11. Основы технологии атм Соединения atm

В отличие от большинства технологий локальных сетей, ATM использует стра­тегию передачи данных, ориентированную на предварительное установление со­единения.

Сети без установления соединения

Сети без установления соединения основаны на общей среде передачи. Такие сети строятся, исходя из предположения, что каждая станция (в сегменте сети) «видит» все остальные станции и может передавать им данные. Будут ли все станции получать пакеты как бы в одно и то же время (Ethernet) или последо­вательно в момент прихода маркера (Token Ring и FDDI) — неважно. Трафик от любой станции в сегменте распространяется ко всем другим станциям в этом же сегменте. Когда станция получает данные, она смотрит, кому они адресованы, и если они предназначаются ей, она принимает данные. В противном случае она ничего не делает.

Передающая станция просто упаковывает данные в кадры и передает их, не заботясь дальше об их судьбе. Этой станции неизвестно, может ли другая стан­ция принимать посланные ею кадры. Более того, она даже не знает, присутствует ли такая станция в сети вообще. После передачи станция-отправитель никак не следит за судьбой посланных кадров, полностью забывая о них. Можно сказать, что она придерживается постулата о том, что передача всегда происходит успеш­но. Если возникли проблемы при передаче, получатель недостижим или не имеет возможности обрабатывать полученные кадры, передающая станция без использования специальных механизмов не имеет никаких шансов узнать о том, успешна или неуспешна была ее посылка.

Так как кадр предоставлен самому себе, он должен содержать большой объем служебной информации, обеспечивающей его передачу по сети. Например, кадр канального уровня в технологии Ethernet содержит 18 байт служебной инфор­мации, которая читается всеми станциями для проверки адреса назначения.

Так как кадры с данными передаются без учета текущего состояния сети и без предварительного определения пути передачи, все кадры одинаковы. Напри­мер, коммутатор будет реагировать на сотый кадр в обмене данными точно так же, как на первый кадр в новом обмене.

Сети с установлением соединения

Сетевые технологии, ориентированные на установление соединения, работают совершенно по-другому. Такие сети базируются на концепции выделенного ка­нала между сетевыми устройствами.

В сетевых технологиях, ориентированных на установление соединения, пере­дача и получение данных зависят от сети, устанавливающей соединение между двумя устройствами. Получатель сможет принимать данные от отправителя только в том случае, если он удовлетворяет требованиям, предъявляемым по­следним. Отправитель никогда не будет посылать данные абоненту, который не доступен в настоящий момент времени. Если получатель не может принимать данные по какой-либо причине, то отправитель информируется о том, что соеди­нение не может быть установлено.

Сети с установлением соединения формируются на основе коммутируемых каналов между устройствами. Но нельзя говорить о том, что это сети с комму­тацией каналов. В ATM соединение создается коммутацией или последователь­ным соединением отрезков каналов между коммутаторами. А сама передача ячеек производится методом коммутации. Однако коммутаторы в сетях с уста­новлением соединения используются для создания и управления выделенным соединением и для ретрансляции данных.

Когда отправитель намеревается передавать данные, он должен сначала по­слать запрос на создание соединения. Процесс передачи данных начнется только тогда, когда отправитель будет извещен о том, что получатель готов их при­нимать.

При создании выделенного соединения отправитель может потребовать от сети предоставления ему определенных качественных характеристик, связан­ных с этим соединением. Этими характеристиками могут быть как пропускная способность, так и различные параметры качества обслуживания. Если отпра­витель требует поддержания постоянной пропускной способности, например, в 20 Мбит/с, определенной задержки и надежности, то сеть гарантирует, что все указанные характеристики будут обеспечены. Если сеть не может это гарантиро­вать, она не позволит установить соединение.

Так как соединение устанавливается только между двумя абонентами, боль­ше не требуется такого количества контрольной информации, которое необходи­мо закладывать в каждый кадр в сети без установления соединения. Хотя сети с установлением соединения при установлении соединения могут потребовать пе­редачи сравнительно большого объема информации, описывающей параметры требуемого соединения, после того как соединение установлено, передаваемая служебная информация минимальна. Например, в сетях ATM данные переда­ются в ячейках с 5 байтами служебной информации. Это гораздо меньше, чем 18 байтов в Ethernet.

После того как соединение создано, передача данных может продолжаться до­статочно большой промежуток времени. При этом использование соединения зна­чительно сокращает время, требуемое для передачи данных (даже при прочих равных обстоятельствах). Уменьшение накладных расходов и устранение традици­онных сетевых задержек при прохождении данных через все устройства в сети де­лают обмен в сетях с установлением соединения более простым и быстрым.

В сети ATM все конечные станции подключаются непосредственно к портам коммутатора. Когда одно устройство запрашивает соединение с другим, комму­таторы, к которым они подключены, устанавливают это соединение. При этом коммутаторы определяют оптимальный маршрут передачи данных. В традици­онных сетях эта функция возложена на маршрутизаторы. Когда же соединение установлено, коммутаторы начинают функционировать как мосты, просто пере­сылая пакеты. Однако такие коммутаторы отличает от мостов один важный мо­мент: если мост отправляет пакеты по всем доступным адресам, то коммутатор пересылает ячейки только следующему узлу на заранее выбранном маршруте.

По аналогии с сетью ATM сеть Ethernet может быть построена таким обра­зом, что все рабочие станции также будут подключены непосредственно к ком­мутатору. В такой конфигурации коммутация в Ethernet становится похожей на коммутацию в сети ATM, так как каждое устройство получает прямой доступ к порту коммутатора. Однако технология коммутации в сети ATM имеет несколь­ко существенных отличий от коммутации в Ethernet. Так как каждое устройство в сети ATM имеет непосредственный доступ к порту коммутатора, то отпада­ет необходимость в дополнительных схемах, определяющих приоритет доступа. Коммутаторы ATM устанавливают соединение между отправителем и получате­лем, а коммутаторы Ethernet — нет. Более того, коммутаторы ATM осуществля­ют как бы надзор за проходящим трафиком, передавая ячейки только после их анализа. Для быстрой пересылки всех поступающих ячеек коммутаторы оснаща­ются сверхбыстродействующей коммутационной матрицей. Кроме того, пропуск­ная способность портов также достаточно велика.

В табл. 11.1 технологии классифицируются по принципу установления со­единения.

Таблица 11.1. Классификация технологий по принципу установления соединения

Технология	Режим передачи
Х.25	Без установления соединения
Ethernet	Без установления соединения
Frame Relay	С установлением соединения
DQDB	Без установления соединения
SMDS	Без установления соединения
ATM	С установлением соединения
B-ISDN	С установлением соединения