6.6.5. Дополнительные классы трафика

В процессе развития стандартизации ATM были предложены два новых типа сервиса:

UBR - нерегламентированная скорость передачи;

ABR - возможная скорость передачи.

В соответствии с этим в рамках ATM развивается два новых класса услуг:

• Класс X: ориентированная на соединение услуга передачи данных в широкополосной виртуальной сети, где ис­пользование AAL, типа трафика VBR или CBR, а также требование синхронизации, задаются пользователем. Тип сервиса, полоса частот и уровень QoS выбираются пользователем с помощью сообщения, устанавливающегс конфигурацию сервиса Class X. Сервис носит название UBR;

• Класс Y: услуга передачи данных, которая позволяет пользователю сообщить менеджеру сети нужные ему по­лосу пропускания и класс сервиса для данной передачи (сервис - ABR). Он используется для передачи случайно возникшего и некритичного трафика.

6.7. Коммутация потоков atm ячеек

Коммутатор - один из самых важных элементов сети ATM. От его эффективности обработки ячеек зависит производительность сети. Коммутатор является и маршрутизатором. Он должен уметь управлять асинхронным и синхронным трафиком, с одной стороны, и дсйтафаммным, а также рассчитанным на установление соединения трафиком, с другой стороны.

Для осуществления коммутации потоков, использующих физические уровни SDH, комму­татор должен иметь скорость коммутации выше 40 Гбит/с. Поэтому коммутаторы и исполь­зуемые в них решения - объект разработки специальных компаний. Эти решения обобщались AF, однако в его публикациях нет раздела "Коммутация".

6.7.1. Коммутация и маршрутизация на основе заголовка ячейки

Мы описывали кратко процесс коммутации и маршрутизации с использованием VPI/VCI, см. п.6.2.3 и рис.6-3. Коммутация делится на два типа: коммутации виртуальных путей и коммута- ции виртуальных каналов.

В первом случае нужно анализировать только поле VPI, во втором - как VCI, так и VPI. При этом значение VCI прозрачно проходит через коммутаторы, осуществляющие VPI комму­тацию, а несколько VPI-коммутаторов. включенных подряд, можно рассматривать как выде­ленную линию. С другой стороны любой узел может использовать идентификаторы VCI на любом маршруте VPI. Наконец, для коммутатора-маршрутизатора пет разницы между VPI и VCI, учитывая, что последние могут устанавливаться и изменяться профаммным обеспечени­ем самих коммутаторов.

6.7.2. Временные и пространственные коммутаторы

В настоящее время используются два типа коммутаторов: пространственные и временные (рис.6-10а, б). В обоих случаях задача коммутаторов - передача па выход трафика. поступив­- шего с метками VPI/VCI па вход.

Рис.6-10. Схема коммутации: а) пространственная коммутация; 6) временная коммутация

Временные коммутаторы

При временной коммутации роль портов играют тайм-слоты, т.е. коммутатор получает па вход последовательность ячеек, распределенных по n тайм-слотам, и перераспределяет их по т тайм-слотам выходной последовательности (рис.6-10б).

Временные коммутаторы работают с временными последовательностями и требуют ор­ганизации очередей и буферов памяти для обработки ячеек с различными временными при­оритетами и временем прихода.

Все временные коммутаторы принято делить на две группы:

• коммутаторы с общей внутренней средой передачи;

• коммутаторы с общей памятью.

Коммутаторы с общей внутренней средой передачи. Временные коммутаторы предпола­гают операции мультиплексирования параллельных потоков ячеек и их преобразование в последовательный поток тайм-слотов. Этот метод должен использовать общую внутреннюю среду передачи, скорость в которой д.б. в k раз выше (где k - коэффициент мультиплексиро­вания). Такими средами передачи м.б. шины или кольца, а коммутаторы с такой средой пе­редачи делят на коммутаторы с общей шиной или с общим кольцом. Коммутаторы такого типа легко осуществляют режимы широковещательной передачи (бродкастинга) и передачи типа "т-мт". Очевидны и ограничения, накладываемые максимальной скоростью промежу­точной среды передачи па коэффициент мультиплексирования коммутатора.

Коммутаторы с общей памятью состоят из одного двухпортового модуля памяти, куда за­писывается мультиплексированная последовательность. Память логически организуется в виде очередей, число которых равно числу выходных портов. Узким местом таких коммута­торов является время доступа к памяти, которое д.б. достаточно мало для поддержки необ­ходимой частоты обращений входного и выходного трафика.

Пространственные коммутаторы

Временные коммутаторы имеют два важных недостатка: необходимость мультиплекси­рования па входе и демультиплексирования на выходе, ограничивающие число используе­мых портов коммутатора; необходимость централизации управления процессами буфериза­ции, что увеличивает сложность коммутатора.

Этих недостатков нет у пространственных коммутаторов, которые нашли широкое при­менение в сетях ATM. Они позволяют одновременно коммутировать параллельные потоки входных портов на потоки ВЫХОДНЫХ портов и обладают рядом особенностей и свойств.

Для пространственной коммутации трафик поступает на n входов и коммутируется на т выходов (рис.6-10а). Одно из наиболее важных свойств - свойство неблокируемоести. Ком­мутатор называется неблокирующим, если любой свободный входной порт м.б. соединен с любым свободным выходным портом, а если пет, то коммутатор является блокирующим.

Пространственные коммутаторы используют атрибуты цифровых кросс-коммутаторов -идентификаторы линий и транков. В результате каждый канал ОЦК DS0 ассоциируется па приемной стороне с номером пути DS1 и номером входного физического порта (линией DS3), а на выходе - с номером выходного физического порта (трапком DS3) и соответст­вующим номером пути DS1 и канала DS0 (рис.6-11, верхняя часть).

Схема коммутации такого коммутатора описывается таблицей кросс-коммутации (рис.6-11, нижняя часть), в которой можно проследить коммутацию двух входных потоков DS0 (1 и 2). Схема работы коммутатора в общем случае достаточно проста: па входном порту (Линия 1. DS3) счптывастся путевая метка VPI/VCI (DS1/DS0), идентифицирующая конечного пользова­- теля (VCI), по маршрутной таблице для входной тройки: Линия 1-DS1(1)-DS0(1), определяется

выходная тройка: Транк 2 (DS3)-DS1(1)-DS0(5), и происходит трансляция маршрутной инфор­мации входных заголовков в содержимое выходных заголовков (рис.6-12).

Рис.6-11. Схема цифрового кросс-коммутатора и таблицы коммутации

Учитывая, что коммутаторы могут осуществлять операции мультиплексирования (комму­тируя несколько входных потоков/портов п один поток/порт), они должны иметь буфер (на входе и/или на выходе для выравнивания потоков перед мультиплексированием) и уметь управлять очередью (па рис.6-12 такие буферы установлены на выходе по одному на каждый выходной порт). Таким образом, можно констатировать, что коммутаторы ЛТМ должны вы­полнять следующие функции: пространственную коммутацию, маршрутизацию, мультиплек­сирование. организацию/управление очередями и трансляцию заголовков.

Технология ЛТМ использует предварительное установление соединения и статическую маршрутизацию, но это не мешает ей применять динамическую маршрутизацию, свойствен­ную системам, работающим без предварительного установления соединения.

Рис.6-12. Маршрутизация и трансляция ячеек