Integracja sieci LAN z WAN








| Main | TCP/IP | Routing | ATM | xDSL | SONET |
ATM - Asynchronous Transfer Mode | Architektura
| PVC | Przesyłanie
danych | VCC
|
Jest szerokopasmową technologią komunikacyjną, która wykorzystywana jest do
przesyłania danych interakcyjnych, różnej wielkości plików, transmisji głosu, a
także sygnału wizyjnego. Standard ATM może bya stosowany zarówno w sieciach
lokalnych LAN, miejskich MAN jak i rozległych WAN. Połączenie pomiedzy odbiorcą
a nadawcą, tworzone jest na podstawie informacji zawartej w przesyłanych
komórkach informacyjnych (ang. cell) o jednakowych rozmiarach. Standard ATM nie
definiuje medium transmisyjnego, wykorzystywanego do realizacji połączen miedzy
wezłami, lecz zasady komunikacji w sieci, dopuszczając zastosowanie technologii
ATM w różnorodnych środowiskach transmisyjnych, takich jak kable koncentryczne
(sieci lokalne), światłowody (sieci LAN, WAN), bądź kanały bezprzewodowe (sieci
globalne). ATM nie jest też związany z określoną szybkością przesyłania danych.
Początkowo zdefiniowano szybkości transmisji od 1.4 Mb/s do 622 Mb/s, ale sieci
ATM mogą swobodnie osiągaa coraz wyższe predkości przesyłania danych, w miare
rozwoju sprzetu i technologii transmisyjnych. Określone w standardach mechanizmy
synchronizacji i sygnalizacji zajmują około 1 Mb/s każdego łącza fizycznego,
stąd nie jest korzystne używanie wolniejszych łączy niż T1/E1. Termin
"asynchroniczny" w nazwie technologii ATM, odnosi sie do trybu transmisji
danych. W metodzie ATM przesyłane strumienie bitów dzielone są na grupy po 53
bajty, zwane komórkami". Komórki z różnych połączen są ze sobą wymieszane i
przesyłane bez żadnego ustalonego porządku.
Architektura ATM
Architektura ATM została zdefiniowana jako element specyfikacji B-ISDN (ang.
Broadband - Integrated Services Digital Network). Skrót B-ISDN oznacza
szerokopasmową siea cyfrową z integracją usług, w której informacje są
przesyłane z dużą szybkością w postaci komutowanych pakietów danych, mowy i
obrazów ruchomych i nieruchomych (wideo). Podobnie jak i w innych typach sieci
telekomunikacyjnych, również i w systemie B-ISDN ATM, funkcje sterowania,
zarządzania, obsługi procesów użytkowych oraz związane z nimi protokoły mają
strukture warstwową.
Model architektury protokołów ATM składa się z warstw:

fizycznej - definiującej funkcje związane z dostepem do medium
transmisyjnego;
ATM - określającej format komórki oraz funkcje zapewniające niezawodny
transfer komórek, bez wzgledu na typ usługi;
adaptacji ATM (ang. ATM Adaptation Layer - AAL) - obejmującej funkcje
zależne od typu realizowanej usługi, które określają sposób konwersji
informacji z warstw wyższych do postaci komórek ATM, oraz
płaszczyzn:

użytkownika - pełniącej funkcje transferu informacji użytkownika oraz
sterowania przepływem strumieni tych informacji, itp.;
sterowania - odpowiedzialnej za realizacje zgłoszen; w płaszczyźnie tej
zawarte są funkcje sygnalizacyjne odpowiedzialne za ustanawianie, zarządzanie
i rozłączanie połączen;
zarządzania - realizującej funkcje nadzoru warstwą (zarządzanie zasobami
oraz parametrami obiektów istniejących w protokole) i nadzoru płaszczyzną
(koordynacja miedzypłaszczyznowa).
Podobnie jak w wielu innych architekturach sieciowych, tak i w ATM,
poszczególne warstwy dzielą sie na podwarstwy, pełniące różne zdefiniowane
funkcje. Zestawienie funkcji realizowanych w poszczególnych warstwach
przedstawione jest poniżej




Funkcje wyższych warstw
Wyższe
Warstwy

Podwarstwa zbieżności
CS
AAL

Podwarstwa segmentacji i składania
SAR
 

Sterowanie przepływem informacji Generacja i wydzielanie
nagłówkaTranslacja identyfikatora ścieżki logicznwej/kanału
logicznegoMultipleksacja i demultipleksacja komórek
ATM
 

Dopasowywanie szybkości transmisji komórek Generowanie i weryfikacja
nagłówka komórkiWydzielanie komórek ze strumienia bitówAdaptacja
ramki transmisyjnejGenerowanie i odtwarzanie ramki
transmisyjnej
TC
Warstwa
fizyczna

Realizacja podstawy czasu Funkcje łącza fizycznego
PM
 

CS - (ang. Convergence Sublayer) - podwarstwa zbieżności
SAR - (ang. Segmentation and Reassembly) - podwarstwa segmentacji i
scalania
AAL - (ang. ATM Adaptation Layer) - warstwa adaptacyjna
TC - (ang. Transmission Convergence Sublayer) - podwarstwa zbieżności
transmisji
PM - (ang. Physical Medium Sublayer) - podwarstwa medium fizycznego

Nawiązanie połączenia
W sieci ATM przed zainicjowaniem transferu danych musi zostaa zestawione
połączenie pomiedzy stacją nadawczą a odbiorczą. W tym celu stacja koncowa
wysyła wiadomośa setup, zawierającą adres ATM stacji odbiorczej. Definiuje też
pożądaną przez stacje (aplikacje) przepustowośa oraz parametry określające
jakośa transmisji QoS. Wiadomośa ta jest przesyłana do najbliższego przełącznika
ATM, który transmituje ją do kolejnego przełącznika ATM lub do stacji
odbiorczej, jeżeli jest z nią bezpośrednio połączony. Ostatni przełącznik,
znajdujący sie na trasie połączenia, przesyła wiadomośa do stacji odbiorczej.
Jeżeli stacja odbiorcza wyraża zgode na realizacje połączenia, wówczas tą samą
ścieżką transmisyjną, którą przybyło zapytanie o połączenie, wysyła wiadomośa
connect. Po odebraniu potwierdzenia i uzgodnieniu warunków połączenia stacja
nadawcza może zacząa wysyłanie danych. Jeżeli stacja odbiorcza nie zgadza sie na
zestawienie połączenia wysyła wiadomośa release, która jest również używana do
rozłączenia połączenia po zakonczeniu transmisji danych. Za wyznaczenie trasy od
stacji nadawczej do stacji odbiorczej, zgodnie z adresem podanym w nagłówku
komórki, odpowiedzialny jest protokół PNNI. Połączenia pomiedzy nadawcą i
odbiorcą rozpoznawane są przez wartości identyfikatorów scieżek/kanałów
logicznych. Istnieje kilka rodzajów połączen:

stałe PVC (ang. Permanent Virtual Connection) - połączenie zestawiane jest
na stałe, niezależnie od tego czy jest wykorzystywane do transmisji. Wartości
identyfikatorów połączenia ustala administrator sieci, który też ustanawia i
zamyka połączenie;
pół-stałe sPVC (ang. semi-Permanent Virtual Connection) - różni sie od
stałego tym, że połączenie jest ustalane tylko na czas przesyłania danych, ale
wartości identyfikatorów połączenia są z góry nadane przez administratora
sieci;
zmienne SVC (ang. Switched Virtual Connection) - połączenie zestawiane
jest tylko na czas przesyłania danych. Wartości identyfikatorów połączenia
ustalane są podczas ustanawiania połączenia.
Przesyłanie danych w ATM
Po nawiązaniu połączenia, tj. po ustaleniu wartości parametrów połączenia
wirtualnego, klasy usług oraz wymaganej jakości usług, może rozpocząa sie
transmisja danych. Dane są przesyłane poprzez kanały i ścieżki wirtualne.
Kanały i ścieżki wirtualne
Sieć ATM składa sie na ogół z wielu połączonych ze sobą przełączników ATM
(komutatorów). Gdy komórka informacyjna przybywa do komutatora, jest ona
kierowana, na podstawie informacji adresowej zawartej w nagłówku, właściwą drogą
do kolejnego wezła. Przełączanie komórek nastepuje sprzetowo. Z uwagi na to
przesyłanie danych w standardzie ATM jest bardzo szybkie. W komutatorach ATM nie
jest dokonywana weryfikacja poprawności przesyłanych komórek - odpowiadają za
nią wyższe warstwy zaimplementowane w stacjach nadawcy i odbiorcy. Zgodnie z
koncepcją ATM pomiedzy stacjami źródłową a docelową zestawiane jest logiczne
połączenie zwane kanałem wirtualnym VCC (ang. Virtual Channel Connection).
Zestaw kanałów o wspólnym weźle docelowym tworzy tzw. wirtualną ścieżke VPC
(ang. Virtual Path Connection). W komutatorze ATM ma wiec miejsce multipleksacja
statystyczna poszczególnych kanałów. Kanały i ścieżki wirtualne są rozróżniane
przez cześci adresowe VPI (ang. Virtual Path Identifier - 12-to lub 8-mio bitowe
identyfikatory w zależności od wersji ATM) i VCI (ang. Virtual Channel
Identifier - 16-to bitowy identyfikator) umieszczone w nagłówku komórki. Kanały
wirtualne oznaczone identyfikatorami VCIa i VCIb przedstawiają dwie możliwe
wartości identyfikatorów VCI wewnątrz ścieżki VP o idnetyfikatorze VPIx.
Użycie ścieżek wirtualnych upraszcza zarządzanie siecią, ponieważ liczba
ścieżek wirtualnych jest znacznie mniejsza od liczby kanałów wirtualnych. Brak
konieczności zestawiania połączen w wezłach pośrednich, przez które przebiega
dana ścieżka, wpływa na przyspieszenie procedury ustanawiania nowego połączenia,
wykorzystującego ścieżki wirtualne. Kanały wirtualne należące do jednej ścieżki
wirtualnej muszą charakteryzowaa sie jednakowym poziomem wymaganej jakości
usługi QoS. Transmisja danych odbywa sie z udziałem wezłów-komutatorów ATM.
Rozróżniamy przy tym dwa rodzaje komutatorów (przełączników). Są to komutatory
ścieżek VP i kanałów VC (. W komutatorze VP znajdują sie zakonczenia ścieżek
VPx. W związku z tym dokonywane są zamiany wartości VPI ścieżki wchodzącej na
VPI ścieżki wychodzącej, według adresu docelowego danego połączenia. W
komutatorze kanałów VC translacji ulegają zarówno wartości wskaźników VCI jak i
VPI.
ATM dysponuje dobrymi mechanizmami obronnymi przed powstaniem przeciążen. W
razie awarii przełącznika w sieci lub dużego zageszczenia ruchu nastepuje
przełączenie całej wirtualnej ścieżki na inną droge w sieci. Ułatwia to
zarządzanie siecią ATM, gdyż wymagane jest tylko określenie przebiegu
wirtualnych ścieżek, nie zaś indywidualnych kanałów. Określenie ścieżki i kanału
w sieci, rodzaj przesyłanej informacji (użytkowa, zarządzania siecią) oraz
priorytet komórki są umieszczone w nagłówku komórki.
Warstwa fizyczna
Warstwa fizyczna ATM została podzielona na dwie podwarstwy: podwarstwe PM
(ang. Physical Medium Sublayer) określającą charakterystyki medium
transmisyjnego, parametry nadajnika, odbiornika itp., oraz podwarstwe TC (ang.
Transmision Convergence) służącą dopasowaniu otrzymanego ciągu bitów do
struktury komórek ATM, określaniu granicy poszczególnych komórek, sprawdzaniu
poprawności transmisji (pole HEC), oraz generowaniu i usuwaniu komórek warstwy
fizycznej. Do transmisji danych mogą bya wykorzystywane interfejsy takie jak
SDH, PDH i inne. Poniżej tabela przedstawia hierarchie predkości transmisji.
Wymieniono w niej predkości interfejsu SONET, który jest kompatybilny z SDH.





SONET
SDH
Mb/s

STS-1/OC-1
-
51.84

STS-3/OC-3
STM-1
155.52

STS-9/OC-9
STM-3
466.5

STS-12/OC-12
STM-4
622.08

STS-18/OC-18
STM-6
933.12

STS-24/OC-24
STM-8
1244.16

STS-36/OC-36
STM-12
1866.24

STS-48/OC-48
STM-16
2488.32





|
Strona
główna
|
Na
górę
|
LAN
|
WAN
|
WinNT
|
Linki
|
Download
|* polskie znaki ISO 8859-2 *
HTML design Tomasz Kaminski *
FLASH design Maciej Łengowik *
Zespół Szkół Elektryczno -
Elektronicznych