Технология ATM (реферат) (544782), страница 3
Текст из файла (страница 3)
QoS включает в себя такие факторы, как допустимое количествопотерянных пакетов и допустимое изменение промежутка между ячейками. Врезультате сети с установлением соединения могут использоваться для передачиразличных видов трафика - звука, видео и данных - через одни и те же коммутаторы.Кроме того, сети с установлением соединения могут лучше управлять сетевымтрафиком и предотвращать перегрузку сети ("заторы"), поскольку коммутаторы могутпросто сбрасывать те соединения, которые они не способны поддерживать.Коммутируемые сетиВ сети ATM все устройства, такие как рабочие станции, серверы, маршрутизаторы имосты, подсоединены непосредственно к коммутатору.
Когда одно устройствозапрашивает соединение с другим, коммутаторы, к которым они подключены,устанавливают соединение. При установлении соединения коммутаторы определяютоптимальный маршрут для передачи данных - традиционно эта функция выполняетсямаршрутизаторами.Когда соединение установлено, коммутаторы начинают функционировать как мосты,просто пересылая пакеты. Однако такие коммутаторы отличаются от мостов однимважным аспектом: если мосты отправляют пакеты по всем достижимым адресам, токоммутаторы пересылают ячейки только следующему узлу заранее выбранногомаршрута.Коммутация в сети Ethernet может быть сконфигурирована таким образом, что всерабочие станции окажутся подключенными непосредственно к коммутатору.
В такойконфигурации коммутация в Ethernet похожа на коммутацию в сети ATM: каждоеустройство осуществляет прямой монопольный доступ к порту коммутатора, которыйне является устройством совместного доступа.Однако коммутация ATM имеет ряд важных отличий от коммутации Ethernet.Поскольку каждому устройству ATM предоставляется непосредственныймонопольный доступ к порту коммутатора, то нет необходимости в сложных схемахарбитража для определения того, какое из этих устройств имеет доступ ккоммутатору. В противоположность этому, рабочие станции, соединенные скоммутатором Ethernet, должны участвовать в схемах арбитража даже несмотря на ихнепосредственный монопольный доступ к порту коммутатора.
Сетевые интерфейсныеплаты Ethernet рассчитаны на использование арбитражного протокола дляопределения того, имеет ли рабочая станция доступ к устройству.ATM-коммутация также отличается от коммутации Ethernet тем, что коммутаторыATM устанавливают соединение между отправителем и получателем, а коммутаторыEthernet - нет. Кроме того, коммутаторы ATM обычно являются неблокирующими; этоозначает, что они минимизируют "заторы", передавая ячейки немедленно после ихполучения. Чтобы получить возможность немедленной пересылки всех поступающихячеек, неблокирующий коммутатор должен быть оснащен чрезвычайно быстрыммеханизмом коммутации и иметь достаточно большую пропускную способностьвыходных портов.
Теоретически если у коммутатора есть 10 входных портов на 10Мбит/с, у него должен также быть один выходной порт на 100 Мбит/с. На практикевыходной порт может иметь немного меньшую пропускную способность, неутрачивая при этом способности немедленной пересылки всех поступающих ячеек.4.АРХИТЕКТУРА ATMТакие технологии передачи, как Ethernet и Token Ring, соответствуют семиуровневоймодели взаимодействия открытых систем (Open Systems Interconnection - OSI). ATMже имеет собственную модель, разработанную организациями по стандартизации.Технология ATM была разработана организациями ANSI и ITU как транспортныймеханизм для широкополосной сети ISDN (Broadband Integrated Services DigitalNetwork - B-ISDN).
B-ISDN - это общедоступная территориально-распределенная сеть(WAN), которая может использоваться для объединения нескольких локальных сетей.Впоследствии ATM Forum - консорциум производителей оборудования для сетей ATM- приспособил и расширил стандарты B-ISDN для использования как вобщедоступных, так и в частных сетях (см. врезку "Организации по стандартизацииATM").Модель ATM, в соответствии с определением ANSI, ITU и ATM Forum, состоит изтрех уровней:физического;уровня ATM;уровня адаптации ATM.Эти три уровня примерно соответствуют по функциям физическому, канальному исетевому уровню модели OSI. В настоящее время модель ATM не включает в себяникаких дополнительных уровней, т.е. таких, которые соответствуют более высокимуровням модели OSI.
Однако самый высокий уровень в модели ATM можетсвязываться непосредственно с физическим, канальным, сетевым или транспортнымуровнем модели OSI, а также непосредственно с ATM-совместимым приложением.В отличие от других протоколов передачи, ATM использует собственную модель, а немодель OSI.ФИЗИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬКак в модели ATM, так и в модели OSI стандарты для физического уровняустанавливают, каким образом биты должны проходить через среду передачи. Точнееговоря, стандарты ATM для физического уровня определяют, как получать биты изсреды передачи, преобразовывать их в ячейки и посылать эти ячейки уровню ATM.Стандарты ATM для физического уровня также описывают, какие кабельные системыдолжны использоваться в сетях ATM и с какими скоростями может работать ATM прикаждом типе кабеля.
Изначально ATMForum установил скорость DS3 (45 Мбит/с) иболее высокие. Однако реализация ATM со скоростью 45 Мбит/с применяетсяглавным образом провайдерами услуг WAN. Другие же компании чаще всегоиспользуют ATM со скоростью 25 или 155 Мбит/с.Хотя ATM Forum первоначально не принял реализацию ATM со скоростью 25 Мбит/с,отдельные производители стали ее сторонниками, поскольку такое оборудованиедешевле в производстве и установке, чем работающее на других скоростях. Только 25мегабитная ATM может работать на неэкранированной витой паре (UTP) категории 3,а также на UTP более высокой категории и оптоволоконном кабеле.
Вследствие тогочто оборудование для 25-мегабитной ATM относительно недорого, оно предназначенодля подключения к сети ATM настольных компьютеров (см. врезку "Более доступныйвариант: ATM со скоростью 25 Мбит/с").155-мегабитная ATM работает на кабелях UTP категории 5, экранированной витойпаре (STP) типа 1, оптоволоконном кабеле и беспроводных инфракрасных лазерныхканалах. 622-мегабитная ATM работает только на оптоволоконном кабеле и можетиспользоваться в локальных сетях (хотя оборудование, работающее с такойскоростью, реализовано еще недостаточно широко). А для беспроводной связилаборатория Olivetti Research Labs создает прототип радиосети ATM, работающей соскоростью 10 Мбит/с.УРОВЕНЬ АТМ И ВИРТУАЛЬНЫЕ КАНАЛЫВ модели OSI стандарты для канального уровня описывают, каким образомустройства могут совместно использовать среду передачи и гарантировать надежноефизическое соединение.
Стандарты для уровня ATM регламентируют передачусигналов, управление трафиком и установление соединений в сети ATM. Функциипередачи сигналов и управления трафиком уровня ATM подобны функциямканального уровня модели OSI, а функции установления соединения ближе всего кфункциям маршрутизации, которые определены стандартами модели OSI для сетевогоуровня.Стандарты для уровня ATM описывают, как получать ячейку, сгенерированную нафизическом уровне, добавлять 5-байтный заголовок и посылать ячейку уровнюадаптации ATM. Эти стандарты также определяют, каким образом нужноустанавливать соединение с таким качеством сервиса (QoS), которое запрашиваетATM-устройство или конечная станция.Стандарты установления соединения для уровня ATM определяют виртуальныеканалы и виртуальные пути. Виртуальный канал ATM - это соединение между двумяконечными станциями ATM, которое устанавливается на время их взаимодействия.Виртуальный канал является двунаправленным; это означает, что после установлениясоединения каждая конечная станция может как посылать пакеты другой станции, таки получать их от нее.После того как соединение установлено, коммутаторы между конечными станциямиполучают адресные таблицы, содержащие сведения о том, куда необходимонаправлять ячейки.
В них используется следующая информация:адрес порта, из которого приходят ячейки;специальные значения в заголовках ячейки, которые называются идентификаторамивиртуального канала (virtual circuit identifiers - VCI) и идентификаторамивиртуального пути (virtual path identifiers - VPI).Адресные таблицы также определяют, какие VCI и VPI коммутатор должен включитьв заголовки ячеек перед тем как их передать.Имеются три типа виртуальных каналов:постоянные виртуальные каналы (permanent virtual circuits - PVC);коммутируемые виртуальные каналы (switched virtual circuits - SVC);интеллектуальные постоянные виртуальные каналы (smart permanent virtual circuits SPVC).PVC - это постоянное соединение между двумя конечными станциями, котороеустанавливается вручную в процессе конфигурирования сети.
Пользователь сообщаетпровайдеру ATM-услуг или сетевому администратору, какие конечные станциидолжны быть соединены, и он устанавливает PVC между этими конечнымистанциями.PVC включает в себя конечные станции, среду передачи и все коммутаторы,расположенные между конечными станциями. После установки PVC для негорезервируется определенная часть полосы пропускания, и двум конечным станциямне требуется устанавливать или сбрасывать соединение.SVC устанавливается по мере необходимости - всякий раз, когда конечная станцияпытается передать данные другой конечной станции.
Когда отправляющая станциязапрашивает соединение, сеть ATM распространяет адресные таблицы и сообщаетэтой станции, какие VCI и VPI должны быть включены в заголовки ячеек. Черезпроизвольный промежуток времени SVC сбрасывается.SVC устанавливается динамически, а не вручную.
Для него стандарты передачисигналов уровня ATM определяют, как конечная станция должна устанавливать,поддерживать и сбрасывать соединение. Эти стандарты также регламентируютиспользование конечной станцией при установлении соединения параметров QoS изуровня адаптации ATM.Кроме того, стандарты передачи сигналов описывают способ управления трафиком ипредотвращения "заторов": соединение устанавливается только в том случае, еслисеть в состоянии поддерживать это соединение. Процесс определения, может ли бытьустановлено соединение, называется управлением признанием соединения (connectionadmission control - CAC).SPVC - это гибрид PVC и SVC. Подобно PVC, SPVC устанавливается вручную наэтапе конфигурирования сети.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
