Лекція 14 Мережі atm (Asynchronous Transfer Mode) План лекції Головні особливості



Дата конвертації09.06.2016
Розмір445 b.
#5597
ТипЛекція


Комп'ютерні мережі

  • Лекція 14

  • Мережі ATM (Asynchronous Transfer Mode)


План лекції

  • Головні особливості

  • Адресація в АТМ

  • Утворення віртуального каналу

  • Формат пакета

  • Класи трафіку АТМ

  • Стек протоколів АТМ



Головні особливості АТМ

  • Мережі АТМ застосовуються переважно для територіальних мереж

    • На технології АТМ можна будувати також локальні мережі
    • Це є економічно обґрунтованим, якщо у мережі необхідно передавати і файловий, і потоковий трафік
  • Мережі АТМ не надають окремих специфікацій фізичного рівня

    • Натомість, застосовують канали Т1/Е1, Т3/Е3, SDH/SONET, FDDI
  • Мережі АТМ поєднують ідеї комутації каналів і комутації пакетів

  • В мережах АТМ принципово неможливі:

    • Багатоадресні і широкомовні розсилки;
    • Дейтаграмний режим


Адресація в АТМ

  • Адреса АТМ має довжину у 20 байтів

    • Адреса має ієрархічну структуру
    • В адресі АТМ містяться префікси, що відповідають кодам країн, міст, провайдерів тощо (подібно до телефонних номерів і адрес Х.25)
    • Локальна адреса займає 8 байтів
  • Адреса застосовується лише під час встановлення з’єднання

    • Маршрутизація (для встановлення з’єднання) здійснюється на підставі таблиць
    • Таблиці створюються
      • автоматично за протоколом PNNI – як правило, у приватних мережах
      • або вручну (статично) – як правило, у публічних мережах


Утворення віртуального каналу

  • Підтримуються постійні віртуальні з’єднання (PVC) і комутовані віртуальні з’єднання (SVC)

  • У процесі встановлення з’єднання утворюється віртуальний канал, якому присвоюють ідентифікатор – VCI (3 байти)

    • У процесі обміну даними комутацію пакетів здійснюють на підставі ідентифікатора віртуального каналу VCI
    • VCI має ієрархічну структуру – його старша частина (префікс) має назву ідентифікатор віртуального шляху (VPI) і має довжину 8 біт
    • При роз’єднанні, VCI скасовується


Компроміс між вимогами файлового і потокового трафіку



Обґрунтування розміру пакета

  • При швидкості 155 Мбіт/с (мінімальна для АТМ) час передавання пакета < 3 мкс

  • Вимоги телефонних каналів:

    • Частота дискретизації – 8 кГц (один відлік кожні 125 мкс)
    • Квантування – 8 біт (256 рівнів)
    • Таким чином, швидкість – 64 кбіт/с
  • Час пакетизації

    • 48 байт – 6 мс
    • телефоністи бажали менше, а комп’ютерники – більше


Формат пакета



Класи трафіку в АТМ

  • А – CBR (constant bit rate)

    • Гарантує максимальну затримку
    • Гарантує максимальну варіацію затримки
    • Гарантує максимальну частку втрачених комірок
    • Гарантує мінімум перепускної спроможності
    • Зручний для потокового відео і аудіо
  • B – rtVBR (real-time variable bit rate)

    • Гарантує середню швидкість обміну
    • Гарантує максимальну затримку і варіацію затримки
    • Зручний для стиснутого відео і голосу
  • C – nrtVBR (non-real-time variable bit rate)

    • Гарантує середню швидкість обміну
    • Не гарантує синхронізацію
    • Зручний для трафіку ТСР
  • ABR (available bit rate)

    • Гарантує мінімальну швидкість обміну
    • Підтримує зворотний зв’язок
  • UBR (unspecified bit rate)

    • Не надає жодних гарантій


Стек протоколів АТМ



Стек протоколів АТМ (детальніше)



Передавання трафіку IP через мережі ATM

  • Технологія ATM претендує на роль загального і дуже гнучкого транспорту, на основі якого будують інші мережі

    • Технологія ATM може застосовуватись безпосередньо для транспортування повідомлень протоколів прикладного рівня
    • Насправді ATM частіше транспортує пакети інших протоколів канального і мережного рівнів (Ethernet, IP, IPX, frame relay, X.25)
  • Протокол Classical IP (RFC 1577) є першим протоколом, що визначив спосіб роботи інтермережі IP у тому випадку, коли одна з транзитних мереж працює за технологією ATM

    • Протокол отримав свою назву за класичну концепцію підмереж
  • ATM Forum розробив специфікацію LAN emulation (LANE), тобто емуляція локальних мереж, яка має забезпечити сумісність традиційних протоколів і обладнання локальних мереж з технологією ATM

    • Ця специфікація забезпечує сумісну роботу цих технологій на канальному рівні
  • На основі технології LANE працює нова специфікація ATM Forum – Multiprotocol Over ATM, МРОА

    • Ця специфікація ATM визначає ефективну передачу трафіка мережних протоколів – IP, IPX, DECnet і т.і. через мережу ATM


Classical IP

  • Одним з основних завдань протоколу Classical IP є пошук локальної адреси наступного маршрутизатора чи кінцевого вузла за його IP-адресою

    • У звичних нам мережах - протокол ARP
    • Мережа ATM не підтримує широкомовність, тому традиційний спосіб широкомовних ARP-запитів не працює
      • ATM належить до "Неширокомовних мереж з множинним доступом" (Non-Broadcast networks with Multiple Access, NBMA)
      • До таких мереж належать також мережі X.25 и frame relay
  • У загальному випадку для неширокомовних мереж стандарти TCP/IP визначають лише ручний спосіб побудови ARP-таблиць

    • Для технології ATM розроблена процедура автоматичного відображення IP-адрес на локальні адреси
  • Для передачі IP-пакетів через мережу ATM специфікація Classical IP визначає застосування протоколу рівня адаптації AAL5

    • Специфікація не визначає
      • ні параметрів трафіку і якості обслуговування
      • ні потрібної категорії послуг CBR, rtVBR, nrtVBR або UBR


Classical IP – логічні підмережі

  • У відповідності до специфікації Classical IP одна мережа ATM може мати кілька IP-підмереж, так званих логічних підмереж (Logical IP Subnet, LIS)

    • Усі вузли одної LIS мають спільну адресу мережі
    • Як і в класичній IP-мережі, увесь трафік між підмережами обов'язково проходить через маршрутизатор
    • Маршрутизатор має інтерфейси в усіх LIS, на які розбита мережа ATM
  • На відміну від класичних підмереж маршрутизатор може бути підключений до мережі ATM одним фізичним інтерфейсом, якому призначили кілька IP-адрес відповідно до кількості LIS в мережі



Логічні IP-підмережі у мережі ATM



ATMARP

  • Усі кінцеві вузли конфігуруються традиційним чином - для них задають

    • власну IP-адресу
    • маску і IP-адрес маршрутизатора за умовчанням
    • адресу ATM (або номер VPI/VCI у випадку постійного віртуального каналу, PVC) сервера ATMARP
      • Впровадження центрального сервера - це типове рішення для роботи через неширокомовну мережу
  • Кожний вузол звертається до сервера ATMARP, щоби виконати звичайний запит ARP

    • Формат запиту дуже близький до формату запиту протоколу ARP із стеку TCP/IP
    • Довжина апаратної адреси у ньому визначена у 20 байт (відповідно до довжини адреси ATM
    • У кожній логічній підмережі є власний сервер ATMARP
    • Зазвичай роль сервера ATMARP виконує маршрутизатор, що має інтерфейси в усіх логічних підмережах


ATMARP (2)

  • Отримавши перший запит ARP від кінцевого вузла, сервер спочатку надсилає йому зустрічний інверсний запит ATMARP, щоби з'ясувати IP- і АТМ-адреси цього вузла

    • Таким чином здійснюється реєстрація кожного вузла на сервері ATMARP
  • Сервер намагається виконати запит ATMARP вузла шляхом перегляду своєї бази

    • Якщо потрібний вузол вже зареєстрований у ній, і він належить тій самій логічній підмережі, що й вузол, який здійснив запит, то сервер надсилає адресу у якості відповіді
    • В іншому випадку він дає негативну відповідь
      • У звичайному протоколі ARP негативних відповідей не буває!


LANE

  • Специфікація LANE визначає спосіб перетворення кадрів і адрес МАС-рівня традиційних технологій локальних мереж у ділянки і комутовані віртуальні з'єднання SVC технології ATM, а також спосіб зворотного перетворення

    • Всю роботу по перетворенню протоколів виконують спеціальні компоненти, що вбудовують у звичайні комутатори локальних мереж
    • Ні комутатори ATM, ні робочі станції локальних мереж не помічають того, що вони працюють з іншими технологіями
      • Прозорість була однією з головних цілей розробників специфікації LANE
  • Специфікація LANE визначає лише канальний рівень взаємодії

    • За допомогою комутаторів ATM і компонентів емуляції LAN можна утворити лише віртуальні мережі
      • У цій специфікації їх називають емульованими мережами
    • Для з'єднання емульованих мереж потрібно застосовувати звичайні маршрутизатори


Приклад застосування LANE



Основні ідеї специфікації LANE

  • Основні елементи, що реалізують специфікацію – це програмні компоненти LEC (LAN Emulation Client) і LES (LAN Emulation Server)

  • Клієнт LEC грає роль граничного елемента між мережею ATM і станціями локальної мережі

  • На кожну локальну мережу, що підключена до мережі ATM, припадає один клієнт LEC

  • Сервер LES веде таблицю відповідності МАС-адрес станцій локальних мереж і АТМ-адрес граничних пристроїв з встановленими на них компонентами LEC, до яких підключені локальні мережі, що містять ці станції

  • Для кожної підключеної локальної мережі сервер LES зберігає одну АТМ-адресу граничного пристрою LEC і кілька МАС-адрес станцій, що входять до цієї мережі

  • Клієнтські частини LEC динамічно реєструють у сервері LES МАС-адреси кожної станції, що заново підключають до локальної мережі

  • Програмні компоненти LEC і LES можуть бути реалізовані у будь-яких пристроях – комутаторах, маршрутизаторах або робочих станціях ATM



Принцип роботи LANE

  • Коли елемент LEC бажає надіслати пакет через мережу ATM станції іншої локальної мережі, також підключеної до мережі ATM, він надсилає запит на встановлення відповідності між МАС-адресою і АТМ-адресою серверу LES

  • Сервер LES відповідає на запит, вказуючи АТМ-адресу граничного пристрою LEC, до якого підключена мережа, що містить станцію призначення

  • Знаючи АТМ-адресу, пристрій LEC самостійно встановлює віртуальне з'єднання SVC через мережу ATM звичайним способом, що описаний у специфікації UNI

  • Після встановлення зв'язку кадри MAC локальної мережі перетворюються у ділянки ATM кожним елементом LEC за допомогою стандартних функцій збирання-розбирання пакетів (функції SAR) стеку ATM



Додаткові можливості LANE

  • У специфікації LANE також визначено сервер для емуляції у мережі ATM широкомовних пакетів локальних мереж, а також пакетів з невідомими адресами – так званий сервер BUS (Broadcast and Unknown Server)

    • Цей сервер розповсюджує такі пакети в усі граничні комутатори, що під єднали свої мережі до емульованої мережі
  • Якщо необхідно утворити кілька емульованих мереж, що не взаємодіють між собою напряму, то

    • для кожної такої мережі необхідно активізувати власні сервери LES і BUS
    • у граничних комутаторах необхідно активізувати по одному елементу LEC для кожної емульованої мережі
  • Для зберігання інформації про кількість активізованих емульованих мереж, а також про АТМ-адреси відповідних серверів LES і BUS вводять ще один сервер – сервер конфігурації LECS (LAN Emulation Configuration Server)



Multiprotocol Over ATM, МРОА

  • Ця специфікація ATM визначає ефективне передавання трафіку мережних протоколів – IP, IPX, DECnet та інших через мережу ATM

    • За призначенням вона близька до специфікації Classical IP, але вирішує значно більше завдань
  • Технологія МРОА дозволяє граничним комутаторам 3-го рівня, що підтримують будь-який мережний протокол, але не будують таблиці маршрутизації, знаходити найкоротший шлях через мережу ATM

    • МРОА застосовує серверний підхід, аналогічний тому, що був застосований у LANE
    • Сервер МРОА реєструє адреси (наприклад, IP-адреси) мереж, що обслуговуються граничними комутаторами 3-го рівня, а далі за запитом надає їх клієнтам МРОА, що вбудовані у ці комутатори
  • За допомогою технології МРОА маршрутизатори або комутатори 3-го рівня можуть поєднувати емульовані мережі, які утворені на основі специфікації LANE



Застосування технології ATM

  • У локальних мережах технологія Gigabit Ethernet має переваги перед ATM як у швидкості передавання даних, так і у відносній (на одиницю швидкості) вартості

    • Технологія ATM може мати переваги лише там, де суттєві можливості підтримки різних типів трафіку (відеоконференції, трансляція телевізійних передач і т.і.)
  • У територіальних мережах ATM застосовують:

    • там, де мережа frame relay не здатна упоратись з великими обсягами трафіку
    • і там, де треба забезпечити низький рівень затримок для передавання інформації реального часу
  • Основний споживач територіальних комутаторів ATM - це Internet

    • Мережі ATM виявились вигіднішим середовищем з'єднання IP-маршрутизаторів, ніж виділені канали SDH, оскільки віртуальний канал ATM може динамічно перерозподіляти свою перепускну спроможність між пульсуючим трафіком клієнтів IP-мереж
  • Хоча технологію ATM розробляли для одночасного передавання даних комп'ютерних і телефонних мереж, передавання голосу по каналам CBR для мереж ATM складає всього 5 % від загального трафіку, а передавання відеоінформації - 10 %

    • Телефонні компанії воліють передавати свій трафік безпосередньо по каналах SDH, не задовольняючись гарантіями QoS ATM
    • Поки що технологія ATM має недостатньо стандартів для плавного включення в існуючі телефоні мережі
    • Стандарти щодо сумісності ATM з технологіями комп'ютерних мереж цілком працездатні і задовольняють користувачів і мережних інтеграторів


Каталог: pub
pub -> Прийменник як службова частина мови Кифорук Оксана Вікторівна
pub -> Знаходити прислівники в текстах і пояснювати правильність думки; знаходити прислівники в текстах і пояснювати правильність думки
pub -> Завдання : розкрити роль прислівників у художніх, науково-популярних і ділових текстах
pub -> Читання “Дощиком”
pub -> «Квітни мово, наша рідна. Дмитро Білоус. Віра поета в неминуче відродження рідного слова у поезіях \"Вічно жива\" та \"Хліб і слово\"»
pub -> Основні групи фразеологізмів, багатозначність, синонімія та антонімія фразеологізмів Мета
pub -> Ходи більше …бігай. Ходи більше …бігай


Поділіться з Вашими друзьями:




База даних захищена авторським правом ©pres.in.ua 2022
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка