10.3. Уровень адаптации атм
Для поддержки классов трафика и обеспечения пользователю гарантий качества обслуживания на оконечных пунктах сетей АТМ предусмотрены протоколы адаптации ААL (АТМ Adaptation Layer). Форумом АТМ стандартизировано четыре типа протоколов AAL: AAL1, AAL2, AAL¾, AAL5. Эти протоколы соответствуют части второго уровня эталонной модели OSI (см. рис. 10.1). В зависимости от конкретного вида информации пользователя (речь, видео или данные) и класса служб (А,В,С или D) используется определенный тип протокола AAL. В таблице 10.2 приведены сервисы AAL и соответствующие им классы трафика, гарантированные пользователю показатели качества обслуживания (QoS) и используемые для реализации типы протоколов AAL. Сервису с постоянной битовой скоростью CBR (Constant Bit Rate) соответствует тип трафика класса службы А. Согласованию пользователя с сетью подлежат параметры трафика PCR и CDVT, показатели задержки и потерь ячеек. Для реализации используется протокол AAL1. Типичные применения CBR включают телефонию, телевидение, радио, видео по требованию. Сервису с переменной битовой скоростью реального времени rt-VBR (real-time Variable Bit Rate) соответствует тип трафика класса службы B. Согласованию пользователя с сетью подлежат параметры трафика PCR, CDVT, SCR, MBS, показатели задержки и потерь ячеек. Для реализации используется протокол AAL2. Типичные применения rt-VBR сжатая речь, аудио и видео. Сервису с переменной битовой скоростью нереального времени nrt-VBR (non-real-time Variable Bit Rate) соответствует тип трафика класса службы С. Согласованию пользователя с сетью подлежат параметры трафика PCR, CDVT, SCR, MBS, показатель потерь ячеек. Для реализации используется протокол адаптации AAL5. Поскольку класс трафика С относится к службе передачи данных, то используемый протокол AAL5 не гарантирует показатель задержки ячеек.
Таблица 10.2. Сервисы AAL, классы и параметры трафика, гарантированные QoS и типы AAL
Сервисы AAL |
Классы службы |
Параметры трафика |
Гарантированные QoS |
Типы AAL |
||
Задержки ячеек |
Потери ячеек |
|||||
CBR |
Класс А |
PCR, CDVT |
да |
да |
AAL1 |
|
rt-VBR |
Класс В |
PCR,SCR,MBS,CDVT |
да |
да |
AAL2 |
|
nrt-VBR |
Класс С |
PCR,SCR,MBS,CDVT |
нет |
да |
AAL5 |
|
UBR |
Класс С |
PCR, CDVT* |
нет |
нет |
AAL5 |
|
Класс D |
PCR, CDVT* |
AAL¾ |
||||
ABR |
Класс С |
PCR, MCR,CDVT |
нет |
да |
AAL5 |
|
Класс D |
PCR, MCR,CDVT |
AAL¾ |
||||
* необязательный для соблюдения параметр
Сервис неопределённой битовой скорости UBR (Unspecified Bit Rate) соответствует трафику классов С и D. С пользователем в этом случае согласуется только параметр PCR. UBR не гарантирует никакой параметр QoS. Реализуется UBR с помощью протоколов AAL¾ или AAL5. Чем меньше загружена сеть, тем больше вероятность доставки ячеек. Несмотря на высокую вероятность потери ячеек UBR применяется для некритичных приложений: проверка кредитных карт (если попытка не удалась, то пользователь попробует еще раз), электронная почта, факсимильные сообщения и др. Сервис доступной битовой скорости ABR (Available Bat Rate) соответствует трафику классов С и D. При этом с пользователем согласуются параметры PCR и MCR. Пользователь начинает передачу на скорости MCR и далее увеличивает скорость, пока сеть не укажет на высокую вероятность потерь ячеек. Тогда скорость снижается до малой вероятности потерь. Для ABR сеть гарантирует вероятность доставки ячеек, отправленных со скоростью равной или меньшей MCR. Сервис ABR позволяет оконечным станциям адаптировать их трафик к текущему состоянию сети. Это осуществляется с помощью сообщений обмена сети с пользователем по специальному виртуальному каналу. Отметим, что параметр трафика во многом похож на согласованную скорость передачи CIR в сети Frame Relay (глава 8). Как видно из рис. 10.4 уровень адаптации AAL делится на два подуровня. Нижний подуровень AAL является подуровнем сегментации и повторной сборки (восстановления) SAR (Segmantation and Reassembly), а верхний подуровень AAL – подуровень конвергенции CS (Convergence Sublayer). Основная функция AAL заключается в объединении (адаптации) разных трафиков и разных сервисов в инфраструктуре ATМ. На рис. 10.4 приведена общая схема операций стека протокола сети ATM. Подуровень CS необходим для конкретного типа предоставления служб и включает подуровень специфический для служб (SSCS) и общий (CPCS). Подуровень SSCS зависит от приложений и в некоторых случаях может отсутствовать. Подуровень CPCS необходим всем пользователям конкретного типа службы.
Рис. 10.4. Операции протоколов сети ATM
На рис. 10.4 приняты следующие обозначения:
З, К – соответственно заголовок и концевик блока сообщения подуровня СS;
З1 К1, З1 К2, З3 К3... Зn Кn – соответственно заголовки и концевики сегментов подуровня SAR;
Н1 ,Н2, Н3 …Нn – заголовки ячеек уровня АТМ. Рассмотрим операции стека сверху вниз.
Рассмотрим операции стека сверху вниз. Элемент данных протокола PDU (пакет, сообщение) верхнего уровня поступает на вершину стека протоколов ATM на оконечной станции и попадает на подуровень конвергенции CS. В результате добавления служебной информации в виде заголовка (З) и концевика (К) формируется CS-PDU. Каждый тип AAL включает разное содержание в служебную информацию. CS-PDU, переданный на подуровень SAR, сегментируется на блоки длиной 48 байт SAR-PDU), включая в них специфическое содержание для каждого типа AAL в служебную информацию заголовков и концевиков (З1 К1; З2 К2; З3 К3... Зn Кn). Эти модули передают на уровень ATM, где к ним добавляются 5 байт заголовка (Н1 ,Н2, Н3 …Нn) формирующие ячейки. Затем ячейки поступают на физический уровень ATM. На принимающей стороне процесс, показанный на рис. 10.4, происходит в обратном порядке. Результатом является возможность интегрировать множество типов трафика в одну коммутируемую структуру. В SAR-PDU служебная информация, относящаяся к типу AAL1 и гарантирующая только задержку, содержится только в заголовке и включает последовательный номер ячейки (для проверки на потерянные, неверно выставленные или испорченные ячейки). В модуле SAR-PDU служебная информация, относящаяся к типу AAL¾, содержится в заголовке и концевике. Концевик здесь включает контрольно-проверочную комбинацию циклического кода для обнаружения и коррекции ошибок в пользовательских данных. Длина этой комбинации составляет 10 бит для проверки 44 байт полезной информации. Протокол AAL5 используется также как и AAL¾ для предоставления классов служб C, D и определён в качестве альтернативы из-за его сложности. Подуровень конвергенции CPCS AAL5 включает концевик, содержащий 4 байта контрольно-проверочной комбинации циклического кода для обнаружения ошибок в элементе данных и 2 байта для указания длины пользовательских данных.
Протоколы AAL3/4, ALL5 относится к службе передачи данных и производят повторную передачу испорченных элементов CS-PDU, обеспечивая при этом высокий показатель QoS по вероятности потерь.