Уровни atm

Сетевые архитектуры часто определяются внутренним содержанием своего мно­гоуровневого протокольного стека. При этом каждый уровень в стеке выполняет строго определенные функции, увязанные с соседними уровнями.

Хотя технология ATM не выглядит как традиционный (точно соответствую­щий модели OSI) протокольный стек, ее архитектура позволяет использовать множество функций на уровнях модели ATM. Это достигается благодаря цело­му ряду обстоятельств. Во-первых, функции уровней могут разрабатываться и расширяться без влияния на функции смежных уровней. Во-вторых, взаимодей­ствие между уровнями на сетевом устройстве остается простым и прозрачным, вне зависимости от функционального наполнения того или иного уровня. И, на­конец, межуровневое взаимодействие стеков на удаленных устройствах происходит симметрично (уровень на одной из систем взаимодействует с тем же уровнем на другой). Многоуровневый подход также позволяет все функции и протоколы технологии ATM свести в общую модель, которой следуют все производители и которая понятна пользователям.

Чтобы хорошо уяснить структуру модели ATM, необходимо представлять ее себе в аспекте уровней OSI, но в то же время следует учитывать, что на некото­рых уровнях ATM отходит от традиционной модели OSI. Модель ATM позаим­ствовала четыре верхних уровня эталонной модели OSI без изменений. Точнее, эти верхние уровни для ATM не определены. Но, начиная с сетевого уровня и ниже, модель ATM использует несколько другой подход к выделению уровней.

Для согласования уровней модели ATM с уровнями модели OSI вводят:

• уровень адаптации ATM (ATM Adaptation Layer, AAL),

• уровень ATM,

• физический уровень.

Необходимо подчеркнуть, что эти уровни модели ATM подобны уровням модели OSI, но не во всем, так как первые более функционально насыщены. На рис. 10.1 показана упрощенная схема трех нижних уровней модели ATM, кото­рые соответствуют физическому, канальному и сетевому уровню модели OSI.

Как видно из рис. 10.1, обработка пользовательской информации отделена от обработки служебной информации. Еще одной характерной чертой технологии ATM является отсутствие четкой границы между уровнем адаптации ATM и уровнем ATM. Некоторые функции уровня адаптации ATM выполняются на уровне ATM. Вопрос, который вызывает наибольшее недоумение, заключается именно в разграничении уровня адаптации ATM и уровня ATM — они как бы перекрываются, «отнимая» обязанности друг у друга. В связи с этим существуют две точки зрения на ATM. В соответствии с первой, технология ATM рассмат­ривается как протокол канального уровня. Распространено и другое мнение, которое описывает функционирование технологии ATM как процессы, происхо­дящие при работе протоколов сетевого уровня, таких как IP или IPX. Обе вер­сии имеют право на существование, поскольку в технологии ATM используются иерархическое адресное пространство и сложные протоколы маршрутизации. Отображенная на рис. 10.1 модель ATM приведена для пояснения ее соответст­вия модели OSI, и поэтому рис. 10.1 описывает модель ATM только с этой точки зрения. Для более всеобъемлющего ее описания чаще всего используется так называемая трехмерная модель ATM.

По мнению многих сетевых аналитиков, основной причиной, вызывающей появление вопроса: «Какой из двух вышеописанных подходов к ATM прави­лен?», — являются ограничения эталонной модели OSI и неполное понимание реальных сетевых процессов. Дело в том, что эталонная модель OSI не учитыва­ет перекрытие уровней, когда один уровень может выполнять функции другого. Тем не менее, такой механизм часто используется в сетях, в которых один про­токол должен прозрачно передаваться при помощи другого. В настоящее время такие протоколы сетевого уровня, как IP и IPX, часто туинелируются через сети, построенные на базе других протоколов, например, Х.25 и Frame Relay. Такое взаимодействие на практике организовать проще и дешевле, чем использовать специальные шлюзы.

Несмотря на некоторые сложности при освоении, перекрывающаяся модель ATM облегчает жизнь специалистам, занятым разработкой и внедрением новых протоколов и модификацией существующих протоколов технологии ATM. Такая модель позволяет также упростить операции коммутации, сохранить существующую базу установленного оборудования и упростить перенос прило­жений.

Архитектура ATM базируется на трехмерной модели В-ISDN, состоящей из трех плоскостей:

• плоскости управления;

• плоскости пользователя;

• плоскости менеджмента.

Эти три плоскости связывают физический уровень, уровень ATM, уровень адаптации ATM и высшие уровни, показанные на рис. 10.2 в виде одного уровня.

Плоскость управления отвечает за установление, закрытие и отслеживание соединений. Для этого плоскость выполняет функции сигнализации, адресации и маршрутизации. Для создания виртуального соединения необходимо указать адрес отправителя и получателя. Кроме того, должны быть выработаны четкие механизмы определения маршрута, по которому будет проложено это соеди­нение.

Схема адресации должна соответствовать следующим требованиям:

• уникальность адресов;

• автоматическое распределение адресов;

• оптимальность использования адресного пространства;

• масштабируемость;

• простота в использовании.

Плоскость пользователя обеспечивает передачу пользовательской информа­ции. С учетом того, что она может представлять собой как данные, так и аудио- или видеоинформацию, функциональная нагрузка на плоскость пользователя достаточно велика. Эта плоскость отвечает за защиту пользовательских данных от ошибок, производит контроль и управление потоком данных и т. д. На выс­шем уровне плоскости пользователя располагаются все протоколы обмена данными. Эти протоколы не зависят от уровня ATM и уровня адаптации ATM. Некоторые из этих протоколов рассматриваются ниже.

Плоскость менеджмента обеспечивает совместную работу двух первых плос­костей. Она выполняет две задачи: управление плоскостями и управление уров­нями. Управление плоскостями позволяет получить единую систему с единым описанием, а управление уровнями обеспечивает предоставление требуемых от отдельных уровней ресурсов в каждом конкретном случае. Система управления уровнями имеет четко описанные схемы взаимодействия с физическим уровнем, уровнем ATM, уровнем адаптации ATM и высшими уровнями. Управление уровнями отвечает за сетевое управление, которое можно разделить на следую­щие основные функции: восстановление после перегрузки, управление произво­дительностью, конфигурирование, сбор статистики и обеспечение безопасности.

Для облегчения восприятия модели ATM можно представить рассмотренную трехмерную модель в более привычном виде (рис. 10.3).