Слайд 1Asynchronous Transfer Mode
Обзор технологии
Слайд 2План обзора
технологии АТМ
История и причины возникновения
Основные принципы
Архитектура АТМ
Уровень адаптации
AAL
Протокол АТМ
Передача IP по ATM
ATM и локальные
сети
Использование АТМ
Слайд 31. История
Современные транспортные сети:
Узкая специализация
Специфика технологии т.с.
Несовместимость с другими видами
т.с.
Отсутствие гибкости
По скорости передачи
По объемам информации
Времени доставки и количества
ошибок
Слайд 4Первые транспортные сети
Появились в 60-х годах
Были связаны с цифровой телефонией
в
США принят стандарт Т1 или 1,5кбит/с и 24 голосовых канала
в
Европе – Е1 или 2,0кбит/с и 30 каналов
Слайд 5Появление компьютерных
сетей
Разработаны для
мэйнфреймов еще в
70-х годах
Мэйнфрейм Fujitsu-Siemens
SX130 (2006 г)
Слайд 6Глобальное и локальное
До недавнего времени сетевые цифровые технологии для глобальных
и локальных сетей развивались параллельно.
Глобальные сети – передача голоса
Развитие –
за счет уплотнения каналов
Локальные сети – передача данных
Развитие – за счет увеличения полосы пропускания
Слайд 7Технологии локальных сетей
Недостатки:
Ограничение расстояния
Сложность реализации передачи мультимедийных данных
Попытки разрешить проблему:
Сетевые
устройства
Приоритезация трафика
- эффективно только в локальных сетях
или
при их объединении
Слайд 8Методы переноса информации
в сетях связи:
коммутация каналов
многоскоростная коммутация каналов
быстрая коммутация каналов
коммутация пакетов или кадров
быстрая коммутация пакетов,
Слайд 10Быстрая коммутация пакетов
(или режим асинхронного переноса)
Концепция
Постоянность скорости передачи
Пакеты (или ячейки)
по 53 байта, из которых 5 – служебных
Любые пакеты могут
приоритезироваться
Передача данных по одному тракту
Слайд 112. Основные принципы
В настоящее время
Широко распространены глобальные сети (WAN)
Они зачастую
объединяют корпоративные сети
К WAN предъявляются качественно новые требования
Ethernet зачастую не
может их обеспечить
Альтернативой Ethernet является ATM
АТМ
Слайд 12Возможности АТМ
Качественная передача мультимедийного трафика.
Иерархия скоростей передачи данных.
Общие
транспортные протоколы для локальных и глобальных сетей.
Сохранение имеющейся инфраструктуры
физических каналов или физических протоколов
(T1/E1, T3/E3, SDH STM-n, FDDI)
Взаимодействие с унаследованными протоколами локальных и глобальных сетей
(IP, SNA, Ethernet, ISDN)
Слайд 14Коммутаторы сети АТМ
20-байтные адреса конечных узлов для маршрутизации трафика
Протокол маршрутизации
PNNI
По PNNI маршрутизаторы могут строить таблицы маршрутизации автоматически
В то же
время, таблицы маршрутизации могут строиться вручную
Слайд 15Коммутация пакетов
Происходит на основе идентификатора виртуального канала (VCI)
VCI назначается
каждому соединению
Адрес конечного узла имеет иерархичную структуру и использует префиксы
Слайд 16Виртуальные соединения
Делятся на:
Постоянные (Permanent Virtual Circuit, PVC)
Коммутируемые (Switched Virtual Circuit,
SVC)
Для ускорения коммутации в больших сетях используют виртуальные пути –
объединения виртуальных каналов.
Слайд 17Стандарт UNI
Соединение с коммутатором для рабочей станции определяется стандартом UNI
(User Network Interface).
UNI определяет:
структуру пакета
адресацию станций
обмен управляющей информацией
уровни
протокола ATM
способы установления виртуального канала
способы управления трафиком.
Слайд 18Физический уровень в АТМ
Стандарт АТМ не вводит спецификаций на реализацию
физического уровня.
Он основывается на технологии SDH/SONET (скорости от 155 Мбит/с
(реализуемо на витой паре UTP-5).
Также существуют и другие физические интерфейсы к сетям АТМ:
Т1/Е1 и ТЗ/ЕЗ
FDDI
Слайд 20Качество обслуживания – QoS
Критерии выбора уровня качества
Синхронность (мультимедиа)
Величина пульсаций
трафика
(Constant Bit Rate, CBR)
(Variable Bit Rate, VBR)
Тип протокола, передающего свои
данные через сеть ATM -с установлением соединения или без (только для случая передачи компьютерных данных).
Слайд 21Классы трафика АТМ
Класс A
Постоянная битовая скорость - CBR.
Требуются временные
соотношения между передаваемыми и принимаемыми данными.
С установлением соединения.
Примеры:
голосовой трафик, трафик телевизионного изображения
Слайд 22Классы трафика АТМ
Класс В
Переменная битовая скорость - VBR.
Требуются временные
соотношения между передаваемыми и принимаемыми данными.
С установлением соединения.
Примеры:
компрессированный голос, компрессированное видеоизображение.
Слайд 23Классы трафика АТМ
Класс С
Переменная битовая скорость - VBR.
He 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
Слайд 24Классы трафика АТМ
Класс D
Переменная битовая скорость - VBR.
He 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)
Слайд 25Классы трафика АТМ
Класс X
Тип трафика и его параметры определяются пользователем.
Слайд 26Количественные параметры
В технологии ATM 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 Variation (CDV) - вариация задержки ячеек.
При насыщении пропускной способности ячейки АТМ могут отбрасываться (по приоритету, начиная с низшего).
Слайд 273. Архитектура АТМ
Модель АТМ состоит из трех уровней:
физического
уровня ATM
уровня адаптации
Слайд 29Соответствие с OSI
Стек протоколов АТМ соответствует нижним уровням семиуровневой модели
OSI. Прямого соответствия между уровнями протоколов технологии АТМ и уровнями
модели OSI нет.
Рис.3.1: Распределение протоколов по узлам и коммутаторам АТМ
OSI
Слайд 304. Уровень адаптации AAL
- это набор протоколов AAL1-AAL5
Функция:
- преобразуют
сообщения протоколов верхних уровней сети ATM в ячейки ATM нужного
формата
Достаточно условно соответствуют функциям транспортного уровня модели OSI, например протоколы TCP или UDP.
Протоколы AAL при передаче пользовательского трафика работают только в конечных узлах сети (рис.3.1), как и транспортные протоколы большинства технологий.
Слайд 31Протоколы ААL
Каждый протокол уровня AAL обрабатывает пользовательский трафик определенного класса
SAR
не зависит от типа протокола AAL (и от вида трафика),
занимается сегментацией и передачей данных протоколу АТМ
CS зависит от типа трафика, работает на
обеспечение временной синхронизации между узлами
контролем и возможным восстановлением битовых ошибок
контролем целостности передаваемого пакета
AAL
Слайд 32Назначение протоколов AAL 1-5
AAL1 обычно обслуживает трафик класса А с
постоянной битовой скоростью (CBR)
AAL2 был разработан для передачи трафика класса
В, но при развитии стандартов он был исключен из стека протоколов ATM, и сегодня трафик класса В передается с помощью протокола AAL1, AAL3/4 или AAL5
AAL3/4 обрабатывает пульсирующий трафик - обычно характерный для трафика локальных сетей с переменной битовой скоростью (VBR)
AAL5 является упрощенным вариантом протокола AAL4 и работает быстрее
Ни один из протоколов AAL при передаче пользовательских данных конечных узлов не занимается восстановлением потерянных или искаженных данных.
Слайд 335. Протокол АТМ
Протокол ATM Протокол ATM занимает в стеке протоколов
ATM примерно то же место, что протокол IP в стеке
TCP/IP
Слайд 34Функции протокола АТМ
Коммутация по номеру виртуального соединения, который в технологии
ATM разбит на две части (VPI и VCI)
Функции контроля за
соблюдением трафик-контракта (соглашения между приложением и сетью ATM)
маркировке и отбрасыванию ячеек-нарушителей при перегрузке сети
управлению потоком ячеек для повышения производительности
Слайд 366. Передача IP по ATM
Одна сеть ATM может быть представлена
в виде нескольких IP-подсетей, так называемых логических подсетей (Logical IP
Subnet)
Слайд 37Причины введения LIS
Необходимость обеспечения традиционного разделения большой сети ATM на
независимые части
Связность частей контролируется маршрутизаторами
Недостаток - маршрутизатор должен быть
достаточно производительным для передачи высокоскоростного трафика ATM, иначе он станет узким местом сети.
Ведущие производители разрабатывают или уже разработали модели маршрутизаторов с общей производительностью в несколько десятков миллионов пакетов в секунду.
Слайд 38Конфигурирование узлов
Все конечные узлы конфигурируются традиционным образом - для них
задается
собственный IP-адрес
маска
IP-адрес маршрутизатора
Кроме того, задается еще один
дополнительный параметр:
адрес ATM сервера ATMARP
Слайд 397. АТМ и локальные сети
Технология ATM сначала разрабатывалась без учета
того факта, что в существующие технологии сделаны большие вложения.
Так как
для межрегиональных сетей проложить кабель стоит гораздо больше чем все остальное оборудование, применение АТМ зачастую было экономически оправданным.
Для локальных сетей стоимость сети почти равна стоимости оборудования сети, поэтому использование АТМ ограничено.
Слайд 40LAN Emulation и ATM
Технология LAN Emulation или LANE была разработана
для согласования технологии ATM с технологиями локальных сетей без привлечения
сетевого уровня
Эта спецификация обеспечивает совместную работу этих технологий на канальном уровне
LANE определяет способ преобразования кадров и адресов МАС-уровня традиционных технологий локальных сетей в ячейки и коммутируемые виртуальные соединения SVC технологии ATM, а также способ обратного преобразования
Всю работу по преобразованию протоколов выполняют специальные компоненты, встраиваемые в обычные коммутаторы локальных сетей
Слайд 428. Использование АТМ
Технология ATM расширяет свое присутствие в локальных и
глобальных сетях не очень быстро, но неуклонно.
В последнее время
наблюдается устойчивый ежегодный прирост числа сетей, выполненных по этой технологии, в 20-30 %.
Слайд 43Трафик АТМ
По данным исследовательской компании Distributed Networking Associates трафик АТМ
используется:
85% - данные ВС
10% - видео
5% - аудио
Слайд 44Основные конкуренты
Fast Ethernet
Gigabit Ethernet
Там, где качество обслуживания действительно важно
(видеоконференции, трансляция телевизионных передач и т. п.), используется технология ATM.
Слайд 45Конец презентации
Технология АТМ
Автор:
Константин Филиппов
E-mail: konstantin.filippov@gmail.com
Donate us:
WMZ:
189 987 881 122