АСТРАХАНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

ІНСТИТУТ ІНФОРМАЦІЙНИХ ТЕХНОЛОГІЙ ТА КОМУНІКАЦІЙ

Кафедра зв'язку

Реферат

За дисципліни «Цифрові мережі інтегрального обслуговування »

на тему:« АТМ інтерфейси »

Виконав: ст. гр. ІС51

Башкін А. С.

Перевірив: пр-ль Жила

В.В

м. Астрахань 2002

Зміст.

Введення. 3
Модель STM. 4
Перехід на ATM. 5
Основні концепції АТМ. 6
Мережі з трансляцією осередків. 6
Мережі з'єднання. 6
комутованої мережі. 7
Архітектура АТМ. 8
Еталонна модель протоколів АТМ. 8
Фізичний рівень. 9
Рівень АТМ. 9
Стандарти Моделі ATM. 13
Інтерфейси мереж АТМ. 14
B-ICI 14
PNNI. 16
Інтерфейс DXI. 23
Інтерфейс F-UNI. 23
Інтерфейс NNI. 23
Організації по стандартизації ATM. 24
Висновок. 25
Глосарій ATM 26
Список літератури. 27

Введення.

В останнє десятиліття технології передачі даних у комп'ютернихмережах зазнали дуже великі зміни. Спочатку високошвидкісніцентральні магістралі призначалися тільки для передачі інформації міжосновними серверами. Зараз це обладнання має не тільки високоюшвидкістю передачі даних, але має безліч параметрів, що настроюються ідає можливість гнучко управляти ресурсами мережі. Воно стало найбільш складноюі важливою її частиною. Низькошвидкісні системи, наприклад на основі стандарту
10Base-T, не тільки гальмують зростання мережі в цілому, знижують загальнупродуктивність, а й обмежують використання нових додатків. Зіншого боку, сучасне обладнання забезпечує високу швидкістьпередачі даних, надійність і передбачає можливості подальшого зростаннята розвитку.

Центральні магістралі передачі даних повинні задовольняти двомголовними критеріями:

Перший - можливість підключення великої кількостінизькошвидкісних клієнтів до невеликої кількості потужних, високошвидкіснихсерверів.

Другий - прийнятна швидкість відгуку на запити клієнтів.

Ідеальна магістраль повинна володіти високою надійністю передачіданих і розвиненою системою управління. Під управлінням слід розуміти,що магістраль може бути налаштована з урахуванням всіх місцевихособливостей, а надійність її повинна бути така, що навіть якщо деякіїї частини вийдуть з ладу, сервери залишаться доступними.

Модель STM.

ATM є розвитком STM (Synchronous Transfer Mode), технологіїпередачі пакетних даних і мови на великі відстані, традиційнощо використовується для побудови телекомунікаційних магістралей і телефонноїмережі. STM являє собою мережний механізм з комутацією з'єднань, дез'єднання встановлюється перш, ніж почнеться передача даних, ірозривається після її закінчення. Таким чином, взаємодіючі вузлизахоплюють і утримують канал, поки не визнають за необхідне рассоедініться,незалежно від того, вони передають дані або "мовчать". Дані в STMпередаються за допомогою поділу всієї смуги каналу на базовітрансмісійні елементи, що називаються тимчасовими каналами або слотами.
Канальні інтервали об'єднані в цикл передачі, що містить фіксованечисло каналів, пронумерованих від 1 до N. Кожному слоту ставитися ввідповідність одне з'єднання. Кожна з обойм (їх теж може бути кілька
- Від 1 до М), визначає свій набір з'єднань. Цикл передачі надаєсвої канальні інтервали для підтримання зв'язку з періодом Т. При цьомугарантується, що протягом цього періоду необхідна обойма будедоступна. Параметри N, M і Т визначаються відповідними комітетами зстандартизації і розрізняються в Америці і Європі.

У рамках каналу STM кожне підключення асоціюється із фіксованимномером слота в конкретній обоймі. Одного разу захоплений слот залишається врозпорядженні з'єднання протягом усього часу існування цьогоз'єднання.

Перехід на ATM.

Дослідження застосування оптоволоконних каналів у трансокеанських ітрансконтинентальних масштабах виявили ряд особливостей передачі данихрізних типів. У сучасних комунікаціях можна виділити два типи запитів:

критичні до затримок (наприклад, сигнали телебачення високоїчіткості і звукова інформація);

передача даних, не дуже критичних до затримок, але недопускають втрат інформації (цей тип передачі, як правило, відноситься домежкомпьютерним обмінам).

Передача різнорідних даних призводить до періодичного виникненнязапитів, що вимагають великої смуги пропускання, але при малому часіпередачі. Вузол, часом, вимагає пікової продуктивності каналу, алевідбувається це відносно рідко, займаючи, скажімо, одну десяту часу.
Для такого виду каналу реалізується одне з десяти можливих з'єднань, начому, природно, втрачається ефективність використання каналу. У рамкахмоделі STM передача тимчасово невикористовуваний слот іншому абонентунеможлива.

Модель ATM була взята на озброєння одночасно AT & T і декількомаєвропейськими телефонними гігантами. (До речі, це може призвести до появивідразу двох стандартів на специфікацію ATM.) Головна ідея полягала в тому,що необхідності в жорсткому відповідно з'єднання та номери слота немає.
Досить передавати ідентифікатор з'єднання разом з даними на будь-якийвільний слот, зробивши при цьому пакет настільки маленьким, щоб у разівтрати втрата легко заповнювати б. Короткі пакети вельми привабливідля телефонних компаній, які прагнуть зберегти аналогові лінії STM.

У мережі ATM два вузли знаходять один одного з віртуального ідентифікаторомз'єднання, що використовується замість номерів канальні інтервали та циклипередачі в моделі STM. Швидкий пакет передається в такий самий слот, як іраніше, але без будь-яких вказівок або ідентифікатора.

Основні концепції АТМ.

Мережі з трансляцією осередків.

Ідея мережі з трансляцією осередків проста: дані передаються по мережіневеликими пакетами фіксованого розміру, що називаються комірками (cells). Умережі Ethernet передача даних здійснюється великими пакетами змінноїдовжини, які називають кадрами (frames). Осередки мають два важливихпереваги перед кадрами. По-перше, оскільки кадри мають зміннудовжину, кожен вступник кадр повинен бути буферізованние (тобто зберігатися впам'яті), що гарантує його цілісність до початку передачі. Оскількиосередку завжди мають одну і ту ж довжину, вони потребують меншої буферизації. По -друге, всі комірки мають однакову довжину, тому вони передбачувані: їхзаголовки завжди знаходяться на одному і тому ж місці. У результаті комутаторавтоматично виявляє заголовки осередків та їх обробка відбуваєтьсяшвидше.

У мережі з трансляцією осередків розмір кожного з них повинен бути достатньомалий, щоб скоротити час очікування, але достатньо великий, щобмінімізувати витрати. Час очікування (latency) - це інтервал між тиммоментом, коли пристрій запросило доступ до середовища передачі, і тим, коливоно отримало цей доступ. Мережа, за якою передається сприйнятливий дозатримок трафік (наприклад, звук або відео), повинна забезпечуватимінімальний час очікування.

Будь-який пристрій, підключений до мережі ATM (робоча станція, сервер,маршрутизатор або міст), має прямий монопольний доступ до комутатора.
Оскільки кожне з них має доступ до власної порту комутатора,пристрої можуть надсилати комутатора осередку одночасно. Час очікуваннястає проблемою в тому випадку, коли декілька потоків трафікудосягають комутатора в один і той же момент. Щоб зменшити часочікування в комутаторі, розмір осередку повинен бути досить маленьким;тоді час, який займає передача осередку, незначно впливатина комірки, які очікують передачі.

Зменшення розміру осередку скорочує час очікування, але, з іншогобоку, чим менше осередок, тим більша її частина припадає на "витрати"
(тобто на службову інформацію, що міститься в заголовку осередки), авідповідно, тим менша частина приділяється реальним передаються даними.
Якщо розмір комірки занадто малий, частина смуги пропускання займається даремноі передача осередків відбувається тривалий час, навіть якщо час очікуваннямало.

Мережі з'єднання.

Для передачі пакетів по мережах ATM від джерела до місця призначенняджерело повинен спочатку встановити з'єднання з одержувачем. Встановленняз'єднання перед передачею пакетів дуже нагадує те, як здійснюєтьсятелефонний дзвінок: спочатку ви набираєте номер, телефон абонента телефонує, тахтось знімає трубку - тільки після цього ви можете почати говорити.

При використанні інших технологій передачі даних, таких як
Ethernet і Token Ring, з'єднання між джерелом і одержувачем невстановлюється - пакети з відповідною адресною інформацією простопоміщаються в середу передачі, а концентратори, комутатори абомаршрутизатори знаходять одержувача і доставляють йому пакети.

Мережі з встановленням з'єднання мають один недолік - пристрою неможуть просто передавати пакети, вони обов'язково повинні спочатку встановитиз'єднання. Однак такі мережі мають і низку переваг. Оскількикомутатори можуть резервувати для конкретного з'єднання смугупропускання, мережі з встановленням з'єднання гарантують даному з'єднаннюпевну частину смуги пропускання. Мережі без встановлення з'єднання, вяких пристрої просто передають пакети по мірі їх отримання, не можутьгарантувати смугу пропускання.

Мережі з встановленням з'єднання також можуть гарантувати певнийякість обслуговування (Quality of Service - QoS), тобто деякий рівеньсервісу, що мережа може забезпечити. QoS включає в себе такі чинники,як допустиму кількість втрачених пакетів і допустима змінапроміжку між осередками. У результаті мережі з встановленням з'єднанняможуть використовуватися для передачі різних видів трафіку - звуку, відео таданих - через одні й ті ж комутатори. Крім того, мережі з встановленнямз'єднання можуть краще керувати мережевим трафіком і запобігатиперевантаження мережі ( "затори"), оскільки комутатори можуть просто скидатиті сполуки, які вони не здатні підтримувати.

комутованої мережі.

У мережі ATM всі пристрої, такі як робочі станції, сервери,маршрутизатори і мости, під'єднані безпосередньо до комутатора. Колиодин пристрій запитує з'єднання з іншим, комутатори, до яких вонипідключені, встановлюють з'єднання. При встановленні з'єднаннякомутатори визначають оптимальний маршрут для передачі даних --традиційно ця функція виконується маршрутизаторами.

Коли з'єднання встановлено, комутатори починають функціонувати якмости, просто пересилаючи пакети. Однак такі комутатори відрізняються відмостів одним важливим аспектом: якщо мости відправляють пакети по всіхдосяжним адресами, то комутатори пересилають комірки тільки наступного вузлазаздалегідь обраного маршруту.

Комутація в мережі Ethernet може бути налаштована таким чином,що всі робочі станції виявляться підключеними безпосередньо докомутатора. У такій конфігурації комутація в Ethernet схожа накомутацію в мережі ATM: кожен пристрій здійснює прямий монопольнийдоступ до порту комутатора, який не є пристроєм спільногодоступу.

Однак комутація ATM має ряд істотних відмінностей від комутації Ethernet.
Оскільки кожному пристрою ATM надається безпосередніймонопольний доступ до порту комутатора, то немає необхідності в складнихсхемах арбітражу для визначення того, яка з цих пристроїв має доступдо комутатора.

ATM-комутація також відрізняється від комутації Ethernet тим, щокомутатори ATM встановлюють з'єднання між відправником і одержувачем,а комутатори Ethernet - ні. Крім того, комутатори ATM звичайно єне блокують; це означає, що вони мінімізують "затори", передаючиосередку негайно після їх отримання. Щоб отримати можливістьнегайної пересилання всіх вступників осередків, не блокуючий комутаторповинен бути оснащений надзвичайно швидким механізмом комутації та матидосить велику пропускну здатність вихідних портів.

Архітектура АТМ.

Еталонна модель протоколів АТМ.

Місце ATM в Семирівнева моделі OSI - десь в районі рівня передачіданих. Правда, встановити точну відповідність не можна, оскільки ATM самазаймається взаємодією вузлів, контролем проходження і маршрутизацією,причому це здійснюється на рівні підготовки і передачі пакетів ATM.

Рис. 1 Відмінність моделі ATM від моделі OSI.

Модель протоколів АТМ як і багаторівнева модель протоколів OSI,описує взаємодію двох комп'ютерів в мережі, процедури зв'язку двохкінцевих систем за допомогою АТМ - комутаторів. Ключовими рівнями вданої моделі є фізичний рівень (PL - Physical Layer), рівень
АТМ (ATM Layer) і рівень адаптації АТМ (AAL - ATM Adaptation Layer).

Та частина багаторівневої архітектури АТМ, яка використовується дляпередачі даних між двома кінцевими системами або двома користувачами,називається шар користувача (User Plane).

Шар контролю (Control Plane) визначає протоколи більш високогорівня, що забезпечують передачу сигналу АТМ, а шар управління (Management
Plane) забезпечує управління АТМ - вузлом і полягає із двох частин:

модуля керування шарами (Plane Management);

модуля управління рівнями (Layer Management).

Модуль управління шарами керує усіма іншими шарами, а модульуправління рівнями відповідає за управління всіма рівнями моделі АТМ.

Рис. 2 Модель протоколів АТМ.

Фізичний рівень.

Хоча фізичний рівень і не є частиною специфікації ATM, вінвраховується багатьма стандартизуються комітетами. В основному, в якостіфізичного рівня розглядається специфікація SONET (Synchronous Optical
Network)

-американський стандарт на високошвидкісну передачу даних. Визначеночотири типи стандартних швидкостей обміну: 51, 155, 622 і 2400 Мбіт/сек,відповідних міжнародній ієрархії цифрової синхронної передачі (SDH -
Synchronous Digital Hierarchy).

SDH специфікує, яким чином дані фрагментіруются і передаютьсяодночасно по оптоволоконних каналах, не вимагаючи при цьому синхронізаціїканалів і тактових частот всіх вузлів, що беруть участь у процесі передачі івідновлення даних.

Як в моделі ATM, так і в моделі OSI стандарти для фізичного рівнявстановлюють, яким чином біти повинні проходити через середовище передачі.
Точніше кажучи, стандарти ATM для фізичного рівня визначають, якотримувати біти з середовища передачі, перетворювати їх в комірки і посилати ціосередку рівня ATM.

Стандарти ATM для фізичного рівня також описують, які кабельнісистеми повинні використовуватися в мережах ATM і з якими швидкостями можепрацювати ATM при кожному типі кабелю. Спочатку ATM Forum встановившвидкість DS3 (45 Мбіт/с) і більш високі. Однак реалізація ATM зшвидкістю 45 Мбіт/с застосовується головним чином провайдерами послуг WAN.
Інші ж компанії найчастіше використовують ATM зі швидкістю 25 або 155
Мбіт/с.

Рівень АТМ.

У моделі OSI стандарти для канального рівня описують, яким чиномпристрої можуть спільно використовувати середу передачі і гарантуватинадійне фізичне з'єднання. Стандарти для рівня ATM регламентуютьпередачу сигналів, управління трафіком і встановлення з'єднань в мережі
ATM. Функції передачі сигналів і управління трафіком рівня ATM подібніфункцій канального рівня моделі OSI, а функції встановлення з'єднаннянайближче до функцій маршрутизації, які визначені стандартами моделі
OSI для мережного рівня.

Стандарти для рівня ATM описують, як отримувати клітинку,згенеровану на фізичному рівні, додавати 5-байтним заголовок іпосилати клітинку рівня адаптації ATM. Ці стандарти також визначають, якимчином потрібно встановлювати з'єднання з такою якістю сервісу (QoS),яке запитує ATM-пристрій або кінцева станція.

Стандарти підтримання зв'язку для рівня ATM визначаютьвіртуальні канали та віртуальні шляху. Після того, як з'єднаннявстановлено, комутатори між кінцевими станціями отримують адреснітаблиці, що містять відомості про те, куди необхідно направляти осередки. Уних використовується наступна інформація: адреса порту, з якого приходятьосередку; спеціальні значення в заголовках комірки, які називаютьсяідентифікаторами віртуального каналу (VCI - Virtual Circuit Identifier) іідентифікатори віртуального шляху (VPI - Virtual Path Identifier).
Адресні таблиці також визначають, які VCI і VPI комутатор повиненвключити в заголовки осередків перед тим як їх передати.

Формат даних.

Пакет ATM, визначений спеціальним підкомітетом ANSI, повиненмістити 53 байти: 5 байтів зайнято заголовком, решта 48 --утримувач?? ва частина пакета.

Рис. 3 Будова комірки АТМ.

На малюнку 4 показані поля заголовка АТМ - осередків, які мають інтерфейскористувача з мережею (UNI - User-to-Network Interface) і інтерфейс міжмережами (NNI - Network-to-Node Interface або Network-to-Network Interface).

Поле загального управління потоком (GFC - Generic Flow Control) складається з
4 біт і використовується тільки в UNI для управління трафіком і запобіганняперевантаження. Для NNI це поле не визначено, а його біти використовуються длярозширення поля ідентифікатора віртуальних шляхів.

Рис. 4 Типи заголовків пакету даних у АТМ.

Поле VPI використовується для позначення віртуальних шляхів і складається з:
8 бітів в UNI і 12 бітів в NNI. Це поле ще не визначено ні C 1992г.ITU-
T, ні організацією ATM Forum.

Поле ідентифікатора віртуального каналу складається з 16 бітів. Значенняполів VPI та VCI встановлюються кінцевими пристроями при запрашіванііз'єднання.

Поле ідентифікатора корисного навантаження (PTI - Payload Type
Identification) складається з 3 бітів і використовується для позначення типукорисного навантаження осередку, а також для позначення керуючих процедур. Успецифікаціях, що знаходяться в стадії розробки, ATM Forum збираєтьсявиділити перший біт для позначення перевантаження, другий біт для управліннямережею, а третя - для індикації помилки.

Ознака втрати пріоритету комірки (CLP - Cell Loss Priority) - це 1біт, який визначає можливість втрати осередком свого пріоритету. Якщоклітинку можна відкинути через перевантаження, цей біт встановлюється в 1; якщона комутаторі виникає перевантаження, він викидає всі осередки, у якихцей біт встановлений. В результаті при перевантаженні мережі пріоритет віддаєтьсяпевних типів осередків, що переносить, наприклад, відеоінформацію.

Контрольна сума заголовка (HEC - Header Error Check) - цевосьмизарядний циклічний надлишковий код, який обчислюється за всімаполям АТМ - заголовка. Такий метод контролю помилок дозволяє виявити всіоднорозрядних помилки і частина багато розрядних. Контроль помилок у роботі АТМмає дуже велике значення, оскільки помилка в VPI/VCI може викликатиперекручування даних в інших віртуальних каналах.

Віртуальні канали.

Віртуальний канал ATM - це з'єднання між двома кінцевими станціями
ATM, що встановлюється на час їх взаємодії. Віртуальний каналє двонаправленим; це означає, що після встановлення з'єднаннякожна кінцева станція може як посилати пакети іншої станції, так іотримувати їх від неї.

Є три типи віртуальних каналів:

постійні віртуальні канали (PVC - Permanent Virtual Circuits);

комутовані віртуальні канали (SVC - Switched Virtual
Circuits);

інтелектуальні постійні віртуальні канали (SPVC - Smart
Permanent Virtual Circuits).

PVC - це постійне з'єднання між двома кінцевими станціями,яке встановлюється вручну в процесі конфігурування мережі.
Користувач повідомляє провайдера ATM-послуг або системного адміністратора,які кінцеві станції повинні бути з'єднані, і він встановлює PVC міжцими кінцевими станціями.

PVC включає в себе кінцеві станції, середу передачі і всекомутатори, розташовані між кінцевими станціями. Після встановлення PVCдля нього резервується певна частина смуги пропускання, і двомкінцевим станціям не потрібно встановлювати чи скидати з'єднання.

SVC встановлюється в міру необхідності - щоразу, коли кінцевастанція намагається передати дані інший кінцевої станції. Коливідсилаюча станція запитує підключення, мережа ATM поширюєАдреса таблиці і повідомляє цієї станції, які VCI і VPI повинні бутивключені в заголовки осередків. Через довільний проміжок часу SVCскидається.

SVC встановлюється динамічно, а не вручну. Для нього стандартипередачі сигналів рівня ATM визначають, як кінцева станція повиннавстановлювати, підтримувати і скидати з'єднання. Ці стандарти такожрегламентують використання кінцевою станцією при встановленні з'єднанняпараметрів QoS з рівня адаптації ATM.

Крім того, стандарти передачі сигналів описують спосіб управліннятрафіком і запобігання "заторів": з'єднання встановлюється тільки втому випадку, якщо мережа в змозі підтримувати це з'єднання. Процесвизначення, чи може бути встановлено з'єднання, що називається управліннямвизнанням з'єднання (CAC - Connection Admission Control).

SPVC - це гібрид PVC та SVC. Подібно PVC, SPVC встановлюється вручнуна етапі конфігурування мережі. Проте провайдер ATM-послуг або мережевийадміністратор задає тільки кінцеві станції. Для кожної передачі мережавизначає, через які комутатори будуть передаватися осередки.

Більша частина раннього обладнання ATM підтримувала тільки PVC.
Підтримка SVC і SPVC починає реалізовуватися тільки зараз.

PVC мають дві переваги над SVC. Мережа, в якій використовуються SVC,має витрачати час на встановлення з'єднань, а PVC встановлюютьсяпопередньо, тому можуть забезпечити більш високу продуктивність.
Крім того, PVC забезпечують кращий контроль над мережею, так як провайдер
ATM-послуг або мережевий адміністратор може вибирати шлях, по якому будутьпередаватися осередки.

Однак і SVC мають ряд переваг перед PVC. Оскільки SVCвстановлюється і скидається легше, ніж PVC, то мережі, що використовують SVC,можуть імітувати мережі без встановлення з'єднань. Ця можливістьвиявляється корисною в тому випадку, якщо ви використовуєте програму, щоне може працювати в мережі з встановленням з'єднань. Крім того, SVCвикористовують смугу пропускання, тільки коли це необхідно, а PVC повинніпостійно її резервувати на той випадок, якщо вона знадобиться. SVC такожпотребують меншої адміністративної роботи, оскільки встановлюютьсяавтоматично, а не вручну. І нарешті, SVC забезпечуютьвідмовостійкість: коли виходить з ладу комутатор, що знаходиться на шляхуз'єднання, інші комутатори вибирають альтернативний шлях.

У певному сенсі SPVC володіє кращими властивостями цих двох видіввіртуальних каналів. Як і у випадку з PVC, SPVC дозволяє заздалегідь задатикінцеві станції, тому їм не доводиться витрачати час на встановленняз'єднання кожного разу, коли одна з них повинна передати осередки. Подібно
SVC, SPVC забезпечує відмовостійкість. Однак і SPVC має своїнедоліки: як і PVC, SPVC встановлюється вручну, і для нього необхіднорезервувати частину смуги пропускання - навіть якщо він не використовується.

Віртуальні шляху.

Стандарти підтримання зв'язку для рівня ATM також визначаютьвіртуальні шляху (Virtual Path). У той час як віртуальний канал - цез'єднання, встановлене між двома кінцевими станціями на час їхвзаємодії, віртуальний шлях - це шлях між двома комутаторами,який існує постійно, незалежно від того, встановлено чиз'єднання. Іншими словами, віртуальний шлях - це "запомненний" шлях, поякому проходить весь трафік від одного комутатора до іншого.

Коли користувач запитує віртуальний канал, комутаторивизначають, який віртуальний шлях використовувати для досягнення кінцевихстанцій. По одному і тому ж віртуальному шляху в один і той же час можепередаватися трафік більш ніж для одного віртуального каналу. Наприклад,віртуальний шлях з пропускною здатністю 120 Мбіт/с може бути розділений начотири одночасних з'єднання по 30 Мбіт/с кожен.

Стандарти Моделі ATM.

ATM Forum розробив багато стандартів, заснованих на моделі ATM, у томучислі такі:

User-to-Network Interface (UNI - інтерфейс "користувач-мережа")визначає інтерфейс між кінцевою станцією і комутатором;

Private Network-to-Network Interface (PNNI - приватний інтерфейс
"мережа-мережа") визначає інтерфейс між комутаторами.

Ці стандарти визначають, як робочі станції і комутаторивзаємодіють у мережі ATM.

Стандарти UNI, розроблені ATM Forum, визначають, яким чиномпристрої взаємодіють з комутатором. На малюнку 5 показано, як пакетпередається з робочої станції комутатора. Спочатку користувач посилаєдані, наприклад аудіо-, відеоінформацію і т.д. Відповідно до типуданих будь-якої з чотирьох протоколів AAL отримує ці дані і розбиваєїх на осередки. Потім осередку передаються на рівень ATM, який додає доним інформацію, необхідну для маршрутизації. Потім осередку передаються нафізичний рівень, який розбиває їх на біти і посилає через середовищепередачі комутатора.

Рис 5.Взаімодействіе робочої станції АТМ з комутатором.

Інтерфейси мереж АТМ.

Звернемо свою увагу на рис .6, на якому зображено кількарізних мереж АТМ приватних і публічних і інтерфейси мереж АТМ здіючими на них стандартами UNI (User-to-Network Interface), PNNI
(Private Network-to-Network Inteface) і B-ICI (B-ISDN Inter-Carrier
Interface).

Як видно з цього малюнка PNNI діє або всередині приватної абопублічної мережі між АТМ-комутаторами цієї мережі, або між двома приватнимимережами. Абревіатурою PNNI відповідно до цього має два значення:інтерфейс між приватними мережами (Private Network-to-Network Inteface) абоінтерфейс між АТМ-комутаторами в приватної мережі (Private Network Node
Interface).

Для отримання повної картини інтерфейсів або протоколів у мережах АТМнеобхідно відзначити, що між конкретним АТМ-комутатором і приватної абопублічної мережею АТМ діють, відповідно, стандарти Private або Public
User-to-Network Interface (Private/Public UNI). Стандарт Public UNIдіє також між приватною і публічною мережами АТМ.

Крім того, між двома публічними мережами діє стандарт B-ICI (B-
ISDN Inter-Carrier Interface).

Насправді три стандарти UNI, PNNI і B-ICI дуже тісно пов'язані одинз одним, більше того, деякі функції цих протоколів перекриваються міжсобою, і це призводить до того що кордони між ними чинності функціональноїблизькості цих стандартів стираються.

Розглядаючи все по порядку, почнемо зі стандарту B-ICI, якийпрацює між публічними мережами.

Рис. 6 B-ICI.

B-ICI

B-ISND Public Carrier to Public Carrier Interface

Призначення даного стандарту полягає в забезпеченні можливостінадання послуг АТМ через національні і міжнародні мережі АТМ.
Розробляється цей стандарт робочою групою B-ICI АТМ Форуму.

Перша версія (v.1.1) стандарту побачила світ у вересні 1994 року іописувала послуги, що базуються на постійних віртуальних з'єднаннях PVC.

Друга версія (v.2.0) була прийнята в грудні 1995 року і включала всебе вже і надання послуг АТМ не тільки на базі PVC, але і на базікомутованих віртуальних з'єднаннях SVC.

Остання версія стандарту B-ICI, прийнята АТМ Форумом, має номер
2.1 і прийнята вона в листопаді 1996 року. Ця версія містить у собі доповненняпо змінної швидкості передачі (VBR - Variable Bit Rate) і деякіінші функції, що стосуються підтримки адресації АТМ.

Для стандарту B-ICI характерні такі особливості:

можливість підтримки функцій ATM UNI

можливість підтримки міжмережевої взаємодії з іншимимережами, такими як Frame Relay, SMDS і низькошвидкісні мережі

висока надійність, що дає можливість використання B-ICI дляроботи в публічних мережах.

Таким чином, B-ICI підтримує функціональні можливості роботи зпередачі численних послуг через специфічні інтерфейси, такі як
SMDS ICI, FR NNI і т.д.

Хотілося б відзначити функції, які характерні для комутованихвіртуальних з'єднань B-ICI. По-перше, сигналінгу SVC B-ICI базується насигналінгу ITU-T B-ISDN і підтримує UNI 3.1. З'єднання SVC B-ICIпридатні для використання як усередині публічних мереж, так і між ними інадають наступні можливості:

з'єднання точка-точка і багатокрапкові з'єднання (point-to -multipoint)

симетричні і несиметричні з'єднання

CBR (Constant Bit Rate) і VBR з'єднання

підтримку адресації E.164 і систему АТМ адресації (ATM End System < br>Address - AESA).

Остання функція введена у версії 2.1 B-ICI і є доситьважливою при розгляді взаємодії публічних мереж, які в основномує мережами, що виросли з телефонних мереж зі своєю системою адресації,характерною для телефонії.

Зробимо тут необхідні пояснення про систему адресації, прийнятої в
АТМ і визначеної у стандарті UNI. АТМ Форум прийняв два базових типуадрес: адреса кінцевої системи АТМ (AESA) і E.164.

Адресація AESA базується на стандарті ISO NSAP і включає в себе триосновних структури адресації: DCC (Data Country Code), ICD (International
Code Designator) і E.164.

Адресація E.164 - це точно така ж система адресації, яказастосовується в телефонії. Часто її називають "Натуральним E.164" для відзнакивід варіанту адресації E.164 AESA. Для прикладу можна розібрати телефоннийадреса (номер) у системі "натуральної E.164": 441712506223. Уданому випадку 44 - код країни - Англія, 171 - код міста - Лондон, 2506223
- Номер телефону в Лондоні.

Таким чином, нинішній версія B-ICI підтримує і систему адресації
АТМ і систему адресації, характерну для телефонії, що дуже важливо.

Повертаючись до комутованих віртуальним з'єднанням B-ICI розглянемотаку унікальну функцію B-ICI як систему вимірювання використання каналупри такому з'єднанні або функцію білінгу. Така можливість є дуже важливоюдля провайдерів послуг, які повинні мати найбільш точні дані про те,яким чином використовується послуга користувачем, для точної тарифікаціїпослуг.

B-ICI дозволяє одержувати наступні характеристики по послугах, щокомутованих віртуальних каналах:

кількість переданих по каналу комірок АТМ

тривалість окремих з'єднань

отримання значень номера абонента, що використовується пропускної спроможності каналу якості обслуговування, наданого по каналу швидкості передачі комірок АТМ по каналу

PNNI.

Private Network to Network Interface (PNNI)

Тепер звернемося до більш докладного розгляду протоколу PNNI. < p>

Рис.7 Мережа АТМ.

Основне призначення PNNI - це збір, оновлення та синхронізаціяінформації про топологію мережі АТМ і адреси кінцевих вузлів АТМ в мережі. Цяінформація називається маршрутної інформацією і її можна розділити на дватипу: топологічна інформація або база даних та інформація про досяжностіконкретних адрес в мережі, тобто інформація про маршрути до кінцевих вузлівмережі. Саме підтримкою цих двох типів інформації і займається PNNI в мережі
АТМ.

Крім того, необхідно відзначити, що PNNI покликаний мінімізуватимаршрутну інформацію, що зберігається у вузлах мережі. Ця функція PNNI достатньоважлива в великих мережах АТМ з великою кількістю вузлів. Якщо проводитианалогію з мережами, побудованими на базі звичайних маршрутизаторів, PNNIфункціонально аналогічний протоколу OSPF.

Для більш детального вивчення роботи PNNI розглянемо деякуконкретну мережу АТМ, що зображена на рис.7. Перед Вами деяка мережу,що складається з 26 комутаторів АТМ та 33 фізичних каналів. Розглянемо, якимчином на такий мережі будується ієрархія PNNI.

Побудова ієрархії PNNI. Нижній рівень ієрархії.

При переході від фізичного рівня мережі (Рис.7) до нижній рівеньієрархії PNNI необхідно відзначити, що вузли фізичної мережі представляютьсяна нижньому рівні ієрархії PNNI логічними вузлами, а фізичні канали --логічними каналами.

Ієрархія PNNI починається на нижньому рівні, де вузли нижнього рівняорганізуються в так звані Peer Groups (PG - однорангова група). Peer
Groups - це набір логічних вузлів, які обмінюються між собоюінформацією, так що всі члени PG підтримують однаковим бачення цієїгрупи. Логіка вузли однозначно і недвозначно визначаютьсяідентифікаторами логічних вузлів (Рис.8).

За аналогією з традиційними мережами можна назвати однорангові групи
(PG) доменами маршрутизації. Ця назва досить точно відображає сутьсправи, оскільки всередині тимчасової групи завжди є повна інформаціяпро належні їй кінцевих адресах АТМ, а інформація про зовнішні повідношенню до даного домену адресах дається з точністю до домену
(тимчасової групи), до якої дані адреси належать.

PG мають свої ідентифікатори, які встановлюються під часконфігурування. Сусідні вузли мережі обмінюються пакетами Hello зідентифікаторами PG (PGID). Якщо PGID збігаються, то сусідні вузлиналежать одній PG. В іншому випадку сусідні вузли належать дорізним PG. PGID визначається як префікс в АТМ-адресу, довжиною не більше
13 байт (Рис.10).

Логіка вузли з'єднуються логічними каналами. Логічні каналиміж вузлами нижнього рівня збігаються з фізичними каналами міжфізичними вузлами.

Рис.8 Ідентифікатори логічних вузлів.

Логічні канали всередині PG називаються горизонтальними, а канали,з'єднують різні PG називаються зовнішніми. Чорні канали на діаграмі --горизонтальні, червоні - зовнішні.

Коли логічні канали готові до роботи, підключені до них вузлипочинають обмін інформацією з відомим VCC (Virtual Channal Connection --з'єднання з віртуального каналу), які исп?? льзуются як RCC (PNNI
Routing Control Channel - канал керування маршрутизацією). Вузли починаютьпосилати своїм сусіднім вузлам пакети Hello, в яких вказані свій АТМ -адреса, ID вузла та ID його порти для каналу.

Таким чином, протокол Hello дає можливість двом сусіднім вузламдізнатися один про одного. Оскільки протокол Hello PNNI підтримує і обмін
PGID, то сусідні вузли мають можливість визначити до одного або до різних
PG відноситься він і будь-який сусід. Протокол Hello працює весь час, покиіснує логічний канал і може служити індикатором падіння каналу в тойчас, коли інші механізми вже не діють.

Створення та підтримка топологічної бази даних

Топологічна база даних створюється в кожній однорангової групі ізберігається на всіх вузлах таких груп. Топологічна база даних включає всебе два типи інформації:

стан топології мережі (стан вузлів і стан каналів)

інформація про досяжності адрес (адреси та адресні префікси),тобто інформація про адреси та групах адрес, з якими може бутивстановлені логічні з'єднання

Топологічна база даних складається з елементів топологічної базиданих PTSE (PNNI Topology State Element - елемент топології PNNI), якіпороджуються кожним вузлом мережі. PTSE описують власну ідентифікацію таможливості вузла, а також інформацію, яка використовується для вибору лідера PG іпобудови ієрархії PNNI. Ця інформація називається вузл.

Крім того, інформацію топологічної бази даних можна розділити наатрибути та метрики.

Атрибути розглядаються індивідуально при прийнятті рішень. Наприклад,вузловий атрибут SECURITY може послужити причиною того, що вже вибранийпри маршрутизації шлях буде відмінено.

З іншого боку метрика - це параметр, який має властивістьнакопичуватися або збільшуватися в перебігу шляху. Наприклад, метрика затримкизбільшується у міру просування по вибраному маршруту.

Певна інформація про стан топології, звичайно відноситься досмузі пропускання, є досить динамічним параметром. З іншогобоку, інший тип інформації про топологічної стані, наприклададміністративний вагу, може бути досить статичної. Тому вмеханізмі розподілу топологічної інформації PNNI не робиться розходженьміж динамічною і статичною інформацією.

Інформація про досяжності (Reachability Information - RI)підрозділяється на зовнішню і внутрішню. Зовнішня і внутрішня інформація продосяжності логічно помітна в залежності від її джерел. Внутрішня
RI представляє локальні знання про досяжності всередині доменумаршрутизації. Зовнішня RI отримана від зовнішніх джерел (іншихпротоколів) і не буде поширюватися іншим доменам або протоколами. RIяк внутрішню, так і зовнішню, можна ввести вручну з вказівкою на те, щоможе бути передане іншим протоколами або доменам мершрутізаціі, а що --немає.

Коли сусідні вузли на обох кінцях логічного каналу булиініційовані з допомогою обміну пакетами Hello, підтвердили належністьобох вузлів до однієї і тойже PG, вузли починають про