Технология ATM (реферат) (544782), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Однако провайдер ATM-услуг или сетевойадминистратор задает только конечные станции. Для каждой передачи сетьопределяет, через какие коммутаторы будут передаваться ячейки.Большая часть раннего оборудования ATM поддерживала только PVC. ПоддержкаSVC и SPVC начинает реализовываться только сейчас.PVC имеют два преимущества над SVC. Сеть, в которой используются SVC, должнатратить время на установление соединений, а PVC устанавливаются предварительно,поэтому могут обеспечить более высокую производительность. Кроме того, PVCобеспечивают лучший контроль над сетью, так как провайдер ATM-услуг или сетевойадминистратор может выбирать путь, по которому будут передаваться ячейки.Однако и SVC имеют ряд преимуществ перед PVC.
Поскольку SVC устанавливается исбрасывается легче, чем PVC, то сети, использующие SVC, могут имитировать сетибез установления соединений. Эта возможность оказывается полезной в том случае,если вы используете приложение, которое не может работать в сети с установлениемсоединений. Кроме того, SVC используют полосу пропускания, только когда этонеобходимо, а PVC должны постоянно ее резервировать на тот случай, если онапонадобится. SVC также требуют меньшей административной работы, посколькуустанавливаются автоматически, а не вручную. И наконец, SVC обеспечиваютотказоустойчивость: когда выходит из строя коммутатор, находящийся на путисоединения, другие коммутаторы выбирают альтернативный путь.В некотором смысле SPVC обладает лучшими свойствами этих двух видоввиртуальных каналов.
Как и в случае с PVC, SPVC позволяет заранее задать конечныестанции, поэтому им не приходится тратить время на установление соединениякаждый раз, когда одна из них должна передать ячейки. Подобно SVC, SPVCобеспечивает отказоустойчивость. Однако и SPVC имеет свои недостатки: как и PVC,SPVC устанавливается вручную, и для него необходимо резервировать часть полосыпропускания - даже если он не используется.Стандарты установления соединения для уровня ATM также определяют виртуальныепути (virtual path).
В то время как виртуальный канал - это соединение, установленноемежду двумя конечными станциями на время их взаимодействия, виртуальный путь это путь между двумя коммутаторами, который существует постоянно, независимо оттого, установлено ли соединение. Другими словами, виртуальный путь - это"запомненный" путь, по которому проходит весь трафик от одного коммутатора кдругому.Когда пользователь запрашивает виртуальный канал, коммутаторы определяют, какойвиртуальный путь использовать для достижения конечных станций.
По одному и томуже виртуальному пути в одно и то же время может передаваться трафик более чем дляодного виртуального канала. Например, виртуальный путь с полосой пропускания 120Мбит/с может быть разделен на четыре одновременных соединения по 30 Мбит/скаждый.УРОВЕНЬ АДАПТАЦИИ АТМ И КАЧЕСТВО СЕРВИСАВ модели OSI стандарты для сетевого уровня определяют, как осуществляетсямаршрутизация пакетов и управление ими. В модели ATM стандарты для уровняадаптации ATM выполняют три подобные функции:определяют, как форматируются пакеты;предоставляют информацию для уровня ATM, которая дает возможность этомууровню устанавливать соединения с различным QoS;предотвращают "заторы".Уровень адаптации ATM состоит из четырех протоколов (называемых протоколамиAAL), которые форматируют пакеты. Эти протоколы принимают ячейки с уровняATM, заново формируют из них данные, которые могут быть использованыпротоколами, действующими на более высоких уровнях, и посылают эти данныеболее высокому уровню.
Когда протоколы AAL получают данные с более высокогоуровня, они разбивают их на ячейки и передают их уровню ATM.В стандартах B-ISDN определены следующие протоколы AAL: AAL 1, AAL 2, AAL3/4 и AAL 5. Однако ATM Forum разработал только три из них - AAL 1, AAL 3/4 иAAL 5.Каждый протокол AAL упаковывает данные в ячейки своим способом. Все этипротоколы, за исключением AAL 5, добавляют некоторую служебную информацию к48 байтам данных в ячейке ATM. Эти "издержки" включают в себя специальныекоманды обработки для каждой ячейки, которые используются для обеспеченияразличных категорий сервиса.Уровень адаптации ATM определяет также четыре категории сервиса:постоянная скорость передачи в битах (constant bit rate - CBR);переменная скорость передачи в битах (variable bit rate - VBR);неопределенная скорость передачи в битах (unspecified bit rate - UBR);доступная скорость передачи в битах (available bit rate - ABR).Эти категории используются для обеспечения различных уровней качества сервиса(QoS) для разных типов трафика.
QoS определяет уровень сервиса, который можетпредоставить сеть.Категория CBR используется для восприимчивого к задержкам трафика, такого какаудио- и видеоинформация, при котором данные передаются с постоянной скоростьюи требуют малого времени ожидания. CBR гарантирует самый высокий уровенькачества сервиса, но использует полосу пропускания неэффективно. Чтобы защититьтрафик CBR от влияния других передач, CBR всегда резервирует для соединенияопределенную часть полосы пропускания, даже если в данный момент в канале непроисходит никакой передачи. Таким образом, резервирование полосы пропусканияявляется особенно большой проблемой при работе по WAN-каналам, когда абонентуприходится платить за каждый мегабит полосы пропускания независимо от того,используется ли виртуальный канал.Существуют также два вида VBR, которые используются для различных типовтрафика: VBR реального времени (Real-time VBR - RT-VBR) требует жесткойсинхронизации между ячейками и поддерживает восприимчивый к задержкам трафик,такой как уплотненная речь и видео.
VBR нереального времени (Non-real-time VBR NRT-VBR) не нуждается в жесткой синхронизации между ячейками и поддерживаетдопускающий задержки трафик, такой как трансляция кадров (frame relay).Поскольку VBR не резервирует полосу пропускания, она используется болееэффективно, чем в случае с CBR. Однако, в отличие от CBR, VBR не можетгарантировать качества сервиса.UBR применяется для трафика типа TCP/IP, который допускает задержки. ПодобноVBR, UBR не резервирует дополнительной полосы пропускания для виртуальногоканала.
В результате один и тот же виртуальный канал может многократноприменяться для нескольких передач, таким образом полоса пропусканияиспользуется более эффективно. Однако поскольку UBR не гарантирует качествасервиса, в сильно загруженных сетях UBR-трафик теряет большое число ячеек иимеет много повторных передач.Подобно UBR, ABR используется для передачи трафика, который допускаетзадержки, и дает возможность многократно использовать виртуальные каналы.Однако если UBR не резервирует полосы пропускания и не предотвращает потерьячеек, то ABR обеспечивает для соединения допустимые значения ширины полосыпропускания и коэффициента потерь.CBR, VBR, UBR, и ABR включают в себя различные параметры трафика, напримерсреднюю и пиковую скорости, с которыми конечная станция может передаватьданные.
Эти категории сервиса также включают в себя следующие параметрыкачества сервиса (QoS).Коэффициент потерь ячеек (Cell loss ratio) определяет, какой процентвысокоприоритетных ячеек может быть потерян за время передачи.Задержка передачи ячейки (Cell transfer delay) определяет количество времени (илисреднее количество времени), требуемое для доставки ячейки адресату.Изменение задержки передачи ячейки (Cell delay variation - CDV) - допустимыеизменения в распределении группы ячеек между конечными станциями.
Высокоезначение CDV приводит к прерыванию аудио- и видеосигналов.Перед установлением соединения конечная станция запрашивает одну из четырехкатегорий сервиса. Затем сеть ATM устанавливает соединение, используясоответствующие параметры трафика и QoS. Например, если конечная станциязапросила соединение CBR для передачи видеоинформации, сеть ATM резервируетнеобходимую ширину полосы пропускания и использует параметры трафика и QoSдля обеспечения допустимых значений скорости передачи, коэффициента потерьячеек, задержки и изменения задержки.Сеть ATM использует параметры QoS и для защиты трафика, т.
е. предотвращенияперегрузки сети. Сеть "следит" за тем, чтобы установленные соединения непревышали максимальной ширины полосы пропускания, которая им былапредоставлена. Если соединение начинает ее превышать, сеть отказываетсяпередавать ячейки. Кроме того, сеть ATM определяет, какие ячейки можно отброситьв случае ее переполнения: она проверяет параметры QoS данного соединения иотбрасывает ячейки, для которых установлен высокий коэффициент потерь. Инаконец, сеть отказывается устанавливать соединения, если не может ихподдерживать.Способность ATM обеспечивать для приложений различные уровни QoS считаетсяодним из достоинств данной технологии.
Пользователи могут резервировать только туполосу пропускания, которая им необходима; при этом сохраняется качествопередаваемых аудио- и видеосигналов, а сеть предохраняется от переполнения.Однако для того чтобы получать реальную выгоду от качества сервиса в сети ATM,необходимы приложения, рассчитанные на его использование.Производители оборудования ATM и организации, занимающиеся стандартизациейэтой технологии, изобретают различные способы, которые должны позволитьприложениям использовать QoS. Например, несколько производителей ATM работаютнад тем, чтобы расширить протокол резервирования ресурсов (Resource PreservationProtocol - RSVP), разработанный группой Internet Engineering Task Force (IETF), такимобразом, чтобы приложения могли запрашивать QoS.
Кроме того, чтобы датьвозможность приложениям, созданным без учета специфики ATM, пользоватьсяпреимуществами QoS, компания FORE Systems и ряд других производителейразрабатывают программное обеспечение Legacy Application Quality of Service,которое будет встраиваться в устройства доступа к локальным сетям и сетевыеинтерфейсные платы ATM.
Это ПО даст возможность устройствам и платамустанавливать соединения с различными уровнями QoS в зависимости от типаприложения, адресов источника и адресата и других параметров.СТАНДАРТЫ МОДЕЛИ ATMATM Forum разработал много стандартов, основанных на модели ATM, в том числеследующие:User-to-Network Interface (UNI - интерфейс "пользователь-сеть") _ определяетинтерфейс между конечной станцией и коммутатором;Private Network-to-Network Interface (PNNI - частный интерфейс "сеть-сеть", определяет интерфейс между коммутаторами.Эти стандарты определяют, как рабочие станции и коммутаторы взаимодействуют всети ATM.Стандарты UNI, разработанные ATM Forum, определяют, каким образом устройствавзаимодействуют с коммутатором. Сначала пользователь посылает данные, напримераудио-, видеоинформацию и т.д.
В соответствии с типом данных какой-либо изчетырех протоколов AAL получает эти данные и разбивает их на ячейки. Затем ячейкипередаются на уровень ATM, который добавляет к ним информацию, необходимуюдля маршрутизации. Потом ячейки передаются на физический уровень, разбивающийих на биты и посылающий через среду передачи коммутатору.ATM Forum разработал две версии UNI - UNI 3.0 и UNI 3.1. Эти версии почтиидентичны, за исключением того, что UNI 3.1 основан на последней версииспецификации передачи сигналов ITU. Это, к сожалению, делает UNI 3.1несовместимым с UNI 3.0 по передаче сигналов. К счастью, большинствокоммутаторов поддерживает и UNI 3.0, и UNI 3.1.
В настоящее время ATM Forumработает над спецификацией UNI 4.0, в которую войдут изменения спецификациипередачи сигналов, поддержка ABR и другие расширения. Стандарт UNI 4.0 будетсовместим с UNI 3.1.Спецификация PNNI, разработанная ATM Forum, включает в себя стандарты, которыедают возможность двум коммутаторам различных производителей работать вместе.На рисунке 3 показано, как ячейка проходит через коммутатор ATM. Коммутаторполучает ячейку на физическом уровне как физический сигнал, передает этот сигнална уровень ATM и преобразовывает его в ячейку. Затем коммутатор проверяетзаголовок ячейки, определяя, куда она должна быть направлена, снова преобразуетячейку в физический сигнал и передает его следующему коммутатору или конечнойстанции.PNNI - это протокол маршрутизации с определением состояния связи, подобныйпротоколу NetWare Link Services Protocol (NLSP), используемому в сетях IPX, ипротоколу маршрутизации Open Shortest Path First (OSPF), применяемому в IP-сетях.Данный протокол позволяет коммутаторам распространять информацию о топологиисети и качестве сервиса, поддерживаемом сетью ATM.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
