обратном порядке: разбивает поток битов на кадры, выделяет:;; ячейки, проверяет НЕС-заголовки и передает ячейки на АТМ- .:;.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
