Архитектурные особенности

При передаче информации через ATM коммутаторы возможна комму­тация или путей или каналов. На рис. 5.10 показана возможная структура коммутации виртуальных путей в ATM коммутаторе.

Рисунок 5.10

На рис. 5.11 показана структура коммутации виртуальных каналов в ATM

к оммутаторе. Таким образом, значение идентификатора может изменяться на каждом коммутаторе, и каждый коммутатор содержит коммутирующую матрицу.

Технология ATM обеспечивает следующие 4 категории обслуживания трафика:

• С постоянной скоростью передачи CBR (Constant Bit Rate)

• С переменной скоростью передачи в реальном времени VBR-RT (Variable Bit Rate - Real Time)

• С переменной скоростью передачи не в реальном времени VBR-NRT (Not Real Time VBR)

• С доступной скоростью передачи ABR (Available Bit Rate)

• С неопределенной скоростью передачи UBR (Unspecified Bit Rate)

Постоянная скорость применяет пользователи, трафик у которых чувствителен к задержкам (аудио, видеоданные). При этом гарантируется малая задержка передачи данных. Канал в этом случае используется неэффективно, так как независимо от того, есть передача или нет, он постоянно резервируется. При переменной скорости резервирование канала не происходит. Допустимая скорость обеспечивает допустимые задержки. Неопределенная скорость передачи применяется при передаче данных, допускающей большие задержки. Все ячейки отмечаются как разрешенные к сбросу, и, если возникает перегрузка в сети, они отбрасываются.

Модель ATM подобна нижним уровням модели OSI (рис 5.12).

Уровень адаптации AAL (ATM Adaptive Layer) решает следующие задачи: формирование ячеек ATM, представление уровню ATM информации для установления соединений, обеспечивающих требуемые показатели качества обслуживания, предотвращения перегрузок в узлах. Уровень адаптации состоит из 2х подуровней: нижнего – сегментации и последующей сборки SAR (Segmentation and Reassembly), и верхнего – конвергенции CS. Нижний подуровень выполняет разбивку (сегментацию) сообщений на ячейки ATM и формирует заголовок в этих ячейках. Работа верхнего подуровня зависит от класса передаваемого трафика. Уровень адаптации реализует группу протоколов AAL1-AAL5. Каждый протокол обрабатывает пользовательский трафик определенного вида (табл. 5.2). Например, протокол AAL1 предназначен для передачи по сетям ATM трафика с постоянной скоростью. При передаче трафика локальных сетей используется протокол AAL5, который позволяет пересылать большие по размеру пакеты, длиной от 1 до 65535 октетов. Для указания последней ячейки в протоколе AAL5 используется младший бит поля PIT. Этот бит устанавливается отправителем в единичное состояние при передаче последней ячейки и называется битом окончания пакета.

Подуровень преобразования (CS) осуществляет подготовку информации, поступающей с пользовательского уровня для сегментации. Это необходимо для правильного восстановления исходного пакета на приемной стороне. Преобразованный пакет передается на подуровень SAR (сегментация и десегментация), который осуществляет разбивку и сборку информации по ячейкам (пакетам) в 48 байт.

На уровне ATM осуществляется создание ATM ячеек, когда прибавляется к ним заголовок, в котором формируется выходной адрес. И на этом же уровне осуществляется мультиплексирование информации, поступающей от различных пользователей в один информационный поток.

Физический уровень также содержит два подуровня. Самый низкий подуровень осуществляет связь с передающей средой, которой может быть SONET, экранированный кабель DB3,DS1(T1), FDDI.

Информация, передаваемая по ATM-сетям, может быть разбита на классы (табл. 5.2).

Таблица 5.2

Классы	Синхронизация		Скорость		Установление соединения		Тип информации
	да	нет	пост.	перемен.	да	нет
А	+		+		+		аудио и видео
В	+			+	+		аудио и видео
С		+		+	+		цифровые данные
D		+		+		+	цифровые данные

Класс D используется для установления соединений. 5-й класс - сервис, который используется отдельным пользователем и производителем обору­дования ATM.

В сетях ATM установление виртуального соединения предшествует передаче информации. Виртуальным соединением называют определенным образом сконструированную передающую среду между двумя или большим числом оконечных устройств. Для установления виртуального соединения вначале создается один или несколько виртуальных сигнальных каналов, обеспечивающих прокладку виртуальных путей и каналов. Такое виртуальное соединение имеет не уникальный адрес, а уникальные идентификаторы VPI и VCI, которые указываются в каждом заголовке ячеек. Значение идентификатора VPI и VCI может изменяться в каждом коммутаторе. Таким образом, сеть АТМ напоминает работу обычной телефонной сети, тогда как работа других типов КС напоминает работу почты. Принцип работы с помощью таких идентификаторов: порт - путь - канал, то есть каждый порт имеет один и тот же набор VPI и VCI. Связью называется участок передающей среды, в котором значение идентификаторов VPI и VCI постоянны. Виртуальное соединение между двумя или большим числом пользователей состоит из совокупности таких связей. При передаче информации по АТМ-сетям мультиплексирование вначале осуществляется по VP, а потом по VC, то есть практически VP определяет статические связи, a VC - динамические связи. Таким образом, заголовок ячейки ATM содержит не адрес, а значение уникальных виртуальных идентификаторов VPI и VCI, которые позволяют узлам коммутации задавать маршрут. Значения этих идентификаторов могут изменяться в каждом узле коммутации. В качестве примера рассмотрим сеть (рис. 5.13), которая состоит из трех узлов (01, 02 и 03) и трех пунктов приема сообщений (строки А, В, С).

Рисунок 5.13

Допустим, что информация, принадлежащая какому-то заданию, поступает со стороны А со значениями VPI=69 и VCI=34, на нулевой порт коммутатора 01. Эта информация будет через порт 06 выдана из первого ком­мутатора, при этом идентификаторы могут изменяться: VPI станет равным 77, a VCI=34. Каждый порт в любом коммутаторе имеет определенные значения VPI и VCI, которые хранятся в таблицах коммутации. Таблица коммутации коммутационного узла 01 представлена в таблице 5.3.

Таблица 5.3

Вход			Выход
	VPI	VCI		VPI	VCI
Порт 0	69	34 41	Порт 6	77	34 41
Порт 1	71	19 21 39	Порт 7	53	19 21 39

Таким образом, технология ATM позволяет применять различные схемы обслуживания пользователей, выделять полосу в соответствии с их потребностями, быстро перестраивать параметры, что приводит к эффективному использованию ресурсов канала связи.