пропускную способность пользовательских соединений. Решающим преимущество MPLS является ее тесная интеграция с технологией IP, за счет этого провайдерам лег формировать новые комбинированные услуги. Кроме того, функциональность MPLS по, держивается сегодня практически всеми маршрутизаторами среднего и высшего класс так что применение MPLS не требует установки в сети отдельных коммутаторов.

Более подробную информацию вы можете найти на сайте www.olifer.co.uk в разделе «Технология Frame Relay».

Технология ATM

Асинхроднмй Р0ЖИМ передачи (Asynchronous Transfer Mode, ATM )-— mо технология, осноvданная на устано$дениитртуальныхшнтови предназначеннаядля использования вкачестве

, единогоуниверсальноготранспортановогопоколенийрзтей синтафированнымрбслушванием.

Под интегрированным обслуживанием здесь понимается способность сети передавать тр фик разного типа: чувствительный к задержкам (например, голосовой) трафик и эластик ный, то есть допускающий задержки в широких пределах (например, трафик электроннс почты или просмотра веб-страниц). Этим технология ATM принципиально отличает( от технологии Frame Relay, которая изначально предназначалась только для передач эластичного компьютерного трафика.

Кроме того, в цели разработчиков технологии ATM входило обеспечение широкой иера] хии скоростей и возможности использования первичных сетей SDH для соединения ко» мутаторов ATM. В результате производители оборудования ATM ограничились первым двумя уровнями иерархии скоростей SDH, то есть 155 Мбит/с (STM-1) и 622 Мбит/ (STM-4).

Ячейки ATM

ВтехнологииATMдля переносаданных используются ячейки. Принципиально ячейка отличает­ ся от кадра только тем, что имеет, во-пёраых, фиксированный, во-вторых, небольшой размер.

Длина ячейки составляет 53 байта, а поля данных —48 байт. Именно такие размеры позволяет сети ATM передавать чувствительныйк задержкам аудио- и видеотрафик с необходимым уров­ нем качества.

Главным свойствомATM, которое отличает ее отдругихтехнологий, является комплексная под­ держка параметров QoSдля всехосновныхвидовтрафика.

Для достижения этого свойства разработчики ATM тщательно проанализировали все тип трафика и провели его классификацию. Мы уже познакомились с этой классификацие в главе 7, когда рассматривали требования различных приложений к QoS. Напомню что в ATM весь трафик разбивается на 5 классов, А, В, С, D и X. Первые четыре клас( представляют трафик типовых приложений, которые отличаются устойчивым наборо требований к задержкам и потерям пакетов, а также тем, что генерируют трафик с ш

стоянной (CBR) или переменной (VBR) битовой скоростью. Класс X зарезервирован для уникальных приложений, набор характеристик и требований которых не относится ни к одному из первых четырех классов.

Однако на какое количество классов мы бы ни разбивали существующий трафик, прин­ ципиальная задача от этого не меняется —нужно найти решение для успешного сосуще­ ствования в одном канале и эластичных, и чувствительных к задержкам классов трафика. Требования этих классов почти всегда противоречат друг другу. Одним из таких противо­ речий является требование к размеру кадра.

Эластичный трафик выигрывает от увеличения размера кадра, так как при этом снижают­ ся накладные расходы на служебную информацию. Мы видели на примере Ethernet, что скорость передачи пользовательской информации может изменяться почти в два раза при изменении размера поля данных от его минимальной величины в 46 байт до максимальной в 1500 байт. Конечно, размер кадра не может увеличиваться до бесконечности, так как при этом теряется сама идея коммутации пакетов. Тем не менее для эластичного трафика при современном уровне скоростей размер кадра в несколько тысяч байтов является вполне приемлемым.

Напротив, чувствительный к задержкам трафик обслуживается лучше при использовании кадров небольшого размера в несколько десятков байтов. При применении больших кадров начинают проявляться два нежелательных эффекта:

□ожидание низкоприоритетных кадров в очередях;

□задержка пакетизации.

Рассмотрим эти эффекты на примере голосового трафика.

Мызнаем, что время ожидания кадра в очереди можно сократить, если обслуживать кадры чувствительного к задержкам трафика в приоритетной очереди. Однако если размер кадра может меняться в широком диапазоне, то даже при придании чувствительным к задержкам кадрам высшего приоритета обслуживания в коммутаторах время ожидания компьютер­ ного пакета может все равно оказаться недопустимо высоким. Например, пакет в 4500 байт будет в течение 18 мс передаваться в выходной порт на скорости 2 Мбит/с (максимальная скорость работы порта коммутатора Frame Relay). При совмещении трафика за это время необходимо через тот же порт передать 144 замера голоса. Прерывать передачу пакета в сетях нежелательно, так как при распределенном характере сети накладные расходы на оповещение соседнего коммутатора о прерывании пакета, а потом —о возобновлении передачи пакета с прерванного места оказываются слишком большими.

Другой причиной явилось стремление ограничить еще одну составляющую задержки до­ ставки данных —задержку пакетизации. Задержка пакетизации равна времени, в течение которого первый замер голоса ждет момента окончательного формирования пакета и от­ правки его по сети.

Механизм образования этой задержки иллюстрирует рис. 19.12.

Нарисунке показан голосовой кодек —устройство, которое представляет голос в цифровой форме. Пусть он выполняет замеры голоса в соответствии со стандартной частотой 8 КГц (то есть через каждые 125 мкс), кодируя каждый замер одним байтом данных. Если мы используем для передачи голоса кадры Ethernet максимального размера, то в один кадр поместится 1500 замеров голоса. В результате первый замер, помещенный в кадр Ethernet, вынужден будет ждать отправки кадра в сеть (1500 - 1)х 125 = 187 375 мкс, или около 187 мс. Это весьма большая задержка для голосового трафика. Рекомендации стандартов

говорят о величине 150 мс как о максимально допустимой суммарной задержке голоса,

вкоторую задержка пакетизации входит как одно из слагаемых.

т- интервал между замерами голоса

ВНИМАНИЕ-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Важно отметить, что задержка пакетизации не зависит от битовой скорости протокола, а зависит только от частоты работы кодека и размера поля данных кадра. Это отличает ее от задержки ожидания в очереди, которая снижается с возрастанием битовой скорости.

Размер ячейки ATM в 53 байта с полем данных 48 байт стал результатом компромисса между требованиями, предъявляемыми к сети при передаче эластичного и чувствительного к задержкам вариантов трафика. Можно сказать также, что компромисс был достигнут между телефонистами и компьютерщиками —первые настаивали на размере поля данных в 32 байта, а вторые —в 64 байта.

При размере поля данных в 48 байт одна ячейка ATM обычно переносит 48 замеров голоса, которые делаются с интервалом в 125 мкс. Поэтому первый замер должен ждать пример­ но 6 мс, прежде чем ячейка будет отправлена по сети. Именно по этой причине телефонисты боролись за уменьшения размера ячейки, так как 6 мс —это задержка, близкая к пределу, за которым начинаются нарушения качества передачи голоса. При выборе размера ячейки в 32 байта задержка пакетизации составила бы 4 мс, что гарантировало бы более качествен­ ную передачу голоса. А стремление компьютерных специалистов увеличить поле данных хотя бы до 64 байт вполне понятно —при этом повышается полезная скорость передачи данных. Избыточность служебных данных при использовании 48-байтного поля данных со­ ставляет 10 %, а при использовании 32-байтного поля данных она сразу повышается до 16 %.

Виртуальные каналы ATM

В сетях ATM поддерживается два типа виртуальных каналов:

□постоянный виртуальный канал (Permanent Virtual Circuit, PVC);

□коммутируемый виртуальный канал (Switched Virtual Circuit, SVC), создание такого канала происходит динамически по инициативе конечного узла с использованием автоматической процедуры.

Каналы PVC аналогичны каналам такого же типа в сетях Frame Relay, а для поддержки динамически устанавливаемых каналов SVC в технологии ATM добавлен специальный протокол сигнализации —это протокол, с помощью которого абоненты сети могут опера­ тивно устанавливать каналы SVC. Такой тип протокола используется в телефонных сетях для установления соединения между телефонами абонентов. Для того чтобы протокол сигнализации мог работать, конечные узлы сети ATM получили глобально уникальные 20разрядные адреса, иначе абонент, являющийся инициатором установления виртуального канала, не смог бы указать, с каким абонентом он хочет связаться.

В технологии ATM имеется также протокол маршрутизации PNNI (Private Network to Network Interface —интерфейс связи между частными сетями).

С целью обеспечения масштабируемости в сетях ATM введено два уровня иерархии вир­ туальных каналов: виртуальный путь (virtual path) и виртуальное соединение (virtual circuit). Виртуальный путь определяется старшей частью номера метки виртуального канала, а виртуальное соединение —младшей. Каждый виртуальный путь включает в себя до4096 виртуальных соединений, проходящих внутри этого пути. Достаточно определить маршрут для пути, и все соединения, которые находятся внутри этого пути, будут ему следовать.

Категории услуг ATM

Для поддержания требуемого качества обслуживания и рационального расходования ресурсов в технологии ATM реализовано несколько служб. Услуги этих служб разбиты на категории, которые, в общем, соответствуют классам трафика, поступающим на вход сети.

Всего науровне ПротоколаATM определено пятькатегорий услуг:

Q Cllit (Constant Bit R^te) — для трафика с постоянной битовой скоростью, например голосового;

QrtVBR(real-timeVariableBitRate)—длятрафикас переменной битовойскоростью, требующего

соблюдения средней скорости передачи данных и синхронизации источника и приемника (примеромявляется видеотрафикс переменной битовой скоростью, который вырабатывают многиевидеокодекизасчетиспользованияопорныхкадровикадров, описывающихизменения изображения относительноопорного кадра);

. Q nrtVBR (non real-time Variable Bit Rate) — для трафика с переменной битовой скоростью, требующего соблюдениясредней скорости передачиданных инетребующегосинхронизации источника и приемника;

□ABR (Available Bit Rate) — для трафика G переменной битовой скоростью, требующего соблюдения некоторой минимальной скорости передачи данных и не требующего синхронизации источника и приемника;

QUBR (UnspecifiedBit Rate) —длятрафика, непредъявляющеготребований кскорости передачи данных исинхронизации источника и приемника.

Отсюда видно, что сети ATM отличаются от сетей Frame Relay большей степенью соот­ ветствия услуг требованиям трафика определенного типа, так как в сетях ATM нужный уровень обслуживания задается не только численными значениями параметров CIR, Вс и Be, но и самой категорией услуги.

Технология ATM, как и технология Frame Relay, пережила пик своей популярности, и сейчас область ее применения быстро сужается. Одной из причин этого стало появление сетей DWDM и расширение верхней границы скорости сетей Ethernet, предоставляющих