22863

Глобальные сети. ISDN - сети с интегральными услугами

Лекция

Информатика, кибернетика и программирование

Глобальные сети (Wide Area Networks), которые также называют территориальными компьютерными сетями, служат для того, чтобы предоставлять свои сервисы большому количеству конечных абонентов, разбросанных по большой территории — в пределах области, региона, страны, континента или всего земного шара.

Русский

2015-01-22

125.5 KB

0 чел.

Лекция № 16

Глобальные сети

Глобальные сети (Wide Area Networks), которые также называют территориальными компьютерными сетями, служат для того, чтобы предоставлять свои сервисы большому количеству конечных абонентов, разбросанных по большой территории — в пределах области, региона, страны, континента или всего земного шара.

Глобальные сети обычно создаются крупными телекоммуникационными компаниями для оказания платных услуг абонентам. Такие сети называют публичными или общественными. Существуют также такие понятия, как оператор сети и поставщик услуг сети. Оператор сети — это та компания, которая поддерживает нормальную работу сети. Поставщик услуг, часто называемый также провайдером, — та компания, которая оказывает платные услуги абонентам сети. Владелец, оператор и поставщик услуг могут объединяться в одну компанию, а могут представлять и разные компании.

Кроме вычислительных глобальных сетей существуют и другие виды территориальных сетей передачи информации. В первую очередь это телефонные и телеграфные сети, работающие на протяжении многих десятков лет, а также телексная сеть.

Транспортные функции глобальной сети.  В идеале глобальная вычислительная сеть должна передавать данные абонентов любых типов, которые есть на предприятии и нуждаются в удаленном обмене  информацией. Из представленного списка услуг, которые глобальная сеть предоставляет конечным пользователям, видно, что она используется в основном как транзитный транспортный механизм, предоставляющий только услуги трех нижних уровней модели OSI.  В локальной же сети реализуются все семь уровней модели, включая прикладной, которые предоставляют доступ к данным, преобразуют их форму, организуют защиту информации от несанкционированного доступа.

Однако в последнее время функции глобальной сети, относящиеся к верхним уровням стека протоколов, стали играть заметную роль в вычислительных сетях. Это связано в первую очередь с популярностью информации, предоставляемой публично сетью Интернет.

При построении корпоративной сети можно дополнить недостающие компоненты услугами и оборудованием, арендуемыми у владельцев первичной или телефонной сети. В зависимости от того, какие компоненты приходится брать в аренду, принято различать корпоративные сети, построенные с использованием:

  •  выделенных каналов;
  •  коммутации каналов;
  •  коммутации пакетов.

Последний случай соответствует наиболее благоприятному случаю, когда сеть с коммутацией пакетов доступна во всех географических точках, которые нужно объединить в общую корпоративную сеть. Первые два случая требуют проведения дополнительных работ, чтобы на основании взятых в аренду средств построить сеть с коммутацией пакетов.

Выделенные каналы можно получить у телекоммуникационных компаний. Использовать выделенные линии можно двумя способами. Первый состоит в построении с их помощью территориальной сети определенной технологии, например frame relay, в которой арендуемые выделенные линии служат для соединения промежуточных, территориально распределенных коммутаторов пакетов.

Второй вариант — соединение выделенными линиями только объединяемых локальных сетей или конечных абонентов другого типа, например мэйнфреймов, без установки транзитных коммутаторов пакетов, работающих по технологии глобальной сети (рис.6.4). Второй вариант является наиболее простым с технической точки зрения, так как основан на использовании маршрутизаторов или удаленных мостов в объединяемых локальных сетях и отсутствии протоколов глобальных технологий, таких как Х.25 или frame relay. По глобальным каналам передаются те же пакеты сетевого и канального уровня, что и в локальных сетях.

Именно второй способ использования глобальных каналов получил специальное название «услуги выделенных каналов», так как в нем действительно больше ничего из технологий собственно глобальных сетей с коммутацией пакетов не используется.

Сегодня существует большой выбор выделенных каналов — от аналоговых каналов тональной частоты с полосой пропускания 3,1 кГц до цифровых каналов технологии SDH с пропускной способностью 155 и 622 Мбит/с.

Глобальные сети с коммутацией каналов. Сегодня для построения глобальных связей в корпоративной сети доступны сети с коммутацией каналов двух типов — традиционные аналоговые телефонные сети и цифровые сети с интеграцией услуг ISDN. Достоинством сетей с коммутацией каналов является их распространенность, что характерно особенно для аналоговых телефонных сетей. В последнее время сети ISDN во многих странах также стали вполне доступны корпоративному пользователю, а в России это утверждение относится пока к крупным городам.

Известным недостатком аналоговых телефонных сетей является низкое качество составного канала, которое объясняется использованием телефонных коммутаторов устаревших моделей, работающих по принципу частотного уплотнения каналов. На такие коммутаторы сильно воздействуют внешние помехи, которые трудно отличить от полезного сигнала. Правда, в аналоговых телефонных сетях все чаще используются цифровые АТС, которые между собой передают голос в цифровой форме. Аналоговым в таких сетях остается только абонентское окончание. Телефонные сети, полностью построенные на цифровых коммутаторах, и сети ISDN свободны от многих недостатков традиционных аналоговых телефонных сетей. Они предоставляют пользователям высококачественные линии связи, а время установления соединения в сетях ISDN существенно сокращено.

Однако даже при качественных каналах связи, которые могут обеспечить сети с коммутацией каналов, для построения корпоративных глобальных связей эти сети могут оказаться экономически неэффективными. Так как в таких сетях пользователи платят не за объем переданного трафика, а за время соединения, то при трафике с большими пульсациями и, соответственно, большими паузами между пакетами оплата идет во многом не за передачу, а за ее отсутствие. Это прямое следствие плохой приспособленности метода коммутации каналов для соединение компьютеров.

Тем не менее при подключении массовых абонентов к корпоративной сети, например сотрудников предприятия, работающих дома, телефонная сеть оказывается единственным подходящим видом глобальной службы из соображений доступности и стоимости (при небольшом времени связи удаленного сотрудника с корпоративной сетью).

Глобальные сети с коммутацией пакетов. Сегодня существует много технологий глобальных сетей с коммутацией пакетов: Х.25, frame relay, SMDS, ATM. Кроме них можно воспользоваться услугами территориальных сетей TCP/IP, представленных сетью Интернет, либо коммерческими глобальными сетями, предоставляемыми в аренду телекоммуникационными компаниями.

Таблица 6

Тип сети

Скорость доступа

Трафик

Примечания

Х.25

1,2 – 64 Кбит/с

Терминальный

Большая избыточность протоколов, хорошо работают на каналах низкого качества

Frame Relay

От 64 Кбит/с до 2 Мбит/с

Компьютерный

Сравнительно новые сети, хорошо передают пульсации трафика, в основном поддерживают службу постоянных виртуальных каналов

SMDS

1,544 – 45 Мбит/с

Компьютерный, графика, голос, видео

Сравнительно новые сети, распространены в крупных городах Америки, вытесняются сетями АТМ

ATM

1,544 – 155 Мбит/с

Компьютерный, графика, голос, видео

Новые сети, коммерческая эксплуатация началась с 1996 года, пока используется в основном для передачи компьютерного трафика

TCP/IP

1,2 – 2,048 Кбит/с

Терминальный, компьютерный

Широко распространены в некоммерческом варианте — сети Интернет, коммерческие услуги пока слабые

ISDN — сети с интегральными услугами. Цифровые сети с интегральными услугами (Integrated Services Digital Network) относятся к сетям, в которых основным режимом коммутации является режим коммутации каналов, а данные обрабатываются в цифровой форме. Архитектура сети ISDN предусматривает несколько видов служб (рис.6.16):

  •  некоммутируемые средства (выделенные цифровые каналы);
  •  коммутируемая телефонная сеть общего пользования;
  •  сеть передачи данных с коммутацией каналов;
  •  сеть передачи данных с коммутацией пакетов;
  •  сеть передачи данных с трансляцией кадров (frame relay);
  •  средства контроля и управления работой сети.

В этих сетях большое внимание уделено средствам контроля сети, которые позволяют маршрутизировать вызовы для установления соединения с абонентом сети, а также осуществлять мониторинг и управление сетью. Управляемость сети обеспечивается интеллектуальностью коммутаторов и конечных узлов сети, поддерживающих стек протоколов, в том числе и специальных протоколов управления.

Стандарты ISDN описывают также ряд услуг прикладного уровня: факсимильную связь на скорости 64 Кбит/с, телексную связь на скорости 9600 бит/с, видеотекс на скорости 9600 бит/с и некоторые другие.

Базовой скоростью сети ISDN является скорость канала 64 Кбит/с, которая ориентируется на самый простой метод кодирования голоса — ИКМ (хотя дифференцированное кодирование позволяет передавать голос с тем же качеством на скоростях 32 или 16 Кбит/с).

Одним из базовых принципов ISDN является предоставление пользователю стандартного интерфейса, который образуется между двумя типами оборудования, устанавливаемого в помещении пользователя (Customer Premises Equipment, CPE): терминальным оборудованием пользователя ТЕ (компьютер с соответствующим адаптером, маршрутизатор, телефонный аппарат) и сетевым окончанием NT, которое представлет собой устройство, завершающее канал связи с ближайшим коммутатором ISDN.

Пользовательский интерфейс основан на каналах трех типов:

  •  В — со скоростью передачи данных 64 Кбит/с;
  •  D — со скоростью передачи данных 16 или 64 Кбит/с;
  •  Н — со скоростью передачи данных 384 Кбит/с (Н0), 1536 Кбит/с (Н11) или 1920 Кбит/с (Н12).

Каналы типа В обеспечивают передачу пользовательских данных (оцифрованного голоса, компьютерных данных или смеси голоса и данных) и с более низкими скоростями, чем 64 Кбит/с. Канал типа D выполняет две функции. Первой и основной является передача адресной информации, на основе которой осуществляется коммутация каналов типа В в коммутаторах сети. Второй функцией является поддержание услуг низкоскоростной сети с коммутацией пакетов для пользовательских данных. Обычно эта услуга выполняется сетью в то время, когда каналы типа D свободны от выполнения основной функции. Каналы типа Н предоставляют пользователям возможности высокоскоростной передачи данных. На них могут работать службы высокоскоростной передачи факсов, видеоинформации, качественного воспроизведения звука.

Пользовательский интерфейс ISDN представляет собой набор каналов определенного типа и с определенными скоростями. Поддерживаются два типа пользовательского интерфейса: начальный (Basic Rate Interface, BRI) и основной (Primary Rate Interface, PRI).

Начальный интерфейс BRI предоставляет пользователю два канала по 64 Кбит/с для передачи данных (каналы типа В) и один канал с пропускной способностью 16 Кбит/с для передачи управляющей информации (канал типа D). Все каналы работают в полнодуплексном режиме. В результате суммарная скорость интерфейса BRI для пользовательских данных составляет 144 Кбит/с по каждому направлению, а с учетом служебной информации — 192 Кбит/с. Различные каналы пользовательского интерфейса разделяют один и  тот же физический двухпроводный кабель по технологии TDM, то есть являются логическими каналами, а не физическими. Данные по интерфейсу BRI передаются кадрами, состоящими из 48 бит. Каждый кадр содержит по 2 байта каждого из В каналов, а также 4 бита канала D. Передача кадра длится 250 мс, что обеспечивает заданную скорость данных в каналах. Кроме бит данных кадр содержит служебные биты для обеспечения синхронизации кадров, а также обеспечения нулевой постоянной составляющей электрического сигнала.

Интерфейс BRI может поддерживать не только схему 2В+D, но и В+D и просто D (когда пользователь направляет в сеть только пакетизированные данные).

Основной интерфейс PRI предназначен для пользователей с повышенными требованиями к пропускной способности сети. Интерфейс PRI поддерживает либо схему 30В+D, либо схему 23В+D. В обеих схемах канал D обеспечивает скорость 64 Кбит/с. Первый вариант предназначен для Европы, второй — для Северной Америки и Японии. Ввиду большой популярности скорости цифровых каналов 2048 Кбит/с в Европе и 1544 Кбит/с в остальных регионах, привести стандарт на интерфейс PRI к общему варианту не удалось.

Возможны варианты интерфейса PRI с меньшим количеством каналов типа В, например, 20В+D. Каналы типа В могут объединяться в один логический высокоскоростной канал с общей скоростью до 1920 Кбит/с. При установке у пользователя нескольких интерфейсов PRI все они могут иметь один канал типа D, при этом количество В каналов в том интерфейсе, которые не имеет канала D, может увеличиваться до 24 или 31.

Основной интерфейс может быть основан на каналах типа Н. При этом общая пропускная способность интерфейса все равно не должна превышать 2048 или 1544 Кбит/с. Для каналов Н0 возможны интерфейсы 3Н0+D для американского варианта и 5Н0+D для европейского. Для каналов Н1 возможен интерфейс, состоящий только из одного канала Н11 для американского варианта или одного канала Н12 и одного канала D для европейского варианта.

Адресация в сетях ISDN. Технология ISDN разрабатывалась  как основа всемирной телекоммуникационной сети, позволяющей связывать  как телефонных абонентов, так и абонентов других глобальных сетей — компьютерных, телексных. Поэтому при разработке схемы адресации узлов ISDN необходимо было, во-первых, сделать эту схему достаточно емкой для всемирной адресации, а во-вторых, совместимой со схемами адресации других сетей, чтобы абоненты этих сетей, в случае соединения своих сетей через сеть ISDN, могли бы пользоваться привычными форматами адресов. Разработчики стека TCP/IP пошли по пути введения собственной системы адресации, независимой от систем адресации объединяемых сетей. Разработчики технологии ISDN пошли по другому пути — они решили добиться использования в адресе ISDN адресов объединяемых сетей.

Основное назначение ISDN — это передача телефонного трафика. Поэтому за основу адреса ISDN был взят формат международного телефонного плана номеров, описанный в стандарте ITU-T E.163. Однако этот формат был расширен для поддержки большего числа абонентов и для использования в нем адресов других сетей, например Х.25. Стандарт адресации в сетях ISDN получил номер Е.164.

Если формат Е.163 предусматривает до 12 десятичных цифр в номере, то формат Е.164 расширен до 55 десятичных цифр. В сетях ISDN различают номер абонента и адрес абонента. Номер абонента соответствует точке Т подключения всего пользовательского оборудования к сети. Например, вся офисная АТС может идентифицироваться одним номером ISDN. Номер ISDN состоит из 15 десятичных цифр и делится, как и телефонный номер по стандарту Е.163, на поле "Код страны" (от 1 до 3 цифр), поле "Код города" и поле "Номер абонента". Адрес ISDN включает номер плюс до 40 цифр подадреса. Подадрес используется для нумерации терминальных устройств за пользовательским интерфейсом.

При вызове абонентов из сети, не относящейся к ISDN, их адрес может непосредственно заменять адрес ISDN, но должен предваряться специальным префиксом, указывающим код стандарта адресации.

В сети ISDN существуют два стека протоколов, стек каналов типа D и стек каналов типа В. Каналы типа D образуют достаточно традиционную сеть с коммутацией пакетов. Прообразом этой сети послужила технология Х.25. Для сети каналов D определены три уровня протоколов: физический, канальный и сетевой. Сеть каналов типа D внутри сети ISDN служит транспортным уровнем для так называемой системы сигнализации номер 7 (SS7). Система SS7 была разработана для целей внутреннего мониторинга и управления коммутаторами телефонной сети общего назначения. Эта система применяется и в сети ISDN. Служба SS7 относится к прикладному уровню модели OSI. Конечному пользователю ее услуги недоступны, так как сообщениями SS7 коммутаторы сети обмениваются только между собой.

Каналы типа В образуют сеть с коммутацией цифровых каналов. В терминах модели OSI на каналах типа В в коммутаторах сети ISDN определен только протокол физического уровня. Коммутация каналов типа В происходит по указаниям, полученным по каналу D. На сетевом уровне может использоваться протокол Q931, с помощью которого выполняется маршрутизация вызова абонента службы с коммутацией каналов. Когда пакеты протокола Q931 маршрутизируются коммутатором, то при этом происходит одновременная коммутация очередной части составного канала от исходного абонента к конечному. Протокол Q931 переносит в своих пакетах адрес ISDN вызываемого абонента, на основании которого и происходит настройка коммутаторов на поддержку составного канала типа В.

Несмотря на большие отличия от аналоговых телефонных сетей, сети ISDN сегодня используются в основном так же, как аналоговые телефонные сети, то есть как сети с коммутацией каналов, но только более скоростные: интерфейс BRI дает возможность установить дуплексный режим обмена со скоростью 128 Кбит/с (логическое объединение двух каналов типа В), а интерфейс PRI — 2048 Кбит/с. Кроме того, качество цифровых каналов гораздо выше, чем аналоговых, а это значит, что процент искаженных кадров будет гораздо ниже и полезная скорость обмена данными существенно выше.

Обычно интерфейс BRI используется в коммуникационном оборудовании для подключения отдельных компьютеров или небольших локальных сетей, а интерфейс PRI — в маршрутизаторах, рассчитанных на сети средних размеров. Что же касается объединения компьютерных сетей для поддержки службы с коммутацией пакетов, то здесь сети ISDN предоставляют не очень большие возможности.

На каналах типа В режим коммутации пакетов поддерживается следующим образом — либо с помощью постоянного соединения с коммутатором сети Х.25, либо с помощью коммутируемого соединения с этим же коммутатором. То есть каналы типа В в сетях ISDN являются только транзитными для доступа к "настоящей" сети Х.25. Собственно, это сводится к первому случаю использования сети ISDN — только как сети с коммутацией каналов.

Развитие технологии трансляции кадров на каналах типа В — технологии frame relay — привело к тому, что сети frame relay стали самостоятельным видом сетей со своей инфраструктурой каналов и коммутаторов.

Остается служба коммутации пакетов, доступная по каналу D. Так как после передачи адресной информации канал D остается свободным, по нему можно реализовать передачу компьютерных пакетов Х.25. Чаще всего сеть ISDN используется не как замена сети Х.25, а как разветвленная сеть доступа к менее географически распространенной и узкоспециализированной сети Х.25. Скорость доступа к сети Х.25 по каналу типа D обычно не превышает 9600 бит/с.

Сети ISDN не рассматриваются разработчиками корпоративных сетей как хорошее средство для создания магистрали сети. Основная причина — отсутствие скоростной службы коммутации пакетов и невысокие скорости каналов, предоставляемых конечному пользователю. Для целей же подключения мобильных и домашних пользователей, небольших филиалов и образования резервных каналов связи сети ISDN сейчас используются очень широко, естественно там, где они существуют. Производители коммуникационного оборудования выпускают широкий спектр продуктов для подключения локальных сетей к ISDN — терминальных адаптеров, удаленных мостов и офисных маршрутизаторов невысокой стоимости.

Технология АТМ. Технология асинхронного режима передачи (Asynchronous Transfer Mode) разработана как единый универсальный транспорт для нового поколения сетей с интеграцией услуг, которые называются широкополосными сетями ISDN (B-ISDN).

По планам разработчиков единообразие, обеспечиваемое АТМ, будет состоять в том, что одна транспортная технология сможет обеспечить несколько перечисленных ниже возможностей.

  •  Передачу в рамках единой транспортной системы компьютерного и мультимедийного (голос, видео) трафика, чувствительного к задержкам, причем для каждого вида трафика качество обслуживания будет соответствовать его потребностям.
  •  Иерархию скоростей передачи данных, от десятков мегабит до нескольких гигабит в секунду с гарантированной пропускной способностью для ответственных приложений.
  •  Общие транспортные протоколы для локальных и глобальных сетей.
  •  Сохранение имеющейся инфраструктуры физических каналов или физических протоколов.
  •  Взаимодействие с унаследованными протоколами локальных и глобальных сетей: IP, SNA, Ethernet, ISDN.

Технология АТМ совмещает в себе подходы двух технологий — коммутации пакетов и коммутации каналов. От первой она взяла на вооружение передачу данных в виде адресуемых пакетов, а от второй — использование пакетов небольшого фиксированного размера, в результате чего задержки в сети становятся более предсказуемыми. С помощью техники виртуальных каналов, предварительного заказа параметров качества обслуживания канала и приоритетного обслуживания виртуальных каналов с разным качеством обслуживания удается добиться передачи в одной сети разных типов трафика без дискриминации. Хотя сети ISDN также разрабатывались для передачи различных типов трафика в рамках одной сети, голосовой трафик явно был для разработчиков более приоритетным. Технология АТМ с самого начала разрабатывалась как технология, способная обслуживать все виды трафика в соответствии с их требованиями.

Службы верхних уровней сети B-ISDN должны быть примерно такими же, что и у сети ISDN — это передача факсов, распространение телевизионного изображения, голосовая почта, электронная почта, различные интерактивные службы, например проведение видеоконференций. Высокие скорости технологии АТМ создают гораздо больше возможностей для служб верхнего уровня, которые не могли быть реализованы сетями ISDN — например, для передачи цветного телевизионного изображения необходима полоса пропускания в районе 30 Мбит/с.

До широкого распространения технологии АТМ по оценкам специалистов должно пройти еще 5-10 лет. Такой прогноз связан не только с отсутствием полного набора принятых стандартов, но и с невозможностью быстрой замены уже установленного дорогого оборудования, которое хотя и не так хорошо, как хотелось бы, но все же справляется со своими обязанностями.

Сеть АТМ имеет классическую структуру крупной территориальной сети — конечные станции соединяются индивидуальными каналами с коммутаторами нижнего уровня, которые в свою очередь соединяются с коммутаторами более высоких уровней. Коммутаторы АТМ  пользуются 20-байтными адресами конечных узлов для маршрутизации трафика на основе техники виртуальных каналов. Для частных сетей АТМ определен протокол маршрутизации PNNI (Private NNI), с помощью которого коммутаторы могут строить таблицы маршрутизации автоматически. В публичных сетях АТМ таблицы маршрутизации могут строиться администраторами вручную, как в сетях Х.25, или могут поддерживаться протоколом PNNI.

Подход, реализованный в технологии АТМ, состоит в передаче любого вида трафика —  компьютерного, телефонного или видео — пакетами фиксированной и очень маленькой длины в 53 байта. Пакеты АТМ называют ячейками — cell. Поле данных ячейки занимает 48 байт, а заголовок — 5 байт.

На выбор размера ячейки большое влияние оказала задержка пакетизации — время, в течение которого первый замер голоса ждет момента окончательного формирования пакета и отправки его по сети. При размере поля данных 48 байт одна ячейка АТМ обычно переносит 48 замеров голоса, которые делаются с интервалом 125 мкс. Поэтому первый замер должен ждать примерно 6 мс, прежде чем ячейка будет направлена по сети.

Чтобы пакеты содержали адрес узла назначения, и в то же время процент служебной информации не превышал размер поля данных пакета, в технологии АТМ применен стандартный для глобальных вычислительных сетей прием — передача ячеек в соответствии с техникой виртуальных каналов с длиной номера виртуального канала в 24 бит, что вполне достаточно для обслуживания большого количества виртуальных соединений каждым портом коммутатора глобальной сети АТМ.

Для решения задачи совмещения разнородного трафика в одной сети технология АТМ привлекает и развивает идеи заказа пропускной способности и качества обслуживания, реализованные ранее в технологии frame relay. Разработчики технологии АТМ проанализировали всевозможные образцы трафика, создаваемые различными приложениями, и выделили 4 основных класса трафика, для которых создали различные механизмы резервирования и поддержания требуемого качества обслуживания.

Класс трафика (называемый также классом услуг) качественно характеризует требуемые услуги по передаче данных через сеть АТМ. Первый из критериев — требования к синхронности передаваемых данных, что очень важно при передаче голоса или видеоизображения. Другим важным параметром трафика является величина его пульсаций. Разработчики технологии АТМ решили выделить два различных типа трафика в отношении этого параметра — трафик с постоянной битовой скоростью (CBR) и трафик с переменной битовой скоростью (VBR). К разным классам были отнесены трафики, порождаемые приложениями, использующими для обмена сообщениями протоколы с установлением соединений и без установления соединений.

Основные характеристики классов трафика АТМ приведены в следующей таблице:

Класс трафика

Характеристика

A

Постоянная битовая скорость — CBR.

Требуются временные соотношения между передаваемыми и принимаемыми данными.

С установлением соединения.

Примеры: голосовой трафик, трафик телевизионного изображения.

B

Переменная битовая скорость — VBR.

Требуются временные соотношения между передаваемыми и принимаемыми данными.

С установлением соединения.

Примеры: компрессированный голос, компрессированное видеоизображение.

C

Переменная битовая скорость — VBR.

Не требуются временные соотношения между передаваемыми и принимаемыми данными.

С установлением соединения.

Примеры: трафик компьютерных сетей, в которых конечные узлы работают по протоколам с установлением соединений: frame relay, X.25, LLC2, TCP.

D

Переменная битовая скорость — VBR.

Не требуются временные соотношения между передаваемыми и принимаемыми данными.

Без установления соединения.

Примеры: трафик компьютерных сетей, в которых конечные узлы работают по протоколам без установления соединений: IP, Ethernet, DNS, SNMP.

X

Тип трафика и его параметры определяются пользователем.

Очевидно, что только качественных характеристик, задаваемых классом трафика, для описания требуемых услуг оказывается недостаточно. В технологии АТМ для каждого класса трафика определен набор количественных параметров, которые приложение должно задать. Например, для трафика класса А необходимо указать постоянную скорость, с которой приложение будет посылать данные в сеть, а для трафика класса В — максимально возможную скорость, среднюю скорость и максимально возможную пульсацию. Для голосового трафика можно не только указать на важность синхронизации между передатчиком и приемником, но и количественно задать верхние границы задержки и вариации задержки ячеек.

В технологии АТМ поддерживается следующий набор основных количественных параметров:

Peak Cell Rate (PCR) — максимальная скорость передачи данных,

Sustained Cell Rate (SCR) — средняя скорость передачи данных,

Minimum Cell Rate (MCR) — минимальная скорость передачи данных,

Maximum Burst Size (MBS) — максимальный размер пульсации,

Cell Loss Ratio (CLR) — доля потерянных ячеек,

Cell Transfer Delay (CTD) — задержка передачи ячеек,

Cell Delay Variations (CDV) — вариация задержки ячеек.

Параметры скорости измеряются в ячейках в секунду, максимальный размер пульсации в ячейках, а временные параметры — в секундах.

Максимальный размер пульсации задает количество ячеек, которое приложение может передать с максимальной скоростью PCR, если задан средняя скорость. Доля потерянных ячеек является отношением потерянных ячеек к общему количеству отправленных ячеек по данному виртуальному соединению. Так как виртуальные соединения являются дуплексными, то для каждого направления соединения могут быть заданы разные значения параметров.

В технологии АТМ принят не совсем традиционный подход к трактовке термина "качество обслуживания" — QoS. Параметрами QoS в АТМ являются только параметры CTD, CDV, CLR, то есть сеть старается обеспечить такой уровень услуг, чтобы поддерживались требуемые значения и параметров трафика, и задержек ячеек, и доли потерянных ячеек.

Для поддержания требуемого качества обслуживания различных виртуальных соединений и рационального использования ресурсов в сети на уровне протокола АТМ реализовано несколько служб, предоставляющих услуги различных категорий по обслуживанию пользовательского трафика. Всего на уровне протокола АТМ определено пять категорий услуг, которые поддерживаются одноименными службами:

  •  CBR — услуги для трафика с постоянной битовой скоростью,
  •  rtVBR — услуги для трафика с переменной битовой скоростью, требующего соблюдения средней скорости передачи данных и синхронизации источника и приемника,
  •  nrtVBR — услуги для трафика с переменной битовой скоростью, требующего соблюдения средней скорости передачи данных и не требующего синхронизации источника и приемника,  
  •  ABR — услуги для трафика с переменной битовой скоростью, требующего соблюдения некоторой минимальной скорости передачи данных и не требующего синхронизации источника и приемника,  
  •  UBR — услуги для трафика, не предъявляющего требований к скорости передачи данных и синхронизации источника и приемника.

В локальных сетях технология АТМ применяется обычно на магистралях, где хорошо проявляются такие ее качества, как масштабируемая скорость (до 155 и 622 Мбит/с), качество обслуживания (если приложения умеют запрашивать нужный класс обслуживания), петлевидные связи (обеспечивающие резервирование каналов связи и повышающие пропускную способность). Петлевидные связи поддерживаются в силу того, что АТМ — это технология с маршрутизацией пакетов, запрашивающих установление соединений, а значит таблица маршрутизации может эти связи учесть — либо за счет ручного труда администратора, либо за счет протокола маршрутизации PNNI.

Основной соперник технологии АТМ в локальных сетях — технология Gigabit Ethernet. Она превосходит АТМ в скорости передачи данных — 1000 Мбит/с по сравнению с 622 Мбит/с, а также в затратах на единицу скорости. Там, где коммутаторы АТМ используются только как высокоскоростные устройства, а возможности поддержки разных типов трафика игнорируются, технологию АТМ, очевидно, заменит технология Gigabit Ethernet. Там же, где качество обслуживания действительно важно (видеоконференции, трансляция телевизионных передач и т.д.), технология АТМ останется. Для объединения настольных компьютеров технология АТМ еще долго не будет использоваться, так как здесь очень серьезную конкуренцию ей составляет технология Fast Ethernet.

В глобальных сетях АТМ применяется там, где сеть frame relay не справляется с большими объемами трафика, и там, где нужно обеспечить низкий уровень задержек, необходимый для передачи информации реального времени.

Сегодня основной потребитель территориальных коммутаторов АТМ — это Internet. Коммутаторы АТМ используются как гибкая среда коммутации виртуальных каналов между IP-маршрутизаторами, которые передают свой трафик в ячейках АТМ. Сети АТМ оказались более выгодной средой соединения IP-маршрутизаторов, чем выделенные каналы SDH, так как виртуальный канал АТМ может динамически перераспределять свою пропускную способность между пульсирующим трафиком клиентов IP-сетей.

Технология АТМ расширяет свое присутствие в локальных и глобальных сетях не очень быстро, но неуклонно. В последнее время наблюдается устойчивый прирост числа сетей, выполненных по этой технологии, в 20-30%.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

60288. ДО СВИДАНИЯ, ОСЕНЬ! 65 KB
  Отгадать загадку просит: Кто художник этот 1 Кто сегодня в парке нашем Листья красками раскрасил И кружит их с веток сносит Это наступила осень 2 От дождя деревья мокнут Лужи всё никак не сохнут.
60289. Сценарій математичного свята “Веселі змагання” 172.5 KB
  Діти ви захочете допомогти принцесі і визволити її з полону Для цього треба розв’язати математичні завдання. А на дверях 10 замків щоб зняти замки треба їх розкодувати а для цього – розв’язати певні завдання.
60290. Класифікація та причини виникнення надзвичайних ситуацій мирного часу 99 KB
  Надзвичайні ситуації природного характеру розрізняють на: ситуації 1 Геологічного походження землетруси обвали природного 2 Мете реологічного смерчі бурі урагани зливи ожеледь морози характеру...
60291. ПОЭЗИЯ И РУССКИЙ РОМАНС (А. ФЕТ и Ф. ТЮТЧЕВ) 6.03 MB
  Стоит учесть, что лирика не терпит аналитического препарирования. Многие старшеклассники иронично относятся к открытому проявлению эмоций, стесняются проявить их. А уж русский романс они вообще не знают.
60293. Мы и закон (Первое и последнее знакомство с УК) 93.5 KB
  Сформировать у учащихся представление о видах преступлений за которые несовершеннолетние несут ответственность. Воспитывать понимание совершение поступков ответственность за свои действия.
60294. Наш закон – наша сила 60.5 KB
  Звучить Гімн України Любі діти маленькі українці сьогодні відбудеться святкова інтелектуальна гра на якій присутні шановні гості та батьки. Діти а що б було якби люди стали поводитись без правил Діти. Діти які ви знаєте правила Діти. Діти ви кажете правила закон право.
60295. РАЗВИТИЕ РЕЧИ. ЗАКОНЫ ОБЩЕНИЯ. МАСТЕРСТВО КОММУНИКАЦИИ 70 KB
  Главная роскошь на земле - роскошь человеческого общения мудро заметил А. Наши учащиеся к сожалению теряют навыки общения навыки владения языком как средством коммуникации. Сегодня учитель на мой взгляд должен не только давать минимум знаний...