Дисциплина: Компютърни комуникации Упражнение 8

Дисциплина: Компютърни комуникации Упражнение 8

Цел на упражнението е да се изучат:

- принципите на работа на широколентовите среди като ATM;

- Начините за осъществяване на QoS;

- предимства и недостатъци;

1. 
   ТЕОРЕТИЧНИ СВЕДЕНИЯ
   

АТМ е кадрово-комутируема и сложна технология която обединява преимуществата на комутация на каналите (гарантиран обем и константно закъснение на предаването) с тези на пакетната комутация(гъвкавост и ефективност за периодичен трафик). АТМ осигурява скалируема широчина на честотната лента от няколко мегабита за секуда(Mbps) до много гигабита за секунда(Gbps). Поради неговия асинхронен характер, АТМ е по-ефикасен от синхронните технологии, като time-division multiplexing(TDM) - режим с разделяне на времето.

При TDM на всеки потребител е назначен времеви слот и никоя друга работна станция не може да изпраща по този слот. Ако една работна станция има голямо количество информация която трябва да предаде, тя може да бъде изпратена само когато нейният времеви слот настъпи, дори и ако другите слотове са празни. Както и да е, ако една станция няма нищо за предаване когато е нейният времеви слот, времевият слот се изпраща празен и фактически е пропилян. Поради това че АТМ е асинхронен, времевите слотове са достъпни при поискване с информация идентифицирайки източника на предаването съдържащ се в заглавната част на всеки АТМ кадър.

АТМ прехвърля информация в единици с фиксирана дължина наречени кадри. Всеки кадър се състои от 53 октета, или байта. Първите 5 байта са заглавната част на кадъра(Header), а останалите 48 байта са транспортираните данни(payload-полезен товар). Малки и с фиксирана дължина, кадрите са много удобни за пренос на звук и видео , защото този трфик е нетолернатен към закъсненията които са резултат от чакането на свалянето на големи пакети от данни.

Заглавната част на АТМ кадъра може да бъде два вида:UNI или NNI. Заглавната част на UNI се използва за комуникация между АТМ крайна точка и АТМ комутатор в частна АТМ мрежа. Заглавната част на NNI се използва за комуникация межди АТМ комутатори. На фигура 1-2 са илюстрирани двата типа.

Фиг. 1-2 АТМ кадър, АТМ UNI кадър, АТМ NNI кадър

За разлика от UNI, NNI заглавната част не съдържа поле за общ контрол на потока(GFC). Допълнително NNI заглавната част съдържа идентификатор за виртуален път(VPI), който заема първите 12 бита, позволявайки по-голям обмен между публичните АТМ комутатори.

Полетата в заглавната част са следните:

- Generic Flow Control(GFC) – идентификатор на множеството станции използващи АТМ интерфейса. Обикновенно не се използва;

- Virtual Path Identifier(VPI) – идентифицира следващото местонахождение на кадъра по времето докато преминава през серия от АТМ комутатори;

- Virtual Channel Identifier(VCI) – подобен на VPI;

- Payload Type(PT) – В първият бит се показва дали кадъра съдържа потребителски данни(0) или контролни данни(1). Вторият бит показва дали има натрупване(1-има;0-няма) и третият бит показва дали кадъра е последен от дадена поредица кадри;

- Cell Loss Priority(CLP) – Показва дали кадъра трябва да бъде изхвърлен ако е на лице извънредно претоварване. Кадри с установен бит “1” биват изхвърляни преди тези с “0”;

- Header Error Control(HEC) – Пресметната сума на първите 4 байта от заглавната част. HEC може да корегира един бит ако той е съдържа грешка, и по този начин да запази информацията;
Съществуват три типа услуги чрез АТМ:

- Permanent Virtual Circuits(PVC) – Постоянна Виртуална Верига;

- Switched Virtual Circuits(SVC) – Комутируема Виртуална Верига;

- Conectionless Service;

PVC позволява директно свързване между различни сайтове. По този си начин тя е подобна на наетите линии. Предимствата и са, че гарантира възможноста за връзка и не изисква предварително остановяване на трасето. Недостатъците и са: статична свурзуемост и ръчно начално установяване. Всяка част от обурудването между източника и получателя трябва да бъде ръчно настроено за PVC. Не съществува никаква гъвкавост на установена връзка.

SVC се създава и експлоатира динамично и съществува само ако има данни за прхвърляне. В този си смисъл тя прилича на телефонен разговор. Тази динамичност изисква сигнален протокол между АТМ крайната точка и АТМ комутатора. Предимствата на SVC са че има гъвкавост на връзката и това че връзката се установява автоматично от мрежовите устройства. Недостатък е времето, което е нужно за установяванет на конекция.

Съществуват два типа конекции: Виртуални пътеки, които се идентифицират с VPI, и Виртуални канали, които се идентифицират с комбинация от VPI и един идентификатор на виртуален канал(VCI).

Виртуалната пътека е сноп от виртуални канали, всички от които се комутират невидимо през АТМ мрежата базирани на общият идентификатор VPI. Всички VPI и VCI идентификатори, имат локално значение в една връзка и биват актуализирани, по подходящият начин, при всеки комутатор. Пътят на предаване е физическата среда, която пренася виртуалните канали и пътеки. Фигура 1-3 показва начина по който виртуалните канали се свързват в виртуални пътеки, които от своя страна се обединяват в една обща физическа среда или предавателна пътека.

2. ЗАДАНИЯ ЗА РАБОТА

Задание 1

Опишете методите за постигане на качество на услугите (QoS) в ATM мрежи.

Сравнете технологията ATM с изучените в предишното упражнение SONET и SDH.