Сети с передачей ячеек

Передача ячеек — это один из видов технологии коммутации пакетов. В основе этой технологии лежит ретрансляция трафика с использованием адреса получа­теля, содержащегося в самом пакете. Технология коммутации пакетов не нова; некоторые из ее реализаций восходят к 1970 году (например Х.25). В табл. 11.4 описаны элементы коммутации, используемые в существующих технологиях.

Таблица 11.4. Элементы коммутации

Так как пакеты несут различный объем информации, это опять-таки приво­дит к задержкам из-за того, что обрабатывающему оборудованию требуются специальные временные таймеры и механизмы для определения того факта, что исходная информация принадлежит одному пакету.

Для борьбы с задержками и накладными расходами при обработке был пред­ложен новый подход, при котором в сети передавались ячейки фиксированной длины, а не пакеты переменной длины.

В начале 1992 года этот подход сформировался в новую технологию коммута­ции ячеек, которая была названа ATM. В этой технологии использовались относи­тельно короткие (53 байта) ячейки фиксированной длины, которые служат для передачи информации как через частные сети, так и через сети общего пользования. Достоинством этой технологии является ее возможность с большой скоростью передавать большие объемы данных, в том числе аудио- и видеоинформацию.

Так как ячейка имеет длину гораздо меньшую, чем длина типичного кадра, коммутацию и передачу ячейки следующему получателю можно осуществить значительно быстрее, чем для кадра. Однако слишком малый размер ячейки также недопустим. Величина 53 байта является неким компромиссом между стремлением получить низкую задержку при коммутации и желанием увеличить емкость единицы передачи данных. Организации, которые планировали переда­вать по сетям ATM голосовую информацию, предлагали остановиться на мень­шем размере ячейки, так как в этом случае требуется меньше времени для занесения в нее оцифрованной речи и ячейка быстрее передается по сети. Их оппоненты, нацеленные на передачу данных, предлагали выбрать больший раз­мер ячейки, так как это повышает эффективность передачи.

Сеть с использованием ячеек фиксированного размера становится достаточ­но предсказуемой. Когда коммутатор получает первый байт ячейки, он твердо знает, что ячейка закончится на 53-м байте. Эта предсказуемость позволяет ком­мутатору ATM вносить гораздо меньшую общую задержку и управлять ею. Небольшой размер ячеек и их заголовков позволяет коммутаторам ATM выпол­нять коммутацию чрезвычайно быстро, используя только аппаратную логику. Вместо того чтобы считывать содержание кадра во внутреннюю память и проверять его поля для выполнения коммутации или маршрутизации, коммутатор ATM спо­собен быстро проанализировать короткую ячейку и после этого действовать гораздо быстрее, чем обычный коммутатор или машрутизатор в локальной сети.

Так как ячейки унифицированы (в отличие от кадров), коммутаторы после мультиплексирования могут направлять ячейки, поступающие от различных станций, в один физический канал.

Служебная информация, записанная в заголовке ячейки, уменьшает и так небольшой объем ячейки, доступный для полезной информации. Как следствие, необходимо гораздо больше ячеек для передачи одного и того же объема инфор­мации по сравнению с кадрами.