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
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
