Технология ATM

Часть I
Часть
I
Технология ATM
 ýòîé ÷àñòè...
 äàííîé ÷àñòè ïðåäñòàâëåíû îñíîâíûå êîíöåïöèè è òåõíîëîãèè àñèíõðîííîãî
ðåæèìà ïåðåäà÷è äàííûõ (ATM). ×òî òàêîå ATM? Êàêîâà ðîëü òåõíîëîãèè ATM â
ìåæñåòåâîì âçàèìîäåéñòâèè è ãäå íåîáõîäèìî èñïîëüçîâàòü äàííóþ òåõíîëîãèþ? Êàêèì óðîâíÿì ìîäåëè âçàèìîäåéñòâèÿ îòêðûòûõ ñèñòåì OSI ñîîòâåòñòâóåò ðåæèì
ATM? Ñðàâíåíèå ñ ìîäåëüþ OSI ïîìîæåò ÷èòàòåëþ õîðîøî óñâîèòü ìàòåðèàë ïåðâîé
÷àñòè êíèãè.
Äàííàÿ ÷àñòü ïîëíîñòüþ îõâàòûâàåò âñå óðîâíè ìîäåëè ATM, íà÷èíàÿ ñ ôèçè÷åñêîãî. Îíà ñîñòîèò èç ñëåäóþùèõ ãëàâ.
•
Ãëàâà 1. Ââåäåíèå â òåõíîëîãèþ ATM. Ýòà ãëàâà ÿâëÿåòñÿ ââåäåíèåì â òåõíîëîãèþ
ATM. Êðîìå òîãî, â íåé ïðåäñòàâëåíî ñðàâíåíèå ñ óæå ñóùåñòâóþùèìè àëüòåðíàòèâíûìè ðåøåíèÿìè â îáëàñòè ïåðåäà÷è äàííûõ. Ìàòåðèàë äàííîé ãëàâû ÿâëÿåòñÿ
õîðîøèì ïðèìåðîì îöåíêè òðåáîâàíèé ê ðàçëè÷íûì òèïàì òðàôèêà.
•
Ãëàâà 2. Ýòàëîííàÿ ìîäåëü ATM: íèæíèå óðîâíè. Â ýòîé ãëàâå ðàññìàòðèâàþòñÿ
íèæíèå óðîâíè ñòåêà ïðîòîêîëîâ ATM: ôèçè÷åñêèé óðîâåíü, óðîâåíü ATM è
óðîâíè àäàïòàöèè ATM.
•
Ãëàâà 3. Ýòàëîííàÿ ìîäåëü ATM: âåðõíèå óðîâíè. Â äàííîé ãëàâå ðàññìàòðèâàþòñÿ
âåðõíèå óðîâíè ñòåêà ïðîòîêîëîâ ATM: ñèãíàëèçàöèÿ ATM, ILMI è ðàçëè÷íûå ìåòîäû ìåæñåòåâîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ñ ñóùåñòâóþùèìè ïðîòîêîëàìè è òîïîëîãèÿìè.
•
Ãëàâà 4. ATM-òðàôèê è óïðàâëåíèå ñåòüþ.  äàííîé ãëàâå ðàññìàòðèâàåòñÿ îñíîâà òåõíîëîãèè ATM: ìåõàíèçìû óïðàâëåíèÿ òðàôèêîì, êîíòðîëü êà÷åñòâà îáñëóæèâàíèÿ (QoS) è ìàðøðóòèçàöèÿ PNNI.
•
Ãëàâà 5. Ýìóëÿöèÿ ñåòè LAN – LANE. Äàííàÿ ãëàâà ñîäåðæèò èñ÷åðïûâàþùèé
ìàòåðèàë ïî ìåòîäàì ýìóëÿöèè ëîêàëüíîé ñåòè ïîâåðõ êàíàëîâ ATM.
•
Ãëàâà 6. Ìíîãîïðîòîêîëüíàÿ ïåðåäà÷à äàííûõ ÷åðåç ñåòü ATM – MPOA.  ýòîé
ãëàâå ïîäðîáíî ðàññìîòðåíà âîçìîæíîñòü èñïîëüçîâàíèÿ ïðîòîêîëîâ óðîâíÿ 3 â
ñåòè ATM.
 ýòîé ãëàâå...
• ×òî òàêîå ATM?
• Çà÷åì íóæíà òåõíîëîãèÿ ATM?
• Ðîëü òåõíîëîãèè ATM â îáúåäèíåííûõ ñåòÿõ.
• Îñíîâû ATM, POS, DWDM è Gigabit Ethernet.
• Ìèãðàöèÿ ñåòåé TDM.
• Òèïû êîììóòàòîðîâ ATM.
• Ñòàíäàðòû òåõíîëîãèè ATM.
Äàííàÿ ãëàâà îáúÿñíÿåò ðîëü òåõíîëîãèè ATM â îáúåäèíåííûõ ñåòÿõ, ðàçëè÷íûå
òèïû êîììóòàòîðîâ ATM è èõ íàçíà÷åíèå â ñåòè ATM. Êðîìå òîãî, äàåòñÿ ñðàâíåíèå
òåõíîëîãèé POS, ATM è Gigabit Ethernet è îïðåäåëÿþòñÿ äâå îñíîâíûå îðãàíèçàöèè,
êîòîðûå ðàçðàáàòûâàþò è óïðàâëÿþò ñòàíäàðòàìè â îáëàñòè ATM.
Глава 1
Глава
1
Введение в технологию ATM
Введение в технологию ATM
Âîò óæå ìíîãî ëåò òåõíîëîãèÿ àñèíõðîííîãî ðåæèìà ïåðåäà÷è (Asynchronous Transfer
Mode – ATM) ñ÷èòàåòñÿ îñíîâíîé òåõíîëîãèåé ïåðåíîñà èíôîðìàöèè ñ îáúåäèíåíèåì
ïåðåäà÷è âèäåî- è ãîëîñîâûõ ïîòîêîâ è ïîòîêîâ îáû÷íûõ äàííûõ.  íàñòîÿùåå âðåìÿ
òåõíîëîãèÿ ATM ïðèìåíÿåòñÿ êàê â ëîêàëüíûõ, òàê è â ðàñïðåäåëåííûõ ñåòÿõ. Åå îòëè÷èòåëüíûìè îñîáåííîñòÿìè ÿâëÿþòñÿ íàëè÷èå âñòðîåííûõ âîçìîæíîñòåé óïðàâëåíèÿ
êà÷åñòâîì îáñëóæèâàíèÿ (Quality of Service – QoS) è äèíàìè÷åñêèå îïåðàöèè ñ èñïîëüçîâàíèåì âèðòóàëüíûõ êàíàëîâ (Virtual Channel – VC). Ïðåäûäóùèå ðåàëèçàöèè òåõíîëîãèè ATM áûëè îñíîâàíû íà ñòàòè÷åñêîé êîíôèãóðàöèè è íèêîãäà íå èñïîëüçîâàëè
ìåõàíèçìû QoS. Íà ñåãîäíÿøíèé äåíü òåõíîëîãèÿ ATM ïîëíîñòüþ ãîòîâà ê èñïîëüçîâàíèþ. Ñïåöèôèêàöèÿ èíòåðôåéñà ìåæäó ïîëüçîâàòåëåì è ñåòüþ (User-Network
Interface – UNI) âåðñèè 4.0 áûëà ðàçðàáîòàíà è ðåàëèçîâàíà â 1996 ã. è âêëþ÷àåò â ñåáÿ
äèíàìè÷åñêîå óïðàâëåíèå êà÷åñòâîì îáñëóæèâàíèÿ (QoS) è ñïåöèôèêàöèþ èíòåðôåéñà
ìåæäó ÷àñòíûìè ñåòÿìè (PNNI1), êîòîðàÿ ïîçâîëÿåò äèíàìè÷åñêè óñòàíàâëèâàòü êîììóòèðóåìûå âèðòóàëüíûå ñîåäèíåíèÿ. Ñïåöèôèêàöèÿ PNNI1 ïîäðîáíî áóäåò ðàññìîòðåíà
â ãëàâå 4, “ATM-òðàôèê è óïðàâëåíèå ñåòüþ”. Êðîìå òîãî, ïîñëåäíèå ñòàíäàðòû AAL2
ïîçâîëÿþò îáðàáàòûâàòü ïîòîêè ñæàòûõ ãîëîñîâûõ äàííûõ, ÷òî â ðåçóëüòàòå ïðèâîäèò
ê áîëåå ðàöèîíàëüíîìó èñïîëüçîâàíèþ äîñòóïíîé ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ.
Что такое ATM?
Òåõíîëîãèÿ ATM îñíîâàíà íà ñòàíäàðòàõ B-ISDN (Broadband Integrated Services
Network – øèðîêîïîëîñíàÿ ñåòü ñ êîìïëåêñíûì îáñëóæèâàíèåì), êîòîðûå áûëè ðàçðàáîòàíû äëÿ ïðåäîñòàâëåíèÿ ïîëüçîâàòåëþ èíòåãðèðîâàííûõ ñëóæá íà áîëüøèõ ñêîðîñòÿõ ïåðåäà÷è äàííûõ. Ïðåäøåñòâåííèê óêàçàííûõ ñòàíäàðòîâ – òåõíîëîãèÿ Narrowband ISDN – ñòàëà îñíîâîé äëÿ ñîçäàíèÿ ñëóæá Frame Relay. Óíèêàëüíîñòü òåõíîëîãèè ATM çàêëþ÷àåòñÿ â âîçìîæíîñòè îáðàáîòêè âñåâîçìîæíûõ òèïîâ òðàôèêà âíå
çàâèñèìîñòè îò ïðîèñõîæäåíèÿ òðàôèêà – ãîëîñîâûå äàííûå, âèäåî èëè ïðîñòî êîìïüþòåðíûå äàííûå (ðèñ. 1.1).
Видео
Голос
Данные
Ячейки АТМ
Пользовательские
данные 48 байтов
Заголовок 5 байтов
Аппаратная коммутация
53#байтовых ячеек АТМ
Ðèñ. 1.1. Îáçîð òåõíîëîãèè ATM.
Ìèíèìàëüíûé áëîê ïåðåäàâàåìîé èíôîðìàöèè, ÿ÷åéêà (cell), èìååò ôèêñèðîâàííûé ôîðìàò è ðàçìåð, ðàâíûé 53 áàéòàì (48 áàéòîâ ïîëåçíîé íàãðóçêè è 5-áàéòîâûé
çàãîëîâîê). Çàãîëîâîê ÿ÷åéêè, íåñìîòðÿ íà ñâîé ìàëûé ðàçìåð â 5 áàéòîâ, ñîäåðæèò
äîñòàòî÷íî èíôîðìàöèè äëÿ ïåðåäà÷è ÿ÷ååê ê ïóíêòó íàçíà÷åíèÿ, ðàñïðîñòðàíåíèÿ è
èäåíòèôèêàöèè ÿ÷ååê êàê ÷àñòü ïåðåäàâàåìîé ñëóæåáíîé èíôîðìàöèè, êàê ñèãíàëèçàöèÿ èëè òåñòîâûå ñîîáùåíèÿ (keepalives).
Äðóãèì êëþ÷åâûì àñïåêòîì òåõíîëîãèè ATM ÿâëÿåòñÿ ïîääåðæêà ìåõàíèçìîâ QoS.
Èñïîëüçîâàíèå òåõíîëîãèè QoS ïîçâîëÿåò â ïåðâóþ î÷åðåäü ïåðåäàâàòü èíôîðìàöèþ, ÷óâñòâèòåëüíóþ ê çàäåðæêàì, è òîëüêî çàòåì ïåðåäàâàòü âñþ îñòàëüíóþ èíôîðìàöèþ. Ïðåäñòàâüòå ñåáå ðàçãîâîð ïî òåëåôîíó ìåæäó Íüþ-Éîðêîì è Òîêèî. Åñòåñòâåííî, íåîáõîäèìî,
÷òîáû ðàçãîâîð íå ïðåðûâàëñÿ è íå áûë èñêàæåí. Ïîýòîìó, ïðè èíòåãðàöèè ãîëîñîâûõ
äàííûõ ñ îáû÷íîé èíôîðìàöèåé, íàïðèìåð ïåðåäà÷åé ôàéëîâ áîëüøîãî ðàçìåðà, âàæíûì
ìîìåíòîì ÿâëÿåòñÿ ïåðåäà÷à ãîëîñà â ïåðâóþ î÷åðåäü, à ïåðåäà÷à ôàéëîâ ìîæåò è ïîäîæäàòü. Èñïîëüçîâàíèå òåõíîëîãèè ATM, îñíîâàííîé íà ïåðåäà÷å ÿ÷ååê èíôîðìàöèè, êîòîðàÿ ãàðàíòèðóåò, ÷òî ëþáîé êàíàë íå áóäåò ïåðåãðóæåí ïàêåòàìè áîëüøîé äëèíû, ïîçâîëÿåò óïðàâëÿòü ïðèîðèòåòàìè ïåðåäà÷è òðàôèêà ðàçëè÷íûõ òèïîâ. Ê òîìó æå òåõíîëîãèÿ
ATM ãàðàíòèðóåò ìèíèìèçàöèþ âàðèàöèè çàäåðæêè â ïðîöåññå ïåðåäà÷è ïîòîêîâ äàííûõ.
Âàðèàöèÿ çàäåðæêè – ýòî âðåìÿ, êîòîðîå çàòðà÷èâàåòñÿ íà ïåðåäà÷ó ïàêåòà â ñåòè.
Åùå îäíèì íåìàëîâàæíûì äîñòîèíñòâîì òåõíîëîãèè ATM ÿâëÿåòñÿ òî, ÷òî îíà èñïîëüçóåò ïðîöåäóðó óñòàíîâëåíèÿ ñîåäèíåíèÿ äëÿ îáìåíà äàííûìè. Óêàçàííûé ôàêò îçíà÷àåò, ÷òî ïåðåä íåïîñðåäñòâåííîé ïåðåäà÷åé èíôîðìàöèè ìåæäó îòïðàâèòåëåì è ïîëó÷àòåëåì óñòàíàâëèâàåòñÿ ñîåäèíåíèå. Ñðàçó ïîñëå óñòàíîâëåíèÿ âèðòóàëüíîãî ñîåäèíåíèÿ îòïðàâëÿåòñÿ çàïðîñ íà çàäàííîå êà÷åñòâî îáñëóæèâàíèÿ QoS. Èñïîëüçóÿ ïðîòîêîë
ìàðøðóòèçàöèè, èíôîðìàöèÿ î ñèãíàëèçàöèè ìàðøðóòèçèðóåòñÿ ÷åðåç ñåòü ATM, óñòàíàâëèâàÿ êîììóòèðóåìûé âèðòóàëüíûé êàíàë ñ ãàðàíòèðîâàííûì êà÷åñòâîì îáñëóæèâàíèÿ.
Внимание!
Изначально технология ATM позволяла устанавливать различные виды виртуальных
каналов (VC) — постоянный виртуальный канал (Permanent VC — PVC), коммутируемый виртуальный канал (Switched VC — SVC) и промежуточную разновидность указанных двух типов каналов — перепрограммируемый постоянный виртуальный канал
28
Часть I. Технология ATM
(Soft PVC). Возможность устанавливать различные типы каналов является еще одним
достоинством технологии ATM. Например, до недавнего времени технология Frame
Relay, которая уже достаточно давно используется в телекоммуникациях, позволяет
устанавливать только один тип соединения — постоянный виртуальный канал (PVC).
Постоянные виртуальные каналы статически задаются администратором, в то время
как коммутируемые виртуальные каналы создаются динамически и обрываются после
некоторого времени или сразу после передачи необходимой информации. Использование каналов SVC позволяет динамически изменять маршрут между двумя точками в
сети в случае изменения топологии, причем постоянные виртуальные соединения не
имеют такой гибкости.
Âñå óêàçàííûå âûøå äîñòîèíñòâà òåõíîëîãèè ATM áóäóò ðàññìîòðåíû â ïîñëåäóþùèõ ãëàâàõ êíèãè.
Зачем нужна технология ATM?
Áîëüøèíñòâî ñïåöèàëèñòîâ ïî ïðîåêòèðîâàíèþ è ïîääåðæêå êîìïüþòåðíûõ
ñåòåé çàäàþò ýòîò âîïðîñ óæå íåñêîëüêî ëåò. Òåõíîëîãèÿ ATM áûëà ìå÷òîé, êîòîðàÿ âîïëîòèëàñü â ðåàëüíîñòü. Èäåÿ îáðàáîòêè ëþáûõ òèïîâ òðàôèêà – âèäåîäàííûõ, ãîëîñîâûõ äàííûõ, òåêñòà è ìíîãîàäðåñíîãî òðàôèêà – ïðè÷åì èñïîëüçóÿ
îäíè è òå æå óñòðîéñòâà è îäíó è òó æå ñðåäó ïåðåäà÷è, òðåâîæèëà óìû ñïåöèàëèñòîâ ãîäàìè. Íà ñåãîäíÿøíèé äåíü, òåõíîëîãèÿ ATM ñäåëàëà ýòî âîçìîæíûì
áëàãîäàðÿ òîìó, ÷òî ATM çàíèìàåò “1,25 óðîâíÿ ìîäåëè OSI” (ðèñ. 1.2). Êðîìå
òîãî, ïðèçíàíèå â êà÷åñòâå ìèðîâîãî ñòàíäàðòà ñòàëî åùå îäíèì äîñòîèíñòâîì
òåõíîëîãèè ATM.
Модель OSI
Модель АТМ
Верхние уровни
Верхние уровни
Логическое управление
каналом
Логическое управление
каналом АТМ
Управление
доступом к среде
Уровень адаптации АТМ
Физический уровень
Физический уровень
Уровень 2
Уровень 1
Уровень АТМ
Уровень 1,25
Ðèñ. 1.2. Ñðàâíåíèå ìîäåëåé ATM è OSI
Íåêîòîðûå êîìïàíèè èñïîëüçóþò ñðåäñòâà ATM òîëüêî äëÿ ñêîðîñòíîé ïåðåäà÷è äàííûõ èç îäíîé òî÷êè â äðóãóþ, è íå áîëåå òîãî. Äðóãèå êîìïàíèè èñïîëüçóþò ðåøåíèå íà îñíîâå òåõíîëîãèè ATM äëÿ èíòåãðàöèè ñåòåé ãîëîñîâûõ äàííûõ
ñ îáû÷íûìè ñåòÿìè, âêëþ÷àÿ è ïåðåäà÷ó âèäåîäàííûõ èëè ïðîñòî äëÿ ðàñøèðåíèÿ ñâîèõ ëîêàëüíûõ ñåòåé (LAN). Âîïðîñ ñîñòîèò íå òîëüêî â òîì, çà÷åì íóæíà
òåõíîëîãèÿ ATM, íî è â òîì, ãäå ìîæíî ïðèìåíÿòü ýòó òåõíîëîãèþ. ßâëÿåòñÿ ëè
ATM òåõíîëîãèåé ëîêàëüíûõ ñåòåé, ðàñïðåäåëåííûõ ñåòåé (WAN) èëè ðåãèîíàëüíûõ ñåòåé (MAN)? ßâëÿåòñÿ ëè äàííàÿ òåõíîëîãèÿ óíèâåðñàëüíîé? Âñïîìíèì, ÷òî
ëîêàëüíàÿ ñåòü ÿâëÿåòñÿ ñîâîêóïíîñòüþ ìíîæåñòâà êîìïüþòåðîâ è äðóãèõ óñòðîéñòâ, íàïðèìåð ïðèíòåðîâ, îáúåäèíåííûõ ôèçè÷åñêè â îãðàíè÷åííîì ãåîãðàôè÷åñêîì ðåãèîíå, òàêèõ êàê îäíî ñòðîåíèå èëè êàìïóñ. Ðåãèîíàëüíûå ñåòè
Глава 1. Введение в технологию ATM
29
(Metropolitan Area Network – MAN) â áîëüøèíñòâå ñâîåì àíàëîãè÷íû ëîêàëüíûì,
íî çà îäíèì èñêëþ÷åíèåì – ñåòü ïîêðûâàåò áîëüøåå ðàññòîÿíèå. Ðàñïðåäåëåííûå
ñåòè (Wide Area Network – WAN) îáåñïå÷èâàþò îáúåäèíåíèå ñåòåé ðàçëè÷íûõ
ãåîãðàôè÷åñêèõ ðåãèîíîâ, èñïîëüçóÿ ñëóæáû, îðèåíòèðîâàííûå íà ïåðåäà÷ó äàííûõ íà áîëüøèå ðàññòîÿíèÿ, òàêèå êàê Frame Relay, ISDN è äð.
Áîëüøèíñòâî ñïåöèàëèñòîâ èçáåãàþò èñïîëüçîâàíèÿ òåõíîëîãèè ATM, äóìàÿ, ÷òî
îíà î÷åíü ñëîæíàÿ, â òî âðåìÿ êàê äðóãèå èñïîëüçóþò åå ñ áîëüøèì óñïåõîì. Ñåãîäíÿ
òåõíîëîãèÿ ATM çàðåêîìåíäîâàëà ñåáÿ êàê â ëîêàëüíûõ, òàê è â ðàñïðåäåëåííûõ ñåòÿõ
ïî âñåìó ìèðó.
Практический пример: использование
технологии ATM
Õîðîøèì ïðèìåðîì ðåàëèçàöèè ñåòè ATM ÿâëÿåòñÿ ñåòü Êàíàäñêîãî ãîñïèòàëÿ â
Ëîíäîíå, øòàò Îíòàðèî. Â äàííîé ñåòè êàíàë ATM îáúåäèíÿåò íåñêîëüêî çäàíèé äëÿ
ïåðåäà÷è äàííûõ è ãîëîñà. Ëþáîé áîëüíîé, íóæäàþùèéñÿ â íåîòëîæíîé ïîìîùè, ìîæåò ïîëó÷èòü åå â òå÷åíèå íåñêîëüêèõ ñåêóíä. Íà ðèñ. 1.3 ïðåäñòàâëåíà òîïîëîãèÿ ñåòè
ãîñïèòàëÿ. Ìàãèñòðàëü ñåòè ñîñòîèò èç ïÿòè êîììóòàòîðîâ ATM LightStream 1010, êîòîðûå ñâÿçàíû êàíàëàìè 622 Ìáèò/ñ. Òðè äîïîëíèòåëüíûõ êîììóòàòîðà ðàñøèðÿþò ñåòü
äàëåå ïîñðåäñòâîì êàíàëîâ 155 Ìáèò/ñ. Ãîëîñîâûå ìèíè-ÀÒÑ ïîäêëþ÷åíû íåïîñðåäñòâåííî ê êîììóòàòîðàì LightStream 1010 è ïîçâîëÿþò èíòåãðèðîâàòü ãîëîñîâûå äàííûå ñ
îáû÷íûìè äàííûìè. Êðîìå òîãî, ñåòü ATM ãàðàíòèðóåò êà÷åñòâî îáñëóæèâàíèÿ ãîëîñîâûõ äàííûõ áåç êàêèõ-ëèáî ïðîáëåì.
Äðóãèì ïðèìåðîì ðåàëèçàöèè òåõíîëîãèè ATM ÿâëÿåòñÿ ìîñêîâñêîå ìåòðî. Äëÿ àâòîìàòèçàöèè êîììóíèêàöèîííîé èíôðàñòðóêòóðû ìåòðî Ìîñêâû, îäíîãî èç ñàìûõ ñòàðûõ è êðàñèâûõ ìåòðî â ìèðå, èñïîëüçóåòñÿ áîëåå 50 êîììóòàòîðîâ LightStream 1010
(L1010). Äàííàÿ ñåòü ATM èñïîëüçóåòñÿ òîëüêî äëÿ ïåðåäà÷è äàííûõ.
Åùå îäíèì õîðîøèì ïðèìåðîì èñïîëüçîâàíèÿ òåõíîëîãèè ATM â Ðîññèè ÿâëÿåòñÿ
ìåæáàíêîâñêàÿ ñåòåâàÿ èíôðàñòðóêòóðà MISEX è ñåòü ïðåäïðèÿòèÿ “Êîñòðîìà-ýíåðãî”.
 ñåòè MISEX èñïîëüçóþòñÿ êîììóòàòîðû LightStream 1010, è îíà îáúåäèíÿåò êîìïëåêñ
èç òðåõ çäàíèé â Ìîñêâå.  êàæäîì çäàíèè ðàñïîëîæåíû îôèñû êîììåð÷åñêèõ êîìïàíèé. Ñåòü MISEX ïðåäíàçíà÷åíà äëÿ ïåðåäà÷è äàííûõ ìåæäó çäàíèÿìè êîìïëåêñà. Ñåòü
ïðåäïðèÿòèÿ “Êîñòðîìà-ýíåðãî” èìååò ïðîòÿæåííîñòü 370 êì è ïðåäîñòàâëÿåò ñëóæáû
ïåðåäà÷è îáû÷íûõ è ãîëîñîâûõ äàííûõ ñî ñêîðîñòüþ 155 è 622 Ìáèò/ñ.
Êîìïàíèÿ Beijing Telecommunications Administration (BTA, Êèòàé) èçáðàëà äëÿ ïîñòðîåíèÿ ãîðîäñêîé ñåòè MAN ATM-êîììóòàòîðû êîìïàíèè Stratacom. Äàííàÿ ñåòü
ïðåäîñòàâëÿåò óñëóãè Internet, à òàêæå èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ïåðåäà÷è êîììåð÷åñêèõ è
ïðàâèòåëüñòâåííûõ äàííûõ.
Ñòðàõîâàÿ êîìïàíèÿ Swiss Reinsurance (Swiss Re, Øâåéöàðèÿ), îäèí èç ëèäåðîâ
ñòðàõîâîãî áèçíåñà â ìèðå, èñïîëüçóåò òåõíîëîãèþ ATM ñ ãàðàíòèðîâàííûõ êà÷åñòâîì
îáñëóæèâàíèÿ ïåðåäà÷è ãîëîñîâûõ è îáû÷íûõ äàííûõ. Ñòðóêòóðà ñåòè ATM ñîñòîèò
èç 4000 óçëîâ â êàìïóñå è îáñëóæèâàåòñÿ êîììóòàòîðàìè LightStream 1010.
Ãîñóäàðñòâåííûé óíèâåðñèòåò øòàòà Èëëèíîéñ èñïîëüçóåò â ñâîåé ñåòè ATMêîììóòàòîðû Catalyst 8540 MSR è ìàãèñòðàëüíóþ ñåòü íà îñíîâå êàíàëîâ OC-12
(622 Ìáèò/ñ).
30
Часть I. Технология ATM
CISCO 7507
400 Мбит/с
ETHERCHANNEL
CAT5500
Разделяемая среда
10 Мбит/с
LS1010
СоединениеB
RSM
CAT5500
OC12
Частная линия
LS1010
СоединениеA
OC12
OC12
CISCO 4700
PIX
Firewall
мини#АТС
мини#АТС
OC12
Структура сети Лондонского госпиталя
мини#АТС
мини#АТС
OC12
LS1010
СоединениеD
CAT5500
CAT5K
100 Мбит/с
дуплексное соединение
Сеть Internet
СоединениеE
LS1010
OC3
Частная линия
LS1010
100 Мбит/с
дуплексное соединение
CAT3K
CAT5K
100 Мбит/с
дуплексное соединение
Кольцо FDDI
CAT5500
100 Мбит/с
СоединениеB дуплексное соединение
RSM
OC12
Частная линия
LS1010
СоединениеA
RSM
CAT5500
мини#АТС
CISCO
4700
Ðèñ. 1.3. Òîïîëîãèÿ ñåòè ãîñïèòàëÿ â Ëîíäîíå (Îíòàðèî, Êàíàäà)
Соединения рабочих станций по 10 Мбит/с
коммутируются оборудованием Catalyst
Соединения сервера коммутируются со скоростью 100 Мбит/с
100 Мбит/с
дуплексное соединение
LS1010
OC3
100 Мбит/с
дуплексное соединение
Удаленный доступ
Cisco 5248
CAT3K
CAT5500
100 Мбит/с
дуплексное соединение СоединениеC
RSM
CAT5K
MU3
Серверная
CAT5K
OC3
Частная линия
400 Мбит/с
ETHERCHANNEL
OC3
Частная линия
100 Мбит/с
дуплексное соединение
CAT5K
Серверная
СоединениеD
LS1010
CA5K
200 Мбит/с
SPANTREE
мини#АТС
CISCO 4700
Åùå òðè ãîäà íàçàä îäèí èç ñòóäåíòîâ ãðóïïû ïî ïðîåêòèðîâàíèþ ñåòåé ñïðîñèë
î ìîåì ìíåíèè î âîçìîæíûõ ñòðóêòóðàõ ñåòåé, êîòîðûå â áóäóùåì áóäóò èñïîëüçîâàòü
áîëüøèå êîðïîðàöèè. Ìîé îòâåò áûë òàêîâ: “Ìàãèñòðàëüíàÿ ñåòü îáÿçàòåëüíî áóäåò
èñïîëüçîâàòü ðåæèì ATM, ïîòîìó ÷òî äàííàÿ òåõíîëîãèÿ ïîçâîëÿåò ïåðåäàâàòü ëþáîé
òèï èíôîðìàöèè, ò.å. âèäåî, ãîëîñîâûå äàííûå è èçîáðàæåíèÿ èç îäíîé òî÷êè ìèðà
â äðóãóþ. Áîëüøèíñòâî ñèñòåì ïåðåäà÷è èíôîðìàöèè íà áîëüøèå ðàññòîÿíèÿ áóäóò
èñïîëüçîâàòü òåõíîëîãèþ ATM.  áóäóùåì áóäóò ñóùåñòâîâàòü “ãèãàíòñêèå” öåíòðàëüíûå óçëû-êîíöåíòðàòîðû ñåòè, íàïðèìåð, â Òîðîíòî èëè â Íüþ-Éîðêå, îíè áóäóò îòïðàâëÿòü ãîëîñîâûå äàííûå ñðàçó â ìåñòíûé òåëåôîííûé êîììóòàòîð, à îáû÷íûå äàííûå áóäó ïåðåíàïðàâëÿòüñÿ äàëüøå ê òî÷êå íàçíà÷åíèÿ”.
Îïèñûâàåìàÿ ñèòóàöèÿ – î÷åíü ÷àñòîå ñåãîäíÿ ÿâëåíèå â Êàíàäå, ÑØÀ è äðóãèõ
ñòðàíàõ. Ïðîâàéäåðû ñëóæá èñïîëüçóþò òåõíîëîãèþ ATM òîëüêî êàê îñíîâíîé ñêîðîñòíîé êàíàë ïåðåäà÷è èíôîðìàöèè, ïîçâîëÿþùèé ïåðåíîñèòü ëþáîé òèï òðàôèêà.
Íåêîòîðûå êîðïîðàöèè ñòàðàþòñÿ èñïîëüçîâàòü âñå ïðåèìóùåñòâà òåõíîëîãèè ATM.
Íàïðèìåð, êîðïîðàöèÿ Bell Canada ïðåäîñòàâëÿåò êëèåíòàì ðàñøèðåíèå ñåòåé Ethernet ñî ñêîðîñòüþ 100 Ìáèò/ñ, èñïîëüçóÿ òåõíîëîãèþ ATM â êà÷åñòâå ñðåäñòâà ïåðåäà÷è äàííûõ íà áîëüøèå ðàññòîÿíèÿ. Êðîìå òîãî, ìîæíî ðàñøèðèòü ñåòü ATM è â ÷àñòíûå ñåòè, ò.å. ñåòè LAN. Èñïîëüçóÿ êîììóòèðóåìûå âèðòóàëüíûå êàíàëû (SVC), ìîæíî ïðåäîñòàâëÿòü ãàðàíòèðîâàííîå êà÷åñòâî îáñëóæèâàíèÿ ïðè ïåðåäà÷å äàííûõ
â ëþáóþ ÷àñòü çåìíîãî øàðà (ñì. ãëàâó 3, “Ýòàëîííàÿ ìîäåëü ATM: âåðõíèå óðîâíè”).
Внимание!
Несмотря на то, в настоящий момент большинство провайдеров, предоставляющих
услуги сети ATM, используют постоянные виртуальные каналы (PVC), реализация каналов SVC становится все более и более популярной. Например, корпорация BellSouth (Атланта) предоставляет услуги сети ATM с использованием каналов SVC.
Объединить удаленные участки сети одной компании можно с помощью туннелей
внутри каналов PVC или SVC провайдера. Данный подход описан в главе 13,
“Конфигурирование коммутатора LightStream 1010”.
Роль технологии ATM в объединенных
сетях
Êàêîâà ðîëü òåõíîëîãèè ATM â îáúåäèíåííûõ ñåòÿõ è êàêîâû ïåðñïåêòèâû åå ðàçâèòèÿ? Ñìîãóò ëè ìåõàíèçìû ATM è IP ðàáîòàòü â îäíîé ñåòè? Ñìîæåò ëè òåõíîëîãèÿ ATM
óâåëè÷èòü ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ñåòè?  íàñòîÿùåå âðåìÿ òàêèõ âîïðîñîâ ãîðàçäî áîëüøå,
÷åì îòâåòîâ. ß äóìàþ, ÷òî òåõíîëîãèÿ ATM ìîæåò ñîñóùåñòâîâàòü ñ IP. Áîëüøèíñòâî ïðîâàéäåðîâ óæå ðàçâåðíóëè èëè áóäóò ðàçâîðà÷èâàòü îñíîâíûå ìàãèñòðàëüíûå êàíàëû íà îñíîâå òåõíîëîãèè ATM. Íåêîòîðûå çàêàç÷èêè, òðåáóþùèå ðåàëèçàöèè îïðåäåëåííîãî óðîâíÿ êà÷åñòâà îáñëóæèâàíèÿ (QoS) ïðè ïåðåäà÷å ãîëîñîâûõ è âèäåîäàííûõ ÷åðåç ñåòü, ðàçâåðòûâàþò ATM è òåì ñàìûì ðàñøèðÿþò ñåòü ïðîâàéäåðà â ñâîåé ñîáñòâåííîé.
Áîëüøèíñòâî ïðîâàéäåðîâ ñëóæá Internet (Internet Service Provider – ISP) ïðîäîëæàþò ðàçâèâàòü ïîëèòèêó âíåäðåíèÿ ñòåêà ïðîòîêîëîâ IP, êîòîðûé èñïîëüçóåò ìåõàíèçìû ATM íà
íèæíèõ óðîâíÿõ èëè ïåðåäàåòñÿ ïîâåðõ ñðåäû SONET èëè SDH (Synchronous Digital Hierarchy – ñèíõðîííàÿ öèôðîâàÿ èåðàðõèÿ) è ñîîòâåòñòâóåò ñòàíäàðòó ITU-T (SDH – àíàëîã
SONET â Åâðîïå, Ëàòèíñêîé Àìåðèêå è ñòðàíàõ Òèõîîêåàíñêîãî áàññåéíà). Òåõíîëîãèÿ
32
Часть I. Технология ATM
ïåðåäà÷è ïàêåòîâ ïîâåðõ SONET/SDH îáû÷íî îáîçíà÷àåòñÿ àááðåâèàòóðîé POS (Packet
over SONET/SDH) è èñïîëüçóåò ïðîòîêîë PPP íà êàíàëüíîì óðîâíå. Òåõíîëîãèÿ
SONET/SDH ÿâëÿåòñÿ ìåõàíèçìîì ôèçè÷åñêîãî óðîâíÿ ñ âîçìîæíîñòüþ ïåðåäà÷è äàííûõ
íà ñêîðîñòÿõ äî 36 Ãáèò/ñ (OC-384). Áîëåå ïîäðîáíî òåõíîëîãèÿ SONET îïèñàíà â ãëàâå 2,
“Ýòàëîííàÿ ìîäåëü ATM: íèæíèå óðîâíè”.
Òðàäèöèîííûå ëîêàëüíûå ñåòè â îñíîâíîì ïåðåíîñÿò òîëüêî äàííûå. Ñåòü Internet,
êîòîðàÿ îáúåäèíÿåò ìíîæåñòâî ëîêàëüíûõ ñåòåé ïîñðåäñòâîì ðàñïðåäåëåííûõ ñåòåé,
ïðåäïîëàãàåò ïåðåäà÷ó ãîëîñîâûõ äàííûõ è ïîòîêîâ âèäåîèíôîðìàöèè. Äàííûé ôàêò
ïîäðàçóìåâàåò, ÷òî ëîêàëüíûå ñåòè òîæå äîëæíû ïåðåäàâàòü êîìïüþòåðó íå òîëüêî
îáû÷íûå äàííûå, íî òàêæå ãîëîñ è âèäåîäàííûå! ß äóìàþ, íèêòî íå áóäåò ïðîòåñòîâàòü ïðîòèâ íàñòîëüíîãî óñòðîéñòâà ñ âîçìîæíîñòüþ ïîëíîé èíòåãðàöèè ãîëîñà, ïåðåäà÷è äàííûõ è âèäåî. Åñòü äâå òåõíîëîãèè êîòîðûå ïîçâîëÿþò ðåøèòü òàêóþ çàäà÷ó
îáúåäèíåíèÿ ñëóæá: ATM è Gigabit Ethernet.
Основы технологий ATM, POS, DWDM
и Gigabit Ethernet
Áîëüøèíñòâî ñïåöèàëèñòîâ ïî îáúåäèíåííûì ñåòÿì ìîæíî ðàçäåëèòü íà òåõ, êòî
ëþáèò ÿ÷åéêè, è òåõ, êòî èõ íåíàâèäèò.
Ïî÷åìó íåêîòîðûå ëþáÿò ÿ÷åéêè, à íåêîòîðûå èõ íåíàâèäÿò? Ýòî òðóäíûé âîïðîñ.
Ïî÷åìó íåêîòîðûå ëþáÿò òåõíîëîãèþ ïåðåäà÷è ÿ÷ååê äàííûõ, ÿ ìîãó ñêàçàòü èñõîäÿ
èç ñâîåãî îïûòà, à ïî÷åìó íåíàâèäÿò – ÿ ìîãó òîëüêî äîãàäûâàòüñÿ.  îñíîâíîì äàííóþ òåõíîëîãèþ ëþáÿò çà òî, ÷òî îíà âñåãäà ãàðàíòèðóåò îæèäàåìûé ðåçóëüòàò è ïðåäîñòàâëÿåò áåçãðàíè÷íûå âîçìîæíîñòè (êàê âû çíàåòå, ëþáûå îãðàíè÷åíèÿ – ýòî ïðåäåë âàøåãî ñîáñòâåííîãî âîîáðàæåíèÿ).  ìîåì ñëó÷àå, ìåõàíèçì ïåðåäà÷è äàííûé
ATM âïîëíå ñîîòâåòñòâóåò âûøåñêàçàííîìó. Ðåæèì ïåðåäà÷è ÿ÷ååê – ýòî î÷åíü ïðîñòîå è â òîæå âðåìÿ äîñòàòî÷íî ìîùíîå ñðåäñòâî, îáëàäàþùåå ñëîæíîñòÿìè è ãèáêîñòüþ äèíàìè÷åñêîãî ìåõàíèçìà óñòàíîâëåíèÿ ñîåäèíåíèÿ.
Èíîãäà, åñëè íàäåæäû íå áûëè îïðàâäàíû, íàäî ïðîñòî îòêàçàòüñÿ îò âñÿêèõ íàäåæä. Ìîæåò èìåííî ïîýòîìó íåêîòîðûå èíæåíåðû íà÷èíàþò íåíàâèäåòü ÿ÷åéêè.
Íàïðèìåð, åñëè äàííàÿ òåõíîëîãèÿ ãàðàíòèðîâàëà êà÷åñòâî îáñëóæèâàíèÿ ÷åòûðå ãîäà
íàçàä è òàêèå ãàðàíòèè íå îïðàâäàëèñü, òî ñïåöèàëèñòû áóäóò î÷åíü îáåñêóðàæåíû, íå
ïðàâäà ëè? Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî òåõíîëîãèÿ ATM óæå ìíîãî ëåò ìîæåò ðàáîòàòü ñ
ìåõàíèçìàìè QoS, íî òîëüêî ïîñëåäíèå ìîäåëè óñòðîéñòâ ïî-íàñòîÿùåìó èñïîëüçóþò
îñíîâíûå êîíöåïöèè êà÷åñòâà îáñëóæèâàíèÿ. Êàê âèäíî èç èñòîðèè ðàçâèòèÿ òåëåêîììóíèêàöèé, òåõíîëîãèÿ îïåðåæàåò ïðîèçâîäñòâî íà 20 ëåò. Ïîñòåïåííî óêàçàííûé
èíòåðâàë óìåíüøàåòñÿ, íî òåõíîëîãèÿ âñå åùå èäåò âïåðåäè ïðîìûøëåííîñòè.
Ïåðåæèâåò ëè ATM òåõíîëîãèþ POS â ðàñïðåäåëåííûõ ñåòÿõ? Áóäåò ëè òåõíîëîãèÿ
Gigabit Ethernet èñïîëüçîâàòüñÿ â ëîêàëüíûõ ñåòÿõ? ×òî òàêîå ìåòîä DWDM è êàê îí
ïîâëèÿåò íà äàëüíåéøåå ðàçâèòèå ñåòåâûõ òåõíîëîãèé? Ýòè è ìíîãèå äðóãèå âîïðîñû
âñå åùå îñòàþòñÿ îòêðûòûìè.
Циклическая эволюция технологии
Эволюция технологии и ее внедрение в производстве, как и сама жизнь, имеют циклическую природу. Вспомните дни, когда существовала единственная структура информационных сетей: все вычисления проводились на центральном компьютере и каждый задавал свою собственную задачу. Потом наступила эра распределенных вычис-
Глава 1. Введение в технологию ATM
33
лений, и для проектирования информационных сетей вошло в моду выражение
“структура клиент/сервер является наиболее удачным решением”. Какова же ситуация
сегодня? Мы стремимся создать сервер серверов — мы опять вернулись к централизованным структурам!
Что такое передача пакетов в среде SONET?
Òåõíîëîãèÿ ïåðåäà÷è ïàêåòîâ â ñðåäå SONET (Packet over SONET – POS) áûëà
ïðåäëîæåíà íåñêîëüêèìè îðãàíèçàöèÿìè è ÿâëÿåòñÿ àëüòåðíàòèâîé òåõíîëîãèè ATM
ñðåäè ìåòîäîâ ïåðåäà÷è äàííûõ. Êîíöåïöèÿ òåõíîëîãèè äîñòàòî÷íî ïðîñòà: ïåðåäàþòñÿ
ïðîòîêîëû óðîâíÿ 3 (íàïðèìåð IP) ÷åðåç ñåòè SONET/SDH. Òåõíîëîãèÿ SONET/SDH
ñîîòâåòñòâóåò ïåðâîìó óðîâíþ ìîäåëè OSI. Òåõíîëîãèÿ POS èñïîëüçóåò ïîñëåäîâàòåëüíóþ ïåðåäà÷ó èíôîðìàöèè âî ôðåéìàõ SONET/SDH ñ èñïîëüçîâàíèåì ïðîòîêîëà ÐÐÐ.
Èñïîëüçîâàíèå ïðîòîêîëà ÐÐÐ â ñåòÿõ SONET/SDH îïèñàíî â äîêóìåíòå RFC 2615, êîòîðûé ìîæíî íàéòè íà ñàéòå http://info.internet.isi.edu/in-notes/rfc/files
(çà áîëåå ïîäðîáíîé èíôîðìàöèåé î ñåòÿõ SONET îáðàòèòåñü ê ãëàâå 2, “Ýòàëîííàÿ
ìîäåëü ATM: íèæíèå óðîâíè”). Òåõíîëîãèÿ POS èìååò ïðåèìóùåñòâî ïåðåä ATM òîëüêî ïðè ïåðåäà÷å äàííûõ, êîòîðûå íå âêëþ÷àþò â ñåáÿ ãîëîñ è âèäåîäàííûå. Ê òîìó æå ó
ìåòîäà POS îòñóòñòâóåò ãèáêîñòü è ïðîèçâîäèòåëüíîñòü êîììóòàöèè ðåæèìà ATM. Äëÿ
ïîëó÷åíèÿ âûñîêîé ñêîðîñòè êîììóòàöèè, ñðàâíèìîé ñ ñêîðîñòüþ êîììóòàöèè â ñåòè
ATM, à òàêæå äîñòèæåíèÿ íàèâûñøåé ãèáêîñòè ñðåäñòâ óðîâíÿ 3 ìîäåëè OSI â ñåòè íåîáõîäèìî èñïîëüçîâàòü ãèãàáèòîâûå êîììóòàòîðû. Çà÷åì ýòî íóæíî? Äëÿ òîãî ÷òîáû
óäîâëåòâîðèòü òðåáîâàíèÿ ê ïðîïóñêíîé ñïîñîáíîñòè óñòðîéñòâ, íåîáõîäèìûõ äëÿ êîììóòàöèè/ìàðøðóòèçàöèè ìåæäó ñåòÿìè ñ ãèãàáèòîâûìè êàíàëàìè âíóòðè.
Что такое мультиплексирование по длине волны
высокой плотности?
Òåõíîëîãèÿ ìóëüòèïëåêñèðîâàíèÿ ïî äëèíå âîëíû âûñîêîé ïëîòíîñòè (Dense
Wavelength Division Multiplexing – DWDM) ÿâëÿåòñÿ íîâîé òåõíîëîãèåé îòíîñèòåëüíî
òðàíñïîðòà ïðîòîêîëîâ IP â ñðåäå SONET/SDH. Äàííàÿ òåõíîëîãèÿ ïîçâîëÿåò ïðîâàéäåðàì ïåðåäàâàòü íåñêîëüêî äëèí âîëí ïî îäíîé æèëå îïòè÷åñêîãî êàáåëÿ. Ñî âñå
âîçðàñòàþùèìè òðåáîâàíèÿìè ê ñêîðîñòÿì ïåðåäà÷è äàííûõ, êàíàëû Ò3 è ñêîðîñòüþ
44,736 Ìáèò/ñ íå ìîãóò ñïðàâèòüñÿ ñ ïîñòîÿííî âîçðàñòàþùåé íàãðóçêîé. Êàíàëû
SONET OC-3 (155 Ìáèò/ñ) è OC-12 (622 Ìáèò/ñ) ïîêà åùå ñîîòâåòñòâóþò òðåáîâàíèÿì ê ïîëîñå ïðîïóñêàíèÿ, íî ñåãîäíÿ óæå åñòü ñåòè, êîòîðûå äëÿ ïåðåäà÷è èíôîðìàöèè ïðåäïîëàãàþò íàëè÷èå ïðîïóñêíîé ñïîñîáíîñòè áîëåå 2,5 Ãáèò/ñ.
Òåõíîëîãèÿ ìóëüòèïëåêñèðîâàíèÿ ïî äëèíå âîëíû (Wave Division Multiplexing –
WDM), ïðåäøåñòâåííèöà òåõíîëîãèè DWDM, óäâàèâàëà ïðîèçâîäèòåëüíîñòü çà ñ÷åò
èñïîëüçîâàíèÿ äâóõ äëèí âîëí. Äâå äëèíû âîëíû ñîîòâåòñòâóþò äâóì íåïåðåñåêàþùèìñÿ äèàïàçîíàì ÷àñòîò (èëè “öâåòàì”), îäíà ïîëîñà èñïîëüçóåòñÿ äëÿ ïåðåäà÷è,
äðóãàÿ – äëÿ ïðèåìà, ÷òî äàåò âîçìîæíîñòü ïåðåäàâàòü èíôîðìàöèþ â îáå ñòîðîíû
îäíîâðåìåííî ïî îäíîé æèëå âîëîêíà. Äîëãîå âðåìÿ òåõíîëîãèÿ WDM íå ïîìîãàëà
ðàçðåøèòü ïðîáëåìó îãðàíè÷åííîñòè ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ, è â ñåðåäèíå 1990-õ ãîäîâ
áûëè ðàçðàáîòàíû ìåòîäû èñïîëüçîâàíèÿ 4-, 8- è 16-âîëíîâûõ êàíàëîâ íà îäíîé æèëå
âîëîêíà. Êàê ðàç èìåííî 16-âîëíîâîå âîëîêíî èçâåñòíî êàê DWDM. Äàííàÿ òåõíîëîãèÿ áàçèðóåòñÿ íà ïðèíöèïå, êîòîðûé ãëàñèò, ÷òî îïòè÷åñêîå âîëîêíî ñïîñîáíî ïåðåäàâàòü òðèëëèîíû áèòîâ çà îäíó ñåêóíäó. Òàêàÿ ñêîðîñòü ïåðåäà÷è äîñòèãàåòñÿ çà
34
Часть I. Технология ATM
ñ÷åò ïåðåäà÷è 16 äëèí âîëí (èëè öâåòîâ) ïî îäíîé ïàðå âîëîêíà. Ðåçóëüòàòîì òàêîãî
ïîäõîäà ÿâëÿåòñÿ ñêîðîñòü 40 Ãáèò/ñ â îáîèõ íàïðàâëåíèÿõ. Íà ñåãîäíÿøíèé äåíü óæå
ïðèìåíÿþòñÿ òåõíîëîãèè, èñïîëüçóþùèå äî 100 öâåòîâ è ïîçâîëÿþùèå ïåðåíîñèòü
9,6 Ãáèò/ñ êàæäûé, îáùàÿ ïðîïóñêíàÿ ñïîñîáíîñòü òàêèõ êàíàëîâ äîñòèãàåò 1 Òáèò/ñ
äëÿ îäíîé ïàðû âîëîêíà. Íåêîòîðûå ïðîèçâîäèòåëè äîáèëèñü èñïîëüçîâàíèÿ 128 öâåòîâ è îáùåé ïðîïóñêíîé ñïîñîáíîñòè 1,2 Òáèò/ñ.
Что такое Gigabit Ethernet?
Òåõíîëîãèÿ Gigabit Ethernet (ãèãàáèòîâûé ñòàíäàðò Ethernet) – ýòî âûñîêîñêîðîñòíûå ëîêàëüíûå ñåòè ñòàíäàðòà IEEE 802.3z. Äàííàÿ òåõíîëîãèÿ ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü
ïîëîñó ïðîïóñêàíèÿ â 10 ðàç áîëüøóþ, ÷åì òåõíîëîãèÿ Fast Ethernet, è â 100 ðàç áîëüøóþ, ÷åì îáû÷íûé 10-ìåãàáèòîâûé ñòàíäàðò Ethernet. Áîëüøèíñòâî ñïåöèàëèñòîâ îøèáî÷íî ñ÷èòàþò Gigabit Ethernet óëó÷øåííîé âåðñèåé Ethernet èëè Fast Ethernet. Òåõíîëîãèÿ Gigabit Ethernet èìååò ñòðóêòóðó ôðåéìà, ïîëíîñòüþ ñîâìåñòèìóþ ñî ñòàíäàðòàìè
802.3, ìèíèìàëüíûé è ìàêñèìàëüíûé ðàçìåðû ôðåéìà ñîîòâåòñòâóþò ïðåäåëüíûì çíà÷åíèÿì 64 è 1500 áàéòîâ. Îñíîâíîå îòëè÷èå òåõíîëîãèè Gigabit Ethernet îáóñëîâëåíî
ôèçè÷åñêèì óðîâíåì. Ìàêñèìàëüíî äîïóñòèìîå ðàññòîÿíèå ïðåâûøàåò 100 ì, à ôèçè÷åñêàÿ ñðåäà ïåðåäà÷è Gigabit Ethernet îïèñàíà â ìîäèôèöèðîâàííîé âåðñèè ñòàíäàðòà
ANSI X3T11 Fibre Channel (ñòàíäàðò âîëîêîííîãî êàíàëà). Òîëüêî óêàçàííûé ñòàíäàðò
ïîçâîëÿåò èñïîëüçîâàòü ãèãàáèòîâóþ ñêîðîñòü ïåðåäà÷è äàííûõ íà ðàññòîÿíèÿõ áîëåå
100 ì. Èçíà÷àëüíî òåõíîëîãèÿ Fibre Channel ïîçâîëÿëà ïåðåäàâàòü äàííûå ñî ñêîðîñòüþ
1063 Ìáèò/ñ, à ïîñëå óñîâåðøåíñòâîâàíèÿ – 1250 Ìáèò/ñ. Òàêèì îáðàçîì, ïîëíàÿ ñêîðîñòü ïåðåäà÷è äàííûõ ñîñòàâèëà áîëåå 1000 Ìáèò/ñ. Ñóùåñòâóåò äâà ñòàíäàðòà ïåðåäà÷è
äàííûõ â òåõíîëîãèè Fibre Channel: ìíîãîìîäîâîå âîëîêíî (1000Base-LX) è îäíîìîäîâîå âîëîêíî (1000Base-FX).
Êðîìå òîãî, ñóùåñòâóåò äâà ñòàíäàðòà ïåðåäà÷è äàííûõ ïî êàáåëÿì íà îñíîâå ìåäíîé æèëû: 1000Base-CX è 1000Base-T. Ñòàíäàðò 1000Base-CX èñïîëüçóåò êîäèðîâàíèå
8Â/10 ñòàíäàðòà Fibre Channel äëÿ ïîñëåäîâàòåëüíîé ñêîðîñòè ïåðåäà÷è 1250 Ìáèò/ñ
ïî ýêðàíèðîâàííîìó êàáåëþ ñ ñîïðîòèâëåíèåì 150 Îì.
Ñòàíäàðò ôèçè÷åñêîãî óðîâíÿ 1000Base-T ðàññ÷èòàí íà ñêîðîñòü ïåðåäà÷è äàííûõ
1000 Ìáèò/ñ ñ èñïîëüçîâàíèåì ÷åòûðåõ ïàð êàáåëÿ UTP êàòåãîðèè 5.
 òàáë. 1.1 ïðèâåäåíû îáîáùåííûå äàííûå î êàáåëÿõ è îãðàíè÷åíèÿõ íà äëèíó êàáåëÿ äëÿ òåõíîëîãèè Gigabit Ethernet.
Таблица 1.1. Ограничения физической среды передачи данных для
технологии Gigabit Ethernet
Тип кабеля
Максимальная длина (м)
Кабель UTP категории 5
100
Кабель STP с сопротивлением 150 Ом
25
Оптическое многомодовое волокно 62.5 мкм с коротковолновым
лазером (1000Base-SX)
260
Оптическое многомодовое волокно 50 мкм с коротковолновым
лазером (1000Base-SX)
525
Оптическое многомодовое волокно 62.5 мкм с длинноволновым
лазером (1000Base-LX)
550
Глава 1. Введение в технологию ATM
35
Окончание табл. 1.1
Тип кабеля
Максимальная длина (м)
Оптическое многомодовое волокно 50 мкм с длинноволновым
лазером (1000Base-LX)
550
Оптическое одномодовое волокно 10 мкм с длинноволновым
лазером (1000Base-LX)
3000
Òåõíîëîãèÿ Gigabit Ethernet ìîæåò ðàáîòàòü êàê â ïîëóäóïëåêñíîì, òàê è â äóïëåêñíîì ðåæèìå. Ïðè ïåðåäà÷å â äóïëåêñíîì ðåæèìå ïàêåòû ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ
â îáîèõ íàïðàâëåíèÿõ îäíîâðåìåííî, ÷òî óäâàèâàåò äîñòóïíóþ ïîëîñó ïðîïóñêàíèÿ
äî 2 Ãáèò/ñ. Òàêîé ìåòîä ïåðåäà÷è ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàí òîëüêî â äâóõòî÷å÷íûõ
ñîåäèíåíèÿõ. Ïåðåäà÷à â ïîëóäóïëåêñíîì ðåæèìå ìîæåò âûçâàòü íåêîòîðûå ïðîáëåìû, åñëè ðå÷ü èäåò î òåõíîëîãèè Gigabit Ethernet. Íàïðèìåð, äëÿ òîãî ÷òîáû ñòàíöèÿ
îïðåäåëèëà âîçíèêíîâåíèå êîëëèçèè â ñåòè, íåîáõîäèìî, ÷òîáû ñðåäíåå âðåìÿ çàäåðæêè ïðè ïåðåäà÷å áûëî ìåíüøå, ÷åì âðåìÿ ïåðåäà÷è ôðåéìà.  ñëó÷àå èñïîëüçîâàíèÿ ìåõàíèçìà Gigabit Ethernet ñðåäíåå âðåìÿ çàäåðæêè ïðè ïåðåäà÷å çàìåíÿåò âðåìÿ ïåðåäà÷è ôðåéìà. Óêàçàííàÿ ïðîáëåìà ðåøàåòñÿ çà ñ÷åò óâåëè÷åíèÿ âðåìåíè ïåðåäà÷è èëè, â ñëó÷àå êîðîòêèõ ôðåéìîâ, çà ñ÷åò ðàñ÷åòà “âñïëåñêîâ” ôðåéìîâ (“frame
bursting”). Òàêîé ïîäõîä ìîæåò îòðàçèòüñÿ íà ýôôåêòèâíîñòè èñïîëüçîâàíèÿ ïîëîñû
ïðîïóñêàíèÿ, ïîñêîëüêó ïðèâîäèò ê ñíèæåíèþ îáåùàííîå çíà÷åíèå ñêîðîñòè ïåðåäà÷è äàííûõ íèæå 1 Ãáèò/ñ.
Сравнение технологий ATM и POS
Ñîâðåìåííàÿ ñåòü Internet èñïîëüçóåò â ñâîåé îñíîâå ïðîòîêîë IP. Ñìîæåò ëè ïðîòîêîë IP ïåðåäàâàòü âñå ñóùåñòâóþùèå òèïû äàííûõ èñïîëüçóåìûìè ïðèëîæåíèÿìè?
Âîçìîæíî, êîãäà-íèáóäü è ñìîæåò. Ðåøåíèåì ïðîáëåìû ìîæåò ñòàòü òåõíîëîãèÿ POS,
èñïîëüçóåìàÿ äëÿ ïåðåíîñà äàííûõ èñêëþ÷èòåëüíî ïîëüçîâàòåëüñêèõ ïðèëîæåíèé.
Ïðèìåðîì òàêîãî ïîäõîäà ìîæåò áûòü ñòðóêòóðà SprintLink Backbone Architecture.
Äàííàÿ ñòðóêòóðà èñïîëüçóåò ìàðøðóòèçàòîðû Cisco 12000.
Êàêîâà â íàñòîÿùèé ìîìåíò ñèòóàöèÿ ñ ïåðåäà÷åé ãîëîñîâûõ äàííûõ è ïîòîêîâîãî âèäåî? Íà ðûíêå ñåòåâûõ óñòðîéñòâ óæå ñåé÷àñ ìîæíî íàéòè àïïàðàòíûå è
ïðîãðàììíûå ïðîäóêòû, ïîçâîëÿþùèå ñæèìàòü ãîëîñîâûå äàííûå äî 8 Êáèò/ñ (è
äàæå ìåíüøå), êîòîðûå ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû äëÿ òðàíñïîðòèðîâêè â ñðåäå ïðîòîêîëà IP, ïðè÷åì îäíîâðåìåííî ñ íåñæàòûìè ãîëîñîâûìè äàííûìè. Ìîæíî ëè ïåðåäàâàòü â ñðåäå SONET ãîëîñ è âèäåî ñ èñïîëüçîâàíèåì ïðîòîêîëà IP? Äà, ìîæíî!
Íî ïðè ýòîì ìîãóò âîçíèêíóòü íåêîòîðûå çàòðóäíåíèÿ. Âî-ïåðâûõ, ïðîáëåìû âîçíèêíóò ñ êà÷åñòâîì îáñëóæèâàíèÿ (QoS). Òåõíîëîãèÿ ATM ðàáîòàåò ñ ïàðàìåòðàìè
QoS íàìíîãî ýôôåêòèâíåå. Âî-âòîðûõ, ïðîáëåìîé áóäåò, êîíå÷íî æå, íåðàöèîíàëüíîå èñïîëüçîâàíèå äîñòóïíîé ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ âñëåäñòâèå íåîáõîäèìîñòè ïåðåäà÷è ñëóæåáíûõ ñîîáùåíèé. Íåñìîòðÿ íà òî, ÷òî òåõíîëîãèÿ POS ïðåäîñòàâëÿåò íà
20-30% áîëüøå ïðîïóñêíîé ñïîñîáíîñòè, ÷åì ñåòè ATM, íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü, ÷òî
äàííîå óòâåðæäåíèå âåðíî òîëüêî äëÿ ïîòîêîâ ÷èñòûõ äàííûõ. Òåõíîëîãèÿ ïåðåäà÷è
ãîëîñîâûõ äàííûõ ïîâåðõ ïðîòîêîëà IP òðåáóåò ñåãìåíòàöèè äàííûõ, ÷òî âëå÷åò çà
ñîáîé ïîÿâëåíèå ñóáïàêåòîâ, êàæäûé èç êîòîðûõ èìååò ñâîé çàãîëîâîê. Äëÿ ÷åãî
íóæíà ñåãìåíòàöèÿ? Äëÿ òîãî ÷òîáû íå ïåðåãðóæàòü ñåòü. Àáîíåíò íå õî÷åò, ÷òîáû
åãî ðå÷ü ïîñòîÿííî ïðåðûâàëàñü.
36
Часть I. Технология ATM
 îñíîâíîé ñâîåé ðåàëèçàöèè, òåõíîëîãèÿ SONET/SDH ìîæåò ñîñóùåñòâîâàòü
ñ ìåòîäàìè DWDM, ïðè÷åì îíà ìîæåò áûòü òàê æå îñíîâîé äëÿ ñðåäñòâ ATM è ïðîòîêîëà IP.  èþëå 1999 ATM-ôîðóìîì áûëà ñîçäàíà íîâàÿ ñïåöèôèêàöèÿ af-phy-0128.000
äëÿ ïåðåäà÷è ÿ÷ååê íåïîñðåäñòâåííî ïî îïòè÷åñêîìó âîëîêíó, ìèíóÿ ôðåéìèíã ñðåäû
SONET/SDH. Äàííàÿ ñïåöèôèêàöèÿ îïóáëèêîâàíà íà Web-ñàéòå www.atmforum.org.
Äî íàñòîÿùåãî âðåìåíè ñòàíäàðòèçèðîâàíû òîëüêî ñêîðîñòè 622 è 2488 Ìáèò/ñ. Òàêèì
îáðàçîì, ÿ÷åéêè ATM íå èñïîëüçóþò äîïîëíèòåëüíîé ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ ïðè èíêàïñóëÿöèè â ôðåéìû SONET/SDH.
Åñëè ïîïûòàòüñÿ çàãëÿíóòü â áóäóùåå, òî ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî òåõíîëîãèÿ
ATM ïðîäîëæèò ñâîå ñóùåñòâîâàíèÿ â êà÷åñòâå åùå îäíîé òåõíîëîãèè ðàñïðåäåëåííûõ ñåòåé è áóäåò ïðèìåíÿòüñÿ â òåððèòîðèàëüíûõ ñåòÿõ, â ðåãèîíàëüíûõ âû÷èñëèòåëüíûõ ñåòÿõ è ïðè ðàçâåðòûâàíèè òåëåêîììóíèêàöèîííûõ èíôðàñòðóêòóð íà îñíîâå
òåõíîëîãèè DSL (Digital Subscriber Line – öèôðîâàÿ àáîíåíòñêàÿ ëèíèÿ).
Разновидности технологии DSL
Существует множество разновидностей технологии DSL. Выбор конкретной технологии зависит от требований к скорости передачи данных. Например, протоколы и технологии HDSL (High-Bit-Rate Digital Subscriber Line — высокоскоростная передача по
цифровой абонентской линии) и SDSL (Symmetrical Digital Subscriber Line — симметричная передача по цифровой абонентской линии) позволяют передавать данные со
скоростью, характерной для линий Т1/Е1. Протокол R-ADSL (Rate Adaptive Digital Subscriber Line — передача по цифровой абонентской линии с подстройкой скорости) позволяет автоматически подстраивать скорость передачи данных. Скорость для исходящего трафика в технологии ADSL (Adaptive Digital Subscriber Line — адаптивная передача по цифровой абонентской линии) составляет 1,5 Мбит/с, а для входящего —
8 Мбит/с. Протокол IDSL (ISDN Digital Subscriber Line — передача ISDN по цифровой
абонентской линии) предоставляет скорость 128 Кбит/с, а протокол M-SDLS (Multirate
Symmetrical Digital Subscriber Line — передача по цифровой абонентской линии в
симметричном режиме на различных скоростях) поддерживает до восьми отдельных
каналов по 64 и 128 Кбит/с. В наиболее общем случае, большинство технологий DSL
было разработано для различных требований удаленных пользователей.
Копии стандартов DSL организации ANSI можно получить на сайте www.ansi.org
или www.etsi.org.
 òàáë. 1.2 ïðèâåäåíû ñðàâíèòåëüíûå õàðàêòåðèñòèêè òåõíîëîãèé ATM è POS.
Таблица 1.2. Сравнительные характеристики технологий ATM и POS
Технология ATM
Технология POS
Может работать с любым типом полезной
нагрузки
Поддерживает механизм QoS
Полезная нагрузка должна быть разбита на
пакеты
Нет встроенного механизма контроля параметров QoS
Служебная информация использует дополнительную полосу пропускания в случае
мультимедийного трафика
Коммутация выполняется на уровне 3 модели
OSI. Можно использовать различные типы кэширования
Обрабатывает сжатые голосовые данные
Служебная информация использует дополнительную полосу пропускания
Коммутация выполняется на 1,25 уровне
модели OSI
Обрабатывает сжатые голосовые данные
Глава 1. Введение в технологию ATM
37
Сравнение технологий ATM и Gigabit Ethernet
Ñïåöèàëèñòû ñðàâíèâàþò òåõíîëîãèè ATM è Gigabit Ethernet åùå ñî âðåìåí
ïîÿâëåíèÿ ïîñëåäíåé. Ñìîãóò ëè çàìåíèòü êàíàëû Gigabit Ethernet òåõíîëîãèþ
ATM â ëîêàëüíûõ ñåòÿõ? Êàêèì îáðàçîì ãèãàáèòîâàÿ òåõíîëîãèÿ ïîâëèÿåò íà òåõíîëîãèè LANE è MPOA? (Çà áîëåå ïîäðîáíîé èíôîðìàöèåé îáðàòèòåñü ê ãëàâå 5,
“Ýìóëÿöèÿ ñåòè LAN – LANE”, è ãëàâå 6, “Ìíîãîïðîòîêîëüíàÿ ïåðåäà÷à äàííûõ
÷åðåç ñåòü ATM – MPOA”.)
Àíàëîãè÷íî ñðåäå POS, êàæäàÿ òåõíîëîãèÿ – è Gigabit Ethernet, è ATM – çàíèìàåò ñâîþ íèøó íà ðûíêå ñðåäñòâ äëÿ îáúåäèíåííûõ ñåòåé. Ñ îäíîé ñòîðîíû,
òåõíîëîãèÿ ATM ïðåäîñòàâëÿåò êà÷åñòâî îáñëóæèâàíèÿ â ëîêàëüíûõ, ãîðîäñêèõ è
ðàñïðåäåëåííûõ ñåòÿõ; ñ äðóãîé – ïîçâîëÿåò ðàñøèðèòü ÷àñòíûå ñåòè íà áîëüøèå
ðàññòîÿíèÿ è îáåñïå÷èòü íåîáõîäèìîå êà÷åñòâî îáñëóæèâàíèÿ äëÿ ïåðåäà÷è äàííûõ èç îäíîé ÷àñòè ìèðà â äðóãóþ. Ñ òðåòüåé ñòîðîíû, â òåõíîëîãèþ Gigabit Ethernet ìåõàíèçìû QoS òîëüêî íà÷èíàþò âíåäðÿòüñÿ. Íàïðèìåð, ñòàíäàðò IEEE
802.1p ìîæíî òîæå ñ÷èòàòü íåêèì ìåõàíèçìîì ðàññòàíîâêè ìåòîê, êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ àíàëîãîì òåõíîëîãèè QoS äëÿ ôðåéìîâ êàíàëüíîãî óðîâíÿ.  óêàçàííîì
ñòàíäàðòå ïðåäóñìîòðåí çàãîëîâîê ðàçìåðîì 16 áèòîâ, êîòîðûé âíåäðÿåòñÿ â íà÷àëî ôðåéìà è ñîäåðæèò 3 áèòà äëÿ óñòàíîâêè ïðèîðèòåòà èëè ìåòêè.  ñòàíäàðòå
îïèñàíû øåñòü òèïîâ ïðèîðèòåòîâ êîòîðûå ìîæíî èñïîëüçîâàòü äëÿ ïðàâèë îïðåäåëåíèÿ (policy-based) óðîâíåé êà÷åñòâà îáñëóæèâàíèÿ. Óêàçàííûé ñòàíäàðò íåîáõîäèìî èñïîëüçîâàòü ñ îñòîðîæíîñòüþ, òàê êàê íåêîòîðûå ñòàðûå óñòðîéñòâà ìîãóò íåïðàâèëüíî èíòåðïðåòèðîâàòü äîáàâëÿåìûå 16 áèòîâ. Êðîìå òîãî, ïðèîðèòåòû êàíàëüíîãî óðîâíÿ ìîæíî ñîïîñòàâëÿòü ñ ïðèîðèòåòàìè ñåòåâîãî óðîâíÿ äëÿ
ïðåäîòâðàùåíèÿ âîçíèêíîâåíèÿ óÿçâèìûõ ìåñò íà ãðàíèöàõ ñåòè. Åñëè òåõíîëîãèÿ ATM ïîçâîëÿåò ðàñøèðèòü òðåáóåìîå êà÷åñòâî îáñëóæèâàíèÿ íà âñþ ðàñïðåäåëåííóþ ñåòü, òî ñòàíäàðò IEEE 802.1p òåðÿåò ñâîþ ñèëó íà ãðàíèöå ìåæäó ëîêàëüíîé è ðàñïðåäåëåííîé ñåòÿìè, ÷òî ÿâëÿåòñÿ îäíèì èç íåäîñòàòêîâ òåõíîëîãèè
Gigabit Ethernet.
Âîçìîæíî, ìíîãèå ñëûøàëè âîïðîñ: “Çà÷åì ìíå íóæåí ìåõàíèçì QoS, åñëè ìíå äîñòàòî÷íî äîñòóïíîé øèðèíû ïðîïóñêàíèÿ êàíàëà?”. Íà òàêîé âîïðîñ ìîæíî îòâåòèòü äðóãèì
âîïðîñîì. ×òî îçíà÷àåò “äîñòàòî÷íî” è äîñòàòî÷íî ëè ïðîïóñêíîé ñïîñîáíîñòè êàíàëà?
Ñîâðåìåííûå ñåòè çàâèñÿò îò èñïîëüçóåìûõ ïðèëîæåíèé. Íà ñåãîäíÿ ñóùåñòâóåò äîñòàòî÷íî ïðèëîæåíèé, êîòîðûì õâàòèò è 1 Ãáèò/ñ. Íî ÷òî áóäåò, åñëè çàâòðà ïîÿâèòñÿ ïðèëîæåíèå, êîòîðîå áóäåò òðåáîâàòü ãîðàçäî áîëüøåé ïðîïóñêíîé ñïîñîáíîñòè ñîåäèíåíèé?
Åñëè â ñåòè èñïîëüçóþòñÿ ìóëüòèìåäèéíûå ïðèëîæåíèÿ, òî ìåõàíèçìû QoS ïðîñòî íåîáõîäèìû, è òåõíîëîãèÿ ATM ãàðàíòèðóåò, ÷òî ãîëîñîâûå è âèäåîäàííûå ïîëó÷àò ëó÷øåå êà÷åñòâî îáñëóæèâàíèÿ, ÷åì îñòàëüíûå ïåðåäàâàåìûå äàííûå. Åñëè ïðèëîæåíèÿ â ñåòè îáìåíèâàþòñÿ êðèòè÷íûìè ïî âðåìåíè äàííûìè è òðåáóþò ãàðàíòèðîâàííîé øèðèíû ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ, òî îïÿòü æå ìåõàíèçìû îáåñïå÷åíèÿ êà÷åñòâà îáñëóæèâàíèÿ òåõíîëîãèè
ATM ñïðàâÿòñÿ è ñ òàêîé çàäà÷åé, íå ïðàâäà ëè?
Êàê óæå óïîìèíàëîñü, êàæäàÿ òåõíîëîãèÿ èìååò ñâîå ïðåäíàçíà÷åíèå è çàíèìàåò
ñâîå ìåñòî â îáúåäèíåííûõ ñåòÿõ. Òàê è òåõíîëîãèè ATM è Gigabit Ethernet èìåþò
îïðåäåëåííîå ïðåäíàçíà÷åíèå â ëîêàëüíûõ, ãîðîäñêèõ è ðàñïðåäåëåííûõ ñåòÿõ.
 òàáë. 1.3 ïðèâåäåíû ñðàâíèòåëüíûå õàðàêòåðèñòèêè òåõíîëîãèé ATM è Gigabit Ethernet.
38
Часть I. Технология ATM
Таблица 1.3. Сравнительная характеристика технологий ATM и Gigabit
Ethernet
Технология ATM
Технология Gigabit Ethernet
Поддерживает механизм QoS как в локальных, так и в распределенных сетях. Позволяет правилам QoS локальной сети распространяться в распределенную сеть
Средства QoS реализованы в виде шести
уровней приоритетов, которые не распространяются в распределенную сеть
Основана на концепции виртуальных каналов, что гарантирует надежность и устойчивость
Используется шинная топология. Может
быть построена в коммутируемых выделенных или частично выделенных сегментах
Позволяет достигать скорости
данных до 10 Гбит/с и выше
Ограничение по скорости — 1 Гбит/с (без
использования дуплексной передачи)
передачи
Развитие сетей TDM
Ïðèíöèï ìóëüòèïëåêñèðîâàíèÿ çàêëþ÷àåòñÿ â ïðåîáðàçîâàíèè íåñêîëüêèõ íåçàâèñèìûõ ïîòîêîâ äàííûõ â îäèí åäèíûé ïîòîê äëÿ ïåðåäà÷è ïî îäíîé ôèçè÷åñêîé ñðåäå. Ñóùåñòâóþò ðàçëè÷íûå òåõíîëîãèè ìóëüòèïëåêñèðîâàíèÿ. Ìóëüòèïëåêñèðîâàíèå ïî ÷àñòîòå (Frequency-Division Multiplexing – FDM), êîòîðîå èñïîëüçóåòñÿ òåëåôîííûìè êîìïàíèÿìè, îñíîâàíî íà ïðåîáðàçîâàíèè êàíàëîâ ñ
ðàçíûìè ÷àñòîòàìè â îäèí íà áàçå òåõíèêè ìîäóëÿöèè/äåìîäóëÿöèè. Âòîðîé òèï
ìóëüòèïëåêñèðîâàíèÿ èñïîëüçóåò ìåõàíèçì äåëåíèÿ êàíàëà ïî âðåìåíè (TimeDivision Multiplexing –TDM). Äåëåíèå êàíàëà ïî âðåìåíè ìîæåò áûòü ñèíõðîííûì (Synchronous TDM – STDM) èëè àñèíõðîííûì (Asynchronous TDM –
ATDM). Ñèíõðîííîå ìóëüòèïëåêñèðîâàíèå ñ óïëîòíåíèåì ïî âðåìåíè STDM ïîçâîëÿåò äâóì èëè áîëåå èíôîðìàöèîííûì ïîäêàíàëàì èñïîëüçîâàòü îáùèé êàíàë
äëÿ ïåðåäà÷è äàííûõ, îáåñïå÷èâàÿ êàæäîìó ïîäêàíàëó ïî î÷åðåäè îäèí âðåìåííîé èíòåðâàë ôèêñèðîâàííîãî ðàçìåðà äëÿ ðàçìåùåíèÿ èíôîðìàöèè. Àñèíõðîííîå äåëåíèå êàíàëà ïî âðåìåííûì èíòåðâàëàì (ATDM) êîíâåðòèðóåò ïîòîêè äàííûõ â èíòåðâàëû ôèêñèðîâàííîãî èëè ïåðåìåííîãî ðàçìåðà äëÿ àñèíõðîííîé ïåðåäà÷è. Åñëè ïîòîê äàííûõ ñîäåðæèò áëîêè èíôîðìàöèè íåïîñòîÿííîãî ðàçìåðà,
òàêîå ìóëüòèïëåêñèðîâàíèå íàçûâàåòñÿ êîììóòàöèåé ïàêåòîâ/ôðåéìîâ. Åñëè äàííûå èìåþò ôèêñèðîâàííóþ äëèíó, òî ìóëüòèïëåêñèðîâàíèå íàçûâàåòñÿ êîììóòàöèåé ÿ÷ååê. Òåõíîëîãèÿ ATM ñîîòâåòñòâóåò ìåõàíèçìó êîììóòàöèè ÿ÷ååê ñ èñïîëüçîâàíèåì ìåòîäà ìóëüòèïëåêñèðîâàíèÿ ATDM.
Òåõíîëîãèÿ ATM ðàçáèâàåò äàííûå, íàïðèìåð ïàêåò èëè ôðåéì, íà ÿ÷åéêè ôèêñèðîâàííîé äëèíû, êàæäàÿ èç êîòîðûõ ìàðêèðóåòñÿ èäåíòèôèêàòîðîì VC. ß÷åéêè êîììóòèðóþòñÿ àïïàðàòíî (ðèñ. 1.4).
Ñóùåñòâóåò íåñêîëüêî íåîáõîäèìûõ äëÿ ïåðåõîäà îò òåõíîëîãèè STDM ê òåõíîëîãèè ATM-ôàêòîðîâ, êîòîðûå äåòàëüíåå îïèñàíû â ñëåäóþùèõ íèæå ðàçäåëàõ:
•
ñíèæåíèå ñòîèìîñòè êàíàëîâ WAN;
•
óâåëè÷åíèå ïðîèçâîäèòåëüíîñòè;
•
ñíèæåíèå âðåìåíè ïðîñòîÿ.
Глава 1. Введение в технологию ATM
39
Фрейм/
Пакет
Ячейки
VPI
VCI
Адрес
получателя
Адрес
отправителя
Пользовательская информация
Контрольная
сумма
Ячейки
с пользовательской
информацией
VPI
VCI
Ячейки
с пользовательской
информацией
VPI
VCI
Ячейки
с пользовательской
информацией
VPI
VCI
Ячейки
с пользовательской
информацией
Ðèñ. 1.4. Äåëåíèå ïàêåòîâ èëè ôðåéìîâ íà ÿ÷åéêè
Снижение стоимости каналов WAN
Ïðåäïîëîæèì, ÷òî â ñåòè ïðèìåíÿþòñÿ ãîëîñîâûå, èíôîðìàöèîííûå è âèäåîïðèëîæåíèÿ, èñïîëüçóþùèå ðàçëè÷íûå âèäû òåõíîëîãèé ðàñïðåäåëåííûõ ñåòåé. Èñïîëüçîâàíèå ðàçëè÷íûõ òåõíîëîãèé ïðèâîäèò ê íåðàöèîíàëüíîìó ðàñõîäó ïîëîñû
ïðîïóñêàíèÿ, ÷òî ïðèâîäèò ê óâåëè÷åíèþ ñòîèìîñòè ïåðåäà÷è åäèíèöû èíôîðìàöèè.
Íåêîòîðûå ñïåöèàëèñòû ìîãóò çàìåòèòü, ÷òî ïðè äîñòàòî÷íî áîëüøîé øèðèíå ïîëîñû
ïðîïóñêàíèÿ òàêàÿ èíòåãðàöèÿ ïðèëîæåíèé íå áóäåò ñëèøêîì äîðîãîé. Ïðàâèëüíûé
æå îòâåò òàêîâ: äàæå ñàìîé áîëüøîé ïðîïóñêíîé ñïîñîáíîñòè íèêîãäà íå áûâàåò äîñòàòî÷íî. Êàêîé øèðèíû ïðîïóñêàíèÿ áóäåò äîñòàòî÷íî äëÿ ðàáîòû ìíîãèõ ðàçíîîáðàçíûõ ïðèëîæåíèé? Ñåãîäíÿ åùå ìîæåò áûòü äîñòàòî÷íî ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ äëÿ
òåêóùèõ íóæä, à çàâòðà óæå íåäîñòàòî÷íî – ýòî ôàêò.
Ðåçóëüòàòîì âíåäðåíèÿ òåõíîëîãèè ATM â ñåòü ÿâëÿåòñÿ óâåëè÷åíèå ýôôåêòèâíîé ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ, ÷òî ïðèâîäèò ê ñíèæåíèþ ñòîèìîñòè êàíàëîâ ðàñïðåäåëåííûõ ñåòåé, ÷òî îñîáåííî çàìåòíî ïðè ïåðåäà÷å ìóëüòèìåäèéíîãî òðàôèêà. Íåîáõîäèìî ïîìíèòü, ÷òî ýôôåêòèâíîñòü òåõíîëîãèè ATM çàêëþ÷àåòñÿ â ñàìîé åå ïðèðîäå: â íåé îäíîâðåìåííî âîçìîæíà ïåðåäà÷à ãîëîñà, âèäåî è îáû÷íûõ äàííûõ.
Ïîýòîìó, òàê íàçûâàåìàÿ “ïëàòà çà ÿ÷åéêó” äîñòàòî÷íî íåâåëèêà, êîãäà ñ ïîìîùüþ
ñðåäñòâ ATM ïåðåäàåòñÿ ìóëüòèìåäèéíûé òðàôèê. Ïî÷åìó? Ïîòîìó, ÷òî äðóãèå
òåõíîëîãèè èìåþò àíàëîãè÷íóþ ñòîèìîñòü èëè äàæå áîëåå âûñîêóþ! Íà÷àëüíàÿ
ñòîèìîñòü ðåàëèçàöèè ñðåäû ATM ìîæåò áûòü äîñòàòî÷íî âåëèêà, íî ïîìåñÿ÷íàÿ
îïëàòà ñíèæàåòñÿ êàæäûé ìåñÿö.
Увеличение производительности
Âûñîêàÿ ïðîïóñêíàÿ ñïîñîáíîñòü ïðè áîëüøîé øèðèíå ïîëîñû ïðîïóñêàíèÿ
ÿâëÿåòñÿ íàèáîëåå âàæíûì ôàêòîðîì, êîòîðûé âëèÿåò íà ïðîèçâîäèòåëüíîñòü ñåòè. Óâåëè÷åíèå ïðîèçâîäèòåëüíîñòè âîçìîæíî çà ñ÷åò èñïîëüçîâàíèÿ ñðåäñòâ
QoS. Ìåõàíèçìû QoS òåõíîëîãèè ATM ãàðàíòèðóþò, ÷òî çàâèñèìûå îò çàäåðæåê â
ñåòè ïðèëîæåíèÿ ïîëó÷àò íàèìåíüøóþ âîçìîæíóþ çàäåðæêó äàæå ïðè áîëüøèõ
íàãðóçêàõ â ñåòè.
40
Часть I. Технология ATM
Снижение времени простоя
Ïðè èñïîëüçîâàíèè êîììóòèðóåìûõ âèðòóàëüíûõ êàíàëîâ, ñåòè ATM ïîçâîëÿþò àâòîìàòè÷åñêè ïåðåðàñïðåäåëÿòü íàãðóçêó ïðè âîçíèêíîâåíèè íåèñïðàâíîñòè
ñîñòàâíîé ÷àñòè êàíàëà â ñðåäå ATM. Îáû÷íî îáîðóäîâàíèå äëÿ êîììóòàöèè ATM
èìååò íàäåæíûå ïðîöåññîðû, áëîêè ïèòàíèÿ è òðàíêîâûå èíòåðôåéñû äëÿ ñíèæåíèÿ âðåìåíè ïðîñòîÿ.
Типы коммутаторов ATM
Êîììóòàòîðû ATM ìîæíî ðàçäåëèòü íà äâå îñíîâíûå êàòåãîðèè: êîììóòàòîðû äëÿ
ñåòåé LAN è êîììóòàòîðû äëÿ ñåòåé WAN. Îñíîâíîå îòëè÷èå óêàçàííûõ òèïîâ êîììóòàòîðîâ ëåæèò â êîëè÷åñòâå è òèïàõ ïîääåðæèâàåìûõ èíòåðôåéñîâ, óðîâíå íàäåæíîñòè, ñëîæíîñòè ìåõàíèçìîâ óïðàâëåíèÿ òðàôèêîì, à òàêæå ìàêñèìàëüíîé ïðîïóñêíîé ñïîñîáíîñòè.
Ïðè ïîñòðîåíèè ñåòåé ATM ìîæíî èñïîëüçîâàòü òîò æå èåðàðõè÷åñêèé ïðèíöèï,
êàê è ïðè ïîñòðîåíèè ìàðøðóòèçèðóåìûõ ñåòåé. Äëÿ èåðàðõè÷åñêîãî ïðèíöèïà ïîñòðîåíèÿ ñåòåé, êîììóòàòîðû ìîæíî ðàçäåëèòü íà ñëåäóþùèå êàòåãîðèè:
•
êîììóòàòîð ðàáî÷åé ãðóïïû;
•
êîììóòàòîð òåððèòîðèàëüíîé ñåòè;
•
êîììóòàòîð ïðåäïðèÿòèÿ;
•
ìíîãîôóíêöèîíàëüíûé êîììóòàòîð.
Íà ðèñ. 1.5 ïðîèëëþñòðèðîâàíû ïåðå÷èñëåííûå âûøå êàòåãîðèè êîììóòàòîðîâ.
Коммутаторы рабочей группы
Êîììóòàòîðû ñåòè ATM äëÿ ðàáî÷åé ãðóïïû ðàñïðåäåëÿþòñÿ ïî êàòåãîðèÿì â çàâèñèìîñòè îò äîñòóïíûõ ôóíêöèé îáúåäèíåíèÿ òåõíîëîãèè ATM ñ äðóãèìè òåõíîëîãèÿìè ëîêàëüíûõ ñåòåé, íàïðèìåð òåõíîëîãèåé Ethernet. Ïðèìåðîì êîììóòàòîðà ðàáî÷åé ãðóïïû ìîæåò ñëóæèòü óñòðîéñòâî Cisco Catalyst 5000. Êðîìå òîãî, ìîæíî ñ÷èòàòü, ÷òî ìàðøðóòèçàòîð òàêæå âûïîëíÿåò ôóíêöèè êîììóòàòîðà ïðè îáúåäèíåíèè
ñåòåé ATM è Ethernet.
Коммутаторы территориальных сетей
Òàêèå êîììóòàòîðû èñïîëüçóþòñÿ â îñíîâíîì äëÿ íåáîëüøèõ ìàãèñòðàëüíûõ
êàíàëîâ ATM è äëÿ ïðåäîòâðàùåíèÿ ïåðåãðóçîê â êàíàëå ïðè ïåðåäà÷å ðàçëè÷íûõ
òèïîâ òðàôèêà. Ñóùåñòâóþò ðàçëè÷íûå ìåòîäû îáúåäèíåíèÿ ñðåäû ATM è äðóãèõ
òåõíîëîãèé (ñì. ãëàâó 3, “Ýòàëîííàÿ ìîäåëü ATM: âåðõíèå óðîâíè”). Êîììóòàòîðû ATM òåððèòîðèàëüíûõ ñåòåé äîëæíû ïîääåðæèâàòü ðàçëè÷íûå ìåòîäû îáúåäèíåíèÿ ëîêàëüíûõ è ðàñïðåäåëåííûõ ñðåä, èìåòü ìåõàíèçìû óïðàâëåíèÿ òðàôèêîì
è êîíòðîëÿ çà íàãðóçêîé ñåòè è èìåòü äîñòàòî÷íî íèçêóþ ñòîèìîñòü óñòàíîâêè â
ñëó÷àå ðàçâåðòûâàíèÿ òåððèòîðèàëüíîé ñåòè. Î÷åíü õîðîøèì ïðèìåðîì êîììóòàòîðà ñåòè ATM òåððèòîðèàëüíîãî óðîâíÿ ñëóæèò óñòðîéñòâî êîðïîðàöèè Cisco
LightStream 1010 (LS1010).
Глава 1. Введение в технологию ATM
41
Catalyst 5000
Catalyst 5000
АТМ для рабочей
группы
LightStream 1010
LightStream 1010
АТМ для территориальной
сети
Cisco IGX/8500
АТМ
для предприятия
Провайдер/оператор связи:
Cisco IGX/BPX/AXIS
АТМ для многофункциональных
глобальных сетей
Ðèñ. 1.5. Ôóíêöèè êîììóòàòîðîâ ATM â ñåòè
Многофункциональные коммутаторы
и коммутаторы уровня предприятий
Êîììóòàòîðû ATM óðîâíÿ ïðåäïðèÿòèÿ ðàññ÷èòàíû íà èñïîëüçîâàíèå â ãëàâíûõ
ìàãèñòðàëüíûõ êàíàëàõ ñåòåé áîëüøèõ êîðïîðàöèé. Òàêèå êîììóòàòîðû îáúåäèíÿþò
ìåæäó ñîáîé òåððèòîðèàëüíûå êîììóòàòîðû ñåòè è èìåþò âîçìîæíîñòü èíòåãðèðîâàòü
âñå òåõíîëîãèè è ñëóæáû âíóòðè êîðïîðàöèè. Äàííîå óòâåðæäåíèå ïîäðàçóìåâàåò
ïîääåðæêó êîììóòàòîðàìè ïðåäïðèÿòèé ôóíêöèè êîììóòàöèè, èíòåðôåéñîâ ðàçëè÷íûõ ñëóæá ðàñïðåäåëåííûõ ñåòåé (òàêèõ êàê ñðåäû Frame Relay) è ýìóëÿöèþ àíàëîãîâûõ ëèíèé äëÿ îáúåäèíåíèÿ êîðïîðàòèâíûõ ìèíè-ÀÒÑ. Óêàçàííûå âîçìîæíîñòè ïîçâîëÿþò ïîëíîñòüþ èíòåãðèðîâàòü èíôðàñòðóêòóðû ðàçëè÷íûõ ñðåä è äîñòè÷ü ðàâíîìåðíîãî óïðàâëåíèÿ ñåòÿìè.
Ïðèìåðîì êîììóòàòîðà ATM óðîâíÿ ïðåäïðèÿòèÿ ìîæåò ñëóæèòü êîììóòàòîð Cisco
IGX 8400. Îí îáåñïå÷èâàåò íàäåæíóþ øèíó êîììóòàöèè ñî ñêîðîñòüþ 1,2 Ãáèò/ñ è èíòåãðèðóåò ãîëîñ, âèäåî è äàííûå. Åùå îäíèì õîðîøèì ïðèìåðîì óñòðîéñòâ òàêîãî êëàññà ÿâëÿåòñÿ êîììóòàòîð Cisco StrataCom BPX/AXIS. Êîììóòàòîð BPX èìååò ìàòðèöó êîììóòàöèè â 9,6 Ãáèò/ñ. Ñîñòàâíàÿ ÷àñòü êîììóòàòîðà AXIS èíòåãðèðóåò êàíàëû Frame Relay è Ò1
ñ êîðïîðàòèâíîé ìèíè-ÀÒÑ, à òàêæå ìåæäó ñîáîé. Ê ñåìåéñòâó ìíîãîôóíêöèîíàëüíûõ
êîììóòàòîðîâ êîðïîðàöèè Cisco îòíîñèòñÿ è ïëàòôîðìà Catalyst 8500 Multiservice Switch
Router (êîììóòèðóþùèé ìàðøðóòèçàòîð ñ îáúåäèíåíèåì ìíîãèõ ñëóæá 8500). Óêàçàííàÿ
ìîäåëü ïîçâîëÿåò èíòåãðèðîâàòü êîììóòàöèþ ATM íà êàíàëàõ ÎÑ-48 (2488,32 Ãáèò/ñ) ñ
ìàðøðóòèçàöèåé è êîììóòàöèåé êàíàëüíîãî óðîâíÿ íà îäíîé àïïàðàòíîé ïëàòôîðìå.
42
Часть I. Технология ATM
Ïðîâàéäåðû èñïîëüçóþò ñðåäó ATM êàê îäíó èç ñîñòàâíûõ ÷àñòåé ñâîèõ îòêðûòûõ
(public) ñåòåé. Íåêîòîðûå ïðîâàéäåðû ïðåäëàãàþò ñåòåâûå ñëóæáû, êîòîðûå ÿâëÿþòñÿ
ïðèëîæåíèåì èíôðàñòðóêòóðû ATM (íàïðèìåð ñëóæáà Frame Relay). Íàèáîëåå ÷àñòî
ïðîâàéäåðû èñïîëüçóþò êîììóòàòîðû óðîâíÿ ïðåäïðèÿòèÿ â ñâîèõ ñåòÿõ, âñëåäñòâèå
íàäåæíîñòè, ìàñøòàáèðóåìîñòè è ïðîñòîòû óñòðîéñòâ äàííîãî êëàññà.
Устройства ATM и типы сетевых
интерфейсов
Ðàçëè÷íûå óñòðîéñòâà êîðïîðàöèè Cisco ìîãóò ðàáîòàòü ñ òåõíîëîãèåé ATM. Ñ òî÷êè
çðåíèÿ êîììóòàöèè ATM, êàê óæå óïîìèíàëîñü â ïðåäûäóùåì ðàçäåëå, ïëàòôîðìû IGX è
BPX õîðîøî ñåáÿ çàðåêîìåíäîâàëè â ñåòÿõ áîëüøèõ êîðïîðàöèé è ïðîâàéäåðîâ. Ïëàòôîðìà Catalyst 8500 ìîæåò ñëóæèòü êàê êîììóòàòîðîì óðîâíÿ ïðåäïðèÿòèÿ, òàê è êîììóòàòîðîì óðîâíÿ òåððèòîðèàëüíîé ñåòè. Êîììóòàòîð LightStream 1010 ÿâëÿåòñÿ êîììóòàòîðîì
òåððèòîðèàëüíîé ñåòè, à Catalyst 5500 – êîììóòàòîðîì óðîâíÿ ðàáî÷åé ãðóïïû.
Óñòðîéñòâà Cisco, ïðèâåäåííûå â òàáë. 1.4, âûïîëíÿþò ôóíêöèþ êàê êîììóòàöèè,
òàê è ìàðøðóòèçàöèè, è ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû â ñåòÿõ ATM.
Таблица 1.4. Устройства Cisco, работающие с технологией ATM
Маршрутизаторы
Коммутаторы
Многоуровневые коммутаторы
12000
5000/5500
6000
7xxx
3xxx
8500
4xxx
28xx
38xx
36xx
26xx
Ñêîðîñòü èíòåðôåéñîâ ìåæäó êîíå÷íûìè óñòðîéñòâàìè â ñåòè ATM âàðüèðóåòñÿ îò
ñêîðîñòè óðîâíÿ êàíàëîâ Ò1/Å1 äî ÎÑ-48, êàê â ñàìîé ñåòè, òàê è íà óðîâíå äîñòóïà â
ñðåäó ATM.
Êîðïîðàöèÿ Cisco è äðóãèå êîìïàíèè, ðàáîòàþùèå â îáëàñòè ñðåäñòâ òåõíîëîãèè
ATM, ñòðåìÿòñÿ ñîçäàòü ñåòåâîé àäàïòåð ATM äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ ñåðâåðîâ è ðàáî÷èõ
ñòàíöèé íåïîñðåäñòâåííî â ñåòü ATM. Êðîìå Cisco, ñîçäàíèåì ñåòåâîãî àäàïòåðà çàíèìàþòñÿ ñëåäóþùèå êîìïàíèè:
•
êîðïîðàöèÿ Efficient Networks – ñåòåâîé àäàïòåð ATM äëÿ ñèñòåìíûõ øèí PCI,
EISA è Sbus;
•
êîðïîðàöèÿ Adaptec – ñåòåâîé àäàïòåð ATM äëÿ ñèñòåìíûõ øèí PCI è Sbus;
•
êîðïîðàöèÿ Interphase – ñåòåâîé àäàïòåð ATM äëÿ ñèñòåìíûõ øèí PCI, EISA,
Sbus VME è GIO;
•
êîðïîðàöèÿ Olicom – ñåòåâîé àäàïòåð ATM äëÿ ñèñòåìíîé øèíû PCI.
Ñåòåâîé àäàïòåð ATM ìîæåò áûòü èñïîëüçîâàí äëÿ ïîäêëþ÷åíèÿ ñåðâåðîâ è ðàáî÷èõ ñòàíöèé íåïîñðåäñòâåííî â ñåòü ATM. Òàêèì îáðàçîì, ìîæíî ñðàçó ñ óðîâíÿ ëîêàëüíîé ñåòè ïîëó÷èòü äîñòóï ê äàííûì, ïðèëîæåíèÿì è ðåñóðñàì ñåòè ATM.
Глава 1. Введение в технологию ATM
43
Стандарты ATM
Ñòàíäàðòèçàöèÿ ëþáîãî ïðîäóêòà èëè òåõíîëîãèè èñêëþ÷èòåëüíî áëàãîòâîðíî
âëèÿåò íà èõ ðàçâèòèå è îáåñïå÷èâàåò ñîâìåñòèìîñòü îáîðóäîâàíèÿ ðàçëè÷íûõ ïðîèçâîäèòåëåé, ÷òî ñïîñîáñòâóåò ðàñøèðåíèþ ðûíêà è ñíèæåíèþ ñòîèìîñòè. Ñ äðóãîé
ñòîðîíû, ìîãóò ïðîéòè ìåñÿöû, à èíîãäà è ãîäû, ïðåæäå ÷åì ñòàíäàðò áóäåò ðàçðàáîòàí è ïðèíÿò. Ê òîìó æå íå êàæäàÿ êîìïàíèÿ îæèäàåò âûõîäà ñòàíäàðòà ïåðåä ðàçðàáîòêîé ñîáñòâåííîãî ïðîäóêòà.
Íàä ðàçðàáîòêîé ñòàíäàðòîâ ATM ðàáîòàþò äâå îðãàíèçàöèè: Ìåæäóíàðîäíûé òåëåêîììóíèêàöèîííûé ñîþç (International Telecommunication Union – ITU-T) è Ôîðóì
ATM (ATM Forum). Ìåæäóíàðîäíàÿ îðãàíèçàöèÿ ITU-Ò áûëà îñíîâàíà â 1932 ãîäó
äëÿ ðàçðàáîòêè ñòàíäàðòîâ â îáëàñòè òåëåêîììóíèêàöèé (èçíà÷àëüíî, îðãàíèçàöèÿ íàçûâàëàñü CCITT – International Telegraph and Telephone Consultative Committee, Ìåæäóíàðîäíûé êîíñóëüòàòèâíûé êîìèòåò ïî òåëåãðàôèè è òåëåôîíèè – ÌÊÊÒÒ, íî
áûëà ïåðåèìåíîâàíà 1 ìàðòà 1993 ã.).
Íàèáîëåå âàæíûì âêëàäîì â ñòàíäàðòû ATM îðãàíèçàöèè ITU-T áûëà ðåêîìåíäàöèÿ
I.320 (ýòàëîííàÿ ìîäåëü ïðîòîêîëîâ ISDN), êîòîðàÿ ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 1.6. Ìîäåëü,
ïðåäñòàâëåííàÿ íà ðèñóíêå, ÿâëÿåòñÿ òðåõìåðíîé, è ðàñïðåäåëÿåò ôóíêöèè âñåõ óðîâíåé íà
äâå ñîñòàâëÿþùèå ïëîñêîñòè: ïîëüçîâàòåëüñêèå ôóíêöèè è ñðåäñòâà óïðàâëåíèÿ.
Ïëîñêîñòü ïîëüçîâàòåëÿ ñîäåðæèò îñíîâíûå ôóíêöèè óïðàâëåíèÿ ïåðåäà÷åé ðåàëüíûõ äàííûõ (òàêèå äàííûå íàçûâàþòñÿ òàêæå ïîëåçíîé íàãðóçêîé), óïðàâëåíèÿ ïîòîêàìè è ìåõàíèçìû óñòðàíåíèÿ îøèáîê. Ïëîñêîñòü óïðàâëåíèÿ îòâå÷àåò çà ôîðìèðîâàíèå ñëóæåáíûõ ñèãíàëîâ è óïðàâëåíèå ñèãíàëèçàöèåé, êîíòðîëü âûçîâîâ, ñîåäèíåíèé è ôóíêöèè êîîðäèíàöèè âñåõ ïëîñêîñòåé ñèñòåìû. Ïëîñêîñòü óïðàâëåíèÿ
îòâå÷àåò çà óïðàâëåíèå è êîîðäèíàöèþ âñåé ñèñòåìû â öåëîì, à óðîâåíü óïðàâëåíèÿ
îòâå÷àåò çà ôóíêöèè îòäåëüíûõ óðîâíåé. Ïðîòîêîëû áîëåå âûñîêèõ óðîâíåé âêëþ÷àþò â ñåáÿ ñèãíàëèçàöèþ, ñðåäñòâà LANE, IP è äðóãèå ñåòåâûå ïðîòîêîëû. Óêàçàííûå
ïðîòîêîëû ïîäðîáíåå ðàññìîòðåíû â ãëàâå 3, “Ýòàëîííàÿ ìîäåëü ATM: âåðõíèå
óðîâíè” äàííîé êíèãè, à â ãëàâå 2, “Ýòàëîííàÿ ìîäåëü ATM: íèæíèå óðîâíè”, ïîäðîáíî îïèñàíû óðîâåíü àäàïòàöèè ATM, óðîâåíü ATM è ôèçè÷åñêèé óðîâåíü.
Плоскость управления
Уровень управления
Плоскость
пользователя
Плоскость контроля
Службы, сигнализация, LANE
и т.д.
Верхние уровни
Верхние уровни
Конвертирование информации
верхних уровней в ячейки АТМ
Уровень адаптации ATM
Обработка ячеек
и мультиплексирование
Уровень ATM
Фреймирование,
физическая среда передачи
Физический уровень
Ðèñ. 1.6. Ýòàëîííàÿ ìîäåëü ïðîòîêîëîâ ISDN
44
Часть I. Технология ATM
Äëÿ áûñòðîãî âíåäðåíèÿ òåõíîëîãèè, îñíîâàííîé íà ñòàíäàðòàõ ATM, îðãàíèçàöèè
íåîáõîäèìî îòâå÷àòü èñêëþ÷èòåëüíî çà âñå, ÷òî ñâÿçàíî ñ òåõíîëîãèåé ATM, à îðãàíèçàöèÿ IETF âçÿëà íà ñåáÿ îòâåòñòâåííîñòü çà íàáîð ïðîòîêîëîâ IP. Òàêèì îáðàçîì,
â ñåíòÿáðå 1991 ã. êîðïîðàöèÿìè Cisco Systems, NET/Adaptive, Northern Telecom è
US Print áûë ñîçäàí Ôîðóì ATM (ATM Forum).  íàñòîÿùèé ìîìåíò Ôîðóì íàñ÷èòûâàåò áîëåå 1000 ó÷àñòíèêîâ. Îñíîâíîé öåëüþ ñîçäàíèÿ Ôîðóìà ATM ñòàëî ñîçäàíèå
ñîþçà, êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ “ìåæäóíàðîäíîé îðãàíèçàöèåé, çàäà÷à êîòîðîé ñîñòîèò â óñêîðåíèè ðàçâèòèÿ ñðåäñòâ âçàèìîäåéñòâèÿ ïðîäóêòîâ ATM ïîñðåäñòâîì óñêîðåíèÿ
ïðîöåññà ïðèíÿòèÿ ñïåöèôèêàöèé” (ñì. Ôîðóì ATM). Ôîðóì ATM óñêîðÿåò ïðîöåññ
ñòàíäàðòèçàöèè âìåñòî òîãî, ÷òîáû îæèäàòü ïðèíÿòèÿ ñòàíäàðòîâ Ñîþçîì ITU-T.
Öåëüþ Ôîðóìà ATM ÿâëÿåòñÿ îáåñïå÷åíèå âîçìîæíîñòè âçàèìîäåéñòâèÿ ñåòåé
è áûñòðûé äîñòóï ïðîèçâîäèòåëåé ê ñòàíäàðòàì ATM. Ôîðóì ATM ñîñòîèò è òåõíè÷åñêîãî, ìàðêåòèíãîâîãî è êîíñóëüòàöèîííîãî êîìèòåòà.  íàñòîÿùåå âðåìÿ òåõíè÷åñêèé êîìèòåò âêëþ÷àåò 10 îòäåëüíûõ ðàáî÷èõ ãðóïï (Sub-Working Group), êîòîðûå
ïåðå÷èñëåíû â òàáë. 1.5.
Таблица 1.5. Рабочие группы Форума ATM
Аббревиатура рабочей
группы
Функция
B-ICI
Спецификации широкополосного интерфейса
CS
Сигнализация UNI, PNNI и другие типы сигнализации ATM
DANS
Службы имен и каталогов
DEI
Спецификация интерфейса обмена данными
FATM
Передача фреймовых данных в среде ATM
ILMI
Спецификация интегрированного интерфейса локального управления
LANE/MPOA
Спецификации технологий LANE и MPOA
NM
Спецификация управления сетью
PHY
Спецификация физического уровня
PNNI
Спецификация интерфейса между частными сетями
RA
Спецификация по маршрутизации и адресации, включая адресацию в среде ATM
RBB
Спецификация широкополосного повсеместного доступа к среде
SAA
Спецификация служб и приложений
SEC
Спецификация безопасности сетей ATM
SIG
Спецификация сигнализации пользовательского интерфейса
TEST
Спецификация средств тестирования сетей ATM
TM
Спецификация управления трафиком
VTOA
Спецификация передачи голосовых данных через сеть ATM
WATM
Спецификация беспроводных сетей ATM
UNI
Спецификация интерфейса “пользователь-сеть”
Óêàçàííûå â òàáëèöå ðàáî÷èå ãðóïïû Ôîðóìà ATM îòâå÷àþò çà ðåøåíèå òåõíè÷åñêèõ
ïðîáëåì è ñîñðåäîòî÷åíû íà äàëüíåéøåì ðàçâèòèè òåõíîëîãèè ATM. Ãðóïïû ðàçäåëåíû â
ñîîòâåòñòâèè ñ ýòàëîííîé ìîäåëüþ ïðîòîêîëîâ ISDN (ñì. ðèñ. 1.6). Ñïèñîê âñåõ ðàáî÷èõ
Глава 1. Введение в технологию ATM
45
ãðóïï, âêëþ÷àÿ ñïåöèôèêàöèè, íàõîäÿùèåñÿ â ñòàäèè ðàçðàáîòêè, à òàêæå ðàçðàáîòàííûå
ñïåöèôèêàöèè íà ìîìåíò íàïèñàíèÿ êíèãè, ñì. ïðèëîæåíèÿ À è Á (“Óòâåðæäåííûå
ñïåöèôèêàöèè Ôîðóìà ATM”, “Ñïåöèôèêàöèè, îæèäàþùèå óòâåðæäåíèÿ Ôîðóìà ATM”).
Внимание!
Копию полного списка принятых спецификаций можно получить на сайте Форума ATM
www.atmforum.com. Если организация является участником форума, копию спецификаций можно найти по адресу www-mo.atmforum.com.
Резюме
 äàííîé ãëàâå áûëè ðàññìîòðåíû îñíîâû òåõíîëîãèè ATM – òåõíîëîãèè óðîâíÿ
1,25 ýòàëîííîé ìîäåëè OSI. Ïåðåä òåì êàê ïåðåéòè ê ñëåäóþùåé ãëàâå, íåîáõîäèìî
ïîíÿòü âñå ïðåèìóùåñòâà èñïîëüçîâàíèÿ ñðåäû ATM.
Òåõíîëîãèÿ ATM îáåñïå÷èâàåò ãèáêîñòü ñðåäñòâ ïðè ïåðåäà÷å ðàçëè÷íûõ òèïîâ
íàãðóçêè íà áîëüøèå ðàññòîÿíèÿ ïðè âûñîêîé ñêîðîñòè ïåðåäà÷è äàííûõ. Òàê êàê ìåõàíèçìû QoS ÿâëÿþòñÿ ñîñòàâíîé ÷àñòüþ òåõíîëîãèè ATM, òî ïðè ïåðåäà÷å ãîëîñà è
âèäåîäàííûõ îáåñïå÷èâàåòñÿ äîâîëüíî âûñîêîå êà÷åñòâî îáñëóæèâàíèÿ. Êðîìå òîãî,
ATM äîâîëüíî ãèáêàÿ òåõíîëîãèÿ – îíà ìîæåò ðàáîòàòü è â ëîêàëüíûõ, è â ðàñïðåäåëåííûõ èëè ãîðîäñêèõ ñåòÿõ. Ïðè÷åì çàïðîñ íà ñîîòâåòñòâóþùåå êà÷åñòâî îáñëóæèâàíèÿ äëÿ ëþáîãî ïðèëîæåíèÿ ìîæíî îòïðàâëÿòü èç îäíîé ÷àñòè ìèðà â äðóãóþ.
Ïðè ñðàâíåíèè ñ äðóãèìè òåõíîëîãèÿìè, òàêèìè êàê POS, DWDM è Gigabit Ethernet,
ñòàíîâèòñÿ ÿñíî, ÷òî êàæäàÿ èç óêàçàííûõ òåõíîëîãèé èìååò ñâîè ïðåèìóùåñòâà è íåäîñòàòêè. Åñòåñòâåííî, ïåðåä òåì êàê ïðèéòè ê êàêîìó-ëèáî òåõíîëîãè÷åñêîìó ðåøåíèþ,
äîëæíû áûòü ðàññìîòðåíû âñå òåõíîëîãè÷åñêèå àñïåêòû, ïðèëîæåíèÿ è òðåáîâàíèÿ.
Òåõíîëîãèÿ ATM, êàê è ëþáàÿ äðóãàÿ ñåòåâàÿ òåõíîëîãèÿ, ïîçâîëÿåò ñòðîèòü èåðàðõè÷åñêóþ èíôðàñòðóêòóðó, èñïîëüçóÿ ðàçëè÷íûå òèïû êîììóòàòîðîâ ATM è ñåòåâûõ èíòåðôåéñîâ.
Äâå ìåæäóíàðîäíûõ îðãàíèçàöèè íåñóò îòâåòñòâåííîñòü çà ñòàíäàðòèçàöèþ òåõíîëîãèè ATM: Ñîþç ITU-T è Ôîðóì ATM. Ôîðóì ATM áûë îðãàíèçîâàí ñîâñåì íåäàâíî è îñíîâíîé åãî çàäà÷åé ÿâëÿåòñÿ ðàçðàáîòêà ñïåöèôèêàöèé âçàèìîäåéñòâèÿ ñðåäñòâ
è âíåäðåíèå ñòàíäàðòîâ â óñòðîéñòâà ðàçëè÷íûõ ïðîèçâîäèòåëåé.
Контрольные вопросы
×òîáû ïðîâåðèòü, íàñêîëüêî õîðîøî âû óñâîèëè òåìû è ïîíÿòèÿ, îïèñàííûå
â äàííîé ãëàâå, îòâåòüòå íà ïðåäëàãàåìûå íèæå âîïðîñû. Îòâåòû íà íèõ ïðèâåäåíû
â ïðèëîæåíèè Ã, “Îòâåòû íà êîíòðîëüíûå âîïðîñû”.
1. ×òî òàêîå òåõíîëîãèÿ ATM?
2. Ïî÷åìó ñïåöèàëèñòû âûáèðàþò òåõíîëîãèþ ATM?
3. ×òî òàêîå òåõíîëîãèÿ POS?
4. Êàêîâû ïðåèìóùåñòâà òåõíîëîãèè ATM ïåðåä POS è Gigabit Ethernet?
5. Êàêèå ñóùåñòâóþò òèïû êîììóòàòîðîâ ATM?
6. ×òî òàêîå òåõíîëîãèÿ DWDM?
7. Êàêèå îðãàíèçàöèè ðàçðàáàòûâàþò ñòàíäàðòû ATM?
46
Часть I. Технология ATM