63125 (695212), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Причин, вызывающих некорректную работу на сетевом уровне, гораздо больше, чем на канальном уровне. Хотя и канальный уровень обеспечивает высокую надежность передачи данных, причиной может быть не потеря пакетов, а их задержка в канале. При запаздывании пакетов на разных участках виртуального канала могут реализовываться различные процедуры, и передаваемые пакеты в рамках одних процедур могут не соответствовать другим. Для выхода из таких состояний предусмотрены режимы сброса и рестарта, позволяющие повторно инициализировать работу, хотя и с потерей всех пакетов, которые в это время обрабатывались в канале.

Основное достоинство сетей Х.25 – высокая надежность, которая обеспечивается применением технологии виртуальных каналов с коммутацией пакетов и протоколов HDLC на канальном уровне. Однако реализация этой надежности приводит к низкой производительности, гарантий пропускной способности сети Х.25 не дают.

Коммутаторы (PSE) X.25 существенно проще маршрутизаторов сетей TCP/IP, т. к. не поддерживают процедур маршрутизации. Но PSE также выполняют достаточно сложные функции, во-первых, реализуя процедуры формирования логического канала, и, во-вторых, обеспечивая выполнение протоколов канального уровня. Практически каждый PSE работает с полной буферизацией пакетов, т. к. необходимо обеспечить прием кадра HDLC, его контроль и подтверждение приема (или запрос на повторную передачу при искажении кадра). Затем необходимо выделение пакета X.25 из поля данных кадра HDLC и передача пакета в выходной порт PSE в соответствии с номером логического канала. Далее необходимо сформировать новый кадр HDLC, передать его и т.д. Таким образом, в сети X.25 данные подвергаются многократным процедурам преобразования и контроля, это естественно приводит к заметным задержкам и существенно увеличивает время доставки.

3. СЕТИ FRAME RELAY

Появление надежных и высокопроизводительных каналов связи стандарта ISDN позволило отказаться от таких сложных и постоянно повторяющихся процедур преобразования и контроля данных. Одной из таких технологий с существенно упрощенными алгоритмами контроля данных являются сети Frame Relay. Frame Relay – это сетевая служба сетей стандарта ISDN, обеспечивающая скорость передачи данных до 2 Мбит/сек. Поддерживая высокую скорость передачи данных, Frame relay не обеспечивает гарантированной доставки, целостности данных и управления потоком. Сеть стандартизована международным союзом электросвязи (ITU-T). Физический уровень – I.430/431 (ISDN), канальный уровень – Q.921 (LAP-F), сетевой уровень – Q.931/933 (процедура создания виртуального канала в рамках протокола LAP-D). в сетях Frame relay преимущественно применялись постоянные виртуальные каналы, создание коммутируемых виртуальных каналов производится по процедурам аналогичным процедурам установления соединения в ISDN.

Передача данных осуществляется без промежуточной обработки и буферизации, используется технология передачи "на лету". Анализируется только заголовок кадра, остальные элементы кадра просто ретранслируются. Задержка кадра узлом сети Frame relay не более 2 – 4 байт, часть кадров могут теряться при перегрузке сети. Корректность кадра проверяется только принимающей стороной, никаких процедур восстановления потерянных или искаженных кадров не предусмотрено, предполагается, что эти функции возложены на транспортный уровень. Если вероятность ошибки не превышает 10^-6, сеть работает достаточно эффективно. Передача данных в виртуальном канале практически полностью производится процедурами канального уровня HDLC без использования алгоритмов контроля и восстановления данных (протокол LAP-F). В рамках сетевого уровня решается только задача установления соединения. В отличие от многих других технологий передачи данных гарантирует определенное качество сервиса, ориентированное на пульсирующий характер трафика компьютерных сетей.

Для обеспечения необходимого качества сервиса для каждого логического канала оговариваются параметры CIR, B_C, B_e. CIR – согласованная скорость, с которой сеть будет передавать данные. B_C – объем пульсации, максимальное количество байтов, которые сеть будет передавать за интервал T (T= B_C/CIR). B_e – дополнительный объем пульсации, максимальное количество байтов, которые сеть будет по возможности передавать сверх B_C за интервал T. Каких-либо гарантий по задержкам сеть не дает, обеспечивая только скорость передачи данных CIR. B_C определяет объем данных, которые сеть всегда обязана принимать для доставки. B_e определяет дополнительный объем данных, которые сеть принимает для передачи, но при возникновении перегрузки сети эти данные будут отброшены без уведомления (доставка по возможности). Данные сверх объема, установленного параметром B_e, сеть не принимает от пользователя.

Интервал времени T определяет период контроля объема поступающих данных. Поступающие данные за период T в пределах объема B_C получают признак DE=0 и сеть обязана их доставить, в пределах дополнительного объема B_e получают признак DE=1 и сеть принимает их для доставки, но при перегрузке эти данные удаляются в первую очередь. Обработка данных в сети получила название алгоритма "дырявого ведра". Для уведомления пользователей о возникающих перегрузках введены дополнительные признаки FECN (уведомление принимающей стороны), BECN (уведомление передающей стороны). Эти признаки необходимы для снижения скорости передачи данных и устранения перегрузки сети.

Кадр LAP-F имеет структуру типичную для HDLC. Поле управления и адреса кадра объединены, так как алгоритмы восстановления не предусмотрены, нумерация и подтверждение кадров не производится. В стандартном формате длина этого поля 2 байта. Идентификация узлов производится номером логического (виртуального) канала DLCI. Из 1024 DLCI для пользователей предназначены 976 (16-991).

Младший бит EA – признак продолжения поля адреса, 1 – в последнем байте этого поля: P/F – признак опроса/окончания.

Протокол работает в предварительно созданном виртуальном соединении. В процедуре установления соединения, кроме создания виртуального канала пользователь и сеть согласуют параметры сервиса. Хотя гарантий по временным параметрам не предусматривается, пропускная способность сети вполне позволяет обслуживать голосовую связь. Следует учитывать, что стоимость обслуживания канала Frame Relay существенно ниже, чем стоимость аналогичного по пропускной способности канала ISDN.

4. СЕТИ ATM

Технология ATM наиболее полно совмещает особенности коммутации пакетов и коммутации каналов. Данные передаются в виде пакетов в виртуальных каналах, пакеты имеют строго фиксированный небольшой объем. Все это позволяет обеспечить предсказуемые задержки в сети, заказать при установлении соединения требуемые параметры качества сервиса и обеспечивать их для разных видов трафика. Организация передачи данных ориентирована на технологии магистральных каналов SDH/SONET, поэтому базовой скоростью для ATM является скорость 155 Мбит/с. Основное назначение ATM – обеспечить асинхронный режим передачи данных в синхронных каналах SDH/SONET. Хотя ядро стандартов было утверждено в 1993 г., работа по стандартизации различных аспектов этой технологии еще далеко не завершена. ATM – технология передачи данных, способная обслуживать разные виды трафика в соответствии с их требованиями. Классы обслуживания имеют ряд градаций от передачи данных "по возможности" до "малых задержек и малых потерь". Для идентификации конечных узлов используются 20-байтовые адреса, имеющие классическую иерархическую структуру. Как и в других сетях этого класса, адреса используются только для маршрутизации при установлении соединения. В виртуальном соединении коммутация пакетов производится идентификатором из двух элементов: идентификатор виртуального пути (VPI), идентификатор виртуального канала (VCI). VPI используется для ускорения коммутации и одинаков для виртуальных каналов, имеющих одинаковый маршрут на данном участке сети. Его можно рассматривать как старшую часть локального адреса, используемую для коммутации пакетов с общим маршрутом.

Пакеты ATM – ячейки (cell) имеют размер 53 байта (5 байт служебных). Размер ячейки установлен компромиссный для разнородных требований. Уменьшение размера облегчает синхронизацию передающей и принимающей стороны, увеличение – снижает долю служебной информации в передаваемых данных. Кроме стандартизованного размера ячейки в АТМ еще более полно реализована идея заказа пропускной способности и качества обслуживания. В зависимости от предъявляемых требований имеется 5 классов трафика, определяющих качественные характеристики:

A – трафик с постоянной битовой скоростью (CBR), временной синхронизацией передающей и принимающей стороны, с установлением соединения (на транспортном уровне).

B – трафик с переменной битовой скоростью (VBR), временной синхронизацией передающей и принимающей стороны, с установлением соединения (на транспортном уровне).

C – трафик с переменной битовой скоростью (VBR), без синхронизации передающей и принимающей стороны, с установлением соединения (на транспортном уровне).

D – трафик с переменной битовой скоростью (VBR), без синхронизации передающей и принимающей стороны, без установления соединения (на транспортном уровне).

X – тип трафика определяется пользователем.

Количественные характеристики, поддерживаемые АТМ, следующие:

• максимальная скорость передачи данных – PCR,

• средняя скорость передачи данных – SCR,

• минимальная скорость передачи данных – MCR,

• максимальный размер пульсации – MBS,

• доля потерянных ячеек – CLR,

• задержка передачи ячеек – CTD,

• вариации задержки ячеек – CDV.

При создании виртуального соединения между пользователем и сетью определяется уровень сервиса, так называемым трафик-контрактом, в котором определяется класс трафика и необходимые количественные характеристики соединения. Если не требуется строгое поддержание параметров пропускной способности, предусмотрен тип трафика с неопределенной скоростью –UBR. Для UBR сеть выделяет ресурсы "по возможности", т.е. те ресурсы, которые в данный момент свободны.

Стэк протоколов АТМ не полностью соответствует модели OSI. В технологии АТМ решаемые задачи представлены в двух уровнях: уровне адаптации – AAL, уровне АТМ. Уровень AAL по решаемым задачам ближе к протоколам транспортного уровня и состоит из подуровня конвергенции CS и подуровня сегментации и реассемблирования SAR. CS отвечает за взаимодействие с верхними уровнями и обеспечивает требуемый класс трафика, синхронизацию между передающим и принимающим узлом, контроль данных и целостности сообщений для верхних уровней. SAR преобразует поступающие с верхнего уровня пакеты в последовательность стандартных ячеек АТМ при передаче и выполняет обратное преобразование при приеме. Уровень АТМ в большей степени включает задачи сетевого и канального уровней: маршрутизацию, управление потоком, обработку приоритетов. Служебные заголовки AAL находятся в поле данных ячейки и коммутаторами АТМ не обрабатываются. С помощью этих служебных полей в конечном узле происходит восстановление исходного сообщения из принятых ячеек. Процедуры восстановления потерянных данных в AAL не предусмотрены. При используемых средствах физического уровня искажение сообщений полагается крайне маловероятным, поэтому AAL предусматривает только уведомление вышестоящих уровней при обнаружении искажений.

Протокол AAL1 предназначен для обслуживания трафика классов А или B и эмулирует выделенные цифровые линии, в частности этот протокол должен сглаживать неоднородности во времени поступления ячеек. Протокол AAL3/4 предназначен для обработки пульсирующего трафика классов C, D, иногда B (при не очень жестких требованиях). Протокол предусматривает довольно строгие процедуры контроля сообщений: нумеруется каждая ячейка исходного сообщения, каждая ячейка содержит контрольное поле (CRC). При обнаружении ошибки все сообщение стирается, так как процедуры восстановления не предусмотрены. Протокол AAL5 является дальнейшим упрощением (классы C и D), контрольное поле вычисляется для всего сообщения и помещается в последнюю ячейку. Этот протокол предназначен для передачи не только пользовательских данных, но и служебных. В коммутаторах АТМ этот протокол поддерживает процедуры установления виртуальных соединений. Протоколы подуровня AAL только определяют условия трафик-контракта, выполнение его условий обеспечивается работой коммутаторов, которые должны передавать ячейки с заданным уровнем качества обслуживания. Процедуры, определяющие работу коммутаторов, являются основным содержанием протокола ATM. Протокол ATM обеспечивает передачу ячеек в установленном виртуальном соединении: выполняет коммутацию по номеру виртуального соединения, контролирует соблюдение трафик-контракта конечным узлом, отбрасывает ячейки-нарушители при перегрузке сети, управляет потоком ячеек для повышения производительности.

7	6	5	4		3	2	1	0
Управление потоком				Идентификатор виртуального пути
Идентификатор виртуального пути				Идентификатор виртуального канала
Идентификатор виртуального канала
Идентификатор виртуального канала				Тип данных/перегрузка				Приоритет потери
Контрольное поле
Поле данных

Рис.2. Формат ячейки

Характеристики

Список файлов реферата