Зміст
Технологія ATM та її характеристики
Алгоритм RED: червоне світло для зайвих пакетів
RED в мережах TCP/IP
RED в мережах ATM
Що ж таке ATM?ATM або Asynchronous Transfer Mode (Режим асинхронної передачі) – це технологія комутації пакетів, що формує ядро Broadband ISDN або Broadband Integrated Services Digital Network (Багатофункціональна цифрова мережа) і забезпечує передачу цифрових, голосових і мультимедійних даних одночасно через одні і тіж лінії. Спочатку швидкість передачі була визначена 155 Мбіт/с, потім 662 Мбіт/с і планується до 2.488 Гбіт/c. ATM використовується як в локальних, так і глобальних мережах, успішно застосовується для зв’язку локальних мереж, сильно віддалених одна від одної.
Загальні характеристики ATM:
1. Лінії зв’язку – оптичні, локальні і довгі. Довгі лінії можуть бути виділеними (арендуємими) та коммутаційними.
2. Забезпечення паралельної передачі. Кожний вузол може мати виділене з’єднання з будь-яким іншим вузлом.
3. Робота завжди на максимальній швидкості.
4. Використання пакетів фіксованої довжини - чарунка по 53 байти.
5. Коррекція помилок і маршрутизації на апаратному рівні (частково завдяки фіксованому розміру чарунок).
6. Одночасна передача даних, відеоінформації та голосу. Фіксований розмір чарунок забезпечує рівномірний голосовий потік.
7. Легкість балансування завантаження. Комутація пакетів дозволяє при необхідності підвищення пропускної можливості встановити множину віртуальних ланцюгів між передатчиком та приймачем.
Типи фізичних інтерфейсів. Інтерфейс користувача UNI (User Network Interface), визначений ATM-форумом, допускає різні типи фізичного інтерфейсу:
· SONET або Synchronous Optical Network (Стандарт ANSI для оптоволоконних мереж), ОС-3, STS-3 або STM-1 в термінології CCITT (Consultative Committee on International Telephone and Telegraph – Міжнародний комітет стандартизації телефонного і телеграфного зв’язку), 155.52 Мбіт/с
· DS3, 44.736 Мбіт/с
· 100 Мбіт/с з кодуванням 4В/5В
· 155 Мбіт/c з кодуванням 8В/10В
Всі ці інтерфейси використовують оптоволокно, хоча розробляються варіанти стандартів на витковій парі UTP-3 або Unshielded Twisted Pair (Неекранована виткова пара проводів).
Сервіси. Для різних видів інформації (голос, відеоінформація, дані), що передаються за допомогою ATM, визначені такі класи сервісів:
· клас A використовується для передачі з постійною швидкістю потоку даних (Constant Bit Rate – CBR). Він забезпечує емуляцію комутуємого каналу, підходить для голосових даних.
· клас B використовується для передачі з змінною швидкістю потоку даних (Variable Bit Rate – VBR), наприклад, для відеоконференцій.
· клас C використовується для передачі даних з встановленням з’єднання (ABR).
· клас D використовується для передачі даних без встановлення з’єднання (UBR).
Як формується чарунка? Для кожного класу сервісу встановлені протокольні блоки даних PDU (Protocol Data Unit), які є блоками даних для чарунок. Кожний PDU містить 48 октетів – груп по 8 біт (разом 48 байт), що використовуються для заголовку, концевика і власне даних (Payload в термінології ATM). Інші 5 октетів чарунки (разом 5 байт) складають заголовок ATM. В нього входять 4 біта загального керування потоком, 8 біт ідентифікатора вітуального шляху VPI (Virtual Path Identifier), 16 біт ідентифікатора віртуального каналу VCI (Virtual Channel Identifier), 3 біта вказівника типу даних (Payload Type), 1 біт CLP (Cell Loss Priority) та 8 біт HEC (Header Error Control). Біт CLP визначає можливість відкидання даної чарунки у випадку напруженого рівня трафику.
В ATM розрізняють 3 плани (групи діяльності):
· план керування, на якому встановлюються і обслуговуються виклики і з’єднання
· план користувачів, на якому відбувається звичайний обмін даними
· план менеджменту, який координує всі 3 плани і керує ресурсами
Як же відбувається передача? Потоки даних від різних типів сервісів (голос, відеоінформація, дані і чарунки від ATM-станцій) оброблюються сервісами відповідних класів і “розфасовуються” у 48-октетні PDU, які вкладаються у чарунки і мультиплексуються у потік чарунок для передачі. (Саме слово мультиплексування означає комбінування окремих сигналів в єдину швидкісну передачу). За допомогою ATM в носій передаються чарунки з багатьох джерел. Вони можуть змішуватись, проте кожна має свою цільову адресу, а саме: чарунки містять ідентифікатори віртуальних каналів і шляхів, які використовуються для досягнення адресата призначення (перші 5 октетів чарунки). ATM-комутатор використовує інформацію ідентифікаторів для направлення чарунок у відповідний порт. Потік чарунок кодується і передається через фізичне середовище передачі ATM-мережі. При мультиплексації сигнали надходять по порядку через регулярні проміжки часу. Тобто – всі чарунки за часом і розміром однакові. На приймальному боці відбуваються зворотні перетворення і потоки даних передаються на вихід відповідним сервісам.
Плюси ATM.
· ATM комбінує мультиплексацію і комутацію пакетів в одному універсальному методі передачі даних. Він підтримує передачу даних в локальних мережах, а також передачу голосової і відеоінфомації. Так як чарунки мають невеликий розмір, вони обробляються швидко. Затримка на перемикання пакетів невелика. Це має важливе значення для передачі мови і відео, які дуже залежать від часу.
· ATM – це транспортний протокол, який працює на підрівні MAC рівня зв’язку даних. Завдяки цьому він може працювати над багатьма топологіями фізичного рівня, на відміну від FDDI (Fiber Distributed Data Interface – використовується для міжмережної передачі даних, використовує топологію подвійного кільця). ATM не базується на якомусь конкретному протоколі. Він може відображати будь-який вид пакету в 53-байтову чарунку і передавати її по кабелю або глобальній мережі.
· ATM може використовуватися в якості фізичного носія для організації глобальних мереж SONET, які телефонні компанії використовують в телефонних лініях і мережних комунікаціях.
· Стандарт ATM не обмежений швидкістю передачі як FDDI (працює зі швидкістю 100 Мбіт/с).
· Малий розмір чарунок не потребує спеціальної обробки як в FDDI.
Алгоритм RED: червоне світло для зайвих пакетів
Якщо вже було згадано про біт CLP (Cell Loss Priority), який визначає можливість відкидання даної чарунки у випадку напруженого трафіку, то доречною буде і розповідь про так званий алгоритм RED або Random Early Detection (Своєчасне знаходження перевантаження).
Дуже широко застосовується для передачі трафіка локальних мереж і Internet зазначений вище тип сервісу UBR (клас D), що зумовлено його простою реалізацією. До трафіка не пред’являються які-небудь жорсткі вимоги і мережа просто передає стільки даних користувача, скільки може. Відповідно “поведінка” трафіка в мережі ATM стає неконтрольованою, що призводить до небажаних наслідків, таких як перевантаження і втрата даних.
Завантажити реферат