Службы ATM
Понятие Asynchronous Transfer Mode (ATM, асинхронный режим передачи) описывает ряд связанных и стандартизованных технологий. ATM отличается от других существующих технологий ЛВС и ГВС по многим параметрам. Технология ATM была специально разработана для поддержки быстродействующих коммуникаций. ATM позволяет эксплуатировать высокоскоростные сети, наиболее эффективно управляя использованием полосы пропускания, сохраняя при этом гарантированное качество обслуживания для пользователей и приложений со строгими требованиями к обслуживанию.
Рассмотрим понятие "асинхронный режим передачи".
Асинхронный. Это означает, что доступная ширина полосы пропускания сети не разделена на фиксированные каналы или слоты, задаваемые при помощи механизма синхронизации. Устройства, взаимодействующие через асинхронные коммуникации, не ограничены точным значением скорости передачи. Отправитель и получатель договариваются о скорости обмена информацией исходя из аппаратных ограничений и собственной способности поддерживать надежную передачу.
Режим передачи. Этот термин описывает способ организации обмена информацией. В ATM для структурирования и упаковки данных для передачи используется концепция малых ячеек фиксированной длины. Механизм ATM с использованием ячеек, в отличие от механизма передачи пакетов переменной длины, который применяется в наиболее старых из существующих на данный момент сетевых технологий, гарантирует установление и управление соединениями так, чтобы никакой поток данных или соединение не могло бы монополизировать путь передачи данных.
Достоинства ATM
ATM обеспечивает управление качеством обслуживания в тех сетях, где должны присутствовать несколько типов информации (например, данные, голос, а также видео и звук в реальном времени). ATM позволяет передавать поток каждого из этих типов информации через одно сетевое соединение.
Преимущества ATM:
Высокоскоростная связь. В отличие от традиционных технологий работы с сетями типа ЛВС на базе Ethernet и служб уровня Т в WAN, технология ATM не имеет физических или архитектурных ограничений, которые не позволяют (или, по крайней мере, усложняют этот переход) перейти к более высоким скоростям передачи данных. Современные продукты ATM обеспечивают поддержку передачи данных на скоростях от 25 Мбит/с по неэкранированной витой паре (UTP) и экранированной витой паре (STP), 155 Мбит/с по среде UTP и оптоволокну, и от 622 Мбит/с до 4,8 Гбит/с (только по оптоволоконной среде).
Служба с установлением логического соединения, подобно традиционной телефонии. Подобно традиционным телефонным службам, ATM использует модель обслуживания с установлением логического соединения. Поскольку стандарты ATM формализованы организацией ITU, телефонные компании во всем мире могут применять высокоскоростную технологию ATM вместо сетевых инфраструктур с гарантией, что все существующие телефонные службы и все приложения могут быть приспособлены к новой сети. В настоящее время телефонные компании в Соединенных Штатах перевели более 70% внутренних сетей на ATM. Технология ATM направлена на то, чтобы стать в скором времени глобальным стандартом для телефонии.
Чтобы сохранить полную поддержку традиционных телефонных служб (голос, факс и различные услуги АТС), службы ATM с установлением логического соединения гарантируют, что все используемые в настоящее время приложения телефонии, которые поддерживаются Общественными коммутируемыми телефонными сетями (Public Switched Telephony Networks, PSTN), будут поддерживаться и в дальнейшем.
Быстрая аппаратная коммутация. Поскольку весь трафик ATM передается в малых ячейках фиксированной длины (точно 53 байта), процесс маршрутизации трафика во взаимосвязанных сетях может происходить быстро, в отличие от других моделей взаимосвязи сетей, например, TCP/IP. В ATM весь трафик передается с использованием коммутации, а не маршрутизации. Коммутация ячеек в ATM является более простым и более однородным процессом по сравнению с традиционной маршрутизацией, используемой в сетях передачи пакетов, например Ethernet и TCP/IP.
В сетях с передачей пакетов маршрутизаторы должны использовать программное обеспечение для правильной обработки ряда изменений в потоке передачи, например, для определения издержек различных маршрутов, для измерения длины пакета, для фрагментирования пакета, для передачи пакетов в правильном порядке и для пересборки пакетов.
В качестве замены традиционных методов маршрутизации ATM использует простой процесс коммутации, основанный на концепции виртуальных каналов (Virtual Circuit Connections, VCC). VCC формируются при помощи ряда назначенных идентификаторов виртуального пути (Virtual Path Identifier, VPI) и идентификаторов виртуального канала (Virtual Ciruit Identifier, VCI) между коммутаторами. Фактические пути и каналы, используемые каждым коммутатором, идентифицируются зарезервированным числом битов в заголовке каждой ячейки ATM.
Поскольку информация VPI/VCI всегда появляется в одном и том же месте каждой ячейки, коммутаторы ATM могут быстро считывать числа VPI/VCI входящей ячейки, коммутировать эту ячейку, заменяя эти числа на новые числа VPI/VCI, и немедленно передавать эту ячейку через выходной порт. Поскольку поток ячеек ATM может быть более однородным и предсказуемым, то для выполнения функций коммутации может использоваться аппаратный механизм синхронизации.
Единый универсальный сетевой транспорт. ATM поддерживает единый способ передачи данных, позволяющий связывать сети любых размеров и масштабировать их в будущем.
При использовании ATM в качестве глобального транспорта для всех сетей не нужно обеспечивать дополнительную трансляцию и шлюзы между традиционными транспортами для ЛВС (типа Ethernet или Token Ring) и транспортами для ГВС (типа Х.25, Frame Relay и Т1 или выделенных линий), что создает единую "бесшовную" сеть, полностью реализуемую на основе ATM.
Хотя чистые ATM-сети в настоящее время встречаются не так уж часто, ATM обеспечивает возможность взаимодействия с существующими сетевыми технологиями типа Ethernet и Token Ring при помощи службы Эмуляции ЛВС (LAN Emulation, LANE) и поддержки новых стандартов TCP/IP поверх ATM, которые позволяют перейти к ATM, сохраняя прозрачные соединения с клиентами, использующими унаследованные технологии.
Например, удаленный пользователь с домашнего компьютера, используя новые технологии типа Asymmetric Digital Subscribers Line (ADSL, асимметричная цифровая абонентская линия) или кабельный модем, мог бы устанавливать соединение с корпоративной частной ЛВС на базе ATM в удаленном офисе и обмениваться информацией, используя только ATM. Такая схема возможна, поскольку сети ГВС, в настоящее время развернутые телефонными компаниями в США и в других странах, для обеспечения традиционных телефонных служб переведены на ATM.
В одном сетевом подключении можно безболезненно смешивать данные разных типов. В большинстве случаев голос, видео и обычные данные передаются по раздельным сетям из-за специфических требований и характеристик для каждого из этих типов информации. В ATM все эти типы информации могут надежно передаваться через единое сетевое подключение. ATM использует концепцию категорий обслуживания (service categories) и установление договоров (контрактов) на определенное качество обслуживания (Quality of Service, QoS) между конечными пользователями ATM и коммутаторами для того, чтобы получить надежную службу передачи данных.
Гибкое и эффективное распределение ширины полосы пропускания сети. Даже при том, что технология ATM обеспечивает реальную ширину полосы пропускания наиболее требовательным современным приложениям мультимедиа, она также позволяет быстро выбрать нужную ширину полосы пропускания для тех соединений, где это необходимо более всего ATM использует категории обслуживания, чтобы назначить уровни производительности для каждого соединения.
Это позволяет использовать ATM для того, чтобы определить приоритет и качество обслуживания для каждого сетевого соединения ATM с требуемой точностью. Все категории обслуживания ATM на основе параметров QoS измеряют производительность канала и качество обслуживания, которое предписано на аппаратном уровне адаптерами и коммутаторами ATM.
|
