Lekcija_No14 ( для ознакомления материала)

Физический уровень ATM

Стандарты ATM не определяют технологии Физического уровня так точно как это делает большинство других протоколов Канального уровня. Эта независимость от среды передачи является одним из руководящих принципов лежащим в основе разработки технологии. ATM может работать с различной скоростью через соединения SONET (Synchronous Optical Network, синхронная оптическая сеть) и DS-3 (Digital Signal Level-3), многомодовый оптоволоконный кабель,

экранированную витую пару (STP), среди других прочих. Диапазон скоростей варьируется от 25

Мбит/с для соединений с рабочими местами до 2,46 Гбит/с, хотя наиболее распространенные реали-

зации работают на 155 или 625 Мбит/с. Более высокие скорости обычно используются для глобальных соединений и магистралей.

SONET и DS-3 являются телекоммуникационными стандартами, которые определяют соединения с конкретным быстродействием и с соответствующим форматом данных. Соединение

DS-3 работает на 44,736 Мбит/с. SONET - это набор стандартов для оптоволоконных линий связи

(ОС, optical carrier) в диапазоне от ОС-1, работающей со скоростью 51,84 Мбит/с, до ОС-192 со скоростью 9,952 Гбит/с.

Сам физический уровень ATM разделен на два подуровня: подуровень, зависящий от физической среды передачи (PMD, physical medium dependent), и подуровень конвергенции передачи

(ТС, transmission convergence). Подуровень PMD определяет реальную среду передачи, используемую сетью, включая тип кабеля и другое оборудование, например, коннекторы, а также применяемую схему кодирования сигналов.

Подуровень ТС отвечает за четыре функции:

1.Очерчивание ячеек. Поддерживание границ между ячейками, позволяющие системам выявлять ячейки в потоке битов.

2.Генерирование и верификация последовательности контроля ошибок в заголовке.

Обеспечение целостности данных ячейки на основе проверки кода контроля ошибки в заголовке ячейки.

3.Согласование скорости передачи ячеек. Вставка и удаление пустых ячеек с целью согласования скорости передачи с возможностями принимающей системы.

4.Адаптация передаваемых кадров. Упаковка ячеек в кадры подходящего формата для передачи через определенную физическую сетевую среду.

Уровень ATM

Уровень ATM определяет формат ячейки, создает заголовок, реализует механизм контроля ошибок, создает и уничтожает виртуальные каналы. Существует две разновидности заголовка ячейки: один - для сетевого интерфейса пользователя (UNI, User Network Interface), который используется для связи между пользовательскими системами или между пользовательскими

системами и коммутаторами, и второй - межсетевой интерфейс (NNI, Network-to-Network Interface) -

для связи между коммутаторами.

В каждом случае 53 байта, составляющие ячейку, делятся на 5-байтовый заголовок и 48

байтов данных. В сравнении с 18-байтовым заголовком Ethernet заголовок ATM кажется маленьким, но кадр Ethernet может переносить до 1500 байт данных. Таким образом, в

полноразмерном кадре Ethernet заголовок составляет меньше 2 процентов от всего пакета, в

то время как заголовок ATM всегда занимает 10 процентов от размера ячейки. Это делает технологию ATM значительно менее эффективной, чем Ethernet, в силу количества перемещаемой служебной информации. Формат ячейки ATM показан на рисунке

1.Поле управления потоком

(Generic flow control, GFC), 4

бита. Обеспечивает локальные функции в ячейке UNI,

которые в настоящее время не используются, и не включено в ячейку NNI.

Различие между UNI-

заголовком и NNI-заголовком заключается только в поле управления потоком, которое убрано из NNI-ячейки. Четыре бита управления потоком в этом случае добавляются к полю идентификатора виртуального пути, длина которого становится равной

12 бит вместо 8.

2.Идентификатор виртуального пути (Virtual path identifier, VPI),

8 битов. Указывает следующее

место назначения ячейки на ее пути через сеть ATM к конечному месту назначения.

3.Идентификатор виртуального канала (Virtual channel identifier, VCI), 16 битов.

Локализует канал в пределах виртуального соединения. Ячейка будет проходить по этому каналу на пути своего следования к месту назначения.

4.Индикатор типа полезных данных (Payload type indicator, PTI), 3 бита. Определяет природу данных, переносимых ячейкой. Назначение каждого бита:

a.Бит 1. Определяет, содержит ли ячейка пользовательские данные или управляющую информацию.

b.Бит 2. Если ячейка содержит пользовательские данные, состояние этого бита свидетельствует о наличии где-либо в сети перегрузки.

c.Бит 3. В ячейках с пользовательскими данными для одного из типов предоставляемого сервиса выставленное значение бита указывает на то, что ячейка содержит последний сегмент PDU уровня AAL-5.

5.Поле приоритета ячейки (Cell loss priority, CLP), 1 бит. Представляет собой индикатор приоритета ячейки, назначаемый при возникновении в сети перегрузки, которая вынуждает отбрасывать ячейки. Значение 0 свидетельствует о высоком приоритете ячейки, а

значение 1 говорит о том что ячейка может быть отброшена.

6.Поле контроля ошибок в заголовке (Header error control, EC), 8 бит. Используется для выявления множественных ошибок в битах заголовка и исправления ошибки, если она присутствует только в одном бите. Эта возможность позволяет выявить ошибки только в заголовке, контроля ошибок в поле полезных данных на этом уровне не существует.

Содержит код, вычисляемый на базе значений четырех предшествующих байт заголовка.

7.Поле полезных данных (Payload), 48 байтов. Непосредственно включает в себя пользовательскую, сетевую или управляющую информацию, переносимую ячейкой.

Виртуальные каналы

Соединение между двумя системами ATM имеет форму виртуального соединения (VC, virtual

circuit). Виртуальные соединения ATM разделяются на два типа:

1.постоянные виртуальные соединения (PVCs, permanent virtual circuits), создаваемые администраторами сети вручную и доступные в любое время

2.коммутируемые виртуальные соединения (SVCs, switched virtual circuits), которые системы порождают по мере необходимости и после использования уничтожают.

Установка виртуального соединения через сеть до места назначения позволяет передавать через это соединение ячейки без их интенсивной обработки промежуточными системами на пути следования. Виртуальное соединение состоит из виртуального пути (virtual path) и виртуального канала (virtual channel).

Виртуальный путь - это логическое соединение между двумя системами, которое включает в себя множество виртуальных каналов так же, как кабель между двумя точками может состоять из множества проводников, по каждому из которых передается отдельный сигнал. После установки виртуального пути между двумя точками, создание для каждого нового соединения дополнительного виртуального канала в пределах данного пути является сравнительно простой задачей.

Управление виртуальным путем - это простейший способ изменить свойства всех

виртуальных каналов, содержащихся в нем. Например, когда выходит из строя коммутатор,

виртуальный путь может быть перенаправлен по другому маршруту, и все виртуальные каналы будут перенаправлены вместе с ним. Заголовок каждой ячейки ATM содержит идентификатор VPI и

идентификатор VCI, которые указывают виртуальный путь, используемый ячейкой, и виртуальный канал в пределах этого пути.