Формат ячейки atm

Ячейка состоит из двух частей: поля заголовка (занимает 5 байт) и поля данных (занимает 48 байт).

В заголовке ячейки содержатся следующие поля:

• Virtual path identifier (VPI);

• Virtual circuit identifier (VCI);

• Payload type (PT);

• Congestion Loss Priority (CLP);

• Header Error Control (НЕС).

Идентификаторы VPI и VCI используются для обозначения виртуальных со­единений ATM. В иоле РТ располагается информация, определяющая тип переда­ваемых данных, CLP — бит понижения приоритета помечает кадры, которые при возникновении ситуации перегрузки должны быть уничтожены в первую очередь. Поле GFC содержат только ячейки ATM, которые передаются через интерфейс UN1 (содержимое этого ноля используется в тех случаях, когда один интерфейс ATM UNI обслуживает несколько станций одновременно). Поле НЕС хранит про­верочную контрольную сумму четырех предыдущих байтов заголовка.

Технология ATM совмещает в себе подходы двух технологий — коммутации па­кетов и коммутации каналов. От первых заимствована передача адресуемых паке­тов, от вторых - минимизация задержек в сети ввиду пакетов малого размера.

В предшествовавших ISDN технологиях синхронной передачи было невозмож­но перераспределять пропускную способность канала между подканалами — в пе­риод простоя подканала общий канал все равно вынужден был передавать нулевые байты, так как синхронная система не позволяла нарушать последовательности пе­редаваемых данных. В случае передачи пакетов с индивидуальными адресами, как это принято в компьютерных сетях, последовательность передачи пакетов неважна. На этом принципе и была построена система асинхронной передачи по АТМ-технологии. В ней можно по подканалам передавать ячейки в любой последовательности, а поскольку размер ячеек очень мал, достигается гибкость перераспределения на­грузки между подканалами и значительно увеличивается пропускная способность системы, У получателя ячейки собираются вместе и объединяются в сообщение - так это делается во многих компьютерных сетях. Скорость передачи увеличивается и из-за того, что в процессе передачи ячеек их маршрутизация не производится, вы­сокоскоростные коммутаторы ATM выполнили предварительное формирование ка­нала.

Скорость передачи данных по каналам ATM лежит в пределах от 155 Мбит/с до 2200 Мбит/с. При скорости 155 Мбит/с время передачи ячейки длиной 53 байта составит менее 3 мкс.

ATM-технология рассчитана на работу с трафиками разного типа. Тип трафика характеризуется:

• наличием или отсутствием пульсаций во времени;

• требованием синхронизации данных между передающей и принимающей сторо­нами;

• типом протокола, передающего данные, — с установлением предварительного соединения или без него.

В существующих спецификациях технологии определены 5 классов трафика:

• класс А — синхронный трафик с предварительным установлением соединения и постоянной битовой скоростью (отсутствие пульсаций). Примеры: голосовой и видеотрафик;

• класс В — синхронный трафик с предварительным установлением соединения и переменной битовой скоростью (наличие пульсаций). Примеры: сжатый аудио-и видеотрафик;

• класс С — асинхронный трафик с предварительным установлением соедине­ ния и переменной битовой скоростью (наличие пульсаций). Примеры: тра­ фик компьютерных сетей с коммутацией пакетов (Х.25, Frame Relay, TCP/IP и т. д.);

• класс D — асинхронный трафик без предварительного установления соединения и переменной битовой скоростью (наличие пульсаций). Примеры: трафик ком­пьютерных сетей типа Ethernet и т. п.;

• класс X — тип трафика определяется пользователем.

Рис.8. Структурная схема сети ATM

Глобальная информационная сеть Интернет

Парадокс в том, что Интернета (Internet), как физической компьютерной сети, про­сто не существует. Интернет — это всемирное сообщество самых разнообразных компьютерных сетей, общающихся между собой по каналам связи. Интернет — это всемирная глобальная компьютерная сеть, объединяющая многие глобальные, ре­гиональные и локальные сети. Иначе говоря, Интернет — это сеть сетей, опутываю­щих весь земной шар.

Возможная структура фрагмента сети Интернет показана на рис. 9,

Рис.9. Структура фрагмента сети Интернет

Протоколы общения компьютеров в сети

Основу этой системы составляют два главных протокола:

• Internet Protocol (IP) — межсетевой протокол, выполняет функции сетевого уровня модели OSI - организует разбиение сообщений на электронные пакеты, маршрутизирует отправляемые пакеты и обрабатывает получаемые;

• Transmission Control Protocol (TCP) — протокол вы­полняет функции транспортного уровня модели OSI - он управляет потоком данных, обрабатывает ошибки и гарантирует, что информационные пакеты получе­ны все и собраны в нужном порядке.

Последовательность процедур использования этих протоколов следующая. Ин­формация для передачи упаковывается средствами прикладной программы в блоки определенного формата. Протокол IP разделяет эти блоки на пакеты, каждый из ко­торых получает номер, чтобы можно было проверить потом полноту полученной информации, и заголовок.

Механизм работы межсетевых протоколов TCP/IP подобен действиям почто­вой службы:

• в компьютерах разделяются и упаковываются информаци­онные блоки в электронные пакеты (сегменты) и передаются оптимальным пу­тем от одного компьютера к другому. У этих электронных информационных па­кетов, как и у почтовых, есть стандартная оболочка: текст информационного сообщения запаковывается в кодовый конверт, формируемый из специальных символов начала и конца и заголовка сообщения, в котором указываются адреса отправителя и получателя (так называемые IP-адреса). Такой кодовый конверт обеспечивает целостность сообщения и служит его проводником в сети;

• алгоритм пересылки электронных пакетов реализован и в сети Интернет. Роль почтовых отделений, которые читают адрес получателя и определяют путь следования письма получателю, выполняют компьютеры - маршру­тизаторы, объединяющие отдельные участки сети между собой.

Электронные пакеты имеют стандартный размер: одно длинное сообщение мо­жет размешаться в нескольких пакетах, и, наоборот, в один пакет могут быть поме­щены несколько коротких сообщений, если у них одинаковый адрес получателя. Каждый пакет доставляется адресату независимо от всех других по оптимальному на текущий момент маршруту. Иначе говоря, взаимосвязанные пакеты и пакеты от одного компьютера к другому компьютеру могут передаваться разными путями. При этом по одному каналу могут передаваться пакеты, направляющиеся в совер­шенно разные части сети. Это позволяет наиболее эффективно использовать ресур­сы системы телекоммуникаций и обходить поврежденные ее участки.

На приемном конце у получателя: проверяется качество каждого поступившего пакета (не произошло ли искажения информации при передаче), все пакеты одного длинного сообщения собираются вместе, проверяется наличие всех пакетов этого сообщения и, в случае полноты и достоверности пакетов, они объединяются в еди­ное сообщение. Если пакет информации потерялся или исказился, запрашивается его копия. Поскольку сообщение восстанавливается только после получения всех неискаженных пакетов, последовательность их-получения значения не имеет, Протоколы IP и TCP настолько тесно связаны, что их часто приводят под одним названием — протоколы TCP/IP,

В Калифорнийском технологическом институте (США) разработан новый про­токол — FastTCP, обеспечивающий передачу пакетов данных размером 1500 байтов по сети Интернет со скоростью, в несколько раз превышающей скорость, реализо­ванную обычным протоколом TCP.

На основе протоколов IP и TCP разработаны многие сетевые прикладные сер­висные протоколы, среди которых следует отметить:

• File Transfer Protocol (FTP) — протокол передачи файлов;

• Telnet — протокол удаленного доступа, то есть дистанционного исполнения ко­манд на удаленном компьютере;

• Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) — простой протокол пересылки электрон­ной почты;

• HyperText Transfer Protocol (HTTP) — протокол передачи гипертекста (использу­ется при передаче сообщений в World Wide Web;

• Network News Transfer Protocol (NNTP) — протокол передачи новостей (телекон­ференций).

Общение пользователей с системой осуществляется либо на базе операционной системы UNIX, часто используя текстовой интерфейс, либо, что более распростра­нено сейчас, в среде MS Windows, для которой существуют прикладные программы работы со всеми технологиями и сервисами Интернета, имеющие простой и удоб­ный графический интерфейс.

Примечание:

Операционная система (ОС) ~ operating system — совокупность программных средств, осуществляющих управление ресурсами ЭВМ, запуск прикладных программ и их взаимодействие с внешними устройствами и другими программами, а также обеспечивающих диалог пользователя с компьютером.

Техническое обеспечение

информационно-вычислительных сетей

Структурно ИВС содержит:

• компьютеры (хост-компьютеры, сетевые компьютеры, рабочие станции, серве­ры), размещенные в узлах сети;

• аппаратуру и каналы передачи данных, с сопутствующими им периферийными устройствами;

• интерфейсные платы и устройства (сетевые платы, модемы);

• маршрутизаторы и коммутационные устройства.

Серверы и рабочие станции

В сетях могут объединяться как однопользовательские мини- и микрокомпьютеры (в том числе и персональные), оснащенные терминальными устройствами для свя­зи с пользователем или выполняющие функции коммутации и маршрутизации со­общений, так и мощные многопользовательские компьютеры (мини-компьютеры, большие компьютеры). Последние выполняют эффективную обработку данных и дистанционно обеспечивают пользователей сети всевозможными информацион­но-вычислительными ресурсами. В локальных сетях эти функции реализуют серве­ры и рабочие станции.

Рабочие станции

Рабочая станция (workstation) — подключенный к сети компьютер, через который пользователь получает доступ к ее ресурсам. Часто рабочую станцию (равно как и пользователя сети, и даже прикладную задачу, выполняемую в сети) называют клиентом сети. В качестве рабочих станций могут выступать как обычные и мощ­ные компьютеры, так и специализированные — «сетевые компьютеры» (NET PC — Network Computer)

Рабочая станция сети на базе обычного компьютера функционирует как в сете­вом, так и в локальном режимах. Она оснащена собственной операционной системой и обеспечивает пользователя всем необходимым для решения прикладных задач. Ра­бочие станции иногда специализируют для выполнения графических, инженерных, издательских и других работ. В этом случае они должны строиться на базе мощного компьютера, имеющего два процессора, емкий и быстродействующий жесткий диск, хороший 19-21-дюймовый монитор (а иногда и оснащенные соответствую­щей графической платой два монитора — например, один для отображения проекта, а второй для отображения меню или сообщений электронной почты).

Рабочие станции на базе сетевых компьютеров могут функционировать, как пра­вило, только в сетевом режиме при наличии в сети сервера приложений. Отличие се­тевого компьютера (Network Personal Computer — NET PC) от обычного в том, что он максимально упрощен: классический NET PC не содержит дисковой памяти (час­то его называют бездисковым ПК). Он имеет упрощенную материнскую плату, ос­новную память, а из внешних устройств присутствуют только дисплей, клавиатура, мышь и сетевая карта обязательно с чипом ПЗУ BootROM, обеспечивающим воз­можность удаленной загрузки операционной системы с сервера сети (это классиче­ский «тонкий клиент» сети). Для работы, например, в интранет-сети такой компью­тер должен иметь столько вычислительных ресурсов, сколько требует веб- браузер.

Поскольку оставить клиента сети совсем без возможностей локального исполь­зования компьютера, например, для работы в текстовом или табличном процессоре со своим персональным «рабочим столом», не совсем гуманно, то иногда использу­ются версии сетевого компьютера, имеющего небольшую дисковую память. Смен­ные дисководы и дисководы для сменных дисков должны отсутствовать в целях обеспечения информационной безопасности: чтобы через них не занести в сеть , (или вынести) нежелательную информацию — программы, данные, компьютерные вирусы. Конструктивно NET PC выполнены в виде компактного системного бло­ка — подставки под монитор (Network Computer ТС фирмы Boundless Technolo­gies) или встроенной в монитор системной платы (NET PC Wintern фирмы Wyse Technology).