ATM-teknik. HEC Header Checksum Field

ATM-teknik

Teknologi Asynkront överföringsläge (ATM) utformad som en enda universell transport för en ny generation av integrerade tjänstenät som kallas bredbands-ISDN (Bredband-ISDN, B-ISDN).

ATM-teknik kombinerar - paketväxling och kretsväxling. Den har antagit överföring av data i form av adresserbara paket, användningen av paket av liten fast storlek, som ett resultat av vilket nätverksfördröjningar blir mer förutsägbara. Med hjälp av den virtuella kretstekniken, förbeställning av parametrarna för tjänstekvaliteten för kanalen och prioriterad tjänst för virtuella kretsar med olika tjänstekvalitet, är det möjligt att uppnå överföring av olika typer av trafik i samma nätverk utan diskriminering.

ATM-standarder är utvecklade av en grupp organisationer som kallas ATM Forum under överinseende av IEEE ad hoc-kommittén, samt ITU-T- och ANSI-kommittéerna. ATM är en komplex teknik som kräver standardisering i olika aspekter, därför, även om huvudkärnan i standarderna antogs 1993, pågår arbetet med standardisering aktivt.

ATM-nätverket har den klassiska strukturen av ett stort territoriellt nätverk - slutstationer är anslutna med individuella kanaler till växlar på lägre nivå, som i sin tur är anslutna till växlar på högre nivå. ATM-växlar använder 20-byte slutpunktsadresser för att dirigera trafik med hjälp av virtuell kretsteknik. För privata ATM-nätverk definieras PNNI (Private NNI) routingprotokoll, med vilket switchar kan bygga routingtabeller automatiskt. I offentliga ATM-nätverk kan routingtabeller byggas manuellt av administratörer, eller kan underhållas av PNNI-protokollet.

Paket växlas baserat på en virtuell kanalidentifierare (VCI), som tilldelas en anslutning när den upprättas och förstörs när anslutningen bryts. ATM-slutpunktsadressen, på grundval av vilken den virtuella kanalen är byggd, har en hierarkisk struktur, liknande numret i telefonnätet, och använder prefix som motsvarar koder för länder, städer, nätverk av tjänsteleverantörer, etc.

För att påskynda bytet i stora nätverk används konceptet med en virtuell väg - Virtual Path, som kombinerar virtuella kanaler som har en gemensam rutt mellan käll- och destinationsnoderna i ATM-nätverket eller en gemensam del av rutten mellan några två nätverk växlar. Virtual Path Identifier (VPI) är huvuddelen av den lokala adressen och är ett vanligt prefix för ett antal olika virtuella kretsar. Således tillämpas idén om adressaggregering i ATM-teknik på två nivåer - på nivån för ändnodadresser (fungerar i stadiet för att etablera en virtuell kanal) och på nivån för virtuella kanalnummer (fungerar när data överförs över en befintlig virtuell kanal).

ATM-standarden introducerar inte sina egna specifikationer för implementeringen av det fysiska lagret. Baserat på SDH / SONET-teknik, antar dess hastighetshierarki. Följaktligen är den initiala åtkomsthastigheten för nätverksanvändaren 155 Mbps. ATM-stamnätsutrustning fungerar också med högre hastigheter på 622 Mbit/s och 2,5 Gbit/s. Det finns även ATM-utrustning som stöder PDH-hastigheter som 2 och 34/45 Mbps.

ATM-teknik är typisk teknik globala nätverk baserat på den virtuella kanaltekniken. ATM-teknikens egenheter är kombinationen av dator- och multimediatrafik i samma kommunikationskanaler och i samma kommunikationsutrustning på ett sådant sätt att varje typ av trafik får den erforderliga servicenivån och inte betraktas som "sekundär".

Trafik dator nätverk har en uttalad asynkron och pulserande karaktär. Datorn skickar paket till nätverket vid slumpmässiga tidpunkter när behovet uppstår. Samtidigt kan intensiteten av att skicka paket till nätverket och deras storlek variera kraftigt. Datortrafikens känslighet för dataförlust är hög, eftersom förlorad data inte kan undvaras och måste återställas genom återsändning.

Multimediatrafik, t.ex. röst eller video, kännetecknas av en låg rippelhastighet, hög känslighet för dataöverföringsfördröjningar (som påverkar kvaliteten på den reproducerade kontinuerliga signalen) och låg känslighet för dataförlust.

Tillvägagångssättet som implementeras i ATM-tekniken består i överföring av alla typer av trafik - dator, telefon eller video - i paket med en fast och mycket liten längd på 53 byte. ATM-paket kallas celler. Celldatafältet är 48 byte och rubriken är 5 byte.

För att paketen ska innehålla adressen till destinationsnoden och samtidigt, andelen tjänstinformation inte överstiger storleken på paketets datafält, använder ATM-tekniken mottagningen av överföringen av celler i enlighet med med tekniken för virtuella kanaler med en virtuell kanalnummerlängd på 24 bitar, vilket är tillräckligt för att betjäna ett stort antal virtuella anslutningar av varje port på ATM-nätverksväxeln.

Valet av cellstorlek påverkades mer inte av mängden väntan på överföringen av cellen, utan av paketeringsfördröjningen.

Paketfördröjning- detta är den tid under vilken den första mätningen av rösten väntar på ögonblicket för den slutliga bildandet av paketet och dess sändning över nätverket.

Beställa bandbredd och service kvalitet, implementerad i ATM-teknik för tilldelning av 4 huvudtrafikklasser, för vilka olika mekanismer för bokning och underhåll av den erforderliga tjänstekvaliteten har utvecklats.

Trafikklass(även kallad tjänsteklass) karakteriserar kvalitativt de erforderliga dataöverföringstjänsterna över ATM-nätverket. Krav på synkronisering av överförda data blev det första kriteriet för att dela upp trafik i klasser.

Andra viktig parameter trafik är mängden av dess krusning. ATM-teknik särskiljer två olika typer av trafik, Constant Bit Rate (CBR) trafik och Variable Bit Rate (VBR) trafik.

Som ett resultat identifierades fem trafikklasser, som skilde sig åt i följande kvalitetsegenskaper:

Närvaron eller frånvaron av trafikpulsering, dvs. CBR- eller VBR-trafik;

Kravet på datasynkronisering mellan den sändande och mottagande sidan;

Den typ av protokoll som överför sina data över ATM-nätverket är anslutningslöst eller anslutningslöst (endast för fallet med datordataöverföring).

I ATM-teknik, för varje trafikklass, bestäms en uppsättning kvantitativa parametrar som applikationen måste ställa in. Till exempel, för rösttrafik kan du inte bara indikera vikten av synkronisering mellan sändaren och mottagaren, utan också kvantifiera de övre gränserna för fördröjning och cellfördröjningsvariation.

I ATM kallas bandbreddsegenskaper trafikparametrar och inkludera dem inte som QoS-parametrar. Nätverket försöker tillhandahålla en sådan nivå av tjänster att de erforderliga värdena för både trafikparametrar och cellfördröjningar och förlorade celler bibehålls.

Avtalet mellan applikationen och ATM-nätverket kallas trafik - enligt kontrakt- val av en av flera definierade trafikklasser, för vilka, tillsammans med trafikgenomströmningsparametrarna, cellfördröjningsparametrarna, såväl som cellleveranstillförlitlighetsparametern, kan specificeras.

Om applikationen inte är kritisk för att upprätthålla bandbredds- och QoS-parametrarna, kan den vägra att ställa in dessa parametrar genom att specificera "Best Effort"-flaggan i begäran om anslutningsetablering. Denna typ av trafik kallas trafik med odefinierad bithastighet- Ospecificerad bithastighet, UBR.

Efter ingåendet av ett trafikavtal, som hänvisar till en specifik virtuell anslutning, fungerar flera protokoll och tjänster i ATM-nätverket som ger den önskade kvaliteten på tjänsten.

ATM-protokollstack motsvarar de nedre skikten av sjuskikts ISO / OSI-modellen och inkluderar ATM-anpassningsskiktet, själva ATM-skiktet och det fysiska skiktet.

ATM-protokollet hanterar överföring av celler genom switchar med en etablerad och konfigurerad virtuell anslutning, det vill säga baserat på färdiga portväxlingstabeller. ATM-protokollet utför växling med ett virtuellt anslutningsnummer, som är uppdelat i två delar i ATM-teknik - en Virtual Path Identifier (VPI) och en Virtual Channel Identifier (VCI). Utöver denna huvuduppgift utför ATM-protokollet ett antal funktioner för att övervaka efterlevnaden av trafiken - kontrakt av nätverksanvändaren, markera de felande cellerna, kassera de felande cellerna under nätverksöverbelastning, samt kontrollera flödet av celler till förbättra nätverksprestandan (naturligtvis om trafikvillkoren är uppfyllda - kontrakt för alla virtuella anslutningar).

Lovande tekniker för överföring av information i datornätverk är tekniker som ger höga överföringshastigheter av heterogen information (data, röst- och videosignaler) över långa avstånd. Faktum är att överföringen av röst- och videoinformation krävs vanligtvis i realtid, och därför bör förseningarna bara vara små (till exempel för röstkommunikation - cirka 6 ms).

ATM-teknik sammanfattas som snabb växling av korta paket med fast längd (53 byte) som kallas celler. Av denna anledning kallas ATM själv ibland för cellväxling.

ATM-nätverk kallas anslutningsorienterade nätverk. Anslutningar kan vara beständiga eller växlade (dynamiska). De första installeras och bryts av nätverksadministratören, deras effekt är lång, för varje nytt utbyte av data mellan abonnenter av en permanent anslutning behöver du inte lägga tid på att upprätta den. De andra installeras och elimineras automatiskt för varje ny kommunikationssession.

Varje anslutning får sin egen identifierare, som anges i cellhuvudet. När en anslutning upprättas överförs varje switch på den valda datavägen data om överensstämmelse mellan identifierare och switchportar. Switchen känner igen identifieraren och dirigerar cellen till rätt port. Direkt indikering i huvudet på mottagarens och avsändarens adresser krävs inte, huvudet är kort - endast 5 byte.

Höga hastigheter inom ATM tillhandahålls av ett antal tekniska lösningar.

För det första är höghastighetsdatalänkar den fysiska grunden för ATM. Så när du använder SONET-teknik i ATM, tillhandahålls OS-1, OS-3, OS-12 och OS-48-kanaler på FOCL med hastigheter på 52, 155, 622 respektive 2488 Mbit/s.

Dessutom kan ett stort antal ti(TDM) användas för att sända delar av samma "bulk"-meddelande parallellt, vilket motsvarar konceptet "statistisk multiplexering". I E1 / E4-teknologier är statistisk multiplexering svårt eftersom det kräver slotadressering. I ATM adresseras celler, en synkroniseringscykel består av enskilda webbplatser, längden på segmentet och cellen är desamma. För ett specifikt meddelande kan du välja intervall, vars samling kallas en virtuell kanal. Överföringshastigheten kan justeras genom att ändra.

För det andra är negativa kvitton i händelse av förvrängning av själva meddelandena (men inte rubriker) endast möjliga från slutpunkten. Detta eliminerar tidsförlusten vid mellanliggande punkter i väntan på bekräftelser. Denna teknik hänvisas ibland till som ramväxling (i motsats till paketväxling). Kontrollkoden (fyrabyte cyklisk) för informationsdelen av meddelandet finns endast i slutet av det sista meddelandepaketet, vilket är typiskt för ATM-varianten som kallas AAL5. I andra typer av ATM, fokuserade på överföring av multimediatrafik, är förlusten av enskilda celler i allmänhet inte kritisk. För att verifiera att rubrikerna är korrekta används en byte i cellhuvudet, som innehåller Hamming-kontrollkoden för rubriken. Förvrängda celler som inte återställts av Hamming kasseras.

För det tredje förenklas routing. Själva anslutningsetableringen utförs på liknande sätt som denna procedur i TCP/IP. Men då placeras numret på den beräknade rutten i huvudet på varje paket, och de behöver inte omdefiniera rutten enligt routertabellerna när de passerar nätverket. Med andra ord utförs en anslutningsorienterad överföring (i motsats till till exempel). I detta fall skickar klienten en begäran till servern i form av en speciell kontrollram. Ramen passerar genom mellanliggande routrar och / eller switchar, där länken (länken) tilldelas virtuell sökväg och VPI / VCI-identifierare. Om överföringen är adresserad till flera noder, tilldelas motsvarande identifierare i switcharna flera kanaler.

För det fjärde förenklar den fasta längden på paket (ramar) algoritmerna för styrning och databuffring, eliminerar behovet av att kapsla in eller konvertera paket när man byter format i mellanliggande nätverk (om de motsvarar ATM-cellformatet).

Den lilla cellstorleken (53 byte) beror på kraven för överföring av telefon(röst)trafik. I själva verket, om vi, tillsammans med röstöverföring, även antar traditionell digital data packad i långa paket, är överföringsfördröjningar av "röst"-celler möjliga under en tid som märkbart överstiger några millisekunder, vilket är oacceptabelt för ett telefonsamtal. Samtidigt leder celler som är för korta till en slösaktig användning av kanalkapacitet på grund av en betydande del av huvudets längd i cellstorleken. Därför är längden på 53 byte med en rubriklängd på 5 byte en kompromisslösning.

I det här fallet är förseningarna i röstöverföringen, på grund av cellens storlek, 6 ms. Var och en av de 48 byten är faktiskt en analog värdemätning i PCM, som utförs med 125 µs intervaller (med en samplingshastighet på 8 kHz). Följaktligen, mellan ögonblicket för den första mätningen och sändningen av cellen till nätverket, förflyter en tid (paketeringstid) lika med 0,12548 = 6 ms.

ATM introducerar tre lager av protokoll (Figur 1).

Anpassningsskiktet (AAL - ATM Adaptations Level) liknar transportskiktet i EMVOS, det delar upp meddelandet i paket med kontroll- och kontrollinformation, som i sin tur är uppdelade i 48-byte-celler. Det finns också en omvandling av bitinmatningsströmmar till en ström, som observerar proportionerna mellan antalet celler för data-, röst- och videoinformation. AAL-programvara krävs endast vid ändpunkterna i ATM-nätverket.

Ris. 1. ATM-protokolllager

Flera varianter av AAL-protokollet har introducerats, riktade mot olika trafikklasser. AAL1-protokollet är utformat för att betjäna multimediatrafik, som kännetecknas av stabil hastighet och synkronisering av röst och video, och telefontrafik, som är känslig för tidsfördröjningar. Samtidigt påverkar förlusten av enskilda celler obetydligt kvaliteten på den mottagna informationen. AAL3 / 4-protokollet är utformat för att överföra den instabila (pulserande) belastningen som är inneboende i kommunikation mellan lokala nätverk. Förseningar är inte kritiska här, men cellförluster är inte tillåtna. AAL5-protokollet är anpassat för överföring av data av beräkningskaraktär.

Nästa lager, som kallas ATM, lägger till en fem-byte header med routinginformation till varje cell. Detta lager används också för att upprätta anslutningar. ATM-cellhuvudstrukturen på fem byte innehåller följande fält (antal bitar inom parentes):

• ledning (4);
• VPI/VCI (24);
• datatyp (3);
• paketförlustprioritet (1);
• huvudstyrning (8).

Fälten VPI (Virtual Path Identifier) ​​och VCI (Virtual Channel Identifier) ​​används för att indikera cellers rutt. Uppenbarligen är det omöjligt att använda unika antal noder inom hela nätverket vid överföring av celler, eftersom detta skulle kräva en mycket längre huvudlängd än 5 byte. Därför görs ruttidentifiering med VPI/VCI-kombinationer. När en anslutning upprättas tilldelas VPI / VCI och i varje router för varje anslutning kommer kombinationen av dessa identifierare att vara unik. Samtidigt, i processen att upprätta en anslutning, är storleken på förfrågningar och svar inte så signifikant begränsade, här använder de hierarkiska 20-byte-adresser, speciella routingtabeller och PNNI-protokollet. VPI-identifieraren kan betraktas som den övre delen av ruttindikatorn, denna identifierare visar sig vara densamma för en uppsättning länkar som passerar genom samma nätverksfragment.

Datatypfältet används för att indikera typen av paket (anslutningsbegäran eller överföringsbegäran) och för att indikera nätstockning. Packet Loss Priority-biten används för att flagga de paket som bryter mot QoS-avtalet.

Det bör noteras att för att sammanställa ett meddelande från celler måste cellerna i samma meddelande numreras. Detta nummer hänvisar till anpassningsskiktets rubrik, som upptar en eller två byte i datafältet (dvs i ett 48-bitars fält).

Fältet Header Control innehåller Hamming-koden och, förutom kontroll- och felkorrigeringsfunktioner i cellhuvudet, tjänar det till att avgränsa ATM-celler när de är separerade från dataströmmen som sänds över SDH-kanaler. Gränsen bestäms genom att jämföra den beräknade Hamming-koden för varje på varandra följande sekvens av 5 byte med innehållet i den sista av dessa 5 byte ( positivt resultat jämförelse betyder att denna sekvens är titeln).

Fältet "kontroll" är avsett att indikera överbelastningar, nodfel och vikten av celler (oviktiga kan kasseras vid överbelastning). Styrsignaler sänds vanligtvis i motsatt riktning längs samma väg med jämna mellanrum.

Överföringshastigheterna som realiseras av ATM-system täcker för närvarande (2003) intervallet från 64 Kbps till 40 Gbps och motsvarar som regel serien n × 64 Kbps: 1,5 / 2, 6/8 , 13, 26, 32, 34 /45, 52, 98, 100, 140, 155, 622 Mbps, 2,5, 10 och 40 Gbps.

Det tredje lagret, fysiskt, används för att omvandla data till elektriska eller optiska signaler. Som nämnts ovan är mediet för ATM ofta SDH- eller SONET-kanaler, eventuellt med PDH-teknik. Om nätverket inte kan tillhandahålla den erforderliga bandbredden, nekas anslutningen. Vid överbelastning kasseras några av de överförda cellerna med motsvarande meddelande till användaren. Förlust av celler gör det nödvändigt att återsända alla celler i segmentet (i AAL5), eftersom kontrollen av den korrekta överföringen utförs med avseende på hela meddelandet (i detta fall segmentet). Användningen av speciella algoritmer kan avsevärt minska antalet återsända celler.

Sändningskvaliteten kännetecknas av parametrar som genomströmning, procentandel av förlorade celler, cellöverföringsfördröjning och dess variationer. Beställningen av tjänster utförs i processen att upprätta en anslutning. För att upprätthålla den beställda servicenivån i ATM-nätverk finns specialtjänster implementerade i switcharnas mjukvara. Tillsammans med anslutningar som inte kräver en specifik överföringskvalitet, används anslutningar med följande servicenivåer:

• upprätthålla en konstant hastighet vid de givna gränserna för maximal hastighet, latens och procentandelen förlorade celler;
• stöd för variabel hastighet med begränsningar av medelhastighet och maximal storlek på hastighetsrippel, inklusive stöd för strömsynkroniseringskrav från sändaren och mottagaren;
• tillhandahålla en variabel hastighet med en begränsning av minimihastigheten utan krav på synkronisering av strömmar från sändaren och mottagaren.

Om ATM-nätverket visar sig vara överbelastat, för att undvika informationsförlust, och till skillnad från kretskoppling, är databuffring möjlig för att utjämna kanalbelastningen. Lastreglering (flödeskontroll) utförs genom att periodiskt inkludera (vanligtvis efter 32 ramar) RM-celler i informationsströmmen. I den här cellen kan ändnoden och / eller mellanliggande switchar infoga värden för kontrollbitar, signalering av trafikstockningar eller underbelastning av kanalen. RM-cellen från slutnoden vidarebefordras i motsatt riktning till meddelandekällan, som kan ändra överföringsmoden i enlighet därmed. I synnerhet tillämpas läget för att ockupera alla lediga resurser i händelse av överbelastning. Således sker en dynamisk omfördelning av lasten.

SERGEY ROPCHAN

Absolut allt om bankomat

Asynchronous Transfer Mode (ATM)-teknik är designad som en enda universell transport för en ny generation av integrerade tjänstenätverk som kallas bredbands-ISDN-nät (B-ISDN).

Enligt utvecklarnas planer kommer enhetligheten som tillhandahålls av ATM att bestå i det faktum att en transportteknik kan tillhandahålla flera av följande funktioner, det vill säga det var tänkt att göra denna teknik så mångsidig som möjligt:

• Överföring inom ett och samma transportsystem av dator- och multimediatrafik (röst, video) som är känslig för förseningar, och för varje typ av trafik kommer kvaliteten på tjänsten att motsvara dess behov.
• Hierarki av dataöverföringshastigheter, från tiotals megabit till flera gigabit per sekund, med garanterad bandbredd för verksamhetskritiska applikationer.
• Gemensamma transportprotokoll för lokala och globala nätverk.
• Bevarande av den befintliga infrastrukturen av fysiska kanaler eller fysiska protokoll: Т1 / Е1, ТЗ / ЕЗ, SDH STM-n, FDDI.
• Interoperabilitet med äldre LAN- och WAN-protokoll: IP, SNA, Ethernet, ISDN.

Huvudidén med tekniken för asynkront överföringsläge uttrycktes för länge sedan - denna term introducerades av Bell Labs redan 1968. Den huvudsakliga tekniken som var under utveckling vid den tiden var TDM-teknik med synkrona omkopplingstekniker baserade på sekvensnumret för bytes i den sammanlänkade ramen. Den största nackdelen med TDM-teknik, även kallad Synchronous Transfer Mode (STM)-teknologi, är oförmågan att omfördela den aggregerade länkbandbredden mellan underkanaler. Under tidsperioder då ingen användardata sänds på underkanalen, sänder den aggregerade kanalen fortfarande bitgrupperna för den underkanalen fyllda med nollor.

Försök att ladda perioder av inaktivitet för underkanaler resulterar i behovet av att mata in en rubrik för data för varje underkanal. Statistisk TDM (STDM), en mellanliggande teknologi som fyller lediga perioder med skurar av trafik från andra underkanaler, introducerar verkligen rubriker som innehåller underkanalnumret. Samtidigt bearbetas uppgifterna till paket som till sin struktur liknar paketen i datornätverk. Närvaron av en adress för varje paket gör att det kan sändas asynkront, eftersom dess placering i förhållande till data från andra underkanaler inte längre är dess adress. Asynkrona paket för en underkanal infogas i lediga tidluckor för en annan underkanal, men de blandas inte med data från denna underkanal, eftersom de har sin egen adress.

ATM-teknik kombinerar tillvägagångssätten för två tekniker - paketomkoppling och kretskoppling. Från den första antog den överföringen av data i form av adresserbara paket, och från den andra användes små paket med fast storlek, vilket resulterade i att nätverksfördröjningar blir mer förutsägbara och därför enklare analys och övervakning. Med hjälp av den virtuella kretstekniken, förbeställning av parametrarna för tjänstekvaliteten för kanalen och prioriterad tjänst för virtuella kretsar med olika tjänstekvalitet, är det möjligt att uppnå överföring av olika typer av trafik i samma nätverk utan diskriminering. ATM-tekniken har utvecklats från början som en teknik som kan betjäna alla typer av trafik enligt deras krav.

Tjänsterna i B-ISDN-nätets övre skikt bör vara ungefär desamma som ISDN-nätets - dessa är faxöverföring, distribution av tv-bilder, röstbrevlåda, e-post, olika interaktiva tjänster, såsom videokonferenser. ATM-teknikens höga hastigheter skapar många fler möjligheter för tjänster på högre nivå som inte kunde realiseras av ISDN-nätverk - till exempel för överföring av färg-tv-bilder krävs bandbredder i området 30 Mbps. ISDN-tekniken kan inte stödja sådan hastighet, och för ATM är det inte ett stort problem.

ATM-standarder är utvecklade av en grupp organisationer som kallas ATM Forum under överinseende av IEEE ad hoc-kommittén, samt ITU-T- och ANSI-kommittéerna. ATM är en mycket komplex teknik som kräver standardisering på många olika sätt, så även om kärnan i standarderna antogs 1993 pågår arbetet med standardisering aktivt. Optimismen är inspirerad av det faktum att nästan alla intressenter - tillverkare av teleutrustning, tillverkare av lokala nätverksutrustning, telenätoperatörer och nätverksintegratörer - deltar i ATM-forumet.

Grundläggande begrepp för ATM-teknik

ATM-nätverket har den klassiska strukturen av ett stort nätverk - slutstationer är anslutna med individuella länkar till växlar på lägre nivå, som i sin tur är anslutna till växlar på högre nivå. ATM-växlar använder 20-byte slutpunktsadresser för att dirigera trafik med hjälp av virtuell kretsteknik. För privata ATM-nätverk definieras PNNI (Private NNI) routingprotokoll, med vilket switchar kan bygga routingtabeller automatiskt. I offentliga ATM-nätverk kan routingtabeller byggas manuellt av administratörer, som i X.25-nätverk, eller så kan de stödjas av PNNI-protokollet.

Paket växlas baserat på en virtuell kanalidentifierare (VCI), som tilldelas en anslutning när den upprättas och förstörs när anslutningen bryts. ATM-slutpunktsadressen som VC är baserad på har en hierarkisk struktur som liknar ett telefonnummer och använder prefix som matchar landskoder, stadskoder, tjänsteleverantörsnätverk och så vidare, vilket gör det lättare att dirigera anslutningsförfrågningar, precis som när du använder aggregerade IP-adresser enligt CIDR-tekniken (media capture technique).

Virtuella anslutningar kan vara permanenta (Permanent Virtual Circuit, PVC) eller switchade (Switched Virtual Circuit, SVC) ändnoder eller en gemensam del av rutten mellan två switchar i nätverket. Virtual Path Identifier (VPI) är huvuddelen av den lokala adressen och är ett vanligt prefix för ett antal olika virtuella kretsar. Således tillämpas idén om adressaggregering i ATM-teknik på två nivåer - på nivån för ändnodadresser (fungerar i stadiet för att etablera en virtuell kanal) och på nivån för virtuella kanalnummer (fungerar när data överförs över en befintlig virtuell kanal).

ATM-ändstationsanslutningar till den nedre lagerswitchen definieras av UNI-standarden (User Network Interface). UNI-specifikationen definierar paketstruktur, stationsadressering, styrinformationsutbyte, ATM-protokolllager, virtuella kretsetableringsmetoder och trafikkontrollmetoder. För närvarande används UNI 4.0, men den vanligaste versionen som stöds av hårdvarutillverkare är UNI 3.1.

ATM-standarden introducerar inte sina egna specifikationer för implementeringen av det fysiska lagret. Här bygger den på SDH / SONET-teknik och antar dess hastighetshierarki. I enlighet med detta är den initiala åtkomsthastigheten för nätverksanvändaren OS-3-hastigheten på 155 Mbit / s. ATM-forumet har inte definierat alla SDH-hastighetshierarkier för ATM, utan endast OS-3- och OS-12-hastigheter (622 Mbps). Vid 155 Mbps kan du använda inte bara fiberoptisk kabel, utan även oskärmad tvinnat par Kategori 5. Vid 622 Mbps tillåts endast fiberoptisk kabel, både SMF och MMF.

Det finns andra fysiska gränssnitt till ATM-nätverk än SDH/SONET. Dessa inkluderar T1/E1- och TK/E3-gränssnitt, vanliga i globala nätverk, och lokala nätverksgränssnitt - ett gränssnitt med 4V/5V-kodning vid 100 Mbit/s (FDDI) och ett gränssnitt med en hastighet på 25 Mbit/s föreslagit av IBM och godkänd av ATM Forum. Dessutom definieras ett så kallat "cellbaserat" fysiskt lager för 155,52 Mbps, det vill säga ett lager baserat på celler snarare än SDH/SONET-ramar. Detta fysiska lageralternativ använder inte SDH / SONET-ramar, utan skickar ATM-celler direkt över länken, vilket minskar overhead men något komplicerar uppgiften att synkronisera mottagaren med sändaren på cellnivå.

Alla ovanstående egenskaper hos ATM-teknik indikerar inte att det är någon form av "speciell" teknik, utan representerar det snarare som en typisk WAN-teknik baserad på virtuell kretsteknologi. ATM-teknikens egenheter ligger inom området för högkvalitativ service för heterogen trafik och förklaras av önskan att lösa problemet med att kombinera dator- och multimediatrafik i samma kommunikationskanaler och i samma kommunikationsutrustning på ett sådant sätt att varje typ av trafik får den erforderliga servicenivån och anses inte vara "mindre".

Tillvägagångssättet som implementeras i ATM-tekniken är att överföra alla typer av trafik - dator, telefon eller video - i paket med en fast och mycket liten längd på 53 byte. ATM-paket kallas celler. Celldatafältet är 48 byte och rubriken är 5 byte.

För att säkerställa att paket innehåller adressen till destinationsnoden och samtidigt, procentandelen tjänstinformation inte överstiger storleken på paketdatafältet, använder ATM-tekniken standarden för mottagning och överföring av celler i wide area networks (WAN). i enlighet med tekniken för virtuella kanaler med en virtuell kanalnummerlängd på 24 bitar, vilket räcker för att hantera ett stort antal virtuella anslutningar på varje switchport på ett globalt (kanske världsomspännande) ATM-nätverk.

ATM-cellstorlek är resultatet av en kompromiss mellan telefonister och datortekniker - den förra insisterade på en datafältstorlek på 32 byte, medan den senare insisterade på 64 byte.

Ju mindre paketet är, desto lättare är det att simulera tjänsterna för kretsar med konstant bithastighet, som är typiska för telefonnät. Det är klart att om vi överger styvt synkroniserade tidsluckor för varje kanal, kommer det att vara omöjligt att uppnå perfekt synkronisering, men hur mindre storlek paket, desto lättare är det att uppnå detta.

För ett paket på 53 byte med en hastighet av 155 Mbps är ramöverföringstiden till utgångsporten mindre än 3 μs. Så denna fördröjning är inte särskilt betydande för trafik som behöver skicka paket var 125:e µs.

Cellstorleksvalet påverkades dock mer inte av latensen för cellöverföringen, utan av paketeringsfördröjningen. Paketlatens är den tid under vilken det första provet av rösten väntar på att det slutliga paketet ska bildas och skickas över nätverket. Med ett datafält på 48 byte bär en ATM-cell vanligtvis 48 röstmätningar tagna med 125 µs intervaller. Därför måste det första provet vänta ungefär 6ms innan cellen skickas över nätverket. Det är av denna anledning som telefonister har kämpat för att minska storleken på cellen, eftersom 6 ms är en fördröjning nära gränsen för vilken överträdelser av röstkvaliteten börjar. Att välja en cellstorlek på 32 byte skulle ha en paketeringsfördröjning på 4 ms, vilket skulle garantera bättre röstöverföring. Och önskan från datorspecialister att öka datafältet till 64 byte är ganska förståeligt - detta ökar den användbara dataöverföringshastigheten. Overheadredundans vid användning av ett 48-byte datafält är 10 %, och vid användning av ett 32-byte datafält stiger det omedelbart till 16 %.

Valet av en liten cell med fast storlek för dataöverföring av alla slag löser ännu inte problemet med att kombinera heterogen trafik i ett nätverk, utan skapar bara förutsättningarna för dess lösning. För att till fullo ta itu med denna utmaning, engagerar och utvecklar ATM-tekniken bandbreddsordering och QoS-idéer som förkroppsligas i ramreläteknologi. Men om ramrelänätverket ursprungligen var avsett att endast överföra pulserande datortrafik (i detta avseende är standardisering av röstöverföring så svårt för ramrelänätverk), så analyserade ATM-teknikutvecklarna alla typer av trafikmönster som genererades av olika applikationer, och identifierade 4 huvudtrafikklasser, för vilka olika mekanismer har utvecklats för att backa upp och upprätthålla den erforderliga kvaliteten på tjänsten.

Trafikklassen (även kallad tjänsteklassen) karakteriserar kvalitativt de erforderliga dataöverföringstjänsterna över ATM-nätet. Om applikationen indikerar för nätverket att till exempel överföring av rösttrafik krävs, blir det tydligt av detta att sådana tjänstekvalitetsindikatorer som förseningar och variationer i cellförseningar kommer att vara särskilt viktiga för användaren, vilket avsevärt påverkar kvaliteten på den överförda informationen - röst eller bild, och förlusten av en enskild cell med flera mätningar är inte lika viktig eftersom till exempel en röståtergivningsanordning kan approximera de saknade mätningarna och kvaliteten kommer inte att lida för mycket. Kraven för synkronisering av överförda data är mycket viktiga för många applikationer - inte bara röst, utan även videobilder, och närvaron av dessa krav var det första kriteriet för att dela upp trafik i klasser.

En annan viktig trafikparameter som avsevärt påverkar hur den sänds genom nätverket är mängden av dess rippel. ATM-teknikutvecklarna bestämde sig för att särskilja två olika typer av trafik med avseende på denna parameter - Constant Bit Rate (CBR) trafik och Variable Bit Rate (VBR) trafik.

Trafik som genererades av applikationer som använder anslutningsorienterade och anslutningslösa protokoll för meddelanden klassificerades i olika klasser. I det första fallet överförs data av själva applikationen ganska tillförlitligt, vilket vanligtvis görs av anslutningsorienterade protokoll, så hög överföringstillförlitlighet krävs inte från ATM-nätverket. Och i det andra fallet fungerar applikationen utan att upprätta en anslutning och hanterar inte återställning av förlorade och korrupta data, vilket ställer ökade krav på tillförlitligheten av cellöverföring av ATM-nätverket.

Som ett resultat identifierades fem trafikklasser, som skilde sig åt i följande kvalitetsegenskaper:

• närvaro eller frånvaro av trafikrippling, dvs. CBR- eller VBR-trafik;
• kravet på datasynkronisering mellan den sändande och mottagande sidan;
• den typ av protokoll som sänder sina data över ATM-nätverket, med eller utan upprättande av anslutning (endast för datordataöverföring).

Uppenbarligen räcker inte bara de kvalitativa egenskaperna som specificeras av trafikklassen för att beskriva de nödvändiga tjänsterna. ATM-teknik definierar en uppsättning kvantitativa parametrar för varje trafikklass som applikationen måste ställa in. Till exempel, för klass A-trafik, måste du ange den konstanta hastigheten med vilken applikationen kommer att skicka data till nätverket, och för klass B-trafik, högsta möjliga hastighet, medelhastighet och högsta möjliga rippel. För rösttrafik kan du inte bara indikera vikten av synkronisering mellan sändare och mottagare, utan också kvantifiera de övre gränserna för fördröjning och cellfördröjningsvariation.

ATM-teknik stöder följande uppsättning grundläggande kvantitativa parametrar:

• Peak Cell Rate (PCR)- maximal dataöverföringshastighet;
• Sustained Cell Rate (SCR)- genomsnittlig dataöverföringshastighet;
• Minsta cellhastighet (MCR)- lägsta dataöverföringshastighet;
• Maximal burststorlek (MBS)- den maximala storleken på krusningen;
• Cell Loss Ratio (CLR)- procentandelen förlorade celler;
• Cell Transfer Delay (CTD)- cellöverföringsfördröjning;
• Cell Delay Variation (CDV)- variation av cellfördröjningen.

Hastighetsparametrar mäts i celler per sekund, maximal rippelstorlek mäts i celler och tidsparametrar är i sekunder. Den maximala rippelstorleken anger antalet celler som en applikation kan sända med den maximala PCR-hastigheten om medelhastigheten anges. Förhållande mellan förlorade celler är förhållandet mellan förlorade celler och det totala antalet celler som skickas på en given virtuell anslutning. Eftersom virtuella anslutningar är full duplex kan olika parametervärden specificeras för varje riktning av anslutningen.

ATM-teknik antog en inte helt traditionell syn på tolkningen av termen "servicekvalitet" - QoS. Trafikkvaliteten på tjänsten kännetecknas vanligtvis av bandbreddsparametrar (här är de RCR, SCR, MCR, MBS), paketfördröjningsparametrar (STO och CDV) och parametrar för paketöverföringssäkerhet (CLR). I ATM hänvisas genomströmningsegenskaper till som trafikparametrar och inkluderar dem inte som QoS-parametrar, även om de i huvudsak är det. QoS-parametrar i ATM är endast CTD-, CDV- och CLR-parametrar. Nätverket försöker tillhandahålla en sådan nivå av tjänster att de erforderliga värdena för både trafikparametrar och cellfördröjningar och förlorade celler bibehålls.

Avtalet mellan applikationen och ATM-nätverket kallas ett trafikkontrakt. Dess huvudsakliga skillnad från de konventioner som används i ramrelänätverk är valet av en av flera specifika trafikklasser, för vilka, tillsammans med trafikgenomströmningsparametrarna, cellfördröjningsparametrar, såväl som cellleveranstillförlitlighetsparametern, kan specificeras. I ett ramrelänätverk finns det en trafikklass, och den kännetecknas endast av bandbreddsparametrarna.

Det bör betonas att specificering av endast trafikparametrar (tillsammans med QoS-parametrar) ofta inte helt karakteriserar den erforderliga tjänsten, därför är det användbart att specificera en trafikklass för att klargöra vilken typ av tjänst som krävs för en given anslutning av nätet.

Om applikationen inte är kritisk för att upprätthålla bandbredds- och QoS-parametrarna, kan den vägra att ställa in dessa parametrar genom att specificera "Best Effort"-flaggan i begäran om anslutningsetablering. Denna typ av trafik kallas Ospecificerad bithastighet, UBR-trafik.

När väl ett trafikkontrakt för en specifik virtuell anslutning har slutits, kör ATM-nätverket flera protokoll och tjänster för att tillhandahålla den önskade kvaliteten på tjänsten. För UBR-trafik allokerar nätverket resurser "när det är möjligt", det vill säga de som för närvarande är fria från användning av virtuella anslutningar som har beställt vissa QoS-parametrar.

ATM-tekniken utvecklades ursprungligen för att stödja både permanenta och switchade virtuella kretsar (till skillnad från ramreläteknik, som inte har stödt switchade virtuella kretsar på länge). Automatisk trafikkontrakt när man upprättar en virtuell uppringd anslutning är utmanande eftersom ATM-växlar måste avgöra om de kan fortsätta att bära denna VC-trafik tillsammans med andra VC:er på ett sätt som uppfyller QoS-kraven för varje länk. ...

ATM-protokollstacken visas i tabellen:

ATM-anpassningsnivåer (ААL1-5)	Convergence Sublayer (CS)	Allmän del av konvergensundernivåer
		Servicespecifik del
	Segmentering och återmontering av underskikt (SAR)
Nivå ATM (paketdirigering, multiplexering, svetthantering, prioriterad bearbetning)
Fysiskt lager	Transmission matchande underskikt
	Fysisk miljöberoende undernivå

ATM-protokollstacken överensstämmer med de nedre skikten i den sju-lagers ISO / OSI-modellen och inkluderar ATM-anpassningsskiktet, själva ATM-skiktet och det fysiska skiktet. Det finns ingen direkt överensstämmelse mellan ATM-teknikprotokollskikten och OSI-modellskikten.

ATM Adaptation Layer (AAL) är en uppsättning AAL1-AAL5-protokoll som översätter ATM-protokollmeddelanden i övre skiktet till ATM-celler med önskat format. Funktionerna hos dessa lager motsvarar ganska villkorligt funktionerna hos transportskiktet i OSI-modellen, till exempel funktionerna hos TCP- eller UDP-protokollen. AAL-protokoll för överföring av användartrafik fungerar bara i ändnoderna i nätverket, som transportprotokollen för de flesta teknologier.

Varje AAL-protokoll hanterar användartrafik av en specifik klass. I de inledande stadierna av standardiseringen hade varje trafikklass sitt eget AAL-protokoll, som tog emot paket från det övre lagrets protokoll vid slutnoden och beställde nödvändiga trafikparametrar och tjänstekvalitet för denna virtuella kanal med hjälp av motsvarande protokoll. Med utvecklingen av ATM-standarder har denna en-till-en-överensstämmelse mellan trafikklasser och AAL-protokoll försvunnit, och idag är det tillåtet att använda olika AAL-protokoll för samma trafikklass.

Anpassningsskiktet består av flera undernivåer. Det lägsta underskiktet i AAL kallas SAR-underskiktet (Segmentation And Reassembly). Denna del beror inte på typen av AAL-protokoll (och följaktligen på klassen av sänd trafik) och handlar om att dela upp (segmentering) meddelandet som tas emot av AAL från det övre skiktprotokollet till ATM-celler, vilket ger dem en lämplig header och överför dem till ATM-lagret för att skicka till nätverket.

Det övre AAL-underlagret kallas Convergence Sublayer, CS. Detta underskikt beror på vilken klass av trafik som sänds. Konvergensunderskiktsprotokollet löser sådana problem som att till exempel säkerställa tidssynkronisering mellan de sändande och mottagande noderna (för trafik som kräver sådan synkronisering), kontroll och eventuell återhämtning av bitfel i användarinformation, kontroll av integriteten hos det överförda datorprotokollpaketet (X.25, ramrelä).

AAL-protokoll använder overheadinformation i AAL-lagerhuvudena för att göra sitt jobb. Efter att ha tagit emot celler som anlände via den virtuella kretsen, samlar SAR-underlagret i AAL-protokollet in det ursprungliga meddelandet som skickats över nätverket (som i det allmänna fallet var uppdelat i flera ATM-celler) med hjälp av AAL-rubriker, som är transparenta för ATM-växlar, eftersom de placeras i ett 48-bitars celldatafält, som det anstår ett protokoll över hög nivå... Efter att ha sammanställt det initiala meddelandet kontrollerar AAL-protokollet servicefälten för AAL-ramens huvud och trailer och fattar, baserat på dem, ett beslut om riktigheten av den mottagna informationen.

Inget av AAL-protokollen handlar om att återställa förlorad eller skadad data vid överföring av slutnods användardata. Det mesta som AAL-protokollet gör är att meddela slutnoden om en sådan händelse. Detta görs för att påskynda driften av ATM-nätverksväxlar med förväntningen att fall av dataförlust eller korruption kommer att vara sällsynta. Återställning av förlorad data (eller ignorering av denna händelse) är reserverad för protokoll på det övre skiktet som inte ingår i ATM-teknikprotokollstacken.

Det finns ett specifikt gränssnitt mellan applikationen som behöver skicka trafik över ATM-nätverket och AAL-anpassningslagret. Med hjälp av detta gränssnitt beställer applikationen (datanätverksprotokoll, röstdigitaliseringsmodul) den erforderliga tjänsten, bestämmer typen av trafik, dess parametrar, såväl som QoS-parametrar. ATM-tekniken tillåter två alternativ för att bestämma QoS-parametrarna: det första är att ställa in dem direkt av varje applikation, och det andra är att tilldela dem som standard beroende på typ av trafik. Den senare metoden förenklar applikationsutvecklarens uppgift, eftersom valet av maximala värden för cellleveransfördröjningen och fördröjningsvariationen i detta fall lämnas på nätverksadministratörens axlar.

AAL-protokoll kan inte oberoende tillhandahålla de nödvändiga trafikparametrarna och QoS. Överensstämmelse med trafikavtalsavtalen kräver konsekvent drift av nätverksväxlar längs hela den virtuella länken. Detta arbete utförs av ATM-protokollet, som gör att cellerna i de olika virtuella anslutningarna kan transporteras på en given nivå av tjänstekvalitet.

ATM-protokoll

ATM upptar ungefär samma plats i ATM-protokollstacken som IP i TCP/IP-stacken eller LAP-F i ramreläprotokollstacken. ATM-protokollet hanterar överföring av celler genom switchar med en etablerad och konfigurerad virtuell anslutning, det vill säga baserat på färdiga portväxlingstabeller. ATM kopplar på ett virtuellt anslutningsnummer, som är uppdelat i två delar inom ATM-teknik - en Virtual Path Identifier (VPI) och en Virtual Channel Identifier (VCI). Utöver denna huvuduppgift utför ATM-protokollet ett antal funktioner för att övervaka efterlevnaden av trafikkontraktet av nätverksanvändaren, markera de felande cellerna, kassera de felande cellerna när nätverket är överbelastat, samt kontrollera cellflödet för att förbättra nätverkets prestanda (naturligtvis om trafikvillkoren är uppfyllda. -kontrakt för alla virtuella anslutningar).

ATM fungerar med celler i följande format.

Fältet Generic Flow Control används endast när slutnoden och den första switchen på nätverket kommunicerar. Dess exakta funktioner har inte definierats för närvarande.

Fälten VitualPath Identifier (VPI) och Vitual Channel Identifier (VCI) är 1 respektive 2 byte. Dessa fält anger det virtuella anslutningsnumret, uppdelat i större (VPI) och mindre (VCI) delar.

Fältet Payload Type Identifier (PTI) består av tre bitar och specificerar typen av data som bärs av cellen - användare eller kontroll (till exempel styr etableringen av en virtuell anslutning). Dessutom används en bit av detta fält för att indikera överbelastning i nätverket - det kallas Explicit Congestion Forward Identifier, EFCI - och spelar samma roll som FECN-biten i frame relay-teknologi, det vill säga den förmedlar information om trängsel i dataflödets riktning.

Cell Loss Priority-fältet (CLP) spelar samma roll i den här tekniken som DE-fältet i frame relay-teknologi – i det växlar ATM flaggceller som bryter mot QoS-avtal så att de kan tas bort i händelse av överbelastning i nätverket. Således har celler med CLP = 0 hög prioritet för nätverket, och celler med CLP = 1 har låg prioritet.

Fältet Header Error Control (HEC) innehåller kontrollsumman som beräknats för cellhuvudet. Kontrollsumman beräknas med Hamming-korrigeringskodstekniken, så den tillåter inte bara att upptäcka fel utan också att korrigera alla enstaka fel, såväl som några dubbla. HEC-fältet tillhandahåller inte bara detektering och korrigering av rubrikfel, utan också detektering av början av ramgränsen i byteströmmen av SDH-ramar, som är det föredragna fysiska lagret av ATM-teknik, eller i bitströmmen av fysiskt lager baserat på celler. Det finns inga pekare som tillåter ramdatafältet SONET/SDH STS-n (STM-n) att detektera ATM-cellgränser (liknande de som används för att definiera till exempel T1/E1 VCB-gränser). Därför beräknar ATM-växeln en kontrollsumma för sekvensen på 5 byte i STM-n-ramens datafält, och om den beräknade kontrollsumman indikerar att ATM-cellhuvudet är korrekt, blir den första byten en cellgräns. Om så inte är fallet sker en förskjutning på en byte och operationen fortsätter. Således allokerar ATM-teknologi en asynkron ATM-cellström i synkrona SDH-ramar eller en cellbaserad fysisk lagerbitström.

ATM-cellformat

Tänk på metoderna för att byta ATM-celler baserat på ett par VPI / VCI-nummer. ATM-växlar kan fungera i två lägen - virtuell vägväxling och virtuell kretsväxling. I det första läget flyttar omkopplaren endast fram cellen baserat på VPI-fältvärdet och ignorerar VCI-fältvärdet. Det är vanligtvis så WAN-backbone-switchar fungerar. De levererar celler från en användares nätverk till ett annat baserat på endast den övre delen av det virtuella kanalnumret, vilket är i linje med idén om adressaggregering. Som ett resultat motsvarar en virtuell väg en hel uppsättning virtuella kretsar kopplade som en helhet.

Efter att cellen har levererats till det lokala ATM-nätverket börjar dess switchar byta celler med hänsyn till både VPI och VCI, men samtidigt behöver de bara byta den nedre delen av det virtuella anslutningsnumret, så i själva verket fungerar de med VCI, lämnar VPI oförändrad. Det senare läget kallas virtuellt kretskopplingsläge.

Tillvägagångssättet här liknar tillvägagångssättet i ISDN-nätverket - ett separat Q.2931-protokoll har utvecklats för att upprätta en anslutning, vilket mycket villkorligt kan hänföras till nätverkslagret. Detta protokoll liknar på många sätt Q.931- och Q.933-protokollen (även efter antal), men naturligtvis har ändringar gjorts i det på grund av närvaron av flera trafikklasser och ytterligare tjänstekvalitetsparametrar. Q.2931-protokollet förlitar sig på det sofistikerade SSCOP-länkskiktsprotokollet, som säkerställer tillförlitlig överföring av Q.2931-paket i sina ramar. I sin tur körs SSCOP ovanpå AAL5, vilket krävs för att dela upp SSCOP-ramar i ATM-celler och sätta ihop dessa celler till ramar när SSCOP-ramen levereras till destinationsväxeln.

Virtuella anslutningar skapade med Q.2931-protokollet är simplex (enkelriktad) och duplex.

Q.2931 tillåter också punkt-till-punkt och punkt-till-multipunkt virtuella anslutningar. Det första fallet stöds i alla teknologier baserade på virtuella kanaler, och det andra är typiskt för ATM-teknik och är analogt med multicasting, men med en huvudsändningsnod. När du upprättar en en-till-många-anslutning är mastern den nod som initierade anslutningen. Först upprättar denna nod en virtuell anslutning med bara en nod, och lägger sedan till en ny medlem till anslutningen med hjälp av ett speciellt samtal. Den ledande noden blir toppen av anslutningsträdet, och resten av noderna blir löv på detta träd. Meddelanden som skickas av masternoden accepteras av alla sidor i anslutningen, men meddelanden som skickas av alla blad (om anslutningen är full duplex) accepteras endast av masternoden.

Q.2931-protokollpaketen avsedda för att etablera en switchad virtuell krets har samma namn och syfte som Q.933-protokollpaketen som diskuterats ovan när man studerar ramreläteknologin, men strukturen på deras fält är naturligtvis annorlunda.

Ändnodsadressen i ATM-växlar är en 20-byte adress. Denna adress kan ha ett annat format som beskrivs av standarden ISO 7498. Vid arbete i publika nätverk används adressen för E.164-standarden, med 1 byte AFI, 8 byte upptas av IDI - huvuddelen av E.164 adress (15 siffror i telefonnumret) och de återstående 11 byten av DSP (Domain Specific Part).

När du arbetar i privata ATM-nätverk motsvarar adressformatet vanligtvis domänen för internationella organisationer, med ATM-forumet som den internationella organisationen. I detta fall upptar IDI-fältet 2 byte, som innehåller ATM Forum-koden som ges av ISO, och strukturen för resten av DSP:n är som beskrivits ovan, förutom att HO-DSP-fältet inte är 4, utan 10 byte.

ESI-adressen tilldelas slutnoden vid tillverkningsanläggningen i enlighet med IEEE-reglerna, det vill säga de första 3 byten innehåller företagskoden, och de återstående tre byten är serienummer, för vars unikhet detta företag ansvarar.

En ändnod, när den är ansluten till en ATM-växel, utför en så kallad registreringsprocedur. I detta fall rapporterar ändnoden sin ESI-adress till växeln, och växeln informerar ändnoden om den övre delen av adressen, det vill säga numret på nätverket i vilket noden verkar.

Förutom adressdelen inkluderar CALL SETUP-paketet i Q.2931-protokollet, genom vilket slutnoden begär upprättandet av en virtuell anslutning, även delar som beskriver trafikparametrar och QoS-krav. När ett sådant paket anländer måste switchen analysera dessa parametrar och bestämma om den har tillräckligt med lediga kapacitetsresurser för att betjäna den nya virtuella anslutningen. Om ja, accepteras den nya virtuella anslutningen och växeln sänder CALL SETUP-paketet vidare i enlighet med destinationsadressen och dirigeringstabellen, och om inte, avvisas begäran.

ATM-tjänster och trafikkontroll

För att upprätthålla den erforderliga tjänstekvaliteten för olika virtuella anslutningar och rationell användning av resurser i nätverket på ATM-protokollnivå, har flera tjänster implementerats som tillhandahåller tjänster av olika kategorier (tjänstekategorier) för att betjäna användartrafik. Dessa tjänster är interna tjänster i ATM-nätverket, de är utformade för att stödja användartrafik av olika klasser i kombination med AAL-protokollen. Men till skillnad från AAL-protokollen som körs i ändnoderna i nätverket, är dessa tjänster distribuerade över alla switchar i nätverket. Tjänsterna för dessa tjänster är kategoriserade, vilket i allmänhet motsvarar de trafikklasser som går in i slutnodens AAL-lagerinträde. ATM-lagertjänster beställs av slutnoden genom UNI med hjälp av Q.2931-protokollet när en virtuell anslutning upprättas. Precis som med att hänvisa till AAL-nivån, när du beställer en tjänst måste du ange tjänstekategorin, samt trafikparametrar och QoS-parametrar. Dessa parametrar är hämtade från liknande parametrar i AAL-lagret eller bestäms som standard beroende på tjänstekategori.

Totalt, på ATM-protokolllagret, definieras fem kategorier av tjänster, som stöds av tjänsterna med samma namn:

• CBR- tjänster för trafik med konstant bithastighet;
• rtVBR- tjänster för trafik med variabel bithastighet, som kräver överensstämmelse med den genomsnittliga datahastigheten och synkronisering av källan och destinationen;
• nrtVBR- tjänster för trafik med en variabel bithastighet, som kräver iakttagande av den genomsnittliga datahastigheten och inte kräver synkronisering av källan och mottagaren;
• ABR- tjänster för trafik med variabel bithastighet, som kräver överensstämmelse med en viss lägsta hastighet dataöverföring och kräver inte synkronisering av källan och mottagaren;
• UBR- tjänster för trafik som inte ställer krav på datahastighet och synkronisering av källan och destinationen.

De flesta tjänstekategorier är namngivna efter de typer av användartrafik som de är designade för att betjäna, men det bör förstås att själva ATM-skikttjänsterna och deras tjänster är interna mekanismer i ATM-nätverket som är avskärmade från applikationen av AAL-skiktet.

CBR-tjänster är utformade för att stödja synkron applikationstrafik - röst, emulering av digitala hyrda linjer, etc. När en applikation upprättar en CBR-anslutning beställer den maximal trafikhastighet för PCR-celler, vilket är den maximala hastighet som anslutningen kan stödja utan att riskera cell förlust, och Se även QoS-parametrar: maximala CTD-celllatensvärden, CDV-celllatensvariation och maximal CLR-cellförlusthastighet.

Sedan överförs data över denna anslutning med den begärda hastigheten - inte med en högre och i de flesta fall inte mindre, även om applikationen kan minska hastigheten, till exempel vid överföring av komprimerad röst med en CBR-tjänst. Alla celler som sänds av en station med mer fart, styrs av den första switchen i nätverket och är märkta med CLP-1-tecknet. Vid överbelastning av nätverket kan de helt enkelt kasseras av nätverket. Celler som är sena och inte passar inom det intervall som specificeras av CDV-fördröjningsvariationsparametern anses också vara av ringa värde för applikationen och flaggas som lågprioritet CLP-1.

För CBR-anslutningar finns det inga begränsningar för någon diskret beställning av PCR-hastigheten, som till exempel i T1 / E1-kanaler, där hastigheten måste vara en multipel av 64 kbps.

Jämfört med CBR-tjänst kräver VBR-tjänst mer komplex ordning av anslutningen mellan nätverket och applikationen. Utöver den maximala PCR-hastigheten, beställer VBR-applikationen även två andra parametrar: den ihållande frekvensen, SCR, som är den genomsnittliga datahastigheten som tillåts av applikationen, och den maximala rippelstorleken, MBS. Den maximala rippelstorleken mäts i antalet ATM-celler. Användaren kan överskrida hastigheten upp till PCR-värdet, men endast under korta tidsperioder under vilka datavolymen inte överstiger MBS. Denna tidsperiod kallas Burst Tolerance, BT – pulsationstolerans. Nätverket beräknar denna period som en derivata av tre målvärden PCR, SCR och MBS.

Om PCR-hastigheten observeras under en längre tid än BT, markeras cellerna som överträdare - CLP-1-flaggan är inställd.

För rtVBR-tjänster ställs och kontrolleras samma QoS-parametrar som för CBR-tjänster, och nrtVBR-tjänster är begränsade till att underhålla trafikparametrar. Nätverket upprätthåller också ett specifikt CLR-cellförlusttak för båda VBR-tjänstekategorierna, som antingen är uttryckligen inställt vid samtalsinställning eller standard baserat på trafikklass.

För att styra trafikparametrar och QoS i ATM-tekniken används den så kallade Generic Cell Rate Algorithm som kan kontrollera om användaren och nätverket följer parametrar som PCR, CDV, SCR, BT, CTD och CDV. Den fungerar på en modifierad algoritm för läckande hink som används i ramreläteknik.

För många applikationer, som kan vara extremt "explosiva" när det gäller trafikintensitet, är det omöjligt att exakt förutsäga trafikparametrarna som förhandlas fram under uppkopplingen av anslutningen.

Till skillnad från CBR och båda VBR-tjänsterna stöder UBR-tjänsten varken trafikparametrar eller QoS-parametrar. UBR erbjuder endast "så snart som möjligt" leverans utan garanti av något slag. Designad specifikt för att ge överbandskapacitet, UBR är en dellösning för de oförutsägbara explosiva applikationer som inte är villiga att acceptera trafikfångst.

De största nackdelarna med UBR-tjänster är bristen på flödeskontroll och oförmågan att ta hänsyn till andra typer av trafik. Trots överbelastning i nätverket kommer UBR-anslutningar att fortsätta att överföra data. Nätverksväxlar kan buffra vissa celler av inkommande trafik, men vid någon tidpunkt svämmar buffertarna över och celler går förlorade. Och eftersom inga trafik- och QoS-parametrar anges för UBR-anslutningar, kasseras deras celler först.

ABR-tjänsten, liksom UBR-tjänsten, ger överbandbreddskapacitet, men genom tekniker för överbelastningskontroll ger den vissa garantier för cellsäkerhet. ABR är den första typen av ATM-tjänst som verkligen ger tillförlitlig transport för bursty trafik genom att hitta oanvända platser i allmän nätverkstrafik och fylla dem med celler när andra tjänstekategorier inte behöver dessa platser.

Precis som med CBR- och VBR-tjänster, när en ABR-anslutning upprättas, förhandlas en maximal PCR-hastighet. Det finns emellertid ingen överenskommelse om gränserna för cellöverföringsfördröjningsvariation eller om rippelparametrarna.

Istället "kommer nätverket och slutnoden överens om den erforderliga lägsta MCR-överföringshastigheten. Detta säkerställer att applikationen som körs på slutnoden får en liten mängd bandbredd, vanligtvis det minimum som krävs för att applikationen ska köras. Slutnoden går med på att inte sända data med en hastighet som är högre än topphastigheten, det vill säga PCR, och nätverket går med på att alltid tillhandahålla den minsta överföringshastigheten för MCR-celler.

Om under ABR-anslutningsetableringen inte anges maximala och lägsta hastighetsvärden, anses PCR som standard sammanfalla med hastigheten på stationens accesslinje till nätverket och MCR anses vara lika med noll.

ABR-länktrafiken får garanterad QoS vad gäller cellförlusthastighet och bandbredd. När det gäller cellöverföringsförseningar, även om nätverket försöker minimera dem, ger det inga garantier för denna parameter. Därför är ABR-tjänsten inte avsedd för realtidsapplikationer, utan snarare för applikationer där dataströmmen inte är särskilt känslig för överföringsförseningar.

Det finns ingen explicit överbelastningskontroll i nätverket för CBR-, VBR- och UBR-trafik. Istället används den felande cellavsläppningsmekanismen, och noderna som använder CBR- och VBR-tjänster försöker att inte bryta mot villkoren i kontraktet med risk för att förlora celler, så de brukar inte dra fördel av den extra bandbredden, även om det är för närvarande tillgänglig på nätverket.

ABR-tjänsten låter dig dra fördel av nätverkets bandbreddsreserver genom att ge feedback till slutnoden om att det för närvarande finns överskottsbandbredd. Samma mekanism kan hjälpa ABR-tjänsten att minska dataöverföringshastigheten för slutnoden till nätverket (ned till det lägsta MCR-värdet) om nätverket upplever överbelastning.

En nod som använder ABR-tjänster måste med jämna mellanrum skicka till nätverket tillsammans med dataceller speciella tjänstresurshanteringsceller - Resource Management, RM. RM-cellerna som en nod skickar längs dataströmmen kallas framåtriktade recource Management (FRM) celler, och cellerna som går i motsatt riktning till dataflödet kallas Backward Recource Management (BRM) RM-celler.

Det finns flera återkopplingsslingor. Den enklaste återkopplingsslingan är mellan slutpunkter. Om den är närvarande, meddelar nätverksomkopplaren slutstationen om överbelastning med hjälp av en speciell flagga i det direkta överbelastningskontrollfältet (EFCI-flagga) för datacellen som bärs av ATM-protokollet. Slutstationen sänder sedan ett meddelande över nätverket som finns i en speciell kontrollcell BRM till källstationen, som säger att den ska sakta ner hastigheten med vilken celler skickas till nätverket.

I denna metod är ändstationen i första hand ansvarig för flödeskontroll, och omkopplarna spelar en passiv roll i återkopplingsslingan och meddelar endast den sändande stationen om överbelastningen.

Denna enkla metod har flera uppenbara nackdelar. Slutstationen vet inte från BRM-meddelandet hur mycket dataöverföringshastigheten till nätverket ska minskas. Därför kommer det helt enkelt att minska hastigheten till det lägsta MCR-värdet, även om detta kanske inte är nödvändigt. Dessutom, med en lång nätverkslängd, måste switchar fortsätta att buffra data så länge som meddelanden om överbelastning går över nätverket, men för wide area-nätverk kan denna tid vara tillräckligt lång och buffertarna kan svämma över, så att den önskade effekten inte blir uppnått.

Mer sofistikerade flödeskontrollscheman har utvecklats, där switchar spelar en mer aktiv roll, och den sändande noden lär sig mer exakt om den för närvarande möjliga hastigheten för att skicka data till nätverket.

I det första schemat skickar källnoden i FRM-cellen en explicit datahastighet till nätverket som den skulle vilja stödja vid en given tidpunkt. Varje växel genom vilken detta meddelande passerar längs den virtuella vägen kan minska den begärda hastigheten till något belopp som den kan stödja i enlighet med tillgängliga fria resurser (eller lämna den begärda hastigheten oförändrad). Destinationsnoden, efter att ha tagit emot en FRM-cell, förvandlar den till en BRM-cell och skickar den i motsatt riktning, och den kan också minska den begärda hastigheten. Efter att ha mottagit ett svar i en BRM-cell kommer källnoden att veta exakt vilken hastighet för att skicka celler till nätverket som för närvarande är tillgänglig för den.

I det andra schemat kan varje switch i nätverket fungera som en käll- och destinationsnod. Som en källnod kan den själv generera FRM-celler och skicka dem över tillgängliga virtuella kanaler. Som en destinationsnod kan den, baserat på mottagna FRM-celler, skicka BRM-celler i motsatt riktning. Ett sådant system är snabbare och mer användbart i utökade territoriella nätverk.

Som framgår av beskrivningen är ABR-tjänsten utformad inte bara för att direkt stödja kraven för att betjäna en specifik virtuell anslutning, utan också för att mer effektivt allokera nätverksresurser mellan sina abonnenter, vilket i slutändan också leder till en höjning av kvaliteten på tjänst för alla nätabonnenter.

ATM-växlar använder olika mekanismer för att upprätthålla den erforderliga tjänstekvaliteten. Utöver de mekanismer som beskrivs i ITU-T och ATM Forums standarder för att förhandla fram ett avtal baserat på trafikparametrar och QpS-parametrar, och sedan kassera celler som inte uppfyller villkoren i avtalet, implementerar nästan alla tillverkare av ATM-utrustning flera köer av celler i sina switchar, serverade med olika prioriteringar.

Trafikprioriteringsstrategin är baserad på tjänstekategorierna för varje virtuell anslutning. Före antagandet av ABR-specifikationen implementerade de flesta ATM-växlar ett enkelt enskiktstjänstschema som gav CBR-trafik första prioritet, VBR-trafik andra och UBR-trafik tredje. Med denna design kan kombinationen av CBR och VBR potentiellt frysa trafik som betjänas av en annan klass av tjänster. Ett sådant schema kommer inte att fungera korrekt med ABR-trafik, eftersom det inte kommer att uppfylla dess minimikrav för cellhastighet. För att uppfylla detta krav måste viss garanterad bandbredd tilldelas.

För att stödja ABR-tjänsten måste ATM-växlar implementera ett serviceschema i två nivåer som uppfyller CBR-, VBR- och ABR-kraven. I detta schema tillhandahåller switchen en del av sin bandbredd till varje tjänsteklass. CBR-trafik får en del av den bandbredd som behövs för att upprätthålla den maximala PCR-hastigheten, VBR-trafik får en del av den bandbredd som behövs för att upprätthålla den genomsnittliga SCR-hastigheten, och ABR-trafik får tillräckligt med bandbredd för att uppfylla minimikravet för cellhastighet för MCR:er. Detta säkerställer att varje anslutning kan fungera utan cellförlust och inte levererar ABR-celler på bekostnad av CBR- eller VBR-trafik. I det andra lagret av denna algoritm kan CBR- och VBR-trafik ta upp all återstående nätverksbandbredd, om det behövs, eftersom ABR-anslutningar redan har fått sin minsta bandbredd, vilket är garanterat för dem.

Transportera IP-trafik över ATM-nätverk

ATM-tekniken vinner stor uppmärksamhet eftersom den påstår sig vara en universell och mycket flexibel transport som andra nätverk bygger på. Även om ATM-teknik kan användas direkt för att transportera protokollmeddelanden applikationsnivå, medan den oftare bär paket med andra kanaler och nätverkslager(Ethernet, IP, IPX, frame relay, X.25), samexisterar med dem, snarare än att helt ersätta dem. Därför är de protokoll och specifikationer som definierar hur ATM samverkar med andra teknologier mycket viktiga för dagens nätverk. Och eftersom IP är huvudprotokollet för att bygga sammansatta nätverk idag, är standarderna för drift av IP över ATM-nätverk de standarder som bestämmer interaktionen mellan de två mest populära teknikerna i dag.

Klassisk IP (RFC 1577) är det första (i tiden) protokollet som definierar hur IP-internätverket fungerar när ett av de mellanliggande nätverken är ATM. På grund av det klassiska konceptet med subnät fick protokollet sitt namn - Classical.

En av huvuduppgifterna som löses av det klassiska IP-protokollet är den uppgift som är traditionell för IP-nätverk - att hitta den lokala adressen till nästa router eller slutnod genom dess IP-adress, det vill säga uppgiften som tilldelats ARP-protokollet i lokala nätverk. Eftersom ATM-nätverket inte stöder sändningar, fungerar inte den traditionella LAN-broadcast ARP-metoden här. ATM är naturligtvis inte den enda tekniken där detta problem uppstår - en speciell term har till och med introducerats för att beteckna sådana teknologier - "icke-broadcast-nätverk med flera åtkomst" (Non-Broadcast networks with Multiple Access, NBMA). NBMA-nätverk inkluderar i synnerhet X.25- och ramrelänätverk.

I allmänhet, för icke-sändningsnätverk, definierar TCP / IP-standarder endast en manuell metod för att konstruera ARP-tabeller, men ett undantag görs för ATM-teknik - en procedur har utvecklats för det automatisk visning IP-adresser till lokala adresser. Denna speciella inställning till ATM-teknik beror på följande skäl. NBMA-nätverk (inklusive X.25 och ramrelä) används som regel som globala transitnät till vilka ett begränsat antal routrar är anslutna, och för ett litet antal routrar kan du ställa in ARP-tabellen manuellt. ATM-tekniken skiljer sig genom att den används för att bygga inte bara globala, utan även lokala nätverk. I det senare fallet kan dimensionen på ARP-tabellen, som måste innehålla poster för både gränsroutrar och uppsättningen slutnoder, vara mycket stor. Dessutom kännetecknas ett stort lokalt nätverk av en konstant förändring av nodernas sammansättning, vilket gör att det ofta är nödvändigt att justera tabellerna. Det gör allt manuellt alternativ att lösa problemet med adresskartläggning för ATM-nätverk är till liten nytta.

Enligt den klassiska IP-specifikationen kan ett ATM-nätverk representeras som flera IP-subnät, så kallade Logical IP Subnets (LIS). Alla noder i en LIS delar en gemensam nätverksadress. Liksom i ett klassiskt IP-nätverk måste all trafik mellan subnät passera via routern, även om det i princip går att passera direkt genom de ATM-växlar som ATM-nätverket är uppbyggt på. Routern har gränssnitt i alla LIS som ATM-nätverket är uppdelat i.

Till skillnad från klassiska subnät kan en router anslutas till ett ATM-nätverk med ett fysiskt gränssnitt, som tilldelas flera IP-adresser efter antalet LIS i nätverket.

Beslutet att införa logiska subnät härrör från behovet att tillhandahålla den traditionella uppdelningen av ett stort ATM-nätverk i oberoende delar, vars anslutningsmöjligheter styrs av routrar, som nätverksintegratörer och administratörer är vana vid. Lösningen har också en uppenbar nackdel - routern måste vara tillräckligt kraftfull för att bära höghastighets ATM-trafik mellan logiska subnät, annars blir det en nätverksflaskhals. På grund av de ökade prestandakraven för ATM-nätverk för routrar, utvecklar eller har många ledande tillverkare redan utvecklat modeller av routrar med en total genomströmning på flera tiotals miljoner paket per sekund.

Alla ändnoder är konfigurerade på traditionellt sätt - de får sin egen IP-adress, mask och standardrouter-IP-adress. Dessutom är en annan extra parameter inställd - ATM-adressen (eller VPI / VCI-nummer för fallet med användning av en permanent virtuell krets, det vill säga PVC) för den så kallade ATMARP-servern. Införandet av en central server som upprätthåller en gemensam databas för alla noder i nätverket är en typisk teknik för att arbeta över ett icke-broadcast-nätverk. Denna teknik används i många protokoll, särskilt i LAN-emuleringsprotokollet, som diskuteras nedan.

Varje värd använder ATM-adressen för ATMARP-servern för att göra en vanlig ARP-förfrågan. Denna begäran har ett format som mycket liknar förfrågningsformatet ARP-protokoll från TCP/IP-stacken. Längden på hårdvaruadressen definieras i den som 20 byte, vilket motsvarar längden på ATM-adressen. Varje logiskt undernät har sin egen ATMARP-server, eftersom en värd bara kan komma åt värdar på sitt eget undernät utan förmedling av en router. Vanligtvis spelas ATMARP-serverrollen av en router som har gränssnitt på alla logiska subnät.

När den första ARP-begäran kommer från en slutnod, skickar servern den först en mot-invers ATMARP-begäran för att ta reda på IP- och ATM-adresserna för den noden. På detta sätt registreras varje nod hos ATMARP-servern och servern kan automatiskt bygga en databas med överensstämmelse mellan IP- och ATM-adresser. Servern försöker sedan uppfylla ATMARP peer-begäran genom att titta på sin databas. Om den sökta noden redan har registrerats i den och den tillhör samma logiska subnät som den begärande noden, skickar servern den begärda adressen som ett svar. Annars ges ett negativt svar (denna typ av svar tillhandahålls inte i den normala sändningsversionen av ARP).

Slutnoden, efter att ha fått ett ARP-svar, lär sig ATM-adressen till sin granne från det logiska subnätet och upprättar en virtuell uppringd anslutning med den. Om han bad om ATM-adressen för standardroutern, upprättar han en anslutning med honom för att vidarebefordra IP-paketet till ett annat nätverk.

För överföring av IP-paket över ett ATM-nätverk definierar den klassiska IP-specifikationen användningen av AAL5-protokollet för anpassningslager, medan specifikationen inte säger något om trafikparametrarna och tjänstens kvalitet, inte heller om den nödvändiga CBR, rtVBR, nrtVBR eller UBR-tjänstkategori.

ATM + LAN

ATM-tekniken utvecklades till en början som en "grej i sig", utan att ta hänsyn till att stora investeringar har gjorts i befintlig teknik och därför kommer ingen omedelbart att överge installerad och fungerande utrustning, även om en ny, mer avancerad sådan dyker upp. Denna omständighet visade sig inte vara så viktig för territoriella nätverk, som vid behov kunde tillhandahålla sina fiberoptiska kanaler för att bygga ATM-nätverk. Med tanke på att kostnaden för höghastighets fiberoptiska länkar, som läggs över långa avstånd, ofta överstiger kostnaden för annan nätverksutrustning, visade sig övergången till ny ATM-teknik, i samband med byte av switchar, i många fall vara ekonomiskt lönsam .

För lokala nätverk där byte av switchar och nätverkskortär liktydigt med att skapa ett nytt nätverk, kan övergången till ATM-teknik endast orsakas av mycket allvarliga skäl. Mycket mer attraktivt än en komplett ersättning av det befintliga lokala nätverket nytt nätverk ATM såg ut som en möjlighet att "gradvis" introducera ATM-teknik i ett företags befintliga nätverk. Med detta tillvägagångssätt kan nätverksfragment som använder ny ATM-teknik i fred samexistera med andra delar av nätverket byggda på basis av traditionella tekniker som Ethernet eller FDDI, vilket förbättrar nätverksprestanda där det behövs och lämnar arbetsgrupps- eller avdelningsnätverk i samma form. Användningen av IP-routrar som implementerar det klassiska IP-protokollet löser detta problem, men en sådan lösning passar inte alltid företag som använder tjänster från lokala nätverk, eftersom för det första krävs obligatoriskt stöd för IP-protokollet i alla noder i lokala nätverk, och för det andra krävs installation av ett antal routrar, vilket inte heller alltid är acceptabelt. Det fanns ett tydligt behov av ett sätt att anpassa ATM-teknik med LAN-teknik utan att involvera nätverkslagret.

Som svar på detta behov har ATM Forum utvecklat en specifikation som kallas LAN-emulering, LANE (Local Area Network Emulation), som syftar till att göra äldre LAN-protokoll och utrustning kompatibla med ATM-teknik. Denna specifikation gör det möjligt för dessa tekniker att arbeta tillsammans i datalänklagret. Med detta tillvägagångssätt fungerar ATM-switchar som höghastighets-LAN-stamswitchar, och tillhandahåller inte bara hastighet utan också flexibiliteten hos ATM-switchar mellan varandra, vilket stöder godtycklig länktopologi, inte bara trädstrukturer.

LANE-specifikationen definierar en metod för att mappa äldre LAN-teknikramar och MAC-lageradresser till ATM SVC-celler och switchade virtuella anslutningar, såväl som en omvänd mappningsmetod. Allt protokollkonverteringsarbete görs av speciella komponenter inbäddade i vanliga LAN-switchar, så varken ATM-switchar eller LAN-arbetsstationer märker att de arbetar med teknologier som är främmande för dem. Denna transparens var ett av huvudmålen för utvecklarna av LANE-specifikationen.

Eftersom denna specifikation endast definierar datalänklagret, kan ATM-switchar och LAN-emuleringskomponenter endast skapa virtuella nätverk, här kallade emulerade nätverk, och använda konventionella routrar för att ansluta dem.

Användning av ATM-teknik

ATM-tekniken utökar sin närvaro i lokala och breda nätverk, inte särskilt snabbt, men stadigt. Antalet nätverk baserade på denna teknik ökar årligen med 20-30%.

I lokala nätverk används ATM-teknik vanligtvis på stamnät, där dess kvaliteter efterfrågas, såsom skalbar hastighet (företags ATM-switchar som tillverkas idag stöder hastigheter på 155 och 622 Mbit/s på sina portar), servicekvalitet (detta kräver applikationer som kan begära den erforderliga tjänsteklassen), loopback-länkar (som gör det möjligt att öka bandbredden och tillhandahålla redundans för kommunikationskanaler). Loopback-länkar stöds eftersom ATM är en paketroutningsteknik som begär att upprätta anslutningar, vilket innebär att routingtabellen kan ta hänsyn till dessa länkar - antingen genom administratörens manuella arbete eller genom PNNI-routningsprotokollet.

ATM-teknikens främsta rival i lokala nätverk är Gigabit Ethernet-teknik. Den överträffar ATM i dataöverföringshastigheter på 1000 Mbps mot 622 Mbps, såväl som i kostnad per enhetshastighet. Där ATM-växlar endast används som höghastighetsenheter, och möjligheten att stödja olika typer av trafik ignoreras, kommer ATM-tekniken sannolikt att ersättas av Gigabit Ethernet. Där kvaliteten på tjänsten verkligen är viktig (videokonferenser, TV-sändningar etc.), kommer ATM-tekniken att finnas kvar. Att förena stationära datorer ATM-teknik kommer sannolikt inte att användas på länge, eftersom Fast Ethernet-tekniken är en mycket allvarlig konkurrens om den.

I WAN-nätverk används ATM där frame relay inte kan hantera stora trafikvolymer och där det är nödvändigt att säkerställa den låga latens som krävs för att överföra realtidsinformation.

Den största konsumenten av ATM-omkopplare idag är Internet. ATM-switchar används som ett flexibelt virtuellt kretsväxlingsmedium mellan IP-routrar som bär deras trafik i ATM-celler. ATM-nätverk har visat sig vara ett mer lönsamt medium för att ansluta IP-routrar än dedikerade SDH-länkar, eftersom den virtuella ATM-kretsen dynamiskt kan omfördela sin bandbredd mellan IP-klienternas sprängande trafik. Ett exempel på en stor tjänsteleverantör ATM-ryggraden är UUNET, en av Nordamerikas ledande internetleverantörer.

Och till sist skulle jag vilja dra några slutsatser angående det material vi funderar på under cykeln "ABSOLUTT ALLT OM .....", alltså.

Även om ATM-teknik utvecklades för samtidig överföring av data från dator- och telefonnätverk, svarar röstöverföring över CBR-kanaler för ATM-nätverk endast för 5 % av den totala trafiken och videoöverföringar för 10 %. Telefonbolag föredrar fortfarande att skicka sin trafik direkt över SDH-kanaler, inte nöja sig med ATM-kvalitetsgarantier. Dessutom har ATM-tekniken ännu inte tillräckligt med standarder för smidig integration i befintliga telefonnät, även om arbete i denna riktning pågår.

När det gäller ATMs kompatibilitet med datornätverksteknik, är de standarder som utvecklats inom detta område ganska användbara och tillfredsställer användare och nätverksintegratörer.

Paketkopplade WAN-tekniker inkluderar X.25, ramrelä, SMDS, ATM och TCP/IP. Alla dessa nätverk, förutom TCP/IP-nätverk, använder virtuell kretsbaserad paketrouting mellan nätverksändpunkter.

TCP / IP-nätverk har en speciell position bland teknologierna i globala nätverk, eftersom de spelar rollen som en teknik för att ansluta nätverk av alla slag, inklusive nätverk av alla andra. globala teknologier... TCP/IP-nätverk är således tekniker på högre nivå än teknologier i själva de globala nätverken.

Tekniken för virtuella kretsar är att separera routing- och paketväxlingsoperationerna. Det första paketet av sådana nätverk innehåller adressen till den anropade abonnenten och skapar en virtuell väg i nätverket genom att konfigurera mellanliggande switchar. Resten av paketen passerar genom VC i switchat läge baserat på VC-numret, dvs lokal adress för varje port på varje switch.

Den virtuella kretstekniken har fördelar och nackdelar jämfört med routingtekniken per paket som finns i IP- eller IPX-nätverk. Fördelarna är: accelererad paketväxling genom virtuellt kanalnummer, såväl som minskning av adressdelen av paketet, och följaktligen redundansen för huvudet. Nackdelarna inkluderar omöjligheten att parallellisera dataflödet mellan två abonnenter längs parallella vägar, såväl som ineffektiviteten att etablera en virtuell väg för kortsiktiga dataströmmar.

X.25-nätverk är en av de äldsta och mest mogna WAN-teknikerna. Trelagers X.25 nätverksprotokollstacken fungerar bra över opålitliga brusiga kommunikationskanaler, korrigerar fel och kontrollerar dataflödet vid datalänken och paketlagren.

X.25-nätverk stöder gruppanslutning av enkla alfanumeriska terminaler genom att integrera dedikerade PAD:er i nätverket, som var och en är en annan typ av terminalserver.

På tillförlitliga fiberoptiska länkar blir X.25-tekniken redundant och ineffektiv, eftersom mycket av arbetet med dess protokoll är "tomt".

Frame relänätverk fungerar på basis av en teknik som är mycket förenklad jämfört med X.25-nätverk, som sänder ramar endast över datalänksprotokollet - LAP-F-protokollet. När de sänds via switchen är ramar inte föremål för transformationer, vilket är anledningen till att tekniken fick sitt namn.

En viktig egenskap hos frame relay-teknologin är konceptet med bandbreddsredundans när man lägger en virtuell kanal i ett nätverk. Frame relänätverk skapades specifikt för överföring av bursty datortrafik, därför indikeras, vid reservering av bandbredd, den genomsnittliga trafikhastigheten CIR och den överenskomna volymen av rippel Bc.

Ett ramrelänätverk säkerställer att den beställda tjänstens kvalitet (QoS) upprätthålls genom att förberäkningen av kapaciteten för varje switch, och genom att tappa ramar som bryter mot trafikavtalet, det vill säga skickas över nätverket till nätverket.

De flesta av de tidiga ramrelänätverken stödde endast permanenta virtuella kretsar, och switchade virtuella kretsar har först nyligen kommit i praktik.

ATM-teknik är en vidareutveckling av ramreläkonceptet med förprovisionering av VC-bandbredd.

ATM-tekniken stöder de huvudtyper av trafik som finns för olika typer av abonnenter: trafik med konstant bithastighet CBR, typisk för telefon- och bildnätverk, trafik med variabel bithastighet VBR, typisk för datornätverk, samt för överföring av komprimerade röst och bild.

För varje typ av trafik kan användaren beställa flera tjänstekvalitetsparametrar från nätverket - maximal PCR-bithastighet, genomsnittlig SCR-bithastighet, maximal MBS-rippel, samt övervaka timingförhållandena mellan sändaren och mottagaren, viktigt för fördröjning- känslig trafik.

ATM-tekniken i sig definierar inte nya standarder för det fysiska lagret, utan använder befintliga. Den grundläggande standarden för ATM är det fysiska lagret av SONET/SDH- och PDH-teknologilänkar.

På grund av att ATM stödjer alla större befintliga trafikslag har den valts som transportbas för digitala bredbandsnät med integrerade tjänster - B-ISDN-nät, som ska ersätta ISDN-nät.

Tillväxten och ökningen av arbetsbelastningen för företagsnätverk leder till behovet av modernisering, med hänsyn till de modernaste trenderna i utvecklingen av kommunikationssystem. Och här bör vi sträva inte bara efter att minimera de medel som spenderas, utan också att investera dem mest effektivt. Man bör komma ihåg att framväxande nya applikationer innebär en ökning av hastigheten för dataöverföring i nätverket, så det bör byggas med hänsyn till den konstanta trafiktillväxten.

För att klara av trafiktillväxten och betydande förändringar i dess struktur måste organisationer ompröva sin antagna strategi för utvecklingen av nätverket. Företagsstamnät, som de som är baserade på teknologi för tidsdelningsmultiplexering (TDM) kan inte längre hänga med i nya krav, särskilt de som uppstår när man använder TCP/IP-applikationer som genererar ojämn trafik med toppbelastningar. När man planerar utvecklingen av nätverket är det nödvändigt att ta hänsyn till lovande och kostnadseffektiva lösningar som leverantörer av kommunikationstjänster kan erbjuda inom en snar framtid, sträva efter att säkerställa en smärtfri övergång till nya nätverksarkitekturer. Och i denna mening har ATM-tekniken (Asynchronous Transfer Mode) alla nödvändiga egenskaper för att bli grunden för att skapa en ny nätverksinfrastruktur.

ATM-teknik är en vidareutveckling av de principer som användes som grund för ISDN-tekniker och Ramrelä... N-ISDN, X.25 och Frame Relay-tekniker kunde inte ge möjligheten att bygga ett tillräckligt högkvalitativt och flexibelt digitalt nätverk med integrerade tjänster. N-ISDN-tekniken gav garanterad tjänstekvalitet, men den hade inte den nödvändiga flexibiliteten och gav inte hög ) baudhastighet. Frame Relay-tekniken gav högre datahastigheter än N-ISDN-tekniken och tillräcklig effektivitet i att använda den fysiska kanalens resurser, men den gav inte garanterad bandbreddsallokering för överföring av trafik som är känslig för förseningar (digitaliserad röst), dvs. , den erforderliga kvaliteten på tjänsten. Förkortningen ATM står för Asynchronous Transfer Mode (bokstavligen asynkron överföringsteknologi). Termen "asynkron" i teknikens namn indikerar dess skillnad från synkrona teknologier med en fast fördelning av kanalbandbredd mellan informationsflöden (TDM, ISDN). Betydande skillnader mellan ATM-teknik från ISDN och Frame Relay är att ett ATM-datablock, en cell, har en fast längd på 53 byte. ATM-cellens fasta längd ger en garanterad konstant tid för dess bearbetning på växlingsutrustningen och därför möjligheten att säkerställa en garanterad tjänstekvalitet för användarens informationsflöden.

Historia

Skapande

Rot ATM-teknikerna utvecklades oberoende i Frankrike och USA på 1970-talet av två forskare: Jean-Pierre Coudreuse, som arbetade vid France Telecoms forskningslaboratorium, och Sandy Fraser, ingenjör vid Bell Labs. De ville båda skapa en arkitektur som skulle transportera både data och röst i höga hastigheter och utnyttja nätverksresurserna så effektivt som möjligt.

Datorteknik har skapat möjligheten att bearbeta information snabbare och överföra data mellan system i en snabbare takt. På 1980-talet upptäckte teleoperatörerna att icke-rösttrafik var viktigare och började dominera rösttrafiken. En ISDN-design föreslogs som beskrev ett paketkopplat digitalt nätverk som tillhandahåller telefon- och datatjänster. Fiberoptik gjorde det möjligt att tillhandahålla dataöverföring i hög hastighet med låga förluster. Men paketväxlingsteknik gav inte tillförlitlig röstöverföring, och många tvivlade på att den någonsin skulle göra det. I motsats till paketdatanätverk har publika telefonnät använt kretskopplingsteknik. Denna teknik är idealisk för röstöverföring, men ineffektiv för dataöverföring. Och sedan vände sig telekommunikationsindustrin till ITU för att utveckla en ny standard för överföring av data och rösttrafik över nätverk med hög bandbredd. I slutet av 1980-talet utvecklade CCITT International Telephone and Telegraph Advisory Committee (som senare döptes om till ITU-T) en uppsättning rekommendationer för andra generationens ISDN, det så kallade B-ISDN (bredbands ISDN), en förlängning av ISDN. ATM valdes som överföringsläge för det lägre skiktet för B-ISDN. 1988, vid ett ITU-möte i Genève, valdes en ATM-celllängd på 53 byte. Det var en kompromiss mellan amerikanerna, som ville ha en celldatastorlek på 64 byte, och européerna, som lutade sig mot datastorleken på 32 byte. Ingendera sidan kunde vinna denna tvist, och en genomsnittlig storlek på 48 byte valdes så småningom. För rubrikfältet valdes en storlek på 5 byte, minsta storlek vilket ITU gick med på. 1990 godkändes den grunduppsättning Rekommendationer från bankomat. De grundläggande principerna för ATM fastställs av rekommendationen I150. Denna lösning var mycket lik de system som utvecklats av Coudreuse och Fraser. Det är här den fortsatta utvecklingen av ATM börjar.

90-talet: ankomsten av bankomat på marknaden

I början av 90-talet börjar spänningen kring ATM-tekniken. Sun Microsystems Corporation var en av de första som tillkännagav stöd för ATM redan 1990. 1991 skapades ATM Forum, ett konsortium för utveckling av nya standarder och tekniska specifikationer för ATM-teknik, och en sida med samma namn, där alla specifikationer offentliggjordes. CCITT, redan ITU-T, utfärdar nya revisioner av sina rekommendationer, polerar och förbättrar den teoretiska grunden för ATM. IT-representanter i tidningar och tidningar spår en stor framtid för ATM. 1995 tillkännagav IBM sin nya ATM-baserade företagsnätverksstrategi. ATM ansågs vara Internets räddare, eliminera bandbreddsbegränsningar och skapa tillförlitlighet till nätverket. Dan Minoli, författare till många böcker om datornätverk, argumenterade starkt för att ATM skulle distribueras på offentliga nätverk och företagsnätverk skulle anslutas till dem på samma sätt som de använde frame relay eller X.25 vid den tiden. Men vid den tiden var IP redan utbredd och det var svårt att ta steget till ATM. Därför, i befintliga IP-nätverk, var ATM-tekniken tänkt att implementeras som ett underliggande protokoll, det vill säga under IP, och inte istället för IP. För den gradvisa övergången av traditionella Ethernet- och Token Ring-nätverk till ATM-utrustning utvecklades LANE-protokollet, som emulerar datapaket från nätverk.

År 1997, inom router- och switchbranschen, var ungefär lika många företag uppradade på båda sidor, det vill säga oavsett om de använde ATM-teknik i sina enheter eller inte. Framtiden för denna marknad var fortfarande osäker. 1997 var intäkterna från bankomatutrustning och tjänster 2,4 miljarder dollar, nästa år var de 3,5 miljarder dollar och förväntades uppgå till 9,5 miljarder dollar 2001. Många företag (till exempel Ipsilon Networks) använde ATM i en avskalad form för att nå framgång. Många komplexa ATM övre skikt specifikationer och protokoll inklusive olika typer tjänstens kvalitet kastades ut. Endast den grundläggande funktionaliteten fanns kvar för att byta byte från en rad till en annan.

Första strejken på bankomat

Och ändå fanns det också många IT-proffs som var skeptiska till lönsamheten hos ATM-teknik. Vanligtvis var ATM-försvarare representanter för telekommunikationer, telefonbolag och motståndare - representanter för företag som är involverade i datornätverk och nätverksutrustning. Steve Steinberg (i Wired magazine) ägnade en hel artikel åt det dolda kriget mellan de två. Det första slaget mot ATM kom från Bellcores studie av LAN-trafikmönster från 1994. Denna publikation visade att LAN-trafik inte följer någon befintlig modell... LAN-trafik i tidsdiagrammet beter sig som en fraktal. När som helst från några millisekunder till flera timmar har den en självliknande explosiv karaktär. ATM måste i sitt arbete lagra alla paket utanför arbetstid i en buffert. Vid en kraftig ökning av trafiken tvingas ATM-växeln helt enkelt att släppa icke-tillmötesgående paket, vilket innebär en försämring av tjänstekvaliteten. Av denna anledning misslyckades PacBell i sitt första försök att använda ATM-utrustning.

Framväxten av huvudkonkurrenten till ATM - Gigabit Ethernet

I slutet av 90-talet dök Gigabit Ethernet-tekniken upp, som började konkurrera med ATM. De främsta fördelarna med den första är betydligt lägre kostnad, enkelhet, enkel installation och drift. Att migrera från Ethernet eller Fast Ethernet till Gigabit Ethernet kan också göras mycket enklare och billigare. Gigabit Ethernet skulle kunna lösa tjänstekvalitetsproblemet genom att köpa billigare bandbredd med en marginal än genom att köpa smart utrustning. I slutet av 90-talet. blev det klart att ATM kommer att fortsätta att dominera endast i WAN-nätverk, d.v.s. företagsnätverk... Försäljningen av ATM WAN-växlar fortsatte att växa, medan försäljningen av ATM LAN-växlar rasade.

2000-talet

På 2000-talet. ATM-hårdvarumarknaden var fortfarande betydande. ATM användes i stor utsträckning i WAN-nätverk, i utrustning för att överföra ljud/videoströmmar, som ett mellanskikt mellan det fysiska och övre lagret i ADSL-enheter för kanaler som inte överstiger 2 Mbps. Men i slutet av decenniet börjar ATM att ersättas av den nya IP-VPN-tekniken. ATM-switchar började ersättas av IP / MPLS-routrar. Enligt Uvum-företagets prognos från 2009, senast 2014. ATM och Frame relay bör nästan helt försvinna, medan Ethernet- och IP-VPN-marknaderna kommer att fortsätta växa i god takt. Enligt Broadband Forum-rapporten från oktober 2010 har övergången på den globala marknaden från kretskopplade nät (TDM, ATM, etc.) till IP-nätverk redan börjat i fasta nät och påverkar redan mobilnäten. Rapporten säger att Ethernet gör det möjligt för mobiloperatörer att möta det växande behovet av mobiltrafik mer kostnadseffektiva än TDM- eller ATM-baserade system.

Tillbaka i april 2005. ATM Forum slogs samman med Frame Relay Forum och MPLS Forum för att bilda ett gemensamt MFA Forum (MPLS-Frame Relay-ATM). Under 2007. det senare döptes om till IP / MPLS Forum. I april 2009. IP/MPLS Forum slogs samman med Bredbandsforum (BBF) och det nya forumet fick namnet Bredbandsforum. I själva verket togs IP / MPLS Forum över av BBF. ATM-specifikationerna finns i sin ursprungliga form på Bredbandsforum, men utvecklingen har stoppats helt.

ATM-nätverkskomponenter

ATM-teknik ger informationsinteraktion i två lager, som motsvarar datalänken och fysiska lagren i OSI-modellen. ATM - switchar är höghastighets specialiserade datorenheter som implementerar i hårdvara funktionen att växla ATM-celler mellan flera av sina portar. CPE-enheter (Customer Premises Equipment) ger anpassning av användarinformationsflöden för överföring med hjälp av ATM-teknik. För dataöverföring i ATM-nätverket är en virtuell krets (VC) organiserad.

Identifierare för virtuella ATM-länkar

Inom en NNI identifieras en virtuell länk av en unik kombination av en virtuell vägidentifierare och en virtuell kretsidentifierare.

En virtuell kanal är ett fragment av en logisk anslutning genom vilken data överförs från en användarprocess.

En virtuell sökväg är en grupp virtuella länkar som har samma riktning för dataöverföring inom ett givet gränssnitt.

En ATM-växel består av två växlar - en virtuell vägväxel och en virtuell kretsomkopplare. Denna funktion hos ATM-organisationen tillhandahåller ytterligare ökning cellbearbetningshastighet.

ATM-switchen analyserar värdena som har den virtuella sökvägen och virtuella kretsidentifierare för cellerna som kommer till dess ingångsport och vidarebefordrar dessa celler till en av utgångsportarna. Switchen använder en dynamiskt skapad switchtabell för att bestämma utgående portnummer.

ATM-cellformat

Cellen består av två delar: rubrikfältet tar upp 5 byte och ytterligare 48 byte upptas av nyttolastfältet.

Titelfält

Cellhuvudet innehåller följande fält:

• Virtual Path Identifier (VPI)
• Virtual Ccircuit Identifier (VCI)
• Nyttolasttyp (PT)
• Congestion Loss Priority (CLP)
• Header Error Control (HEC)

VPI och VCI ID-fält

VPI och VCI används för att beteckna virtuella ATM-anslutningar.

PT-lasttypfält

Det här fältet innehåller information som definierar typen av data som finns i ATM-cellens nyttolastfält.

CLP nedgraderingsbit

CLP-biten i en ATM-cell har samma betydelse som DE-biten i en Frame Relay-ram.

Fält kontrollsumma HEC-huvud

HEC-fältet innehåller kontrollsumman för de föregående 4 byten i rubriken.

Generic Flow Control (GFC) fält

LAN) och högkvalitativ tv, som krävde högre hastigheter än de som tillhandahålls av ISDN-tjänster.

Utvecklingen av bredbands ISDN (BISDN) har dock resulterat i en överföringsmetod som stod i skarp kontrast till Narrow ISDN (NISDN), känt som Asynchronous Transfer Mode.

ATM kombinerar kapaciteten hos två tekniker - paketväxling och kretsväxling. ATM omvandlar alla typer av belastning till en ström av celler (celler) 53 byte långa. Såsom visas i fig. 10.1, en cell är 48 byte nyttolast och 5 byte rubrik vilket gör att denna cell kan sändas över nätverket.

ATM-metoden är inriktad på att ansluta till batch-metod byte, vilket ger en given service kvalitet(QoS - Quality of Service). ATM är designad för höga överföringshastigheter, såväl som för olika typer av last: jämnt lastflöde, pulsad (burst) last och andra mellanliggande typer.

Ris. 10.1.

BISDN-protokollets referensmodell visas i fig. 10.2. Modellen innehåller tre plan: användarplanet (Uplane), kontrollplanet (C-planet) och det förvaltningsadministrativa planet (M-planet). Användarplan(U-plan), inkluderar att skicka och ta emot alla typer av data, tillhandahålla flödeskontroll och felskydd. Den har en skiktad struktur.

Kontrollplan(C-plan) innehåller en uppsättning protokoll som används för signalering under upprättande, styrning och frigörande av anslutning. Den har en skiktad struktur.

Förvaltningsplan(M-plan) inkluderar två plan: plannivåstyrning och planstyrning.

Lagerhanteringsfunktioner innehåller en uppsättning protokoll som koordinerar:

Låt oss ta en närmare titt på användarplanet och kontrollplansnivåerna.

Användarplan har tre huvudnivåer att stödja anpassade applikationer: fysiskt, ATM-anpassning, ATM-lager. ATM Adaptation Layer (AAL) är av flera typer, vars funktioner bestäms av olika klasser av användarbelastning. Anpassningsskiktet omvandlar Service Data Unites (SDU) till 48-byte block som bärs av ATM-celler. Figur 10.3 visar informationen som genereras av olika applikationer: röst, data, video.

Ris. 10.3.

• en vanlig ström som kommer från en analog till digital avläsning (A/D) omvandlare;
• bildramar som efter komprimering är paket av olika längd;
• dataström, som är en bursty paketström.

Uppgiften för en AAL-lagerenhet är att omvandla informationen, blockera den till block och göra den tillgänglig för överföring över ATM-lagret, vilket gör att systemet kan överföra alla egenskaper applikation (till exempel klocksekvenser). Det kan noteras att AAL-funktioner kan placeras i terminalutrustningen, och andra funktioner kan utföras av nätverket, som visas i Fig. 10.4.

Ris. 10.4.

ATM-lager handlar endast om sekventiell överföring av ATM-celler som tas emot från AAL-lagret på den etablerade nätverksanslutningen (anslutningen upprättas av kontrollplanet). ATM-lagret accepterar 48-byte block av information från AAL och fyller dem med en 5-byte header för att bilda en cell (ATM). Rubriken innehåller en etikett som definierar egenskaperna för anslutningen som upprättas och används av switchen för att bestämma nästa sektion av sökvägen, såväl som typen av prioritet.

ATM kan ge olika service kvalitet olika kopplingar. Detta förhandlas före tillhandahållandet av tjänsten genom ett särskilt avtal mellan användaren och tjänsteleverantören, vilket kallas ett serviceavtal. Användaren utvecklar krav, som bestäms av belastningen som tillhandahålls av honom och kvalitetsfaktorn (QoS) vid upprättande av en anslutning. Om nätverket kan tillhandahålla den erforderliga kvaliteten, upprättar avtalet garanterad QoS så länge som användaren uppfyller alla egenskaper hos den etablerade trafiken. Kö- och schemaläggningsmekanismen i ATM-växlar ger möjligheten att leverera information med en given QoS. För att leverera information med en föreskriven QoS använder ATM-nätverk en övervakningsmekanism. Det kommer att diskuteras vidare.

Beroende på antalet anslutna användare stöder ATM två typer av anslutningar: punkt-till-punkt och punkt-till-multipunkt. Punkt-till-punkt-kommunikation kan vara enkelriktad eller dubbelriktad. I det senare fallet kan dess egen QoS ställas in för varje riktning. En punkt-till-multipunkt-relation är alltid enkelriktad och upprättas från en användare till många. Genom överhållningstid tillhandahåller ATM Permanent Virtual Connection (PVC) och Switch Virtual Connection (SVC). PVC fungerar som en permanent hyrd linje mellan användarparterna. Anslutningspunkter ställs in av nätverksansvarig. Med SVC ställs slutpunkter in vid tidpunkten för samtalsinitiering på användarens begäran.

SVC etableras genom signaleringsprocedurer. Den utgående användaren måste interagera med nätverket med hjälp av ett användarnätverksgränssnitt (UNI), som visas i fig. 10.7.

Anslutningsbegäran sprids över nätverket och involverar slutligen UNI-utbyten mellan nätverket och destinationsterminalen.

Inom ett nätverk interagerar stationer enligt nätverksnätverksgränssnittet (NNI). Stationer som tillhör olika nätverk interagerar via Broad Band Intercarrier Interface (B-ICI). Utgående