Оптимальне управління діяльністю авіакопанії засобами гетерогенних комп’ютерних мереж (стр. 5 из 14)

LEC перехоплює широкомовні повідомлення і посилає їх BUS. Коли BUS отримує таке повідомлення, то посилає його копію кожному LEC, що реєструється. Одночасно, перш ніж розіслати копії, він перетворить пакет назад в Ethernet-форму, указуючи замість своєї адреси широкомовний.

Розмір осередку в 48 байт плюс п'ятибайтовий заголовок є причиною того, що тільки 90,5% пропускної смуги витрачається на передачу корисній інформації. Таким чином, реальна швидкість передачі даних – всього лише 140 Мбіт/с. І це без урахування накладних витрат на установку зв'язку і інші службові взаємодії між різними рівнями протоколів – BUS і LECS.

Так, АТМ – складна технологія і поки його використання обмежує LANE. Все це сильно стримує широке розповсюдженню даного стандарту. Правда, існує обгрунтована надія, що він дійсно застосовуватиметься, коли з'являться додатки, які зможуть скористатися перевагами АТМ безпосередньо.

АТМ – даною абревіатурою може позначатися технологія асинхронної передачі даних (Asynchronous Transfer Mode), а не тільки Adobe Type Manager або Automatoc Teller Machine, що багатьом може показатися звичнішим. Дану технологію побудови високошвидкісних обчислювальних мереж з комутацією пакетів характеризує унікальна масштабованість від невеликих локальних мереж швидкостями обміну 25–50 Мбіт/сек до трансконтинентальних мереж.

Як передавальне середовище використовується або витаючи пара (до 155 Мбіт/сек) або оптоволокно.

АТМ є розвитком STM (Synchronous Transfer Mode), технології передачі пакетованих даних і мови на великі відстані, традиційно використовуваною для побудови телекомунікаційних магістралей і телефонної мережі. Тому перш за все ми розглянемо STM.

Модель STM.

АТМ є розвитком STM (Synchronous Transfer Mode), технології передачі пакетних даних і мови на великі відстані, традиційно використовуваною для побудови телекомунікаційних магістралей і телефонної мережі. STM є мережевим механізмом з комутацією з'єднань, де з'єднання встановлюється перш, ніж почнеться передача даних, і розривається після її закінчення. Таким чином, взаємодіючі вузли захоплюють і утримують канал, поки не порахують необхідним роз'єднатися, незалежно від того, передають вони дані або «мовчать». Дані в STM передаються за допомогою розділення всієї смуги каналу на базові трансмісійні елементи, звані тимчасовими каналами або слотами. Канальні інтервали об'єднані в цикл передачі, що містить фіксоване число каналів, пронумерованих від 1 до N. Кожному слоту ставитися у відповідність одне з'єднання. Кожна з обойм (їх теж може бути декілька – від 1 до М), визначає свій набір з'єднань. Цикл передачі надає свої канальні інтервали для встановлення з'єднання з періодом Т. Прі цьому гарантується, що протягом цього періоду необхідна обойма буде доступна. Параметри N, M і Т визначаються відповідними комітетами із стандартизації і розрізняються в Америці і Европе.

В рамках каналу STM кожне з'єднання асоціюється з фіксованим номером слота в конкретній обоймі. Одного разу захоплений слот залишається у розпорядженні з'єднання протягом всього часу існування цього з'єднання.

Перехід на АТМ.

Дослідження застосування оптоволоконних каналів в трансокеанських і трансконтинентальних масштабах виявили ряд особливостей передачі даних різних типів. У сучасних комунікаціях можна виділити два типи запитів:

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

передача даних, не дуже критичних до затримок, але не допускаючих втрат інформації (цей тип передачі, як правило, відноситься до міжкомп'ютерних обмінів).

Передача різнорідних даних приводить до періодичного виникнення запитів, що вимагають великої смуги пропускання, але при малому часі передачі. Вузол, деколи, вимагає пікової продуктивності каналу, але відбувається це відносно рідко, займаючи, скажімо, одну десяту часу. Для такого виду каналу реалізується одне з десяти можливих з'єднань, на чому, природно, втрачається ефективність використання каналу. В рамках моделі STM передача тимчасово невживаний слот іншому абонентові неможлива.

Модель АТМ була узята на озброєння одночасно AT&T і декількома європейськими телефонними гігантами. (До речі, це може привести до появи відразу двох стандартів на специфікацію АТМ.) Головна ідея полягала в тому, що необхідності в жорсткій відповідності з'єднання і номера слота немає. Досить передавати ідентифікатор з'єднання разом з даними на будь-який вільний слот, зробивши при цьому пакет настільки маленьким, щоб у разі втрати втрата легко заповнювалася б. Короткі пакети вельми привабливі для телефонних компаній, прагнучих зберегти аналогові лінії STM.

У мережі АТМ два вузли знаходять один одного по віртуальному ідентифікатору з'єднання, використовуваному замість номерів канальні інтервали і цикли передачі в моделі STM. Швидкий пакет передається в такий же слот, як і раніше, але без яких-небудь вказівок або ідентифікатора.

Архітектура АТМ.

Стандарти для рівня АТМ описують, як отримувати осередок, що згенерував на фізичному рівні, додавати 5-байтний заголовок і посилати осередок рівню адаптації АТМ. Ці стандарти також визначають, яким чином потрібно встановлювати з'єднання з такою якістю сервісу (QOS), яка запрошує АТМ-пристрій або кінцева станція.

Стандарти встановлення з'єднання для рівня АТМ визначають віртуальні канали і віртуальні шляхи. Після того, як з'єднання встановлене, комутатори між кінцевими станціями отримують адресні таблиці, що містять відомості про те, куди необхідно направляти осередки. У них використовується наступна інформація: адреса порту, з якого приходять осередки; спеціальні значення в заголовках осередки, які називаються ідентифікаторами віртуального каналу (VCI – Virtual Circuit Identifier) і ідентифікаторами віртуального шляху (VPI – Virtual Path Identifier). Адресні таблиці також визначають, які VCI і VPI комутатор повинен включити в заголовки осередків перш ніж їх передати.

Формат даних.

Пакет АТМ, визначений спеціальним підкомітетом ANSI, повинен містити 53 байти: 5 байтів зайнято заголовком, останні 48 – змістовна частина пакету.

Рис. 1.9. Будова кадру АТМ

На малюнку показані поля заголовка АТМ – осередків, що мають інтерфейс користувача з мережею (UNI – User-to-Network Interface) і інтерфейс між мережами (NNI – Network-to-Node Interface або Network-to-Network Interface).

Поле загального управління потоком (GFC – Generic Flow Control) складається з 4 битий і використовується тільки в UNI для управління трафіком і запобігання перевантаженню. Для NNI це поле не визначене, а його біти використовуються для розширення поля ідентифікатора віртуальних шляхів.

Рис. 1.10. Типи заголовків пакету даних в АТМ

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

Поле ідентифікатора віртуального каналу складається з 16 бітів. Значення полів VPI і VCI встановлюються кінцевими пристроями при запиті з'єднання.

Поле ідентифікатора корисного навантаження (PTI – Payload Type Identification) складається з 3 бітів і використовується для позначення типу корисного навантаження осередку, а також для позначення процедур, що управляють. У специфікаціях, що знаходяться у стадії розробки, АТМ Forum збирається виділити перший біт для позначення перевантаження, другий біт для управління мережею, а третій – для індикації помилки.

Ознака втрати пріоритету осередку (CLP – Cell Loss Priority) – це 1 битий, який визначає можливість втрати осередком свого пріоритету. Якщо осередок можна відкинути із-за перевантаження, цей біт встановлюється в 1; якщо на комутаторі виникає перевантаження, він викидає всі осередки, у яких цей біт встановлений. В результаті при перевантаженні мережі пріоритет віддається певним типам осередків, що переносять, наприклад, відеоінформацію.

Контрольна сума заголовка (HEC – Header Error Check) – це восьмирозрядний циклічний надмірний код, який обчислюється по всіх полях АТМ, – заголовка. Такий метод контролю помилок дозволяє виявити всі однорозрядні помилки і частину багато розрядних. Контроль помилок в роботі АТМ має дуже велике значення, оскільки помилка в VPI/VCI може викликати спотворення даних в інших віртуальних каналах.

Віртуальний канал АТМ – це з'єднання між двома кінцевими станціями АТМ, яке встановлюється на час їх взаємодії. Віртуальний канал є двонаправленим; це означає, що після встановлення з'єднання кожна кінцева станція може як посилати пакети іншої станції, так і отримувати 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 уручну в процесі конфігурації мережі. Користувач повідомляє провайдера АТМ-УСЛУГ або мережевого адміністратора, які кінцеві станції мають бути сполучені, і він встановлює PVC між цими кінцевими станціями.

PVC включає кінцеві станції, середовище передачі і всі комутатори, розташовані між кінцевими станціями. Після установки PVC для нього резервується певна частина смуги пропускання, і двом кінцевим станціям не потрібно встановлювати або скидати з'єднання.