Кадр LAP-F имеет структуру типичную для HDLC. Поле управления и адреса кадра объединены, так как алгоритмы восстановления не предусмотрены, нумерация и подтверждение кадров не производится. В стандартном формате длина этого поля 2 байта. Идентификация узлов производится номером логического (виртуального) канала DLCI. Из 1024 DLCI для пользователей предназначены 976 (16-991).
| 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
| DLCI | P/F | EA(0) | |||||
| DLCI | FECN | BECN | DE | EA(1) | |||
Младший бит EA – признак продолжения поля адреса, 1 – в последнем байте этого поля: P/F – признак опроса/окончания.
Протокол работает в предварительно созданном виртуальном соединении. В процедуре установления соединения, кроме создания виртуального канала пользователь и сеть согласуют параметры сервиса. Хотя гарантий по временным параметрам не предусматривается, пропускная способность сети вполне позволяет обслуживать голосовую связь. Следует учитывать, что стоимость обслуживания канала FrameRelay существенно ниже, чем стоимость аналогичного по пропускной способности канала ISDN.
4. СЕТИ ATM
Технология ATM наиболее полно совмещает особенности коммутации пакетов и коммутации каналов. Данные передаются в виде пакетов в виртуальных каналах, пакеты имеют строго фиксированный небольшой объем. Все это позволяет обеспечить предсказуемые задержки в сети, заказать при установлении соединения требуемые параметры качества сервиса и обеспечивать их для разных видов трафика. Организация передачи данных ориентирована на технологии магистральных каналов SDH/SONET, поэтому базовой скоростью для ATM является скорость 155 Мбит/с. Основное назначение ATM – обеспечить асинхронный режим передачи данных в синхронных каналах SDH/SONET. Хотя ядро стандартов было утверждено в 1993 г., работа по стандартизации различных аспектов этой технологии еще далеко не завершена. ATM – технология передачи данных, способная обслуживать разные виды трафика в соответствии с их требованиями. Классы обслуживания имеют ряд градаций от передачи данных "по возможности" до "малых задержек и малых потерь". Для идентификации конечных узлов используются 20-байтовые адреса, имеющие классическую иерархическую структуру. Как и в других сетях этого класса, адреса используются только для маршрутизации при установлении соединения. В виртуальном соединении коммутация пакетов производится идентификатором из двух элементов: идентификатор виртуального пути (VPI), идентификатор виртуального канала (VCI). VPI используется для ускорения коммутации и одинаков для виртуальных каналов, имеющих одинаковый маршрут на данном участке сети. Его можно рассматривать как старшую часть локального адреса, используемую для коммутации пакетов с общим маршрутом.
Пакеты ATM – ячейки (cell) имеют размер 53 байта (5 байт служебных). Размер ячейки установлен компромиссный для разнородных требований. Уменьшение размера облегчает синхронизацию передающей и принимающей стороны, увеличение – снижает долю служебной информации в передаваемых данных. Кроме стандартизованного размера ячейки в АТМ еще более полно реализована идея заказа пропускной способности и качества обслуживания. В зависимости от предъявляемых требований имеется 5 классов трафика, определяющих качественные характеристики:
A – трафик с постоянной битовой скоростью (CBR), временной синхронизацией передающей и принимающей стороны, с установлением соединения (на транспортном уровне).
B – трафик с переменной битовой скоростью (VBR), временной синхронизацией передающей и принимающей стороны, с установлением соединения (на транспортном уровне).
C – трафик с переменной битовой скоростью (VBR), без синхронизации передающей и принимающей стороны, с установлением соединения (на транспортном уровне).
D – трафик с переменной битовой скоростью (VBR), без синхронизации передающей и принимающей стороны, без установления соединения (на транспортном уровне).
X – тип трафика определяется пользователем.
Количественные характеристики, поддерживаемые АТМ, следующие:
· максимальная скорость передачи данных – PCR,
· средняя скорость передачи данных – SCR,
· минимальная скорость передачи данных – MCR,
· максимальный размер пульсации – MBS,
· доля потерянных ячеек – CLR,
· задержка передачи ячеек – CTD,
· вариации задержки ячеек – CDV.
При создании виртуального соединения между пользователем и сетью определяется уровень сервиса, так называемым трафик-контрактом, в котором определяется класс трафика и необходимые количественные характеристики соединения. Если не требуется строгое поддержание параметров пропускной способности, предусмотрен тип трафика с неопределенной скоростью –UBR. Для UBR сеть выделяет ресурсы "по возможности", т.е. те ресурсы, которые в данный момент свободны.
Стэк протоколов АТМ не полностью соответствует модели OSI. В технологии АТМ решаемые задачи представлены в двух уровнях: уровне адаптации – AAL, уровне АТМ. Уровень AAL по решаемым задачам ближе к протоколам транспортного уровня и состоит из подуровня конвергенции CS и подуровня сегментации и реассемблирования SAR. CS отвечает за взаимодействие с верхними уровнями и обеспечивает требуемый класс трафика, синхронизацию между передающим и принимающим узлом, контроль данных и целостности сообщений для верхних уровней. SAR преобразует поступающие с верхнего уровня пакеты в последовательность стандартных ячеек АТМ при передаче и выполняет обратное преобразование при приеме. Уровень АТМ в большей степени включает задачи сетевого и канального уровней: маршрутизацию, управление потоком, обработку приоритетов. Служебные заголовки AAL находятся в поле данных ячейки и коммутаторами АТМ не обрабатываются. С помощью этих служебных полей в конечном узле происходит восстановление исходного сообщения из принятых ячеек. Процедуры восстановления потерянных данных в AAL не предусмотрены. При используемых средствах физического уровня искажение сообщений полагается крайне маловероятным, поэтому AAL предусматривает только уведомление вышестоящих уровней при обнаружении искажений.
Протокол AAL1 предназначен для обслуживания трафика классов А или B и эмулирует выделенные цифровые линии, в частности этот протокол должен сглаживать неоднородности во времени поступления ячеек. Протокол AAL3/4 предназначен для обработки пульсирующего трафика классов C, D, иногда B (при не очень жестких требованиях). Протокол предусматривает довольно строгие процедуры контроля сообщений: нумеруется каждая ячейка исходного сообщения, каждая ячейка содержит контрольное поле (CRC). При обнаружении ошибки все сообщение стирается, так как процедуры восстановления не предусмотрены. Протокол AAL5 является дальнейшим упрощением (классы C и D), контрольное поле вычисляется для всего сообщения и помещается в последнюю ячейку. Этот протокол предназначен для передачи не только пользовательских данных, но и служебных. В коммутаторах АТМ этот протокол поддерживает процедуры установления виртуальных соединений. Протоколы подуровня AAL только определяют условия трафик-контракта, выполнение его условий обеспечивается работой коммутаторов, которые должны передавать ячейки с заданным уровнем качества обслуживания. Процедуры, определяющие работу коммутаторов, являются основным содержанием протокола ATM. Протокол ATM обеспечивает передачу ячеек в установленном виртуальном соединении: выполняет коммутацию по номеру виртуального соединения, контролирует соблюдение трафик-контракта конечным узлом, отбрасывает ячейки-нарушители при перегрузке сети, управляет потоком ячеек для повышения производительности.
| 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
| Управление потоком | Идентификатор виртуальногопути | ||||||
| Идентификатор виртуальногопути | Идентификатор виртуальногоканала | ||||||
| Идентификатор виртуального канала | |||||||
| Идентификатор виртуальногоканала | Тип данных/перегрузка | Приоритет потери | |||||
| Контрольное поле | |||||||
| Поле данных | |||||||
Рис.2. Формат ячейки
Контрольное поле заголовка позволяет исправлять однократные ошибки и некоторые виды двукратных ошибок.
Установление соединения производится по протоколу Q.2931. Формат адреса размером 20 байт описан в стандарте ISO 7498, адрес имеет типичную иерархическую структуру. При запросе на установление соединения конечный узел передает требуемые значения параметров трафика, коммутатор сети их анализирует и при наличии необходимых свободных ресурсов производит создание нового виртуального соединения. Если ресурсов недостаточно, заявка отклоняется.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1) Уолрэнд Дж. Телекоммуникационные и компьютерные сети. – М.: Постмаркет, 2007.
2) Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. – СПб.: "Питер", 2010.
3) Олифер В.Г., Олифер Н.А. Основы сетей передачи данных. – СПб.: "Питер", 2009.
4) Хамбракен Д. Компьютерные сети: Пер. с англ. – М.: ДМК Пресс, 2004.
5) Новиков Ю.В., Кондратенко С.В. Локальные сети. Архитектура, алгоритмы, проектирование. – М.: ЭКОМ, 2009.
6) Нанс Б. Компьютерные сети: Пер. с англ. – М.: "БИНОМ", 2006.