Качество обслуживания в ATM

Гарантии качества обслуживания QoS (Quality of Service) состоят из контрак­та на трафик (traffic contract), формирования трафика (traffic shaping) и по­лиции трафика (traffic policing). Контракт на качество сервиса заключается при подключении конечной системы к сети. Он описывает форму трафика: значение пиковой скорости, среднего продолжительного потока, размер паке­та передач.

Формирование трафика – это использование очередей для придерживания пакетов передач, ограничение пиковой скорости, сглаживание колебаний так, чтобы трафик соответствовал заявленной форме. Устройства ATM отвечают за соблюдение контракта в части формы трафика. Коммутаторы ATM могут приме­нять полицейские санкции к нарушителям контракта. Коммутатор может изме­рять реальный трафик и сравнивать его с заявленным. Если реальный выходит за допустимые границы, коммутатор часть ячеек пометит битом CLP, после чего в случае перегрузки по пути к получателю коммутаторы будут удалять эти ячей­ки в первую очередь.

Сигнализация и установление соединения

Когда устройство ATM хочет установить соединение с другим устройством, оно посылает пакет запроса сигнализации к коммутатору, к которому оно подключе­но. Этот запрос содержит АТМ-адрес вызываемого узла и параметры QoS, требу­емые для заказываемого соединения. Протокол сигнализации для NNI и UNI различен.

Ныне действующий стандарт UNI 3.1 основан на протоколе сигнализации публичных сетей Q.2931, разработанном ITU-T. Сигнализация посылается по известному соединению с VPI – 0, VCI =5. Для NNI стандарт сигнализации на­ходится в стадии разработки.

Процесс установления соединения выполняется однопроходовым методом, как в телефонной сети. Запрос сигнализации от инициатора распространяется по сети в сторону пункта назначения, и по его трассе устанавливаются соедине­ния. Когда запрос достигает конечного узла, он может быть принят или отверг­нут. Маршрут для запроса прокладывается протоколом маршрутизации, устанавливающим соединение на основе информации об адресе и требований QoS. Если параметры QoS не вписываются в возможности сети, запрос будет отвергнут еще по пути. Согласование отвергнутого соединения в некоторой мере воз­можно путем изменения заявляемых параметров QoS.

Конечный узел-инициатор соединения посылает сообщение setup (адрес и QoS), на которое входной коммутатор (ingress switch) отвечает сообщением call proceeding и запускает протокол маршрутизации. Сообщение setup будет распро­страняться в сторону вызываемого узла и достигнет выходного коммутатора (egress switch), к которому подключен этот узел. Этот коммутатор передаст сообщение в вызываемый узел. Узел ответит сообщением connect, если он принял соединение, или release, если отверг. Это ответное сообщение вернется по сети по пути, проложенному пришедшим запросом. После положительного ответа по установленному соединению можно передавать и данные.

Оборудование ATM

Основное оборудование ATM – это коммутаторы различного назначения. Ком­мутаторы делятся на магистральные и пограничные. Магистральные коммутато­ры имеют только АТМ-интерфейсы и могут соединяться только с АТМ-оборудованием (коммутаторами и сетевыми адаптерами). От них требуется только коммутация ячеек, естественно, с максимально возможной скоростью. Погра­ничные коммутаторы, как это и следует из названия, устанавливаются на грани­це сети ATM. Кроме портов ATM они имеют интерфейсы иных технологий (например, Ethernet), к которым подключаются уже не АТМ-узлы (конечные системы, повторители, коммутаторы, маршрутизаторы). От пограничных комму­таторов требуется большая функциональность, например, поддержка LANE и/или МРОА. По производительности пограничные коммутаторы обычно уступа­ют магистральным.

Коммутаторы ATM, как правило, имеют модульную конструкцию. Это связано с высокой стоимостью портов и собственно коммутирующих узлов – допол­нительные затраты на модульность окупаются возможностью подбора конфигурации, наиболее близкой к решаемой в данный момент задаче, и возможностью ее расширения.

Заметим, что некоторые коммутаторы Ethernet (Fast, Gigabit) имеют порты “ATM-UpLink”, но при этом почему-то не позиционируются как пограничные коммутаторы ATM. Это связано с тем, что данные порты реализуют только физический интерфейс ATM с высокой скоростью передачи по оптоволокну. При этом формированием ячеек ATM из MAC-кадров они не занимаются потому и недороги). Из этого следует, что этот порт UpLink может подключаться только к аналогичному порту аналогичного коммутатора, но не к “честному” коммутатору АТМ.

Сетевые адаптеры ATM для компьютеров, выпускаются только для высокопроизводительных шин (например, PCI). Цена самих адаптеров и сопутствующие расходы (на приобретение коммутаторов с достаточным количеством портов), а также сложность управления и администрирования не позволяют говорить об ATM как технологии для каждого рабочего места. В последнее время ряд фирм (в том числе 3Com) перестали позиционировать устройства ATM как оборудова­ние локальных сетей, но развивают линии магистральных продуктов.