Общее описание технологии atm

Технология ATM (Asynchronous Transmission Mode - режим асинхронной передачи данных) была разработана для создания высокопроизводительных, широкополосных ATM-сетей, ориентированных на установление соединения перед началом передачи данных. Стандартизация технологии ATM осуществляется МСЭ-Т и АТМ-форумом. АТМ-форум был основан в 1991 г. четырьмя компаниями: Cisco Systems, NET/ADAPTIVE, Northern Telecom и Sprint - и в настоящее время включает в себя все крупнейшие организации, работающие в области телекоммуникации.

ATM-сеть включает в себя следующие компоненты (рис. 10.1):

• ATM-коммутаторы - устройства, обеспечивающие передачу сообщений, содержащих информацию управления или информацию пользователей. Взаимодействие между ATM-коммутаторами осуществляется в соответствии с интерфейсом «сеть - сеть» NNI (Network to Network Interface);

• магистральные каналы связи - линии связи и аппаратура передачи данных между АТМ-коммутаторами;

• каналы доступа - линии связи и аппаратура передачи данных между АТМ-коммутаторами и терминальным оборудованием пользователей, подключённых к сети ATM. В качестве терминального оборудования пользователей могут выступать персональные компьютеры, маршрутизаторы и коммутаторы ЛВС, терминалы и др. Взаимодействие терминального оборудования пользователей с АТМ-коммутаторами осуществляется в соответствии с интерфейсом «пользователь - сеть» UNI (User to Network Interface). Взаимодействие ATM-сети с сетями, построенными на базе других технологий, обеспечивается специальными устройствами, называемыми АТМ-шпюзами.

Рисунок 10.1 – Структура сети АТМ

Сеть ATM реализует трёхуровневый стек протоколов, включающий в себя: уровень адаптации, уровень ATM и физический уровень, соответствующие первым трём уровням модели ЭМВОС (рис. 10.2). Протоколы стека сети ATM обеспечивают транспортные функции передачи сообщений, содержащих информацию пользователей и информацию управления.

Основной функцией уровня адаптации стека протоколов сети ATM является формирование сервисных блоков данных (Service Data Units, SDU), содержащих блоки данных, сформированные протоколами транспортного уровня модели ЭМВОС. Сервисные блоки данных имеют 48-байтовую длину и выступают в роли информационных единиц уровня адаптации. Если длина блока данных транспортного уровня, поступающего на уровень адаптации, превышает 48 байт, то он фрагментируется на несколько сервисных блоков данных на уровне адаптации.

Уровень ЭМВОС	Наименование уровня ЭМВОС	Наименование уровня стека сети ATM
7	Прикладной уровень	--
6	Уровень представления	--
5	Сеансовый уровень	--
4	Транспортный уровень	--
3	Сетевой уровень	Уровень адаптации - Протоколы уровня адаптации AAL
2	Канальный уровень	Уровень ATM - Протокол ATM
1	Физический уровень	Физический уровень ATM- интерфейсы STM1-16

Рисунок 10.2 - Архитектура стека протоколов сети ATM по отношению к модели ЭМВОС

Функции уровня ATM включают в себя:

• формирование ячеек (cells) - информационных единиц уровня ATM - на основе сервисных блоков данных, сформированных на уровне адаптации. Длина каждой ячейки составляет 53 байта, из которых 5 байт занимает заголовок ячейки, а 48 байт - поле данных. Поскольку все ячейки имеют одну и ту же длину, ATM-коммутаторы могут заранее определить их расположение в потоке поступающих данных, что значительно сокращает время их обработки и передачи через сеть ATM;

• коммутацию ячеек на основе числовых идентификаторов коммутируемого и постоянного виртуального соединения, содержащихся в полях заголовка ячеек. Идентификаторы виртуальных соединений формируются на основе протоколов вышележащих уровней, не входящих в стек протоколов сети ATM.

Физический уровень стека протоколов сети АТМ определяет механические, электрические и функциональные характеристики каналов доступа и магистральных каналов связи, по которым передаются ячейки.

Технология ATM не предусматривает обязательное наличие системы управления сетью ATM. Для реализации системы управления необходимо включить в состав ATM-сети ЦУС, предназначенный для управления ATM-коммутаторами, а также снабдить программно-аппаратное обеспечение ATM-коммутаторов дополнительными функциями, способными обеспечить взаимодействие коммутаторов с ЦУС. Система управления сети ATM может быть реализована при помощи функций семи уровней модели ЭМВОС. На первых трёх уровнях системы управления используются протоколы стека сети ATM, обеспечивающие функции транспортной среды передачи сообщений, содержащих информацию управления. На транспортном, сеансовом, представительском и прикладном уровнях в ЦУС и АТМ-коммутаторах формируются и обрабатываются сообщения, содержащие информацию управления. Одной из функций системы управления сети ATM является установление и закрытие постоянных виртуальных соединений.

Адресация в сети АТМ

Все адреса, используемые в ATM-сетях, имеют 20-байтовую длину и могут соответствовать одному из трёх стандартов: DCC AESA, ICD AESA или Е.164 AESA. Рассмотрим форматы ATM-адресов терминального оборудования пользователей на примере каждого из этих трёх стандартов. Структура АТМ-адреса, удовлетворяющего стандарту DCC AESА, показана на рис. 10.3.

AFI (1 байт)

IDI (2 байта)

HO-DSP (10 байт)

ESI (6 байт)

SEL (1 байт)

Рисунок 10.3 - Структура АТМ-адреса, соответствующего стандарту DCC AESA

Однобайтовое поле «AFI» (Authority and Format Identifier), указывает на идентификатор формата адреса терминального оборудования пользователей и принимает фиксированное значение, равное 39. Двухбайтовое поле «IDI» (Initial Domain Identifier), содержит код страны, в которой зарегистрирован ATM-адрес (DCC - Data Country Code). Поле «HO-DSP» (High Order Domain Specific Part) представляет собой номер сети ATM (или префикс ATM-сети), шестибайтовое поле «ESI» (End System Identifier) определяет идентификатор конкретного терминального оборудования пользователя в этой сети. Однобайтовое поле «SEL» (Selector) не используется для адресации и имеет локальное значение для каждого терминального оборудования пользователя (например, номер порта).

Формат ATM-адреса, соответствующего стандарту ICD AESA, имеет два отличия от рассмотренного выше формата DCC AESA - поле «AFI» принимает значение 47, а поле «IDI» содержит двухбайтовый адрес организации, которой принадлежит данный адрес.

Структура ATM-адреса, соответствующего стандарту Е.164 AESA, отображена на рис. 10.4.

AFI (1 байт)

E.164 (8 байт)

HO-DSP (4 байта)

ESI (6 байт)

SEL (1 байт)

Рисунок 10.4 - Структура ATM-адреса, соответствующего стандарту Е.164 AESA

Первая часть адреса Е.164 AESA включает в себя однобайтовое поле «AFI», принимающее значение 45, и восьмибайтовое поле «Е.164», содержащее адрес формата Е.164 (формат телефонных номеров). Вторая часть ATM-адреса содержит четырёхбайтовое поле «HO-DSP», шестибайтовое поле «ESI» и однобайтовое «SEL», описание которых было приведено выше.