Технология ATM

Технология ATM позволяет передавать речь, видеоинформацию и данные и поддерживает механизмы обеспечения гарантированного QoS для приложений с высоким приоритетом, обеспечивая обслуживание видео и речевого трафика и передачу больших массивов данных в реальном времени. Как и протокол Frame Relay, ATM является протоколом уровня 2. Но в отличие от Frame Relay в ATM передача данных происходит ячейками фиксированной длины, а не кадрами переменной длины.

В русскоязычной литературе технологию ATM иногда переводят как "Асинхронный режим доставки". Под асинхронным режимом подразумевается способ выделения ресурсов в сети ATM, отличный от используемого в сетях на базе синхронного мультиплексирования с временным разделением (TDM), где полоса пропускания распределяется при планировании или конфигурировании сети. В технологии ATM используется принцип статистического мультиплексирования.

Протокол ATM является протоколом, ориентированным на соединения. В сетях ATM существуют два основных типа виртуальных соединений:

1)Постоянное виртуальное соединение (Permanent Virtual Connection, PVC); PVC устанавливается вручную администра­тором сети и сохраняется до его удаления тем же лицом (или лицом, его замещающим).
2)Коммутируемое виртуальное соединение (Switched Virtual Connection, SVC); SVC динамически создается, когда конечный пункт запрашивает создание соединения с определенным адресатом, и этот канал разрушается после завершения связи.

Структура ячейки ATM

В соответствии со стандартами ATM, принятыми ITU, длина ячейки составляет 53 байта. Заголовок и поле полезной нагрузки ячейки составляют, соответственно, 5 байтов и 48 байтов. Кроме того, в поле полезной нагрузки также может быть небольшой заголовок длиной от одного до двух байтов. В терминах ATM разделение пользовательских данных на блоки полезной нагрузки носит название сегментации; добавление заголовка к тому или иному блоку полезной нагрузки определено как процесс инкапсуляции.

Общая структура ячейки ATM

Структура ячейки ATM в интерфейсе пользователь-сеть

Определим функции полей, расположенных в заголовке в следующем порядке:
1) Общее управление потоком (General Flow Control, GFC), длина 4 бита; этот идентификатор функционирует только в интерфейсе пользователь-сеть. Основная функция этого поля состоит в регулировании трафика на уровне мультиплексирования, где ячейки, приходящие от разного терминального оборудования, объединяются в единый поток данных.
2) Идентификатор виртуального пути (Virtual Path Identifier, VPI), длина 8 бит; виртуальный путь представляет собой мультиплексированную группу виртуальных каналов. Адресная часть идентификатора VP может быть расширена до 12 битов за счет поля GFC. Это расширение позволяет сформировать до 212-1=4095 идентификаторов виртуальных путей.
3) Идентификатор виртуального канала (Virtual Channel Identifier, VCI), длина 16 бит; виртуальный путь соответствует пользовательскому адресу назначения, к которому должна быть направлена ячейка.
4) Идентификатор типа данных (Payload Type Identifier, PTI), длина 3 бита; это поле выполняет несколько функций. Имеются 8 возможных значений (от 000 до 111) для кодирования различной специфической информации. Например, значения от 000 до 011 указывают отсутствие или наличие перегрузки в сети от источника к получателю (или в обратном направлении); значения 100 и 101 показывают, генерируется ли ячейка, соответственно, конечным пользователем или сетевым сегментом и так далее
5) Приоритет при потере ячейки (Cell Loss Priority, CLP), длина 1 бит; значение бита указывает на то, должна ли быть отброшена данная ячейка (CLP=1) или ячейка должна быть сохранена (CLP=0) в случае перегрузки коммутатора или сети.
6) Контроль ошибок заголовка (Header Error Control, НЕС), длина 8 битов; это поле выполняет функцию коррекции ошибок с использованием избыточного циклического кода, обеспечивающего исправление одиночных ошибок в заголовке и обнаружение многократных ошибок. При обнаружении многократных ошибок ячейка отбрасывается.

Протокол ATM действует на двух первых уровнях модели ВОС - на физическом (уровень 1) и на уровне звена данных (уровень 2).
Для канального уровня АТМ можно выделить 2 уровня:
1)Уровень адаптации ATM (уровень 2) содержит два подуровня:
- подуровень сегментации и повторной сборки (Segmentation And Reassembly, SAR); этот подуровень отвечает за генерацию (при передаче) 48-байтовых сегментов (без заголовков) из входных данных, поступающих с верхнего уровня, а также за обратный процесс (восстановление исходных данных при приеме полезной части ячеек после удаления заголовков);
- подуровень конвергенции (Convergence Sublayer, CS); этот подуровень различает четыре класса обслуживания, соответственно, от класса А до класса D; более детальная характеристика классов дана ниже.
2) Уровень ATM (уровень 2) поддерживает следующие 5 функций:
-статистическое мультиплексирование ячеек на передаче и демультиплексирование ячеек на приеме;
-формирование заголовков ячеек и инкапсуляцию;
-управление транспортом ячеек (коммутация ВП и ВК, назначе­ние идентификаторов ВП и ВК);
-идентификацию типа полезной нагрузки (ячейка пользователя или сетевая ячейка);
-контроль потока ячеек с использованием поля общего управления GFC.