Технология ATM для построения транспортных сетей

Концепция технологии АТМ (Asynchronous Transfer Mode) разрабатывалась для передачи разнородного трафика между пользователями. В России кроме аббревиатуры ATM в технической литературе используются термины асинхронный режим доставки (АРД) и асинхронный режим переноса (АРП). Идея технологии состоит в фрагментации и передаче сообщений ячейками (пакетами фиксированной длины по 53 байта). Небольшая длина ячеек позволяет сократить время на их передачу и тем самым обеспечить небольшие задержки при передаче ячеек, требующиеся для приложений реального времени.

Стек протоколов ATM соответствует нижним уровням семиуровневой модели ISO/OSI и включает адаптационные уровни ATM, называемые AAL1-AAL5, и собственно уровень ATM. Адаптационные уровни транслируют пользовательские данные от верхних уровней коммуникационных протоколов в пакеты, формат и размеры которых соответствуют стандарту ATM. Каждый уровень AAL обрабатывает пользовательский трафик с характеристиками, определенными на этапе установления соединения, называемые классами обслуживания. Классы обслуживания ATM содержат ряд параметров, которые определяют гарантии качества предоставляемой услуги, т.е. минимальный уровень доступной пропускной способности, а также предельные значения задержки ячейки и вероятности потери ячейки (таблица 3). В спецификациях форума ATM предусмотрено несколько классов обслуживания - CBR, VBR, UBR и ABR.

CBR - представляет собой наиболее простой класс обслуживания когда сетевое приложение заказывает максимальную скоростью, которая может поддерживаться соединением без риска потери ячейки с обеспечением низких изменений задержки передачи ячейки. Услуга CBR предназначена в основном для передачи голоса и видео в реальном масштабе времени, при этом резервируется полная полоса пропускания, запрашиваемая конкретным виртуальным соединением. Класс VBR включает два подкласса: трафик VBR реального времени (VBR-RT) и трафик VBR не реального времени (VBT-NRT). Трафик VBR-RT допускает очень узкие границы для задержки передачи ячеек и может использоваться для передачи данных приложений реального времени, которые позволяют небольшое изменение задержки передачи ячеек, например, компрессированное видео. VBT-NRT предназначен для передачи коротких, пульсирующих сообщений, таких как сообщения, возникающие при обработке транзакций системами управления базами данных. Уровень обслуживания UBR не определяет ни битовую скорость, ни параметры трафика, ни качество сервиса. Услуга UBR предлагает только доставку "по возможности", без гарантий по утере ячеек, задержке ячеек или границам изменения задержки. Разработан специально для возможности превышения полосы пропускания, для приложений, не готовых согласиться с фиксацией параметров трафика. ABR, подобно сервису UBR, использует превышение полосы пропускания, но он использует процедуры управления трафиком для оценки степени переполнения сети и избегает потерь ячеек. ABR - это класс сервиса, который обеспечивает надежный транспорт для приложений не чувствительных к задержкам в передаче, за счет того, что он может находить неиспользуемые интервалы времени в трафике и заполнять их своими пакетами. Фазе передачи информации в сетях ATM предшествует этап установления виртуального соединения, во время которого осуществляется проверка достаточности объема сетевых ресурсов, как для качественного обслуживания уже установленных виртуальных соединений, так и для создаваемого. Если сетевых ресурсов недостаточно, то оконечному устройству выдается отказ в установлении соединения. После завершения фазы передачи информации виртуальное соединение разрушается, а сетевые ресурсы могут использоваться в интересах обеспечения другого виртуального соединения. В качестве цифровых систем передачи для переноса сообщений АТМ на физическом уровне могут использоваться системы передачи синхронной (SDH) или плезиохронной (PDH) цифровой иерархии с собственной структурой кадра. Технология АТМ ориентирована на установление соединения, однако, спецификациями предусмотрено обеспечение передачи и приема информации служб, которые не ориентированы на соединение (CL - Connectionless). Это особенно важно, так как одним из практических применений ATM является связь локальных (LAN) и городских вычислительных сетей (MAN), которые используют преимущественно протоколы без установления соединений.