Качество обслуживания в сетях atm
Технология ATM изначально обеспечивала качество обслуживания, что находит все большее применение в современных сетях. Эта технология позволяет пользователям указывать полный набор запрашиваемых параметров качества обслуживания. Коммутаторы ATM и сетевые адаптеры предоставляют пользователям доступ к различным классам обслуживания, которые определяются совокупностью параметров качества обслуживания. С появлением пользовательского интерфейса UNI 4.0 появилась возможность прямой установки значения каждого параметра.
Для каждого соединения должно заключаться отдельное соглашение по трафику, определяющее следующие пункты:
Параметры трафика, определяющие поток ячеек отправителя;
Качество обслуживания;
Проверка пунктов соглашения;
Определение и поддержание параметров соединения.
Качество обслуживания оценивается на приемной стороне. Для упрощения запросов на предоставление качества обслуживания установлены классы обслуживания. Параметры, на основании которых определяются классы обслуживания, подробно описаны ниже. Применительно к качеству обслуживания Форум ATM выделил три параметра, которые должны быть согласованы при установлении соединения. Эти параметры конкретизируют само понятие качества обслуживания. К ним относятся:
Время задержки при передаче ячеек (Cell Transfer Delay — CTD) — максимальное время передачи ячейки от одного узла к другому. Этот параметр метр зависит от задержек при передаче и времени нахождения ячеек в очередях коммутаторов ATM;
Вариация задержки (Cell Delay Variation — CDV) отражает разницу между максимальным и минимальным временем передачи ячейки между узлами. Эта величина зависит от числа виртуальных соедиений, мультиплексируемых в один физический канал. Кроме того, на нее влияет изменение времени задержки ячеек в очередях коммутаторов;
Процент потерянных ячеек (Cell Loss Ratio — CLR) зависит от качества конкретного физического канала и алгоритма, заложенного в коммутатор для устранения перегрузок.
Международным союзом электросвязи определены 5 классов служб (табл. 3.5).
Таблица 3.5. Классы служб
Характеристика\ Класс
| Класс А
| Класс В
| Класс С
| Класс D
| КлассХ
|
Временное согласование
| Требуется
| Требуется
| Не требуется
| Не требуется
| Определяется пользователем
|
Скорость потока
| Постоянная
| Переменная
| Переменная
| Переменная
| Определяется пользователем
|
Режим соединения
| Ориентирован на соединение
| Ориентирован на соединение
| Ориентирован на соединение
| Без соединения
| Ориентирован на соединение
|
Форум ATM определил четыре класса качества обслуживания:
Первый класс обеспечивает выполнение требований служб класса А. Этот класс обслуживания должен предоставлять характеристики, сопоставимые с параметрами цифровых каналов;
Второй класс обеспечивает выполнение требований служб класса В. Предназначен для мультимедийных приложений и предоставляет произвольную скорость передачи;
Третий класс обеспечивает выполнение требований служб класса С. Предназначен для технологий, ориентированных на соединение;
Четвертый класс обеспечивает выполнение требований служб класса D. Предназначен для технологий, работающих без установления соединения.
Для уменьшения количества протоколов уровня адаптации ATM выделено три признака, по которым проведена классификация приведенных служб: существует ли временная зависимость между абонентами, постоянная или изменяющаяся скорость передачи используется, необходимо ли устанавливать соединение или можно работать без установления соединения. Типичным примером класса службы А является передача речи или видео с постоянной скоростью. В ATM службу этого класса называют эмуляцией канала. Служба класса В работает с источниками трафика с изменяющейся скоростью передачи (например, передача подвижных изображений). Служба класса С ориентирована на соединение и работает с источниками с изменяющейся скоростью передачи. Служба класса D предназначена для работы без установления соединения.
На основе этих классов Форум ATM определил пять основных служб или услуг, предоставляемых сетью ATM:
передачу с постоянной скоростью (Constant Bit Rate — CBR);
передачу в реальном времени с переменной скоростью (real-time Variable Bit Rate - rtVBR);
передачу с переменной скоростью не в реальном времени (non-real-time Variable Bit Rate - nrtVBR);
передачу с неопределенной скоростью (Unspecified Bit Rate — UBR);
передачу с доступной скоростью (Available Bit Rate — ABR).
Коммутатор и конечные станции в сети ATM заключают соглашения по пропускной способности и задержкам в соединении до того момента, как оно будет установлено. То есть до установления соединения должно быть выполнено согласование трафика, или, иными словами, заключение соглашения, которое называется трафик-контрактом.
Когда коммутатор получает запрос на установление виртуального соединения, он выполняет процедуру, называемую контролем за установлением соединения (Connection Admission Control, CAC). Коммутатор, выполняющий процедуру CAC, проверяет наличие доступных ресурсов в канале или порте, через который поступил запрос на установление соединения. Требования, указанные в запросе, сравниваются с доступными ресурсами (пропускной способностью, вариацией задержки и т. д.) этого порта коммутатора. Если коммутатор может поддерживать такое соединение, не ущемляя существующие активные соединения, он устанавливает соединение и извещает предыдущий коммутатор о значениях идентификаторов VCI/VPI (виртуального канала и виртуального пути, см. ниже) нового соединения. Если коммутатор не способен поддержать выдвигаемые требования, он блокирует процесс соединения, генерирует специальный ответ и возвращает его отправителю или предыдущему коммутатору в пути (рис. 3.3).
Версии пользовательского интерфейса UNI 3.0/3.1 позволяют приложениям запрашивать определенный класс обслуживания во время установления виртуального соединения. Приложение при запросе класса обслуживания должно указать характеристики трафика, которые ему нужны. К таким характеристикам относятся пиковая и средняя скорости передачи ячеек, терпимость к дрожанию и т. д. Классы обслуживания, которые устанавливаются административно, определяют конкретное качество обслуживания, например: максимально допустимую задержку и коэффициент потери ячеек. Сеть будет игнорировать запрос на установление соединения, если требуемый класс обслуживания не может быть поддержан (не затрагивая уже существующие соединения). Приложение может повторить свой запрос позже, требуя тот же самый или другой класс обслуживания. Следует отметить, что после установления соединения оговоренный класс обслуживания не может быть изменен.
Новая версия пользовательского интерфейса ATM — UNI 4.0 позволяет пользователям указывать конкретные значения параметров качества обслуживания в рамках каждого класса. Отличие в том, что уже не нужно выбирать определенный класс обслуживания с предопределенными сетевым администратором параметрами качества обслуживания. Это должно снять проблемы совместимости между различными провайдерами услуг ATM, так как администраторам разных сетей не придется согласовывать параметры качества обслуживания. Эта задача будет возлагаться на конкретные приложения.
В отличие от маршрутизаторов, коммутаторы ATM с самого начала разрабатывались с учетом поддержки всех сервисных уровней, даже наиболее строгих, таких как служба CBR. Это позволяет проводить четкую политику управления производительностью сети. Кстати, из-за необходимости гарантирования производительности (в частности) поле полезной нагрузки в ячейке ATM составляет всего 48 байт, что очень мало по сравнению с размером дейтаграммы IP. Протоколы маршрутизации в технологии ATM, например протокол PNNI, были разработаны с учетом возможности выбора маршрута в зависимости от запрошенного качества обслуживания. То есть, при выборе маршрута для будущего трафика может использоваться информация о доступной скорости передачи ячеек и вариациях времен задержки. Следует отметить, что маршрутизация трафика с учетом качества обслуживания при работе с дейтаграммами IP гораздо более сложный процесс, чем в технологии ATM. Это связано с тем, что в настоящее время традиционные протоколы маршрутизации не учитывают вопросы, связанные с качеством обслуживания в сетях TCP/IP.
ATM — это проверенная временем технология, способная гарантировать, если нужно, малую задержку и небольшой эффект дрожания. Она также позволяет обеспечить очень гибкий и жесткий сетевой контроль. Конкурирующие с ATM технологии менее успешно справляются с эффектом дрожания, особенно в ситуациях, когда требуется маршрутизация. Кроме того, некоторые конкурирующие технологии (например, протокол RSVP) не прошли проверку временем в больших сетях.
- 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