Оценка потерь при работе протокола ip поверх atm
Достаточно интересен вопрос об эффективности работы протокола IP в сетях ATM. В качестве критерия эффективности можно выбрать отношение количества ячеек, необходимых для передачи полезного IP-трафика, к общему числу ячеек.
Потеря производительности сети ATM при работе с протоколом IP может происходить за счет увеличения объема передаваемой информации. После распределения полезной информации по ячейкам (48 байт) появляются одна или несколько дополнительных ячеек, содержащих служебную информацию, сформированную на уровне адаптации AAL5. Чем короче IP-дейтаграмма, тем чаще будут генерироваться дополнительные служебные ячейки.
Под служебной информацией понимаются заголовки TCP, IP и заголовки идентификации данных определенных протоколов (LLC/SNAP). Кроме того, служебной информацией считаются дополнительные байты (от 0 до 47), служащие для выравнивания кадра уровня AAL5 до 53 байт. На рис. 16.15 показана последовательность формирования информационных и служебных ячеек ATM.
Очевидно, что чем меньше размер передаваемой IP-дейтаграммы, тем менее эффективна ее передача. Теоретически, если все ячейки несут полезную информацию и нет дополнительных ячеек со служебной информацией, эффективность IP-трафика определяется только структурой самой ячейки и равна 90.5 % (100 % (48/53)). Практически такая эффективность достигнута быть не может, но при передаче IP-дейтаграмм большой длины влиянием ячеек со служебной информацией можно пренебречь. На рис. 16.16 показана эффективность передачи дейтаграмм в зависимости от их размера.
Приведенные выше рассуждения дополним следующим фактом. При использовании стандарта SONET на физическом уровне и технологии ATM в качестве спецификации второго уровня при IP-трафике теряется 10 % пропускной способности сети.
В табл. 16.5 показана пропускная способность, остающаяся после добавления к потоку данных служебной информации различных уровней. Каждая строка в табл. 16.5 указывает пропускную способность, доступную соответствующему уровню или протоколу. Например, во второй строке в табл. 16.5 записано «Доступна уровню ATM». Соответствующее число показывает пропускную способность, доступную этому уровню в модели ATM. Она получается из пропускной способности канала связи после вычета накладных расходов физического уровня (в случае использования технологии SONET). Как видно из таблицы, очень важным параметром является размер MTU (576 байт относится к взаимодействию между подсетями, 9180 байт предложено для передачи IP поверх ATM, 65 527 — максимальное значение для IP поверх ATM).
Таблица 16.5. Доступная пропускная способность
Канал связи/Характеристика
| ОС-Зс
| ОС-12С
| ||||
Скорость канала связи
| 155.520
| 622.080
| ||||
Доступна уровню ATM
| 149.760
| 600.768
| ||||
Доступна уровню адаптации ATM
| 135.632
| 544.092
| ||||
Размер MTU
| 576
| 9180
| 65527
| 576
| 9180
| 65527
|
Доступна для инкапсуляции LLC/SNAP
| 126.937
| 135.220
| 135.563
| 509.214
| 542.439
| 543.818
|
Доступна протоколу IP
| 125.198
| 135.102
| 135.547
| 502.239
| 541.966
| 543.752
|
Доступна транспортному протоколу
| 120.851
| 134.808
| 135.506
| 484.800
| 540.786
| 543.586
|
Доступна приложению UDP
| 119.112
| 134.690
| 135.489
| 477.824
| 540.313
| 543.519
|
Доступна приложению RTP
| 117.374
| 134.572
| 135.472
| 470.849
| 539.841
| 543.453
|
Доступна приложению TCP
| 116.504
| 134.513
| 135.464
| 467.361
| 539.305
| 543.420
|
В табл. 16.6 показано, какой процент пропускной способности канала занимает служебная информация (размер MTU минимален и равен 576; применяется технология SONET). В табл. 16.6 во втором столбце показана (в процентах от скорости канала связи) оставшаяся пропускная способность, доступная тому или иному уровню, а в третьем столбце — пропускная способность в процентах, требующаяся на каждом уровне для предоставления полной пропускной способности необходимой, для приложений. Иными словами, для того чтобы предоставить приложению исходную пропускную способность канала связи, требуется обеспечить определенный (больший, с учетом накладных расходов) процент от этой пропускной способности на каждом уровне.
Таблица 16.6. Процент расходования пропускной способности
Уровень
| % от исходной скорости канала связи
| % пропускной способности, необходимый для работы приложений
|
Физический
| 100
| 135
|
ATM
| 96
| 130
|
Адаптации ATM
| 87
| 118
|
LLC/SNAP
| 80
| 109
|
IP
| 79
| 107
|
TCP
| 76
| 103
|
Приложение
| 74
| 100
|
В табл. 16.7 показаны (в процентах) накладные расходы для того или иного уровня или протокола.
Таблица 16.7. Накладные расходы
-
Уровень/протокол
Накладные расходы
SONET OC-Зс
3.70% .
SONET OC-l2c
3.43%
ATM
9.43%
ALL 5
6.41%
LLC/SNAP
1.37%
IP
3.47%
UDP
1.44%
RTF
2.88 %
TCP
3.60%
Рассмотренный выше подход к оценке эффективности не учитывает тип трафика. Например, в некоторых ячейках могут передаваться служебные данные сетевого или вышележащих уровней. Поэтому следует оценить среднее количество ячеек, требующихся для передачи дейтаграммы.
В общем случае схема расчетов следующая. На первом шаге определяется параметр (Е), оценивающий количество ячеек, требующихся для передачи каждых 100 обычных ТСР→1Р или UDP→IP пакетов. На втором шаге рассчитывается средний размер пакета для данного трафика (А). И на последнем шаге определяется эффективность использования ячеек (U) — процент ячеек, использующихся для полезного IP-трафика. Этот параметр можно рассчитать по следующей формуле:
U-100% А/(53 Е).
Параметры U и Е отражают различного рода накладные расходы сети ATM при IP-трафике.
Исследования показали, что при посылке пустых пакетов (то есть пакетов без данных) ТСР→IР коэффициент U примерно равен 37 %. В этом случае реально передаются байты заголовков протоколов, которые занимают 2 ячейки (Е=200, U=100%-40/(53-200)=37.7%). Это значение можно считать наихудшим. Наилучшее теоретически возможное значение Е составляет 90.5 % (дейтаграммы размером 64 Кбайт). Реально же наблюдается следующая картина: только порядка 87 % пропускной способности канала связи доступны приложениям, работающим в среде «IP поверх ATM». Как видно из приведенных таблиц, большинство накладных расходов вносится на нижних уровнях (уровню адаптации ATM доступно чуть более 87 %), а размер передаваемых единиц данных имеет большее влияние, чем выбор того или иного транспортного протокола.
- Максим Кульгин Технологии корпоративных сетей. Энциклопедия
- Часть I основы корпоративных сетей.
- 1. Базовые сетевые технологии
- Соединения и каналы
- Технологии b-isdn и atm
- Технология Frame Relay
- Технология isdn
- Плезиохронная и синхронная цифровые иерархии
- Технология sonet
- Технология smds
- Технология Ethernet
- Дальнейшее развитие технологии Ethernet
- Технология 100vg-AnyLan
- 2. Методология построения корпоративной сети
- Сравнение современных технологий передачи данных
- Требования к сети
- Архитектура сети
- Магистраль на базе коммутации ячеек
- Маршрутизация
- Коммутация
- Выделение маршрутов
- Сетевые шаблоны
- Сетевой шаблон глобальной сети
- Сетевой шаблон городской сети
- Шаблон городской сети с технологией sonet/sdh
- Шаблон городской сети с передачей atm поверх sonet/sdh
- Шаблон городской сети, как расширенной локальной сети
- Сетевой шаблон центрального офиса
- Реализация доступа и магистрали
- Критерии выбора технологии
- 3. Качество обслуживания в современных сетях
- Характеристики трафика
- Трафик разных приложений
- Качество обслуживания «на самоокупаемости»
- Обзор технологий качества обслуживания
- Обеспечение перекрывающей пропускной способности
- Приоритетные очереди в маршрутизаторах
- Протокол резервирования ресурсов
- Установление приоритетов в виртуальных сетях
- Качество обслуживания в сетях Frame Relay
- Качество обслуживания в сетях atm
- Рекомендации
- 4. Модель и уровни osi
- Эталонная модель osi
- Протоколы и интерфейсы
- Уровни модели osi Физический уровень
- Канальный уровень
- Сетевой уровень
- Транспортный уровень
- Сеансовый уровень
- Уровень представления
- Прикладной уровень
- Назначение уровней модели osi
- 5. Основные типы сетевых устройств
- Витая пара
- Коаксиальный кабель
- Оптоволоконный кабель
- Сетевые адаптеры
- Концентраторы
- Коммутаторы
- Коммутация «на лету»
- Коммутация с буферизацией
- Бесфрагментная коммутация
- Дополнительные функции коммутаторов
- Протокол stp
- Протокол stp и виртуальные сети
- Протокол stp: заключение
- Маршрутизаторы
- Брандмауэры
- Часть II стек протоколов тср/ip
- 6. Ip и другие протоколы нижнего уровня
- Протокол ip
- Протокол arp
- Протокол 1смр
- Протокол udp
- Протокол rtp
- Адресная схема протокола ip
- 7. Протокол tcp
- Формат заголовка
- Состояние системы
- Блок управления передачей
- Установление и закрытие соединений
- Плавающее окно
- Пропускная способность
- Контроль за перегрузками
- Управление потоком данных
- Политики отправки и приема сегментов
- Таймер повторной передачи
- Адаптивный таймер повторной передачи
- Узкие места в сети
- Протокол tcp в сетях atm
- 8. Маршрутицазия протокола ip
- Автономные системы
- Подсети
- Маска подсети
- Протокол rip
- Маска подсети переменной длины
- 9. Протоколы маршрутизации Протокол ospf
- Протоколы igrp и eigrp
- Протоколы политики маршрутизации egp и bgp
- Протокол igmp
- Алгоритмы построения дерева доставки
- Магистраль mbone
- Протоколы групповой маршрутизации Протокол dvmrp
- Протокол mospf
- Протокол рiм
- Бесклассовая междоменная маршрутизация
- Часть III Технология atm
- 10. Введение в технологию атм
- Появление atm
- Форум atm
- Основные компоненты atm
- Уровни atm
- Уровень адаптации atm
- Уровень atm
- Физический уровень
- Прямая передача ячеек
- Использование транспортных кадров
- Использование plcp
- Интерфейсы atm
- Мультиплексирование в сетях atm
- Инверсное мультиплексирование
- Безопасность в сетях atm
- Сигнализация atm
- 11. Основы технологии атм Соединения atm
- Сети без установления соединения
- Сети с установлением соединения
- Виртуальные соединения в сетях atm
- Типы виртуальных соединений
- Виртуальные пути и виртуальные каналы
- Установление соединений atm
- Ячейки atm
- Сети с передачей ячеек
- Формат ячеек atm
- Ячейки формата uni
- Ячейки формата nn1
- Подготовка ячеек к передаче
- Уровень адаптации aal1
- Уровень адаптации aal3/4
- Уровень адаптации aal5
- Адресация atm
- Адрес dcc aesa
- Адреса icd и е.164 aesa
- Управление адресами
- 12. Коммутация и маршрутизация в атм Коммутаторы atm
- Архитектура коммутаторов atm
- Интеграционные функции коммутаторов
- Управляемость
- Маршрутизация в atm
- Протокол маршрутизации запросов pnni
- Протокол сигнализации pnni
- Качество обслуживания
- Протокол tcp
- Протокол udp
- Резервирование ресурсов и протоколы управления потоком данных
- Организация очередей в маршрутизаторе
- Метод явного контроля скорости
- 14. Интегрированные и дифференцированные услуги Качество обслуживания
- Интегрированные услуги
- Сервисные уровни обслуживания
- Сервисное управление нагрузкой
- Гарантируемое обслуживание
- Протокол резервирования ресурсов rsvp
- Стили резервирования
- Развитие сетей с is
- Дифференцированные услуги
- Архитектура системы с предоставлением ds
- Граничные устройства домена ds
- Внутренние устройства домена ds
- Выходные домены
- Использование протокола rsvp в сетях с ds
- 15. Управление трафиком в атм
- Трафик-контракт
- Параметры трафика
- Категории сервиса
- Связь механизмов управления трафиком
- Контроль за установлением соединения
- Контроль за использованием полосы пропускания
- Формирование трафика
- Контроль потока abr
- Контроль приоритетов
- Организация очередей в коммутаторах
- Реализация очередей для службы ubr
- Реализация очередей для службы abr
- Методы отбрасывания пакетов
- Адаптивное управление буферами в коммутаторах
- 16. Интеграция с атм
- Протокол ip поверх atm
- Передача ip-Дейтаграмм по сети atm
- Взаимодействие устройств в одной логической подсети
- Групповая доставка информации в сети atm
- Взаимодействие устройств в разных логических подсетях
- Протокол nhrp
- Оценка потерь при работе протокола ip поверх atm
- Передача ip-дейтаграмм в кадрах sonet
- Технология эмуляции локальной сети — lane
- Концепция lane
- Технология мроа
- Клиент мроа
- Сервер мроа
- Взаимодействие технологий мроа и nhrp
- Масштабируемость в глобальных сетях
- Технология Tag Switching фирмы Cisco
- Технология aris фирмы ibm
- Технология mpls комитета ietf
- Перспективные разработки. Рекомендации
- Взаимодействие технологий atm и Frame Relay
- 17. Интеграция маршрутизации и коммуникации
- Общие вопросы выбора технологий
- Коммутирующие маршрутизаторы
- Коммутация третьего уровня в atm
- Технологии фирм Ipsilon и Toshiba
- Технология FastIp фирмы 3Com
- Технология NetFlow фирмы Cisco
- Технология SecureFast фирмы Cabletron
- Технология Multiprotocol Switched Services фирмы ibm
- 18. Мультимедиа в сети
- Передача видеоинформации
- Технические требования к передаче видеоинформации в сетях atm
- Некоторые рекомендации по созданию сетей atm с видео
- Передача голоса
- Часть V Приложения
- 1. Стандарты стека протоколов tcp/ip
- 2. Порты протоколов tcp и udp
- 3. Выделение ip - подсетей
- 4. Теория очередей и расчет параметров сети
- 5. Организации по стандартизации
- 6 Список фирм - членов Форума атм
- 7. Спецификации Форума атм
- 8. Список терминов
- 9. Список литературы Основная литература
- Дополнительная литература Технология atm и протокол ip поверх atm
- Технология качества обслуживания
- Система ip-адресаиии
- Некоторые ресурсы Internet
- Алфавитный указатель
- Оглавление
- Часть I 3
- Часть II 109
- Часть III Технология atm 207
- Часть IV 269
- Часть V Приложения 402