42, Атм технологиясының класстары мен деңгейлері.

Уровни и классы служб АТМ

Технология ATM предполагает межсетевое взаимодействие на трёх уровнях. Эти уровни схожи по своим функциям со стеком протоколов TCP/IP или моделью OSI/ISO. Каждый из них имеет свою структуру.

Физический уровень

Физический уровень отвечает за согласование скоростей передачи по различным физическим средам. В отличие от эталонной модели взаимодействия открытых систем, где элемент физического уровня — бит информации, в ATM этим элементом является ячейка. К физическому уровню относится часть функций по обработке ячеек, образующая верхний подуровень физического уровня — Transmission Convergence Sublayer, TCS. Он определяет границы ячеек, вычленяя их из общего битового потока. Также отвечает за «незаметную» вставку пустых (служебных) ячеек в случае отсутствия нагрузки на сеть.

Нижний подуровень, Physical Medium Dependendent Sublayer, PMD, отвечает за взаимодействие с определённой физической средой передачи данных, линейные коды передаваемых символов, соединители, возможность использования существующих технологий.

Уровень ATM

Ответственен за передачу ATM-ячеек. Объём заголовка АТМ незначителен относительно заголовков TCP/IP, что позволяет коммутаторам и маршрутизаторам обрабатывать его быстрее. Длина ячейки составляет 53 байта.

Сеть ATM имеет отличную от TCP/IP систему передачи информации. Уровень ATM организует маршрутизацию, обработку потоков ячеек, виртуальных каналов и т. п.

Уровень AAL

Уровень адаптации ATM (ATM Adaptation Layer). На этом уровне определяются параметры связи, относящиеся к пользователям: категории обслуживания, приоритеты и др. Этот уровень прозрачен для сети ATM, то есть проблемы нижних уровней «не касаются» AAL.

Международным союзом электросвязи определены 5 классов служб:

Типичным примером класса службы A является передача речи или видео с постоянной скоростью. В ATM эту службу называют эмуляцией канала. Служба класса B работает с источниками трафика с изменяющейся скоростью передачи (например, передача подвижных изображений). Служба класса C ориентирована на соединение и работает с источниками с изменяющейся скоростью передачи. Служба класса D предназначена для работы без установления соединения.

43.Атм и модель osi

Базовая модель OSI не учитывает концепции оверлейных сетей, где один сетевой уровень накладывается на другой, хотя позже понятие таких сетей было введено в модель OSI в качестве дополнения.

Оверлейная модель АТМ представляет собой надстройку и расширение инфраструктуры общепринятых на сегодняшний день протоколов сетевого уровня. Поэтому такая модель обеспечивает сбалансированность установленных в системе приложений и облегчает их последующую переносимость.

АТМ становится сетевым протоколом благодаря исключительной сложности своих систем адресации и маршрутизации, причем вне зависимости от того факта, что в АТМ действуют другие протоколы сетевого уровня.

Стек atm

Стек протоколов АТМ формально соответствует нижним уровням модели ISO/OSI и включает уровень адаптации АТМ, собственно уровень АТМ и физический уровень. Прямого соответствия между уровнями протоколов технологии АТМ и уровнями модели ISO/OSI нет.

Уровень адаптации AAL (ATM Adaptation Layer) представляет собой набор протоколов AAL1-AAL5; действует как интерфейс с вышерасположенными уровнями и адаптирован к требованиям различных применений (речь, мультимедиа, данные и т.п.). Рекомендация I.362 определяет четыре класса услуг уровня AAL, зависящих от трех параметров:

• временной синхронизации между отправителем и получателем (требуется или не требуется);

• скорости передачи (постоянная или переменная);

• режима соединения (с установлением или без установления соединения).

Таким образом, уровень AAL поддерживает прикладные программы и в таком качестве очень разнообразен; его операции зависят от характера выполняемых в системе приложений. Уровень AAL выполняет при этом некоторые функции уровней 4, 5 и 7 модели ISO/OSI.

Протокол АТМ занимает в стеке протоколов АТМ примерно то же место, что и протокол IP в стеке TCP/IP, выполняя передачу ячеек через коммутаторы при установленном и настроенном виртуальном соединении, то есть на основании готовых таблиц коммутациипортов.

44.При передаче данных технология ATM использует пакеты фиксированного размера - ячейки (cells). Фактически каждая ячейка ATM является небольшим пакетом данных длиной в 53 байта, из которых 5 байт используется в качестве адреса/заголовка/дескриптора. Подробнее эти 5 байт будут рассмотрены немного ниже. Оставшиеся 48 байт используются для передачи полезных или служебных данных. Линии ATM идеально подходят для одновременной передачи цифровых данных, звуковой и видеоинформации. Соединения между двумя оконечными точками сети асинхронного режима передачи могут устанавливаться по коммутируемым или постоянным виртуальным каналам.

Как действует эта схема адресации и каким образом ATM определяет адресат данных? В ячейке ATM есть заголовок размером 5 байт. Именно это поле предоставляет устройствам ATM информацию, определяющую UNI и NNI (см. рис. 18.4).

РИСУНОК 18.4. Заголовки ячеек UNI и NNI.

Однако не следует забывать о существенном отличии. В технологии ATM коммутация ячеек осуществляется аппаратным образом, а не программным. Поскольку каждая ячейка имеет определенную длину, 53 байта, то буферы функционируют значительно эффективнее, нежели в сети Frame Relay. Буферы заранее «знают» размер каждой передаваемой ячейки. Это позволяет реализовать более эффективный алгоритм «дырявого ведра».

Вспомните бит CLP, приведенный на рисунке 18.4. Он выполняет те же функции, что и биты допустимой ошибки (Discard Eligibility - DE) в технологии ретрансляции кадров при превышении скорости CIR. Узлы Frame Relay будут взводить бит DE в своих пакетах после превышения значения CIR канала. ATM поступает аналогичным образом, но использует уже бит CLP. Логично будет предположить, что это происходит после превышения скорости SCR.

Следующий раздел посвящен байту контроля ошибок в заголовке (Header Error Control - НЕС), входящему во все ATM-ячейки.

45. Стек протоколов TCP/IP — набор сетевых протоколов передачи данных, используемых в сетях, включая сеть Интернет. Название TCP/IP происходит из двух наиважнейших протоколов семейства — Transmission Control Protocol (TCP) и Internet Protocol (IP), которые были разработаны и описаны первыми в данном стандарте. Также изредка упоминается как модель DOD в связи с историческим происхождением от сети ARPANET из 1970 годов (под управлением DARPA,Министерства обороны США).

Протоколы работают друг с другом в стеке (англ. stack, стопка) — это означает, что протокол, располагающийся на уровне выше, работает «поверх» нижнего, используя механизмы инкапсуляции. Например, протокол TCP работает поверх протокола IP.

Стек протоколов TCP/IP включает в себя четыре уровня:

• прикладной уровень (application layer),

• транспортный уровень (transport layer),

• сетевой уровень (internet layer),

• канальный уровень (link layer).

Протоколы этих уровней полностью реализуют функциональные возможности модели OSI. На стеке протоколов TCP/IP построено всё взаимодействие пользователей в IP-сетях. Стек является независимым от физической среды передачи данных.

]

Распределение протоколов по уровням модели TCP/IP
4	Прикладной (Application layer)	напр., HTTP, RTSP, FTP, DNS
3	Транспортный (Transport layer)	напр., TCP, UDP, SCTP, DCCP (RIP, протоколы маршрутизации, подобные OSPF, что работают поверх IP, являются частью сетевого уровня)
2	Сетевой (Internet layer)	Для TCP/IP это IP (вспомогательные протоколы, вроде ICMP и IGMP, работают поверх IP, но тоже относятся к сетевому уровню; протокол ARP является самостоятельным вспомогательным протоколом, работающим поверх канального уровня)
1	Канальный (Link layer)	Ethernet, IEEE 802.11 Wireless Ethernet, SLIP, Token Ring, ATM и MPLS, физическая среда и принципы кодирования информации, T1, E1

На прикладном уровне (Application layer) работает большинство сетевых приложений.

Протоколы транспортного уровня (Transport layer) могут решать проблему негарантированной доставки сообщений («дошло ли сообщение до адресата?»), а также гарантировать правильную последовательность прихода данных. В стеке TCP/IP транспортные протоколы определяют, для какого именно приложения предназначены эти данные.]

Сетевой уровень (Internet layer) изначально разработан для передачи данных из одной (под)сети в другую. Примерами такого протокола является X.25 и IPC в сетиARPANET.

К этому уровню относятся: DHCP^[1], DVMRP, ICMP, IGMP, MARS, PIM, RIP, RIP2, RSVP

Канальный уровень (Link layer) описывает, каким образом передаются пакеты данных через физический уровень, включая кодирование (то есть специальные последовательности бит, определяющих начало и конец пакета данных). 

Канальный уровень иногда разделяют на 2 подуровня — LLC и MAC.

46-сурак. TCP/IP протоколының структурасы. TCP/IP стектері әртекті желілерде жұмыс істеу үшін шығарылды. Бұл стек UNIX операциялық жүйесін қолданғаннан кейін кең көлемде тарала бастады. Қазіргі уақытта операциялық жүйе Internet желісіндегі компьютерлер мен корпоративті желілерді байланыстыру үшін қолданылады. Физикалық және арналық деңгейлерде стек жергілікті желілердің барлық базалық технологияларьн қолданалы. TCP/IP стегі төрт деңгейден тұрады:

• қолданбалы деңгей;

• негізгі деңгей;

• желіаралық байланыстар деңгейі;

• желілік интерфейстер деңгейі

Қолданбалы деңгейде қолданушыларға желілік сервис көрсететін қызметтер жинақталған. Мұнда қызметтер негізі жиі өзгеріп тұрады. Негізгі қызметтер арасынан төмендегідей белгіге қарауға болады: Telnet, FTP. TFTP, DNS, SNP. HTTP. Қолданбалы деңгей OSI моделінің қолданбалық деңгейі мен таңдау деңгейлерінің функцияларын біріктіреді.

TCP/IP стегі, сондай-ақ DoD стегі және Internet стегі деп аталады, коммуникациялық хаттамалардың ең әйгілі және болашағы зор стектерінің бірі болып табылады.

2.8. сурет. TCP/IP хаттамаларының стектерінің таралу дәрежесі.

2.8. суретте осы стектің 1994 жылғы таралу дәрежесі және 1998 жылға болжам көрсетілген. Компьютердің барлық санаттарында TCP/IP стегінің хаттамаларын қолдану жағдайларының айтарлықтай өсуі болжанған. TCP/IP хаттамалары көбінесе орташа кластың жүйелеріне орнатылады – 1994 жылы бұл хаттамалармен суперсерверлердің 35% жабдықталған болатын, ал 1998 жылға қарай олардың саны 95% құрайды деп күтілуде. Егер қазіргі кезде ол негізінен UNIX ОЖ-нің желілерінде таралған болса, дербес компьютерлерге арналған желілік операциялық жүйелердің (Widows NT, NetWare 4.1) соңғы нұсқаларында іске асуы орнату санының тез дамуына жақсы себеп болып табылады.

2.9. сурет. - TCP/IP хаттамаларының құрылымы

деректердің түрі мен форматын көрсетуге мүмкіндік береді. Ең соңында, FTP қолданушылардың аутентификациясын орындайды. Қажетті файлды жіберудің алдында хаттамаға сәйкес қолданушылар өз аттарын немесе құпиясөздерін хабарлаулары тиіс.

FTP ТСР/ІР стегіндегі файлдарды жіберудің ең жалпы хаттамасы болса да, ол бағдарламалау үшін ең күрделі болып табылады. FTP-ның барлық мүмкіндіктерін қажет етпейтін қосымшалар, басқа, үнемдірек хаттаманы – TFTP (Trivial File Transfer Protocol) файлдардың жіберудің ең қарапайым хаттамасын қолдана алады. Бұл хаттама тек қана файлдарды жіберуді іске асырады, мұнымен қатар көлік ретінде ТСР-ге қарағандай қарапайым қосылыстар орнатпайтын UDP хаттамасы қолданылады.

telnet хаттамасы процестер арасында, және де процес пен терминал арасында байт ағындарын жіберуді қамтамасыз етеді. Бұл хаттама көбінесе қашықтықтағы ЕЭМ-ның терминалының эмуляциясы үшін қолданылады. Мұндай жіберуді қамтамасыз ету үшін telnet хаттамасында терминалдарға қызмет көрсету құралдарының кең спектрін ұсынады.

47-сурак. IP протоколы.(каз) IP протоколының адрестелуі.(рус)

Интернет желісінің хаттамасы (Протокол интерсети; Internet Protocol (IP) — желінің бір жұмыс станциясынан келесісіне хабарлар дестесін жеткізуді қамтамасыз ететін негізгі хаттама. Желідегі мәліметгерді дер кезінде тиімді маршрут таңдап, дұрыс жеткізу мақсатында АҚШ Қорғаныс министрлігі жасап шығарған. Ол жергілікті желілер мен хосткомпьютерлерді жалғастырып, Internet желісінде, UNIX ортасында кең қолданылатын TCP/IP хаттамалары тобына кіреді.

Каждый компьютер в сети TCP/IP имеет адреса трех уровней:

• Локальный адрес узла, определяемый технологией, с помощью которой построена отдельная сеть, в которую входит данный узел. Для узлов, входящих в локальные сети - это МАС-адрес сетевого адаптера или порта маршрутизатора, например, 11-А0-17-3D-BC-01. Эти адреса назначаются производителями оборудования и являются уникальными адресами, так как управляются централизовано. Для всех существующих технологий локальных сетей МАС-адрес имеет формат 6 байтов: старшие 3 байта - идентификатор фирмы производителя, а младшие 3 байта назначаются уникальным образом самим производителем. Для узлов, входящих в глобальные сети, такие как Х.25 или frame relay, локальный адрес назначается администратором глобальной сети.

• IP-адрес, состоящий из 4 байт, например, 109.26.17.100. Этот адрес используется на сетевом уровне. Он назначается администратором во время конфигурирования компьютеров и маршрутизаторов. IP-адрес состоит из двух частей: номера сети и номера узла. Номер сети может быть выбран администратором произвольно, либо назначен по рекомендации специального подразделения Internet (Network Information Center, NIC), если сеть должна работать как составная часть Internet. Обычно провайдеры услуг Internet получают диапазоны адресов у подразделений NIC, а затем распределяют их между своими абонентами.

Номер узла в протоколе IP назначается независимо от локального адреса узла. Деление IP-адреса на поле номера сети и номера узла - гибкое, и граница между этими полями может устанавливаться весьма произвольно. Узел может входить в несколько IP-сетей. В этом случае узел должен иметь несколько IP-адресов, по числу сетевых связей. Таким образом IP-адрес характеризует не отдельный компьютер или маршрутизатор, а одно сетевое соединение.

• Символьный идентификатор-имя, например, SERV1.IBM.COM. Этот адрес назначается администратором и состоит из нескольких частей, например, имени машины, имени организации, имени домена. Такой адрес, называемый также DNS-именем, используется на прикладном уровне, например, в протоколах FTP или telnet.