Технология асинхронного режима передачи

Размещено на http://allbest.ru

2

Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования

Сибирский государственный университет телекоммуникаций и информатики

Колледж телекоммуникаций и информатики

Реферат

Технология асинхронного режима передачи

Выполнила студентка группы: С-411

Степаненко Н.А

Проверил преподаватель

Дмитриева М.А.

Новосибирск, 2015 г.

Содержание

Введение

1. Особенности технологии асинхронного режима передачи (АТМ)

2. Уровни АТМ

3. Структуры заголовка ячейки ATM

4. Работа сети АТМ

5. Два основных типа АТМ-соединения

6. Два основных варианта соединения АТМ

7. Три возможных способа передачи в АТМ

8. Достоинства и недостатки АТМ

Литература

Приложение

1. Особенности технологии асинхронного режима передачи (АТМ)

Технология асинхронного режима передачи -ATM (англ. asynchronous transfer mode -- асинхронный способ передачи данных) -- сетевая высокопроизводительная технология коммутации и мультиплексирования, основанная на передаче данных в виде ячеек (англ. cell) фиксированного размера (53 байта), из которых 5 байтов используется под заголовок. В отличие от синхронного способа передачи данных (STM -- англ. synchronous transfer mode), ATM лучше приспособлен для предоставления услуг передачи данных с сильно различающимся или изменяющимся битрейтом.

Технология ATM является наиболее перспективным решением задачи переноса разнородной информации в широкополосных цифровых сетях с интеграцией служб. Это - специфический, подобный пакетному, метод переноса информации, использующий принцип асинхронного временного мультиплексирования.

Метод АТМ является ориентированным на соединения: любой передаче информации предшествует организация виртуального соединения (коммутируемого или постоянного) между отправителем и получателем данных, что впоследствии упрощает процедуры маршрутизации.

Данные перед их передачей по каналам связи делятся на участки длиной 48 байт. К ним добавляется заголовок (5 байт). Образуются ячейки, которые передаются с использованием виртуальных каналов, т.е. имеющих идентификатор логических каналов, организуемых между двумя устройствами для установления связи.

В одном физическом канале связи, как правило, передаются совместно ячейки, принадлежащие множеству различных виртуальных каналов. Ячейки, поступающие от различных комплектов оконечного оборудования данных, объединяются в канале связи, образуя групповой сигнал, и коммутируются в узлах сети.

По сравнению с коммутацией пакетов, где пакеты могут иметь различные размеры с различными расстояниями между ними, ячейки АТМ имеют строго фиксированную длину, кратную байту, и следуют друг за другом без перерывов. Это облегчает процедуры обработки сигнала, что позволяет повысить скорость передачи информации и предоставляет возможности широкополосной связи.

В отличие от коммутации каналов с временным уплотнением ячейки предоставляются пользователям только на время передачи информации. При отсутствии необходимости передачи информации пользователь не занимает ресурсы сети связи, что повышает эффективность их использования. Отсюда происходит название метода: термин “асинхронный” означает, что ячейки, принадлежащие одному соединению, поступают в канал связи нерегулярно, и временные интервалы предоставляются источнику сообщений в соответствии с его реальными потребностями.

Небольшая длина ячейки позволяет легко перемежать ячейки, используемые для различных приложений, таких как передача данных, речи и видеоизображений. Высокая скорость дает возможность передавать информацию в реальном масштабе времени.

Контрольные функции, такие как распознавание типа сообщения, подтверждение факта получения сообщения принимающим терминалом, выявление ошибок при передаче информации, управление повторной передачей и т.д. с целью упрощения процедур обработки ячеек промежуточными узлами связи переданы протоколам верхних уровней.

Общая композиция протоколов включает физический уровень, уровень АТМ, уровень адаптации (AAL - ATM Adaptation Layer), который зависит от вида предоставляемой услуги, и верхние уровни.

2. Уровни АТМ

-Физический уровень соответствует традиционному первому уровню эталонной модели взаимодействия открытых систем и регламентирует физическую среду переноса информации. Кроме того он обеспечивает функции идентификации границ ячеек, обнаружения и исправления ошибок в заголовках. информация асинхронный маршрутизация связь

-Уровень АТМ служит для мультиплексирования/ демультиплексирования ячеек, генерации заголовков ячеек, выделения информационного поля и прозрачный его перенос. Никакая обработка информационного поля (например, контроль на наличие ошибок) уровнем АТМ не выполняется. Граница между уровнем АТМ и уровнем адаптации соответствует границе между функциями, относящимися к заголовку, и функциями, относящимися к информационному полю.

-Уровень AAL поддерживает функции протоколов верхних уровней, обеспечивает адаптацию с ними функций передачи уровня АТМ, а также соединения между АТМ и не-АТМ интерфейсами. Примерами функций данного уровня являются обнаружение информационных блоков, поступающих с верхнего уровня, их сегментация на передающем конце и преобразование исходного цифрового сигнала в ячейки АТМ, восстановление исходной информации из ячеек АТМ на приемном конце, направление информационных блоков к верхнему уровню, компенсация переменной величины задержки в сети АТМ для звуковых сигналов, обработка частично заполненных ячеек, действия при потере ячеек и т.д. Любая специфическая информация уровня адаптации (например, длина поля данных, отметки времени, порядковый номер), которая должна быть передана между взаимодействующими уровнями адаптации, содержится в информационном поле ячейки АТМ.

3. Структуры заголовка ячейки ATM

GFC = Generic Flow Control (4 бита) -- общее управление потоком;

VPI = Virtual Path Identifier (8 бит UNI) или (12 бит NNI) -- идентификатор виртуального пути;

VCI = Virtual channel identifier (16 бит) -- идентификатор виртуального канала;

PT = Payload Type (3 бита) -- тип данных;

CLP = Cell Loss Priority (1 бит) -- уровень приоритета при потере пакета; указывает на то, какой приоритет имеет ячейка (cell), и будет ли она отброшена в случае перегрузки канала;

HEC = Header Error Control (8 бит) -- поле контроля ошибок.

UNI = User-to-Network Interface -- интерфейс пользователь-сеть. Стандарт, разработанный ATM Forum, который определяет интерфейс между конечной станцией и коммутатором в сети ATM.

NNI = Network-to-Network Interface -- интерфейс сеть-сеть. Обобщённый термин, описывающий интерфейс между двумя коммутаторами в сети.

4. Работа сети АТМ

Сеть АТМ - это набор коммутаторов и оконечных систем (хостов, маршрутизаторов и т.д.) АТМ, связанных между собой межточечными каналами связи (point-to-point links), либо интерфейсами UNI или NNI.

Первый тип интерфейса (UNI) используется при соединении оконечных систем АТМ, второй (NNI) - при соединении коммутаторов АТМ.

Задачи коммутатора АТМ по сути очень просты: при известном значении ИВК или ИВП получить некоторую ячейку по каналу связи, найти соответствующее соединение в местной таблице преобразования, чтобы тем самым определить выходной порт (или порты), а также новые ВК и ВП для такого соединения на данном канале связи, после чего данная ячейка вместе с соответствующими идентификаторами передается на выходной канал связи.

Каждой передаче данных предшествует настройка местных таблиц преобразования, осуществляемая извне. По способу настройки таких таблиц различают два основных типа АТМ-соединения

5. Два основных типа АТМ-соединения

Постоянное виртуальное соединение (Permanent Virtual Connection, PVC). Соединение PVC устанавливается посредством какого-либо внешнего механизма, как правило, посредством административного управления сетью. При этом ряд коммутаторов между источником и приемником АТМ программируется определенным значением ИВК и ИВП.

Коммутируемое виртуальное соединение (Switched Virtual Connection, SVC). Соединение SVC устанавливается автоматически, посредством сигнального протокола.

Соединение SVC не требует ручного вмешательства, необходимого для настройки PVC, и, поэтому, оно получило более широкое распространение. Протоколы высокого уровня, действующие в сетях АТМ, как правило, используют SVC.

Существуют, в зависимости от типа соединения (SVC или PVC), два основных варианта соединения АТМ

6. Два основных варианта соединения АТМ

Межточечное соединение (point-to-point), при котором две оконечные АТМ-системы соединяются между собой. Такое соединение может быть однонаправленным или двунаправленным.

Точечно-многоточечное соединение (point-to-multipoint), при котором одна передающая оконечная АТМ-система (так называемый “корневой узел”) соединяется с несколькими принимающими оконечными системами (их называют “концевыми узлами”).

Тиражирование ячеек в сети осуществляется посредством коммутаторов АТМ, в которых соединение расходится на несколько ветвей. Такое соединение является однонаправленным и позволяет передавать информацию из корня на концевые узлы, в то время как концевые узлы, в рамках того же соединения, не могут передавать информацию корню или друг другу.

Необходимо отметить, что среди перечисленных вариантов АТМ-соединений отсутствуют возможности широковещательной (broadcasting) или групповой (многоадресной) передачи (multicasting), характерные для многих ЛВС среднего уровня с общей средой передачи данных, таких как Ethernet и Token Ring. В сетях АТМ аналогом групповой (многоадресной) передачи могло бы стать “многоточечно-многоточечное” соединение.

Однако такое решение не реализуемо из-за того, что в наиболее распространенном 5 варианте уровня AAL (AAL5), который применяется для передачи данных в сетях АТМ, не предусмотрено никаких средств для чередования ячеек из разных пакетов в одном соединении.

Это значит, что все пакеты AAL5, посланные по определенному соединению и в определенном направлении, будут приняты последовательно, без чередования ячеек из различных пакетов, поскольку в противном случае приемник не сможет восстановить полученные пакеты.

Для решения задачи групповой (многоадресной) передачи в АТМ возможны три способа

7. Три возможных способа передачи в АТМ

Групповая (многоадресная) передача по виртуальному пути. При таком механизме, все узлы группы многоадресной передачи соединяются между собой по многоточечно-многоточечному виртуальному пути, причем каждому узлу назначается свое собственное, уникальное значение ИВК, в рамках данного ВП.

Таким образом, пакеты могут быть распознаны по уникальному значению ИВК источника.

Сервер групповой (многоадресной) передачи. При таком механизме все узлы, передающие данные в группу многоадресной передачи, устанавливают межточечную связь с внешним устройством, которое называется сервером групповой (многоадресной) передачи.

Посредством точечно-многоточечной связи такой сервер, с свою очередь, присоединен ко всем узлам, принимающим пакеты групповой (многоадресной) передачи.

Сервер получает пакеты по межточечным соединениям, а затем передает их через точечно-многоточечное соединение, но только после того, как убедится, что пакеты организованы в последовательности (то есть следующий пакет пересылается только по окончании пересылки предыдущего). Таким образом, предотвращается смешивание ячеек.

-Оверлейные точечно-многоточечные соединения. При таком механизме, каждый узел группы многоадресной передачи устанавливает точечно-многоточечное соединение со всеми узлами группы и, в свою очередь, становится концевым узлом в равнозначных соединениях всех остальных узлов.

Следовательно, все узлы могут как передавать сигналы на все остальные узлы, так и принимать их со всех остальных узлов.

8 .Достоинства и недостатки АТМ

Достоинства АТМ:

· динамическое управление полосой пропускания каналов связи;

· предоставление QoS для различных типов трафика;

· возможности резервирования каналов связи и оборудования;

· возможность интегрирования самых различных типов трафика, включая голос, данные, видео;

· возможность экономии полосы пропускания за счет специальных технологий обработки голосового трафика;

· возможность эмуляции «прозрачных» каналов связи;

· совместимость с технологией FR и предоставление сервисов пользователям FR.

· используя технологию MPLS (Tag Switching), сервис-провайдер, имеющий опорную сеть АТМ, может динамически коммутировать трафик IP по опорной сети АТМ в реальном масштабе времени.

При этом появляется возможность предоставлять необходимый QoS, соотнося уровни приоритезации IP И АТМ.

Недостатки АТМ:

· сложность технологии;

· относительно высокие цены оборудования;

· недостаточная совместимость оборудования от различных производителей;

· в специфических задачах (например, при частой передаче небольших объемов трафика) применение технологии АТМ может привести к неоправданно большим задержкам при установлении соединений и к довольно высокому проценту служебной информации, загружающей канал связи.

Литература

1. http://cdo.bseu.by/library/ibs1/fis/atm_pr.htm

2. https://ru.wikipedia.org/wiki/ATM

3. http://compress.ru/article.aspx?id=10326

Приложение

Тест