Лекия 15

Адресация ATM

Сети ATM имеют свои собственные адреса для каждого устройства, помимо адресов любых вышележащих уровней протокольного стека, которыми эти системы могут располагать. Это иерархические адреса длиной 20 байт, которые больше напоминают телефонные номера и позволяют развертывать предельно большие сети. В отличие от протоколов, которые разделяют полосу пропускания сети между многими системами, в ATM нет необходимости включать адрес назначения и источника в каждую ячейку, так как передачи ATM используют выделенное двухточечное соединение. Вместо этого адресация возлагается на коммутаторы ATM, которые непосредственно создают новые виртуальные пути и виртуальные каналы.

Уровень адаптации ATM

Основная функция уровня адаптации ATM (AAL, ATM adaptation layer) заключается в подготовке данных, получаемых от протокола Сетевого уровня, для передачи и разбиения их на блоки по 48

байт, которые уровень ATM упакует в ячейки, добавив заголовок.

AAL состоит из двух подуровней:

1.подуровня конвергенции (CS, convergence sublayer) (объединение различных технологий)

2.подуровня сегментации и сборки (SAR, segmentation and reassemble sublayer).

Подуровень конвергенции подготавливает данные Сетевого уровня для сегментации с использованием различных полей, различающихся для каждого типа сервиса, который будет передавать данные. Полученные в результате протокольные блоки данных подуровня конвергенции

(CS-PDU) разбиваются подуровнем SAR на блоки подходящего размера для их последующей упаковки в ячейки.

На рассматриваемом подуровне доступны несколько протоколов AAL, которые предоставляют различные типы сервисов для поддержки разнообразных приложений:

1.AAL-1. Сервис с установлением соединения, предназначенный для приложений,

требующих эмуляции каналов, например, для передачи речи и видеоконференций. Этот сервис нуждается в синхронизации, поэтому необходима сетевая среда передачи данных,

такая как SONET, которая поддерживала бы синхронизацию. Для данного сервиса подуровень конвергенции добавляет к данным поля номера последовательности (Sequence Number) и защиты номера последовательности (Sequence Number Protection), которые позволяют принимающей системе собрать ячейки в правильном порядке.

2.AAL-3/4. Поддерживает передачу данных как с установлением соединения, так и без установления, с контролем ошибок и мультиплексированием. Подуровень конвергенции создает PDU, добавляя к данным начальный и конечный дескриптор в качестве заголовка и поле длины, как постинформацию. Затем подуровень SAR разбивает CSPDU на блоки, размером с ячейку. Он также присоединяет к каждому блоку CRC-значение с целью выявления ошибок.

3.AAL-5. Иначе называемый SEAL (Simple and Efficient Adaptation Layer, уровень простой и эффективной адаптации), AAL-5 обеспечивает сервисы с установлением соединения и без установления соединения. Он наиболее часто используется для трафика ЛВС. Подуровень конвергенции берет блок данных Сетевого уровня размером до 64 Кбайт и наращивает его заполнением переменной длины и 8-байтовой заключительной части. Заполнение гарантирует, что блок данных впишется в границы ячейки, а описатель включает поле длины блока и CRC-значение для всего PDU. Затем SAR разбивает PDU на сегменты по

48 байт для упаковки их в ячейки. Значение третьего бита поля индикатора типа полезных данных в АТМ-заголовке устанавливается равным 0 для всех сегментов блока данных, за исключением последнего, у которого значение этого бита равно 1.

Недостатки ATM

Существует несколько серьезных недостатков, при внедрении ATM в качестве магистрали

(или в иных целях) в свою сеть.

1.- это стоимость: оборудование для ATM намного дороже, чем для Gigabit Ethernet или фактически любого другого высокоскоростного протокола. Цена сетевых ATM-адаптеров для сервера начинается с 600$—800 $, а возможные затраты на коммутаторы ATM могут быть выражены пяти- и шестизначными числами.

2.- это стоимость и сложность реализации и поддержки сети ATM. Сети ATM являются гибридом технологий сетей дистанционной связи и сетей передачи данных. Это два различных типа сетей, но в случае ATM они оба могут использовать одинаковые кабели и коммутаторы. Вследствие чего магистраль ATM может быть подключена не только к компонентам сети передачи данных, таким как маршрутизаторы, коммутаторы и серверы, но также к РВХ (Private Branch eXchange, учрежденческая телефонная станция) и другим телекоммуникационным устройствам. Тот факт, что указанные типы сетей традиционно разделяются, означает, что их обслуживанием также часто занимаются разные люди.

3.LANE (LAN Emulation, эмуляция локальных сетей)

Другая проблема, связанная с применением ATM в качестве сетевой магистрали, заключается в умении заставить ее работать в связке с другими протоколами. Если не использовать ATM по всей сети, включая соединения с рабочими местами, то магистраль должна объединять отдельные ЛВС,

применяющие Ethernet или другие протоколы Канального уровня. Поскольку ATM является протоколом с установлением соединения, a Ethernet и Token Ring таким качеством не обладают.

Протоколы с установлением соединения не имеют возможностей широковещательной передачи,

поэтому они не могут предоставить свойственных системам в сетях Ethernet (или Token Ring)

методов, позволяющих обнаружить адрес или даже просто существование сервера в магистрали

ATM.

На первых порах решением этой проблемы для администраторов сети стало планирование постоянных виртуальных соединений (PVCs) между коммутаторами ATM/Ethernet, серверами и другими устройствами в сети ATM. С этих позиций, коммутаторы предоставляли системам

Ethernet адреса для связи с системами ATM. Это - работающее решение, но оно требует от администратора немалого труда, объем которого увеличивается вместе с ростом числа систем в сети ATM.

В 1995г. была представлена LANE (LAN Emulation, эмуляция локальных сетей) 1.0,

которая устраняла необходимость в ручной настройке PVCs. LANE автоматически создает и удаляет коммутируемые виртуальные соединения между коммутаторами и сетевыми системами

ATM. Это свойство делает магистраль прозрачной для локальных сетей Ethernet, создавая виртуальный широковещательный домен, который включает в себя системы ATM.

Спецификация LANE 2.0, утвержденная в 1997г., добавила поддержку классов QoS протокола

ATM и многоадресную передачу.

Для своей работы LANE требует множества различных программных модулей:

1.Клиент эмуляции ЛВС (LEC, LAN Emulation Client). Модуль каждого устройства ATM,

который имеет как МАС-адрес ЛВС, так и ATM-адрес. Вместе эти устройства формируют

ELAN (emulated LAN, эмулированная локальная сеть). Системы Ethernet взаимодействуют с клиентами LEC коммутаторов, объединяющих сети для того, чтобы выяснить адреса систем

ATM. Если клиент LEC в настоящее время имеет связь с запрошенной системой ATM, то он предоставляет ее адрес системе Ethernet. В противном случае клиент LEC связывается с сервером LES и сервером BUS, используя протокол эмуляции разрешения адресов ЛВС

(LE_ARP, LAN Emulation Address Resolution Protocol), чтобы выяснить адрес. Когда адрес разрешен, клиент LEC также выполняет услуги продвижения данных.

2.Сервер эмуляции ЛВС (LES, LAN Emulation Server). Поддерживает базу данных, содержащую все адреса, известные клиентам LEC в ELAN. Все клиенты LEC имеют виртуальное соединение каналов (VCC, virtual channel connection) с сервером LES, которое они используют для осуществления запросов адресов определенных систем в сети ATM. Если сервер LES не находит запрошенного адреса в своей базе данных, он перенаправляет запрос другому серверу LES в сети.

3.Сервер широковещательных и неадресуемых сообщений (BUS, Broadcast and Unknown Server). Когда сервер LES не может определить адрес, принадлежащий запрошенной системе,

сервер BUS устанавливает виртуальные соединения каналов со всеми клиентами LEC в

сети и распространяет по ним ячейки, передаваемые клиентами LEC устройствам в сетях

Ethernet, к которым они подключены. Сервер BUS также обеспечивает сервис эмуляции широковещательной передачи, передавая сообщения всем клиентам LEC в сети.

4.Сервер конфигурации эмуляции ЛВС (LECS, LAN Emulation Configuration Server).

Поддерживает базу данных информации о конфигурации для каждой ELAN, координирует функционирование других модулей и добавляет в ELAN новых клиентов.

Это набор комплексного программного обеспечения, применяемый только для того, чтобы заставить стать сеть ATM видимой для Ethernet или других протоколов ЛВС, в то время как магистраль Gigabit Ethernet может делать то же самое совершенно прозрачно.