Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Методы маршрутизации на цифровых широкополосных сетях связи. Часть 1. Учебное пособие
.pdf
41
Продолжение Таблицы 4.1
Сервер
мар-
шрутов
Собирает и анализирует информа-
цию о топологии сети, а затем по
запросам передает ее маршрутиза-
торам, которые освобождены от
функций создания ПРИ.
1, 2,
3
Выводы
1. Спектр применяемых в настоящее время методов маршрутизации весь-
ма широк: от простейших фиксированных процедур до весьма сложных.
2. При КК маршрутизация должна определить искомый маршрут и орга-
низовать соединение КС (либо ТПС) "из конца в конец" (от вызывающего пользователя до вызываемого).
3. Критерием оценки функционирования методов маршрутизации на се-
тях связи с КК является минимальное количество транзитных УК,
участвующих в организации искомого маршрута, при обеспечении требуемого качества обслуживания.
4. При КП в датаграммном режиме пакеты одного сообщения передаются
независимо и параллельно по различным маршрутам.
5. Критериями оценки функционирования методов маршрутизации на се-
тях с КП в датаграммном режиме являются: время задержки передачи
пакетов; джиттер задержки передачи пакетов, при обеспечении требуемого качества обслуживания.
6. При КП в режиме виртуальных каналов пакеты одного сообщения пе-
редаются последовательно по маршруту, организованному "из конца в
конец".
7. Критериями оценки функционирования методов маршрутизации на се-
тях КП в режиме виртуальных каналов являются: время задержки передачи пакетов; джиттер задержки пакетов; количество транзитных УК,
участвующих в организации маршрута, при обеспечении требуемого
качества обслуживания пользователей.
8. В модели ВОС функции маршрутизации возложены на третий сете-
вой уровень, который можно представить в виде трех подуровней.
9. В зависимости от сложности структуры сети, вида входного трафика и
возложенных на маршрутизацию задач используют и различные
устройства: повторитель, концентратор, мост, коммутатор, маршрутизатор, сервер маршрутов. Данное оборудование в литературе получило
название структурообразующее либо коммутационное.
42
5 ПРИНЦИПЫ ОРГАНИЗАЦИИ Ш-ЦСИО
Я
1
1
Я
2
1
Я
3
1
Я
4
1
Я
4
2
Я
3
2
Я
2
2
Я
4
3
Я
3
3
Я
4
4
Я
2
3
Я
1
2
Tк T
1-й ВК
2-й ВК
3-й ВК
4-й ВК
Виртуальный тракт
Рисунок 5.1 Прохождение ячеек АМП в одном ВТ
T
н
В основе Ш-ЦСИО лежит применение асинхронного метода (режима) пе-
редачи (АМП) (Asynchronous Transfer Mode (ATM)) сообщения и асинхронной
цифровой коммутации, которая в литературе получила название быстрой коммутации пакетов (БКП) (Fast Packet Switching (FPS)) [3, 5, 7].
5.1 Асинхронный метод передачи сообщения
АМП состоит в следующем. Сообщение, предназначенное для передачи
между пользователями, представляется в виде пакетов (ячеек) с фиксированной
длиной 53 байта. 5 байт занимает заголовок, а остальные 48 байт отводятся для
передачи сообщения. Ячейки, принадлежащие различным сообщениям, в канале связи могут следовать в произвольном порядке. Таким образом, в одном канале связи образуются виртуальные каналы (ВК) связи (Virtual Channel (VC)).
Данное множество ВК образует виртуальный тракт (ВТ) (Virtual Path (VP)) передачи сообщений (в литературе встречаются понятия: виртуальный пучок;
виртуальный путь).
На Рисунке 5.1 представлен пример прохождения ячеек АМП от четырех
источников сообщения в одном ВТ.
j
Я
означает ячейку. Нижний индекс i отражает номер источника сообще-
i
ния. Верхний индекс j указывает на текущий номер ячейки i-го сообщения.
Из Рисунка следует, что за период времени (от Tн начала наблюдения до
Tк конца наблюдения) в наблюдаемом виртуальном тракте прошло: две
ячейки первого сообщения; три ячейки второго сообщения; три ячейки третьего сообщения и четыре ячейки четвертого сообщения. Следовательно, скорость
передачи четвертого сообщения в два раза превышает скорость передачи первого сообщения и в полтора раза скорость второго и третьего сообщений.
На Ш-ЦСИО вводятся понятия [11]:
соединения по ВК (СВК) (Virtual Channel Connection (VCC));
43
соединения по ВТ (СВТ) (Virtual Path Connection (VPC)).
Биты
8 7 6 5 4 3 2 1
Общее управление потоком ИВТ
ИВТ (продолжение) ИВК
ИВК (продолжение)
ИВК (продолжение) Тип данных Резерв Пр-т
Полином для обнаружения ошибок в заголовке
Данные передающего сообщения
53 6 5 4 3 2 1
Байты
Рисунок 5.2 Формат ячейки на интерфейсе "пользователь - сеть"
Биты
8 7 6 5 4 3 2 1
ИВТ
ИВТ (продолжение) ИВК
ИВК (продолжение)
ИВК (продолжение) Тип данных Резерв Пр-т
Полином для обнаружения ошибок в заголовке
Данные передающего сообщения
53 6 5 4 3 2 1
Байты
Рисунок 5.3 Формат ячейки на интерфейсе "сеть - сеть"
Для продвижения ячейки по заранее определенному маршруту в ее заголо-
вок вводят информацию о ВК и ВТ. Данная информация, соответственно, получила название: идентификатор ВК (ИВК) (Virtual Channel Identifier (VCI)) и
идентификатор ВТ (ИВТ) (Virtual Path Identifier (VPI)). Причем, по мере продвижения ячейки по сети (в каждом УК) идентификаторы должны меняться. На
Рисунках 5.2 и 5.3 представлены форматы ячеек для интерфейсов, соответственно, "пользователь - сеть" (User - Network Interface (UNI)) (для УИ и УП) и
"сеть-сеть" (Network to Network Interface (NNI)) (для транзитных УК).
Как видно из рисунков, на интерфейсе "пользователь - сеть" для ИВТ от-
ведено 8 бит. Следовательно, на данном этапе может быть выделено 28 = 256
ВТ.
На интерфейсе "сеть - сеть" поле для ИВТ равно 12. В результате появляется
возможность организации 2
Поле ИВК имеет размерность 16 бит. Таким образом, в каждом ВТ можно
организовать 2
16
= 65536 ВК.
12
= 4096 ВТ.
44
В итоге, на интерфейсе "пользователь - сеть" может быть образовано
Входной контроллер
Входящий ВТ, ВК
Ячейка АМП
Коммутационная система
Выходной контроллер
Ячейка АМП ЗПБ
Ячейка АМП
БП
БП
Заголовок
БП
Исходящий ВТ, ВК
Рисунок 5.4 Прохождение ячейки через коммутатор ВК
Входы коммутационной системы
Выходы коммутационной системы
8 + 16
2
= 166777216 ВК, а на интерфейсе "сеть-сеть" 2
12 + 16
= 166777216 ВК.
Увеличение числа ВК на интерфейсе "сеть - сеть" связано со значительно
более высокой скоростью передачи сообщения, чем на этапе абонентских линий.
5.2 Асинхронная цифровая коммутация
При асинхронной цифровой коммутации или быстрой коммутации паке-
тов фазе передачи пакетов от УИ к УП предшествуют фазы:
поиск маршрута;
резервирование ресурсов сети (ВК) по всей длине маршрута и на все
время сеанса передачи пакетов данного сообщения.
В транзитных УК, начиная с УИ, последовательно выполняются следую-
щие действия:
принятие из входящего ВК и ВТ ячейки;
чтение заголовка ячейки (определение ИВТ и ИВК);
изменение ИВТ и ИВК в соответствии с исходящими ВТ и ВК (опреде-
ляются заранее организованным маршрутом);
передача ячейки в соответствующий исходящий ВТ и ВК.
45
Перечисленные действия фактически соответствуют первому подуровню
Демультиплексор
Мультиплексор
Мультиплексор
…
Коммутационная система
…
Входной распределитель
Входной распределитель
Выходной распределитель
Выходной распределитель
УУ
1-й вхо-
дящий
ВТ
M-й
входя-
щий ВТ
1-й вхо-
дящий
ВТ
N-й
входя-
щий ВТ
В
СС
№ 7
Рисунок 5.5 Общая структурная схема коммутатора ВК
Демультиплексор
сетевого уровня модели ВОС (Рисунок 4.3) и выполняются коммутаторами
виртуальных каналов (КВК).
Функция передачи ячейки из входящего в соответствующий исходящий
ВТ и ВК состоит в следующем.
К заголовку ячейки добавляется служебная информация, которая опреде-
ляет прохождение ячейки по коммутационной системе коммутатора ВК от входящего ВК и ВТ к исходящему ВК и ВТ. Ячейка в совокупности с данной служебной информацией получила название быстрого пакета (БП) [5], а служебная
информация заголовок быстрого пакета.
Быстрый пакет в соответствии со своим заголовком поступает в коммута-
ционную систему КВК.
В коммутационной системе КВК происходит чтение заголовка БП и про-
движение последнего в соответствующий ВТ и ВК.
На выходе коммутационной системы, перед тем, как передать БП в соот-
ветствующий ВК и ВТ, заголовок БП удаляется. Таким образом, БП обратно
преобразуется в ячейку АМП, которая поступает в соответствующий исходящий ВТ и ВК.
В коммутаторе ВК функции чтения заголовка ячейки АМП, изменения в
ней ИВТ и ИВК, преобразования ячейки в БП выполняет выходной контроллер. Обратное преобразование БП в ячейку АМП выполняет выходной контроллер КВК. В функции входного и выходного контроллеров, соответственно,
так же входят демультиплексирование и мультиплексирование ячеек от раз-
46
личных источников сообщений в общий поток ВТ. Поэтому контроллеры часто
Рисунок 5.6 Прохождение ячейки по Ш-ЦСИО
Вызывающий
пользователь
Вызываемый
пользователь
ИКМВК
ВКМВК
Интерфейсы
сеть - сеть
ТКВК
ТКВК
Интерфейс
пользователь - сеть
Интерфейс
пользователь - сеть
называют распределителями.
На Рисунке 5.4 показано прохождение ячеек и БП одного виртуального
канала в коммутаторе ВК.
На Рисунке 5.5 показана общая структурная схема коммутатора ВК Ш-
ЦСИО.
Функции установления, контроля и разъединения соединений ВК и ВТ с
требуемым качеством обслуживания для транспортировки всех видов информации в Ш-ЦСИО возложены на систему сигнализации № 7 (СС № 7) [14].
С точки зрения прохождения ячейки по Ш-ЦСИО (Рисунок 5.6) коммута-
торы ВК получили следующие обозначения [11]:
ИКМВК исходящий коммутатор местных виртуальных каналов;
ТКВК транзитный коммутатор виртуальных каналов;
ВКМВК входящий коммутатор местных виртуальных каналов.
47
5.3 Структура Ш-ЦСИО
Узел управ-
ления услу-
гами
Узел эксплуатации
и технического об-
служивания
Интеллектуальный уровень
ТКВК
ТКВК
ИКМВК
ВКМВК
Транспортный
уровень
Рисунок 5.7 Общая структура Ш-ЦСИО
Вызывающий
пользователь
Вызываемый
пользователь
На Рисунке 5.7 представлена общая структура Ш-ЦСИО [11].
Предполагается, что данная структура не является иерархической. Однако,
она разделяется на международные и национальные элементы соединений. В
свою очередь, национальный элемент разделяется на междугородный и местный.
Функции узлов управления услугами и эксплуатации, технического об-
служивания при необходимости могут быть объединены с коммутаторами ВК.
Функции элементов структуры сети интеллектуального уровня соответ-
ствуют третьему подуровню сетевого уровня модели ВОС (Рисунок 4.3). Соответственно, функции элементов структуры транспортного уровня соответствуют первому и второму подуровням сетевого уровня модели ВОС.
5.4 Возможности Ш-ЦСИО
Ш-ЦСИО решает следующие задачи:
передача в рамках единой транспортной системы компьютерного и
мультимедийного (аудио-, видео-) трафика;
организация иерархии скоростей передачи данных;
48
взаимодействие с унаследованными протоколами локальных и гло-
Таблица 5.1 Классификация видов сервиса Ш-ЦСИО
Характеристика вида сервиса
Класс
видов
сер-
виса
Скорость
пере-
дачи
Принцип
связи
Согласование
времени между
источником и по-
требителем ин-
формации
Пример
1(А)
Посто
янная
Аудио-, видео-
трафик.
2(В)
Требуется согла-
сованное взаимо-
действие между
источником и по-
требителем ин-
формации
Компрессиро-
ванный аудио и
видео трафик
3(С)
С установле-
нием
соединения
Трафик компью-
терных сетей
4(D)
Пе-
ремен
ная
Без установ-
ления
соединения
Не требуется со-
гласование вре-
мени передачи и
приема информа-
ции
Трафик компью-
терных сетей
Х
Тип трафика и его параметры определяются пользователем
бальных сетей.
В результате определены виды сервиса, предоставляемые пользователям
Ш-ЦСИО, которые сведены в таблицу 5.1.
Выводы
1. В основе Ш-ЦСИО лежит применение АМП и быстрой коммутации пакетов.
2. При АМП сообщение от различных источников образуют ВК.
3. При БКП фазе передачи ячеек АМП от источника к потребителю сообщения
предшествуют фазы: поиска маршрута; резервирования ресурсов сети по
всей длине маршрута на все время сеанса передачи ячеек данного сообщения.
4. Структура Ш-ЦСИО не является иерархической. Однако, она разделяется
на международные и национальные элементы соединений.
5. Ш-ЦСИО в рамках единой транспортной системы позволяет организовать:
передачу компьютерного и мультимедийного (аудио-, видео-) трафика;
иерархию скоростей передаваемых сообщений; взаимодействие унаследованных протоколов локальных и глобальных сетей.
49
6 МАРШРУТИЗАЦИЯ НА Ш-ЦСИО
Подуровни маршру-
тизации
Уровень
эталонной моде-
ли протоколов
Ш-ЦСИО
Уровень
модели
ВОС
Плоскости
эталонной модели протоко-
лов Ш-ЦСИО
Верхний уро-
вень
Сетевой
AAL Каналь-
ный
ATM
3 Подуровень.
Формирование и
корректировка ПРИ
(Формирование таб-
лиц маршрутизации в
УК)
PL
Физиче-
ский
C - plane
B-ISUP
MTP - 3
Сетевой
S AAL Каналь-
ный
ATM
2 Подуровень.
Выбор ВК и ВТ
(формирование таб-
лиц коммутации в
УК)
PL
Физиче-
ский
C - plane
СС № 7
AAL Каналь-
ный
ATM
1 Подуровень.
Передача сообщений
пользователей (опре-
деляет прохождение
ячеек через коммута-
ционную систему
КВК)
PL
Физиче-
ский
U - plane
Рисунок 6.1 Архитектура протоколов маршрутизации в Ш-ЦСИО
6.1 Архитектура протоколов маршрутизации в Ш-ЦСИО
Как уже говорилось в главе 4, функции маршрутизации возложены на тре-
тий, сетевой уровень модели ВОС. В свою очередь, маршрутизация имеет под
уровневую структуру (Рисунок 4.3). Учитывая специфику Ш-ЦСИО:
применение АМП сообщений;
использование БКП;
организация вне полосовой системы сигнализации № 7 (выделение от-
дельных ВК, в которых передача пользовательских сообщений не производится)
архитектуру протоколов маршрутизации в Ш-ЦСИО можно представить
следующим образом (Рисунок 6.1).
50
Подробно рассмотрим каждый уровень эталонной модели протоколов Ш-
ЦСИО и системы сигнализации № 7 (СС № 7) применительно к подуровням
маршрутизации.
PL (Physical Layer) Физический уровень выполняет функции интерфейса между физической средой и уровнем ATM. Уровень PL состоит из двух подуровней:
подуровень конвергенции с цифровой системой передачи плезио-
хронной цифровой иерархией (ПЦИ) или синхронной цифровой иерархией (СЦИ);
подуровень, зависящий от физической среды.
На Рисунке 6.2 представлена структура физического уровня (PL) эталонной модели протоколов Ш-ЦСИО и задач, решаемых на данном уровне.
АТМ (Asynchronous Transfer Mode) уровень АМП решает задачи заполнения заголовка ячейки и ее прохождение в коммуникационной системе коммутатора ВК.
Структура уровня ATM и решаемых им задач представлена на Рисунке 6.3.
AAL (ATM Adaptation Layer) уровень адаптации АМП состоит в преобразовании сообщений:
пользователей в плоскости пользователя (User - plane);
системы управления в плоскости управления (Control - plane )
в протокольные блоки данных для их размещения в поле данных передающего сообщения ячейки АМП (Рисунок 5.2 и 5.3).
Уровень AAL состоит из двух подуровней:
сегментации и сборки;
конвергенции.
На Рисунке 6.4 представлена структура данного уровня и решаемых им задач.
Подуровень конвергенции зависит от класса видов сервиса Ш-ЦСИО
(Таблица 5.1) и предоставляет верхним уровням услуги адаптации и сборки через точки доступа к услугам.
Таким образом, для первого подуровня маршрутизации возможно применение всех четырех типов (1, 2, 3/4, 5) AAL [7].
Второй подуровень маршрутизации ориентирован на передачу сигнальной
информации, которая необходима для формирования таблиц коммутации во
всех ТКВК, включая ИКМВК и ВКМВК.
Для этого необходимо адаптировать протоколы сигнализации в интерфейсах "пользователь-сеть" и "сеть - сеть". Данный уровень адаптации получил
название адаптация ATM для сигнализации (Signaling AAL (S - AAL)) и использует AAL 5-го типа.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]