Виртуальные каналы и виртуальные пучки

Виртуальный канал - это фиксированный маршрут, состоящий из последовательности временных каналов и связанных с ними номеров портов коммутаторов, через ко­торые проходят все ячейки при данном сеансе связи от одного пользователя к другому . Виртуальные каналы всегда однонап­равленные, т. е. для передачи в обратном направлении между теми же пользователями применяются уже другие номера иденти­фикаторов.

Рассмотрим пример. В сети имеется четыре магистральных канала a, b, c, d связываюшие четыре узла коммутации (коммутатора, маршрутизатора). В этих каналах время разделено на циклы, каждый из которых содержит по четыре временных интервала по одному для каждого магистрального канала (см. рис. 4).

Пусть необходимо организовать одновременное взаимодействие четырех пар абонентских систем, показанных в таблице7:

Системы А, E получают через каждые t_Ц временной интервал для передачи блоков данных.

Аналогично для систем Б-К в том же канале предоставляется второй виртуальный канал a2. Для систем Д, М выделяется последовательность, состоящая из каналов c1, d1. Системы И, Т получают последовательность каналов d2, b1.

Между системами, расположенными в сети (рис. 4), возможны и другие тракты взаимодействия. Так, системы А, Е могут взаимодействовать не только через физический канал а, но также через последовательность физических каналов c, d, b. Системы Д, М могут быть связаны через физические каналы а, b.

Через физические каналы, соединяющие абонентские системы с узлами коммутации, также могут передаваться повторяющиеся циклы. Тогда несколько прикладных процессов одной системы могут одновременно взаимодействовать с группой процессов других абонентских систем.

После того как временные интервалы распределены по запро­сам на коммутацию каналов оставшиеся временные интерва­лы используются для передачи в режиме коммутации пакетов в порядке очередности блоков данных, направляемых любыми абонентскими системами. Так, в состоянии, показанном на табл., для коммутации паке­тов используются свободные участки: из a3, a4, b2, b4, c2, c3, c4, d3, d4. Естественно, что картина запросов на коммутацию кана­лов все время меняется. В соответствии с этим изменяется и спи­сок временных интервалов, оставляемых для коммутации пакетов.

Здесь оба вида коммутации (КК и КП) слились в один спо­соб передачи информации с гарантией либо без гарантии времени доставки блоков данных.

Виртуальный пучок объединяет несколько виртуальных каналов, проходящих по одному и тому же направлению на каком - либо участке сети. Этот параметр дает возможность коммутатору пе­реключать целые группы виртуальных каналов, не тратя времени на анализ информации по каждому каналу в отдельности .

Каждый физический канал может содержать несколько вирту­альных путей и виртуальных каналов. Конфигурация виртуальных соединений не связана физическими каналами и топология сети АТМ может быть практически любой. Коммутаторы объединяются в шину , кольцо или звезду , однако в большинстве случаев АТМ представляет собой смесь всех возможных топологий.

Формат ячейки АТМ

В таблице 4 приведен формат ячейки АТМ для интерфейса пользователь - сеть, а в таблице 5 - для интерфейса сеть - сеть.

Первые четыре бита заголовка ячейки для интерфейса пользователь - сеть отведено под поле управления потоком GFC ( Generic Flow Control ). Затем следуют идентификатор виртуального пучка VPI (Virtual Path Identifier - VPI: последние четыре бита первого байта и первые четыре бита второго байта) и идентификатор виртуального канала VCI (Virtual Channel Identifier - VCI: вторая половина второго байта, весь третий байт и первая половина четвертого байта ). Коммутация происходит на основе идентификатора виртуального пути и идентификатора виртуального канала, определяющих одно из организованных сое­динений. Емкость VPI для интерфейса пользователь - сеть составляет 256 виртуальных путей. Для интерфейса сеть - сеть отсутствует поле GFC и его поле добавлен к идентификатору ВП, увеличивая емкость VPI до 2¹²=4096 ВП.

Поле индикатора типа полезной информации PTI ( Payload Type Indicator) занимает два бита после поля VCI . Значения поля PTI 00 указывают на то , что в ячейку передаются данные пользователя , другие значения определяют вид управляющей информации.

Поле Res в один бит зарезервировано. Поле приоритета ячейки CLP (Cell Loss Priority), занимающее последний бит четвертого байта, используется для управления потоком данных (0 - приоритетная, 1 - неприоритетная). Пятый ( последний ) байт заголовка ячейки отведен под поле полинома проверки ошибки

После заголовка ячейки следует 48 - байтовое поле информации пользователя (Payload ) или управляющая информация.

Как работает АТМ

Пара VPI/VCI связывает индивидуальную ячейку с определенным виртуальным путем, связывающим конечные узлы. Ячейки, прибывающие на входной порт АТМ, могут быть легко перенаправлены на выходной порт на основе VPI/VCI пары.

АТМ является ориентированным на соединение протоколом (однако он поддерживает предоставление услуг как ориентиро­ванных, так и не ориентированных на соединение). Перед тем как передать информацию, между пользователями организуется виртуальный, или логический канал связи, остающийся в их распоряжении до окончания взаимодействия. Параметры этого канала могут быть различными, в зависимости от вида трафика и его интенсивности, и устанавливаются в момент соединения .

Если виртуальная связь установлена, АТМ- коммутатор составляет карту входящих и исходящих связей для всех промежуточных портов на основе извлеченных из ячеек значений VPI/VCI и осуществляет маршрутизацию ячеек через соответствующие связи. Многие узлы в сети АТМ могут передавать одновременно. Работая с несколькими соседними узлами, коммутатор может принимать и перенаправлять данные одновременно. А поскольку, коммутатор АТМ работает только с данными о маршрутизации, он предназначен к передаче разных типов данных, содержащихся в ячейках.

Передача данных осуществляется в 3 этапа :

- Установление виртуальной связи и определение, через какие коммутаторы будет установлено виртуальное соединение и какой объем информации будет предоставлен для передачи;

- Непосредственно осуществляется сама передача;

- Разрыв связи, задействованная полоса высвобождается и передается в общее пользование сети.

Конечная станция в сети АТМ определяет нужный адрес назначения для ячеек, но она также выставляет требования сети о том типе данных, которые она собирается передавать (пиковая полоса пропускания и скорость передачи данных). Если сеть не может обеспечить требуемые условия передачи данных, то запрос будет либо отвергнут, либо посредством переговоров будет предоставлен виртуальный канал с меньшей полосой. Эта способность определять требуемое качество сервиса для каждой определенной связи, известная как допустимый контроль (Admissions Control) является одним из наиболее важных преимуществ ориентированной на связи сети.

ЛЕКЦИЯ 16