S- busz kiépítések
7.5. ATM (A SYNCHRONOS T RANSFER M ODE )
Bevezetés
- fogja össze az összes eddigi technológiát.
" 7 &F9! 8
7. TH technológiák 7.5. ATM
!#" $ % & '! & &( &!
$]$70MHOOHP] L
)** +
- a B-ISDN ajánlott átviteltechnológiája
- cellakapcsolt elv: csomagkapcsolt, de rögzített hosszúságú adategységekre - nagyon gyors kapcsolás (ehhez hardveres megoldás + rögzített cellaméret kell) - látszólagos áramkörök alapú
Bitszinten az ATM és az SDH szinkron rendszer, a PDH nem.
Az SDH-ban keretszinten"8 #*+ #! ! 8&(F6
-7. TH technológiák 7.5. ATM 7.5.3. Az ATM cella
7.5.3. Az ATM cella
A cella- 2 , - , *+ #*+ !" # 6 (# )"# #9 %#& - 6 *" &#&& 36 #& % &6(+ 8 %F*+ ;8 8& 2#!" &#! 3* 9# %#&
(nem teljesen kitöltött cellák esetén), de ez a cellák méretének csökkentésével arányosan egyre kevésbé zavaró..
Kis cellaméretnél kicsi lesz a késleltetés ingadozás "#
D#!" 3;( 39< 39;7 9 #9(+ ! 7*+ 8( 8 ))F6 8 )5! #99 )
nagy overheadet eredményeznek. Nagy cellaméretnél nagy a késleltetés ingadozás, viszont kisebb az overhead.
# 6 5 ) D 8( 8" C 9#* $ )3< < 8; 8& &25` # 9#&& &# 6 2#" 2# )
octet). Végül a két méret között állapodtak meg, azaz a cella mérete 5 oktett fejrész + 48 oktett rakomány lett.
" C #998 $#93< &3! # 8 ) 2#&)#"
GFC (Generic Flow Control, általános forgalomszabályozás): 4 bit. Ha egy interface-en keresztül több felhasználó csatlakozik, vagy 1 felhasználó több alkalmazással küld, akkor az ezen az interface-en keresztül
)F 7( 5) 9 ! F< F6
&F& = #" 8" F( F! &G 8-
"" #9 9# %#& $#9'*+ #9
( 5 %F*+ #*+ ! F < F6 &! # 25 %#!! #( & &,9! F )
adatot. Gyakran nem használják, ilyenkor az értéke 0000.
VPI (Virtual Path Identifier, virtuális út azonosító): 8 bit. Azt jelöli, hogy melyik VP-hez tartozik a cella.
(Egy VP több VC-t fog össze.)
VCI (Virtual Channel Identifier, viruális csatorna azonosító): 16 bit, azt azonosítja, hogy egy adott VP-n
D#9' 9 #9
+ 5 ) )F( )6 3& !!" #) &&#&3!6 9 28( !"
-Amikor hálózaton belül vagyunk (NNI
: 8) )
foglalja el, így egy összeköttetés 28 bit alapján azonosítható egy-egy szakaszon. Emlékezhetünk, hogy az
IPv4-( 39 8 D5&#! &86 &F
összekötött hálózati pont között „csak egy címke” szerepel).
7. TH technológiák 7.5. ATM
7.5.3. Az ATM cella
A címzés az E.164 szabvány szerint történik:
A PT
hogy milyen paraméterekkel lehet használni a hálózatot. Ha a felhasználó a megengedettnél nagyobb
! #D#!! 3** #9 )' 9; 8; 8&F)8& 8) )
esetén inkább ezeket a csomagok kerüljenek eldobásra.
A HEC
kezdete. Problémát jelent, hogy a felhasználói részben is lehet ilyen sorozat. Erre az a megoldás, hogy 48 oktettet
7* 67( ) 3
keresés állapotba úgy jutunk vissza, ha kiesünk a szinkronból, és 5; #5*( # &89áljuk meg újra a szinkront. SDH alapú átvitelnél C 8
-7. TH technológiák 7.5. ATM 7.5.4. A B-ISDN referenciamodell
7.5.4. A B-ISDN referencia modell
" C 8" 898&&8 93 2
$5
" 5)856 3&# * & 9 $'
** #&9#( &# % & 5
( ; #*+ %F*+ 5 2#9 25!!" ' ) & 8 #99 )8&- # %#& 8 )6
. =
0 >
0 #! )#6 #&# )D# 599#!" &#( 5 &25 %#& /
0( 5!6 25; #D D & 2F )F( 8 = 0 A ) D#9 5
! !" D8G %#& 28*+ 8 )6
egy WDM technológiás hálózat is.
Az ATM réteg
Az ATM rétegben is a klasszikus VC/VP )(F #< 5 36 (23+ #!' 9 "#" #9 (5 ! 3* #& &7 ;7( )* 86( 8 &(9 5-/ 9- )' 9(
./
0 )#9 )' 9( $
F6* 89 5 F!" & 9
+ F )8& 9# %#&; #
$5
(
5 9
( 5- *+ )3& &#&!" 9#* #! 3! 8 ! F < F( & )" && 8 ) 2#&)#"
9# %#&! 3* # ) 8
; ;( 8) 8" &25` #
7. TH technológiák 7.5. ATM
7.5.4. A B-ISDN referenciamodell
Ezáltal VPN-eket (Virtual Private Network) is létrehozhatunk.
A cella irányítása
8 5
! # 6G' ) 8
" ,&2F( 898& 8 ))F6 # 6 $F 66!
0 $F* 989! & )#99 23* #
"( 5- C5
( ; #( )
8< ! F9( 8 ) 2(8 D# 3! )5 (# #&5
portja, az egyes kapcsolókra meg kell mondani, hogy melyik VC / VP hova kapcsolódik.
be port ki port
VPI VPI
VCI VCI
Az összeköttetés forgalmi leírói (forgalom menedzsment)
Ez az ATM lényege.1. A forrás forgalmi leírói:
-PCR (Peek Cell Rate): cella csúcssebesség [cella/s]
-SCR (Systemable Cell Rate): fenntartható cellasebesség. (Olyasmi, mint az átlag, de kisebb
5 ; 8D98)F )6 8-:
-MBS (Maximum Burst Size): maximális börszt méret, vagyis legfeljebb hány cellát tudunk küldeni PCR sebességgel. Ha a hálózatban több a buffer, akkor nagyobb börsztöket tud kiszolgálni.
-MFS 4 C8 5 7 6 8 # "5 # 8 9#*( 8*+ F DD #*+ ' &&#!(# )"# #9& )# 6 #&: %8( 8*+ 36 #& ! F 8* #! #(&3
elveszik egy cella, akkor a teljes csomagot újra kell küldeni, így torlódás esetén a keret cellái eldobhatóak, mert úgyis újra fog érkezni az egész keret.
-MCR (Minimum Cell Rate): ezt a sebességet fixen lefoglalja nekünk a hálózat, ez a sebsség garantált.
2. CDVT (Cell Delay Variation Tolerance) 3. konformancia
; $5
5 9 ) ; ; 9 D5 & &
G ) % $ $ 9 9G 9 & ) )
7. TH technológiák 7.5. ATM 7.5.4. A B-ISDN referenciamodell
Megjegyzés: az illesztési rétegben mindig jelezni kell a keret elejét, közepét és végét. Az ezekhez tartozó jelzések rendre: BOM (Beginning Of Message), COM (Continuation Of Message), EOM (End Of Message). (Ha
8 )" 3<! 6 3!" #9 86 8
- CBR (Constant BitRate): PCR
- rt-VBR (realtime Variable BitRate): PCR, SCR, MBS. Az utolsó azért kell, mert nem engedünk meg nagy késleltetést, hiszen úgy nagy börszt esetén nagyobb lehetne a késleltetés.
- nrt-VBR (non-realtime-VBR): PCR, SCR, MBS
- ABR (Available Bit Rate): a szabad kapacitásokat használja ki. Az MCR és PCR jellemzi.
A szabad kapacitás kihasználása RM (Resource Management) cellák küldésével lehetséges: az RM cellába minden egység beírja a szabad kapacitások minimumát az adott útvonalra vonatkozóan, így a forrás megtudja, hogy mekkora a rendelkezésre álló szabad kapacitás. A mechanizmus problémája, hogy hosszú út esetén nagy
9# %#& 8 )6 D#
-- UBR (Unspecified BitRate): nem jellemezzük, nincsenek elvárásaink. Tipikusan IP esetén például jó.
- GFR (Guaranteed Frame Rate): PCR, MCR, MBS és MFS jellemzi.
QoS:
Kialkudható:
- PPCDV (Peak to Peak Cell Delay Variation) - maximum CTP (Cell Transmission Delay)
- CLR (Cell Loss Ratio): cellavesztés lehet hibás fejrésznél, buffertúlcsordulásnál vagy eltévedt cellánál Nem kialkudható:
- CER (Cell Error Ratio)
- SECBR (Severally Error Cell Block Rate): milyen gyakran történik legalább m hiba egy cellában - CMR (Cell Missinsertion Rate): milyen gyakran kapunk olyan cellát, amit nem nekünk küldtek.
Forgalom menedzsment funkciók
1. CAC (Call Admission Control)2. Feedback Controls: pl. RM cellák 3. UPC
4. CLP: ha valamely bufferben torlódás van, akkor melyik cellákat dobhatjuk el. Két módszer ismeretes:
- ha a küszöbértéket („treshold”) túlléptük, akkor csak nem eldobhatót engedünk be a bufferbe - ha betelt a buffer, és nem eldobható cella érkezik, akkor eldobunk egy eldobhatót („push out”)
5. TS 4 6 8$$5 %8<(5 * $F6* 89F $F6 9!: (8 8*+ ! ,! F )8& 5 ; D(# !" 3&&F9G7 )
-7. TH technológiák 7.5. ATM
7.5.4. A B-ISDN referenciamodell
6. NRM (Network Resource Management): pl. VP rendezés kialakítása.
7. Frame Discard: az egész keretet dobjuk el, ha az egyik egységét eldobtuk.
Útvonalválasztás ATM hálózatban
- PNNI (Private Network Node Interface, magánhálózati csomóponti interfész): jó útválasztó módszer, IP-ben és optikai hálózatokban is használják. Azt mondja meg, hogy egy magán csomópont hogyan csatlakozhat a hálózathoz.
Alapelve: a hálózatot adminisztratív csoportokra osztja („peer group”) , minden csomópont ismeri a saját hálózatát. Ha nem találja a célpontot a saját hálózatában, akkor a „peer leadernek” küldi el az adatot.
- olyasmi, mint az IP hálózatokban az OSPF és BGP-4 algoritmusok, de a PNNI ezeknél többet tud.
ATM illesztési réteg: AAL
"! # $ "%
- AAL-0: közvetlen hozzáférés a rakományhoz.
- AAL-1& '
SEAL (Simple Efficient Adaptation Layer): ekkor az IP csomagot kiegészíti (az ún PAD-del), hogy mérete 48 egész számú többszöröse legyen, majd hozzátesz
6
7. TH technológiák 7.5. ATM
Az ATM 3 területen egyeduralkodó: a 3G mobilnál (UMTS szállítóhálózatoknál), ADSL hozzáférésnél és IP gerinchálózatoknál. Az IP gerinc kialakításánál a nagy csomópontok között közvetlen VP-k vannak. Minden
( +
$ (
9
!
utakkal e kapcsolók „alatt” viszik át a forgalmat.
7. TH technológiák 7.5. ATM
7.5.5. IP over ATM
Tunnelek, csövek, PVC (Permament VC, állandó virtuális összeköttetés). A 3. és 2. OSI rétegben csatornát
Classical IP Over ATM: RFC 1577, RFC 2225
Ez már kihasználja, hogy az ATM tudja kapcsolni a virtuális csatornákat. Az IP csomagok tördelését, illetve ezek újraegyesítését a vételi oldalon az AAL-5 alréteg végzi.
Az egész hálózatot felosztjuk LIS4 ,3 + -! + 9 ( közvetlenül tudnak kommunikálni. Minden ilyen LIS-en belül van egy címfeloldó szerver, ami hozzárendeli az IP címhez az ATM VC-t az ARP (Address Resolution Protocol) segítségével.
Természetesen cache támogatás is van a lekérdezések gyorsításához: ha egy A1 állomás szeretne elérni egy
26 !
'
!
4 + #
4 26 ; % !
akkor megkérdi az ARP servert, aki megmondja A2 IP címe alapján, hogy annak mi a VC száma, ezt tudván A1 már ki tud alakítani egy SVC-t (Switched Virtual Circuit) A2 felé. Ezzel a megoldással az IP hálózatnak is (Emulated LAN) hozunk létre. Megvalósításához:
- LEC-re (Lan Emulation Client)
- és három modulból álló kiszolgálóra van szükség. A modulok:
- LECS (Lan Emulation Configuration Server)
- LES (Lan Emulation Server): a tagok nyilvántartása és címfeloldás
- az osztott közeg emulálását BUS-sel (Broadcast and Unknown Server) valósítjuk meg, így egy
és a címzés az IP-ben használatosat követi.
Az LSP-k révén egyenletesebben oszlik el a hálózatban a terhelés, mint egy hagyományos IP hálózatban,
# + + $#
$ )
!
hanem forgalmanként csak egyszer. A forgalmat gyakorlatilag tölcsérként összefogjuk: „VC merge”. Ilyenkor fontos arra figyelni, az egy-egy IP csomagot szállító cellák ne keveredjenek össze egymással.
7. TH technológiák 7.5. ATM 7.5.5. IP over ATM
Azért többprotokollos, mert felette nem csak IP, hanem általánosan beszéd, videó, multimédia, és adatátviteli alkalmazások is egyaránt megvalósíthatóak.
Természetesen egy ATM kapcsolón osztozhat egyszerre az ATM és az MPLS is.
- MPOA (Multi Protocol Over ATM)
- LANE v2
- ATM API