PROJEKTOWANIE I BUDOWA SIECI KOMPUTEROWYCH

PROJEKTOWANIE I BUDOWA

SIECI KOMPUTEROWYCH

Wykład VII dla studentów

„Informatyki stosowanej”

sem. VII

Specjalizacja SIECI

Prowadzący:

Prof. dr hab. inż. Jerzy

Lipski

e-mail lipski@archimedes.pol.lublin.pl

Technologia sieciowa ATM

ATM (ang. Asynchronous Transfer Mode)

jest szerokopasmową technologią

komunikacyjną, która wykorzystywana

jest do przesyłania danych

interakcyjnych, różnej wielkości plików,

transmisji głosu, a także sygnału

wizyjnego. Standard ATM może być

stosowany zarówno w sieciach lokalnych

LAN, miejskich MAN jak i rozległych

WAN. Połączenie pomiędzy odbiorcą a

nadawcą, tworzone jest na podstawie

informacji zawartej w przesyłanych

komórkach informacyjnych (ang. cell) o

jednakowych rozmiarach.

Architektura ATM



Model architektury ATM składa się z

trzech warstw:



fizycznej - definiującej funkcje związane z

dostępem do medium transmisyjnego;



ATM - określającej format komórki oraz

funkcje zapewniające niezawodny transfer

komórek, bez względu na typ usługi;



AAL (ang. ATM Adaptation Layer - AAL) -

adaptacyjnej, obejmującej funkcje zależne

od typu realizowanej usługi, które

określają sposób konwersji informacji z

warstw wyższych do postaci komórek

ATM,

Architektura ATM

oraz płaszczyzn:



użytkownika - pełniącej funkcje transferu

informacji użytkownika oraz sterowania

przepływem strumieni tych informacji, itp.;



sterowania - odpowiedzialnej za realizacje

zgłoszeń; w płaszczyźnie tej zawarte są funkcje

sygnalizacyjne odpowiedzialne za ustanawianie,

zarządzanie i rozłączanie połączeń;



zarządzania - realizującej funkcje nadzoru

warstwą (zarządzanie zasobami oraz

parametrami obiektów istniejących w protokole)

i nadzoru płaszczyzną (koordynacja miedzy

płaszczyznowa).

Funkcje warstw

Funkcje wyższych warstw ISO

Wyższe warstwy

ISO

Podwarstwa zbieżności

AAL

Podwarstwa segmentacji i składania

SAR

Sterowanie przepływem informacji

Generacja i wydzielanie nagłówka

Translacja identyfikatora ścieżki logicznej/kanału

logicznego

Multipleksacja i demultipleksacja komórek

ATM

Dopasowywanie szybkości transmisji komórek

Generowanie i weryfikacja nagłówka komórki

Wydzielanie komórek ze strumienia bitów

Adaptacja ramki transmisyjnej

Generowanie i odtwarzanie ramki transmisyjnej

Warstw

fizy

czn

Realizacja podstawy czasu

Funkcje łącza fizycznego

Rodzaje interfejsów

fizycznych



UNI (ang. User-to-Network Interface) - styk

użytkownik-sieć - określający zasady połączenia

użytkownika z siecią ATM. Istnieją przy tym

dwa rodzaje interfejsów UNI:

- prywatny UNI (ang. private UNI)- odnosi się

do styku pomiędzy użytkownikiem, a

przełącznikiem ATM, należącym do tej samej

korporacji co użytkownik publiczny;

- UNI (ang. public UNI) wykorzystywany jest,

gdy użytkownik lub sieć prywatna łączy się z

publiczną siecią ATM.



NNI (ang. Network-to-Network Interface lub

Node-to-Node Interface) - styk międzywęzłowy

opisujący zasady łączenia przełączników ATM i

odpowiadający głównie za zarządzanie ich

współdziałaniem. W przypadku NNI możemy

także wyróżnia dwa rodzaje styków:

- NNI (ang. private NNI) – prywatny, dotyczący

przełączników w prywatnych sieciach ;

- publiczny NNI (ang. public NNI) - stosowany

w sieciach publicznych.

Protokoły związane ze

stykami



ILMI (ang. Integrated Local Management Interface)

protokół odpowiedzialny jest za autokonfigurację

wielu parametrów protokołu ATM, np. wyznaczanie

adresów serwerów inicjalizujących różne protokoły

sieciowe ATM czy też określanie adresów ATM

stacji końcowych. Mechanizm rejestracji adresów

ATM w standardzie ILMI pozwala przełącznikom

ATM rezerwować początkową cześć adresu stacji

końcowych, podczas gdy pozostała cześć stanowi

unikatowy 48-mio bajtowy adres MAC stacji.

Protokół ten umożliwia administratorowi sieci

kontrole rezerwowanych adresów.



PNNI (ang. Private Network-to-Network Interface)

protokół definiuje zbiór reguł dynamicznego

routingu oraz sterowania, obejmujących zasady

ustalania połączenia z gwarancją jakości usług QoS,

z uwzględnieniem dostępnej w danej chwili

przepustowości, obciążenia sieci i średniego

opóźnienia transmisji. Protokół PNNI umożliwia

przełącznikom ATM wymianę informacji o

dostępnych adresach w sąsiednich przełącznikach

oraz metryk QoS, wykorzystywanych przy

określaniu parametrów kontraktu nowego

połączenia.

Rodzaje połączeń w sieci

ATM



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;



SPVC (ang. Soft-Permanent Virtual Connection)

- różni się od stałego tym, że połączenie jest

ustalane tylko na czas przesyłania danych, ale

wartości identyfikatorów połączenia są z góry

nadane przez administratora sieci;



SVC (ang. Switched Virtual Connection) -

połączenie zestawiane jest tylko na czas

przesyłania danych. Wartości identyfikatorów

połączenia ustalane są podczas ustanawiania

połączenia.

Kanały i ścieżki wirtualne

Zgodnie z koncepcją ATM pomiędzy stacjami

źródłową a docelową zestawiane jest logiczne

połączenie zwane kanałem wirtualnym VCC (ang.

Virtual Channel Connection). Zestaw kanałów o

wspólnym węźle docelowym tworzy tzw. wirtualną

ścieżkę VPC (ang. Virtual Path Connection). W

komutatorze ATM ma więc miejsce multipleksacja

statystyczna poszczególnych kanałów. Kanały i

ścieżki wirtualne są rozróżniane przez części

adresowe VPI (ang. Virtual Path Identifier - 12-to

(w NNI) lub 8-mio (w UNI) bitowe identyfikatory

w zależności od wersji styku ATM) i VCI (ang.

Virtual Channel Identifier - 16-to bitowy

identyfikator) umieszczone w nagłówku komórki.

Warstwa fizyczna ATM

Warstwa fizyczna ATM została podzielona na

dwie podwarstwy:



podwarstwę PM (ang. Physical Medium

Sublayer) określającą charakterystyki medium

transmisyjnego, parametry nadajnika,

odbiornika itp.,



podwarstwę 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.

Struktura komórki ATM

W standardzie ATM dane przesyłane są w

postaci komórek o stałym, wynoszącym 53

bajty rozmiarze. Składają się one z 5-cio

bajtowego nagłówka oraz 48-u bajtów

danych (ang. payload). Ich stała długość

powoduje, że sieć ATM jest przystosowana

do transportu różnorodnych protokołów

komunikacyjnych i usług. Jednocześnie

fakt jednakowej długości komórek

informacyjnych daje możliwość

przydzielenia aplikacjom takiego pasma

przesyłania, jakie jest im niezbędne, a w

razie potrzeby zmianę jego zakresu

Struktura komórki ATM

bit/okt

GFC

VPI

VCI

CLP

HEC

Format nagłówka komórki ATM dla styku UNI,
użytkownik - sieć

bit/okt

VPI

VCI

CLP

HEC

Format nagłówka komórki ATM dla styku NNI, sieć -
sieć

Oznaczenia informacji

nagłówkowych



GFC (ang. Generic Flow Control) - pole kontroli dostępu. Pole GFC jest

używane tylko na styku użytkownik-sieć. W interfejsie NNI nie występuje.

Służy do kontroli przepływu danych od stacji użytkownika do sieci ATM

oraz zapobieganiu krótkotrwałym przeciążeniom na tym styku. Pole to

nie jest związane z dalszą częścią nagłówka, dlatego nie może być

używane do kontroli przepływu w poszczególnych ścieżkach czy

kanałach.



VPI (ang. Virtual Path Identifier) - identyfikator ścieżki logicznej VPI, w

zależności od rodzaju styku UNI czy NNI, ma długość 8 lub 12 bitów.



VCI (ang. Virtual Channel Identifier) - identyfikator kanału logicznego

VCI, łącznie z poprzednim polem, służy do wyznaczania drogi przesyłania

komórki. Długość tego pola jest identyczna dla obu rodzajów interfejsów

styku.



PT (ang. Payload type) - typ danych, określa jakiego typu dane są

przesyłane w danej komórce, np. wartość "000" wskazuje na dane

użytkownika. W przypadku danych sieci pole to przenosi informacje

potrzebne do zarządzania oraz przeprowadzenia określonych operacji.



CLP (ang. Cell-Loss Priority) - bit priorytetu. Wartość "1" oznacza niski

priorytet i taka komórka może ulec zniszczeniu w zależności od stanu

sieci, np. przy zatłoczeniu. Bit CLP może być określany przez

użytkownika lub usługę sieciową. Komórki przenoszące dane CBR mają

zawsze wysoki priorytet CLP="0". Wiele usług VBR ma niskie wymagania

co do jakości transmisji i komórki z ich danymi mogą mieć ustawiony bit

CLP na "1". Poziom jakości transmisji jest określany przy ustalaniu

połączenia, przy czym w trakcie trwania transmisji może ulec zmianie.



HEC (ang. Header-Error-Control) - pole kontrolne. HEC w odróżnieniu

od pozostałych pól nagłówka, ustawianych w warstwie ATM, określane

jest w warstwie fizycznej i służy do sprawdzania poprawności transmisji,

a także korekcji błędów. Generowane jest na podstawie pierwszych 32-ch

bitów nagłówka według wielomianu generującego: x8+x2+x+1.

Funkcje warstwy ATM

Warstwa ATM odpowiada za ustawienie

połączenia, ustalenie parametrów

przepływu oraz jego kontrole. Do

rozróżniania połączeń służą wskaźniki

ścieżek VPI oraz kanałów VCI. Dwa

różne kanały w dwóch różnych

ścieżkach mogą mieć identyczny

wskaźnik kanału VCI. Dlatego dopiero

oba wskaźniki jednoznacznie określają

połączenie. Wartość VPI zmieniana jest

w miejscu zakończenia ścieżki (np.

komutator ścieżek), a VCI w miejscu

zakończenia kanału. Dlatego z definicji

ścieżki i kanału wynika, że wraz ze

zmianą VCI następuje zmiana VPI.

Warstwa adaptacyjna ATM

W skład warstwy adaptacyjnej AAL

wchodzą:



podwarstwa CS (Convergence

Sublayer), która zależy od

wybranej usługi, jakie prowadzi

poprzez punkty udostępniania

usług AAL-SAP, będące adresami

aplikacji.



podwarstwa SAR (Segmentation

And Reassembly)- segmentująca

pakiety PDU z podwarstwy CS i

składająca komórki warstwy ATM

w pakiety CS PDU

Document Outline