Рисунок 9.19. Стеки протоколов доставки

Информации в транспортной сети

9.5 Маршрутизация в мультисервисных сетях общего пользования и корпоративных

Межсетевые интерфейсы UNI, NNI, PNNI, B-ICI в мультисервисной сети с технологией АТМ

Процессы маршрутизации обеспечивают решение задач взаимосвязи между услугами связи и функциональными возможностями сети (Рекомендация I.335). Любой запрос связи обрабатывается процессом маршрутизации. Службы сети предоставляют услуги связи пользователям. Понятие услуги не зависит от времени. Предоставление конкретной услуги обычно называется коммутируемой связью. Для каждой коммутируемой связи необходимо подобрать соответствующий тип соединения (Рекомендация I.340). Типы соединений также не зависят от времени. Пользователь специфицирует только требуемую услугу, сеть же распределяет ресурсы, позволяющие установить соединение конкретного типа.

Понятие маршрут определяет соотношение между коммутируемой связью и соединением. Маршрут – это конкретное соединение для конкретной коммутируемой связи. На рисунке 9.20 показаны принципы подбора сетевых средств и соотнесение их с маршрутом.

Для создания условий пользования связью сеть должна выбрать:

• соответствующий тип соединения для поддержки услуги;

• множество элементов соединения, которые назначаются сетью для реализации соединения нужного типа (Рекомендация I.340).

Процессы маршрутизации в ATM имеют три аспекта:

• соответствие между услугами связи и типами соединений;

• определение параметров маршрутизации, которые должны транслироваться и, возможно, обрабатываться в сети сигнализации;

• выбор правил, касающихся маршрутизации через различные элементы соединения, с учетом базисных конфигураций, описанных в Рекомендации I.325.

Правила выбора пути в сети с технологией ATM приведены в Рекомендации E.172.

Оператор сети свободен в выборе типа соединения, соответствующего данной запрашиваемой услуге. В некоторых случаях одной конкретной услуге доставки информации могут соответствовать несколько типов соединений. Процесс маршрутизации в ATM состоит из нескольких последовательных этапов, реализация которых необходима для установления соединения в ответ на запрос услуги. На рисунке 9.21 приведена схема, иллюстрирующая использование параметров маршрутизации.

Ошибка! Раздел не указан.

Рисунок 9.21. Иллюстрация использования параметров маршрутизации в ATM

Если пользователь запрашивает услугу, то оконечное оборудование преобразует запрос в сообщение SETUP об установлении соединения (Рекомендация Q.931) [77]. Это сообщение поступает к интерфейсу «пользователь-сеть» для запроса услуг доставки информации, предоставления связи и, возможно, дополнительной услуги. На сетевом уровне кодируются атрибуты запрашиваемой услуги.

План маршрутизации – это совокупность правил, определяющих процесс выбора необходимых компонентов элементов соединения, способных поддерживать услугу связи.

В процессе маршрутизации могут потребоваться следующие параметры и элементы:

• абонирования вызывающего абонента;

• входящего маршрута;

• вызываемого номера;

• характера запрашиваемой услуги связи;

• требования к передающей среде;

• характеристик средств доставки;

• запроса дополнительной услуги;

• индикатора предпочтительности ISUP во всех частях соединения;

• особенностей соединения;

• требования управления сетью;

• выбора транзитной сети;

• «истории» соединения;

• время суток.

Маршрутизация в сети простой конфигурации

В простой сети с одной станцией (коммутатором), обслуживающей группу источников, необходимо устанавливать виртуальные соединения между пользователями. Эти соединения устанавливаются под управлением протокола маршрутизации станции. Протокол маршрутизации управляет соединением по запросу инициатора. В запросе соединения указывается адрес получателя, параметры качества обслуживания (например, допустимая задержка ячеек АТМ потока пользователя) и скорость. Если получатель доступен (известен адрес порта, куда он подключен), то происходит установление двунаправленного логического соединения между двумя портами на время сеанса.

Результат маршрутизации (адреса двух портов) записывается в таблицу, которая используется коммутатором ячеек АТМ. По созданному соединению будут передаваться ячейки АТМ без их маршрутизации. Это означает, что маршрутизация в такой сети необходима только при установлении и разъединении соединений, а каждая ячейка АТМ потока пользователя не является объектом маршрутизации. Для созданного соединения устанавливается требуемая инициатором скорость потока и задержка передачи ячеек АТМ из конца в конец.

В более сложной сети (с многими станциями) алгоритм маршрутизации усложняется. В корпоративных широкополосных сетях с технологией АТМ применяется протокол маршрутизации корпоративных сетей PNNI (Private Network-to-Network Interface).

Этот протокол позволяет любой станции (коммутатору) найти маршрут до любой другой станции. На рисунке 9.22 приведены интерфейсы, стандартизованные Форумом ATM: PNNI, Public UNI, Private UNI, B-ICI. Взаимодействие сетей общего пользования происходит по широкополосному интерфейсу B-ICI (Broadband Intercarrier Interface). Интерфейс Public UNI применяется для взаимодействия сетей общего пользования и корпоративных (ограниченного пользования) сетей. Интерфейс Private UNI применяется для взаимодействия коммутаторов ATM корпоративных сетей.

Рисунок 9.22. Интерфейсы сетей с технологией ATM

Протокол PNNI состоит из двух частей: протокола маршрутизации запросов соединения (МЗС) и протокола сигнализации. Протокол МЗС обеспечивает передачу оперативной информации о топологии сети (связности станций) и состоянии межстанционных линий. Для получения информации о текущем состоянии соседей все станции должны обмениваться сообщениями протокола приветствия (Hello Protocol), являющегося частью PNNI. В сообщении приветствия (Hello), полученном от соседней станции, содержится идентификатор группы станций, к которой относится источник. Рассмотрим случай обмена сообщениями Hello, когда две станции сети принадлежат одной группе (рисунок 9.23).

Если инициатором передачи приветствия является станция Х.1, то она передает соседней станции через исходящий порт 7 сообщение 1, уведомляя о том, что протокол PNNI функционирует и порт 7 исправен. Если на станции Х.2 протокол PNNI функционирует, то она отвечает сообщением 2, подтверждая в нем идентификаторы удаленной станции ИУС=Х.1, группы ИГ=Х, адрес порта 7 и сообщая о собственном идентификаторе ИС=Х.2 и адресе порта 1, через который принято сообщение 1. В ответ на сообщение 2 станция Х.1 передает сообщение 3, в котором подтверждает полученные данные. После обмена приветствиями обе станции сохраняют записи о топологии ближайшего окружения  ТБО (PNNI Topology State Element, PTSE). Используя эти записи, станции могут определить маршрут для сигнального сообщения вызова, которое позволит установить виртуальное соединение «из конца в конец» для трансляции (уже без маршрутизации) ячеек АТМ потока пользователя.

В результате обмена приветствиями обе станции могут маршрутизировать сигнальные сообщения вызова по линии, связывающей порты 7 и 1. Любая станция, получив новые данные о ТБО и сохранив их в своей БД, транслирует их на другие станции, а поступающие повторные копии стирает. Как только все станции сети получат новые данные о ТБО, подтвердив их получение, лавинный обмен данными о новой топологии прекращается. Для того, чтобы предотвратить занятие большой доли сетевых ресурсов при коррекции данных о меняющейся сетевой топологии, формирование новой ТБО должно происходить лишь при значительных изменения топологии.

На каждой станции протокол сигнализации PNNI использует данные о ТБО для маршрутизации запроса соединения. Исходящая станция определяет координаты маршрута передачи запроса соединения (ЗС). Совокупность этих координат называют транзитным списком (Designated Transit List, DTL). Транзитные станции анализируют DTL и устанавливают соответствующее соединение входного порта с выходным. Коммутируемое виртуальное соединение из конца в конец устанавливается протоколом сигнализации после того, как вызываемая пользовательская установка и все транзитные станции подтвердят возможность предоставления услуг, параметры которых имеются в ЗС. Протокол сигнализации PNNI предоставляет услуги установления, поддержания и разъединения двунаправленных коммутируемых виртуальных соединений из конца в конец типа «точка-точка» и однонаправленных  «точка-группа». Протоколы сигнализации корпоративных сетей известны как UNI 3.1 и UNI 4.1.

Особенность описанного централизованного способа маршрутизации состоит в том, что определение маршрута соединения происходит лишь на одной станции сети. Благодаря этому уменьшается нагрузка на транзитные станции и исключается возможность петель в маршруте. Алгоритм вычисления маршрута не специфицирован международными организациями стандартизации и определяется поставщиком программных и аппаратных средств корпоративной сети.

В процессе установления виртуального соединения необходимо использовать только те станции и каналы связи, которые могут удовлетворить требованиям качества услуги, зафиксированным в ЗС. На каждой станции сети ведется учет свободных и занятых ресурсов. Благодаря этому вновь поступившему ЗС либо выделяется ресурс, либо требование отклоняется. Отклонение требования какой-либо транзитной станцией позволяет исходящей станции продолжить поиск альтернативного маршрута для данного вызова. В момент окончания сеанса связи генерируется запрос разъединения, который проходит по установленному соединению и используется для освобождения занятых ранее ресурсов [78].