7.2. Технология атм

Режим асинхронной передачи (РАП) информации включает многие похожие определения, как то: асинхронный режим передачи (АРП), асинхронный режим доставки (АРД), асинхронные транспортные моды или модули (АТМ) и др., суть которых сводится к следующему. РАП – это режим переноса (транспортировки), где информация организована в виде ячеек (cells), мод или пакетов длиной

53 байт. АТМ является асинхронным в том случае, если повторяемость ячеек, содержащих информацию индивидуального пользования, не носит периодический характер.

АТМ представляет собой технологию построения и функционирования сети с пакетной коммутацией и высокоскоростным асинхронным режимом передачи, ориентированным на соединение и обеспечение большого числа услуг, включая эмуляцию (моделирование) соединений, которая необходима для установления соединений в различных сетях [3, 4, 18 - 22].

АТМ осуществляет высокоскоростную передачу небольших ячеек (пакетов) информации фиксированной длины через широкополосные каналы. Ячейки состоят из заголовка и полезной информации. Под полезной информацией понимается любой вид трафика (речь, видео, данные). Таким образом, вместо организации отдельных сетей передачи речи, видео, данных и других, создается единая транспортная среда в виде одинаковых ячеек, передаваемых при поступлении информации с требуемой скоростью. Каждая АТМ ячейка (пакет) содержит в заголовке адрес (маршрут) передачи, который является уникальным идентификатором каждой ячейки. Процедура формирования ячеек (пакетов) АТМ приведена на рисунке 7.3.

Входные потоки данных разных пользователей, имеющие разные скорости (64 кбит/с; 2 Мбит/с; 34 Мбит/с и другие), разбиваются на блоки данных. При этом чем выше скорость потока, тем больше блок данных. Каждый блок данных разбивается на одинаковые сегменты. В технологии АТМ сегменты имеют объем 48 байт. Очевидно, что чем выше скорость входящих данных, тем больше сегментов формируют уровень адаптации. На уровне АТМ каждый сегмент получает индивидуальный заголовок и далее передается на физический уровень для транспортирования через сеть (общий физический канал).

Рис. 6.3. Процедура формирования пакетов

Структура ячейки (пакета) АТМ, предназначенного для передачи через различные участки сети АТМ, представлена на рисунке 7.4.

З

Рис. 6.3. Процедура формирования пакетов

аголовки ячеек бывают двух типов. Первый тип заголовка, названный UNI (рис. 7.5), предназначен для участка сети "пользователь–сеть". Второй тип заголовка, названный NNI, предназначен для внутрисетевого обмена.

Каждый элемент заголовка пакета АТМ имеет определенное назначение:

GFC (Generic Flow Control) – контроль общего потока (на участке пользователь-сеть); VCI и VPI (Virtual Channel Identifier, Virtual Path Identifier) – идентификаторы виртуального пути (VPI) и канала (VCI).

Рис. 7.4. Ячейка АТМ

Рис. 7.5. Типы заголовков пакетов АТМ

Каждый пакет АТМ содержит в заголовке адрес, состоящий из двух частей: идентификатора виртуального пути (VPI) и идентификатора виртуального канала (VCI). Этот адрес дает уникальную идентификацию виртуального соединения АТМ на физическом интерфейсе. При этом понятие "виртуальное соединение" предполагает наличие соединения по запросу пользователя, т. е. в моменты обмена данными. Здесь создается иллюзия существования непрерывного канала, но на самом деле физического соединения нет.

Физический путь передачи содержит один или несколько виртуальных путей, каждый из которых состоит из одного или нескольких виртуальных каналов. VPI и VCI связаны с конкретным соединением на заданном пути передачи и имеют только локальное значение для каждого коммутатора. Коммутатор преобразует входные VPI и VCI в выходные VPI и VCI, что демонстрируется на рисунке 7.6.

Рис. 7.6. Участок сети АТМ

РТ (Payload Type) – указатель типа полезной нагрузки, типа данных. Поле РТ состоит из трех бит. В нем может содержаться оперативная, административная и управленческая информация или информация пользователя сети. Он служит для размещения информации сети и пользовательской информации. CLP (Cell Loss Priority) – один бит заголовка содержит информацию о приоритете пакета АТМ. Приоритет устанавливается в коммутаторе в зависимости от состояния сети, CLP=1 – высокий приоритет потери ячейки. Ячейки выбрасываются в первую очередь при перегрузке сети. CLP=0 – низкий приоритет потерь.

НЕС (Header Error Control) – биты обобщенного контроля ошибок. Этот участок поля заголовка служит для обнаружения ошибок в кодах линии (для заголовка ячейки). Кроме того, данное поле (8 бит) используется для синхронизации. Оно представляет собой результат деления заголовка ячейки на многочлен

х³ + x² + x + l.

С помощью составляющих VCI могут быть организованы три типа виртуальных каналов:

– PVC (Permanent Virtual Circuit) – так называемые постоянные виртуальные каналы. Это постоянное соединение между двумя оконечными станциями, которое устанавливается в процессе конфигурирования сетей;

– SVC (Switched Virtual Circuit) – коммутируемые виртуальные каналы. В них устанавливается соединение каждый раз, когда одна оконечная станция пытается адресовать данные другой оконечной станции. При этом, когда посылающая станция запрашивает соединение, сеть АТМ распространяет адресные таблицы и сообщает этой станции VCI и VPI, включаемые в заголовок ячейки. SVC устанавливается динамически;

– SPVC – это гибрид PVC и SVC. SPVC обладает лучшими свойствами двух видов виртуальных каналов. Он позволяет заранее задать конечные станции, т.е. сохранить время на установление соединения.

Основные принципы объединения различных услуг АТМ заключены в следующем. При обработке данных, поступающих от различных источников и с различными скоростями, передача ячеек по сети происходит автономно. При этом они могут поступать в место назначения с различными временными задержками, которые должны нормироваться для трафика. В месте назначения ячеек восстанавливается поток информационных битов. Однако, процесс транспортировки ячеек не зависит от типа трафика и определяется пропускной способностью каналов, образованных в физических средах.

Отметки о видах данных (услуг или сервиса) закладываются в сегментах вместе с информацией, а приоритетность ячеек – в их заголовках. Рассмотренные принципы объединения разных услуг АТМ нашли отражение в категориях сервиса АТМ передачи, которых насчитывается только четыре.

Необходимо также отметить, что передача ячеек АТМ может осуществляться двумя способами: детерминированным и статистическим. Детерминированный – характеризуется тем, что на время осуществления соединения пользователю сети предоставляется постоянная пропускная способность, выбранная из ограниченного числа заранее определенных для данной службы (услуги) значений. Статистический – характеризуется соединением, которое оценивается пропускной способностью в виде средней, пиковой и со стандартным отклонением.