На сайте 100500 рефератов в 150 категориях	Искать реферат
Рефераты на 5 с плюсом С нашим сайтом написать реферат проще простого

Технология ATM и алгоритм RED

Категория: Технологии

версия для печати

Страница: [1] [2] [3]

Сервисы. Для различных видов информации (голос, видеоинформация, данные), передаваемых с помощью ATM, определены следующие классы сервисов:

класс A используется для передачи с постоянной скоростью потока данных (Constant Bit Rate — CBR). Он обеспечивает эмуляцию коммутируемого канала, подходит для голосовых данных.

Класс B используется для передачис переменной скоростью потока данных (Variable Bit Rate — VBR), например, для видеоконференций.

класс C для обмена данными с установлением соединения (ABR).

класс D используется для передачи данных без установления соединения (UBR).

Как формируется ячейка? Для каждого класса сервиса установлены протокольные блоки данныхPDU (Protocol Data Unit), которые являются блоками данных для ячеек. Каждый PDU содержит 48 октетов — групп по 8 бит (вместе 48 байт), используемых для заголовка, концевика и собственно данных (Payload в терминологии ATM). Остальные 5 октетов ячейки (вместе 5 байт) составляют заголовок ATM. В него входят 4 бита общего управления потоком, 8 бит идентификатора витуальногопути VPI (Virtual Path Identifier), 16 бит идентификатора виртуального канала VCI (Virtual Channel Identifier), 3 бита указателя типа данных (Payload Type), 1 бит CLP (Cell Loss Priority) и 8 бит HEC (Header Error Control). Бит CLP определяет возможность отбрасывания данной ячейки в случае напряженного уровня трафика.

В ATM различают 3 планы(Группы деятельности):

план управления, на котором устанавливаются и обслуживаются вызовы и соединения

план пользователей, на котором происходит обычный обмен данными

план менеджмента, координирующий все 3 планы и управляет ресурсами

Как же происходит передача? Потоки данных от различных типов сервисов (голос, видеоинформация, данныеи ячейки от ATM-станций) обрабатываются сервисами соответствующих классов и «расфасовываются» в 48-октетного PDU, которые помещаются в ячейки и мультиплексируются в поток ячеек для передачи. (Само слово мультиплексирования означает комбинирование отдельных сигналов в единую скоростную передачу). С помощью ATM в носитель передаются ячейки из многих источников. Они могутсмешиваться, однако каждая имеет свою целевую адрес, а именно: ячейки содержат идентификаторы виртуальных каналов и путей, используемых для достижения адресата назначения (первые 5 октетов ячейки). ATM-коммутатор использует информацию идентификаторов для направления ячеек в соответствующий порт. Поток ячеек кодируется и передается через физическуюсреда передачи ATM-сети. При мультиплексирования сигналы поступают по порядку через регулярные промежутки времени. То есть — все ячейки по времени и размеру одинаковы. На приемной стороне происходят обратные преобразования и потоки данных передаются на выход соответствующим сервисам.

Плюсы ATM.

ATM комбинирует мультиплексирования и коммутации пакетовв одном универсальном методе передачи данных. Он поддерживает передачу данных в локальных сетях, а также передачу голосовой и видеоинфомации. Так как ячейки имеют небольшой размер, они обрабатываются быстро. Задержка на переключение пакетов невелико. Это имеет важное значение для передачи речи и видео, которые очень зависят от времени.

ATM — это транспортныйпротокол, работающий на подуровне MAC уровня связи данных. Благодаря этому он может работать над многими топологиями физического уровня, в отличие от FDDI (Fiber Distributed Data Interface — используется для межсетевого передачи данных, использует топологию двойного кольца). ATM не основана на каком-то конкретном протоколе. Он может отображатьлюбой вид пакета в 53-байтовую ячейку и передавать ее по кабелю или глобальной сети.

ATM может использоваться в качестве физического носителя для организации глобальных сетей SONET, которые телефонные компании используют в телефонных линиях и сетевых коммуникациях.

Стандарт ATM не ограничен скоростью передачи как FDDI (работает со скоростью100 Мбит / с).

Малый размер ячеек не требует специальной обработки как в FDDI.

Алгоритм RED: красный свет для лишних пакетов

Если уже было упомянуто о бит CLP (Cell Loss Priority), который определяет возможность отбрасывания данной ячейки в случае напряженного трафика, то уместным будет и рассказ о так называемом алгоритм RED или RandomEarly Detection (Своевременное нахождения перегрузки).

Очень широко применяется для передачи трафика локальных сетей и Internet указанный выше тип сервиса UBR (класс D), что обусловлено его простоя реализацией. К трафика не предъявляются какие-либо жесткие требования и сеть просто передает столько данных, сколько может. Соответственно"Поведение" трафика в сети ATM становится неконтролируемым, что приводит к нежелательным последствиям, таким как перегрузки и потеря данных.

Для улучшения функциональных возможностей UBR в него был введен ряд механизмов управления трафиком, включая EPD (раннее отбрасывание пакетов) и PPD (отбрасывания остатков пакетов). Данный тип сервиса получилназвание UBR +. Кроме того существует еще так называемый алгоритм RED. Сначала он был предложен для пакетных сетей: он хорошо себя зарекомендовал при работе с протоколом TCP.

RED в сетях TCP / IP

TCP — протокол, ориентированный на соединение, в свя связи с чем он имеет ряд особенностей. TCP начинает свою работу с процедуры подключения исогласования (синхронизации) основных параметров, таких как размер окна подтверждения и максимальный размер пакета. После синхронизации TCP сразу посылает столько пакетов, сколько допускает размер окна подтверждения.

Подобный взрыв нагрузки не опасен для скоростных сетей. Однако в комплексных сетях, где могут существовать низкоскоростныеучастки и перегруженные коммутаторы, непредвиденная появление большого количества пакетов может привести к существенному снижению пропускной способности (что обусловлено потерями трафика и последующей его ретрансляцией). В современных реализациях протокола TCP избежать этих неприятностей позволяет механизм Slow Start.

В случае использования Slow Start протокол TCP,после синхронизации пакетов, сначала отсылает один пакет, потом (когда получено подтверждение на его доставку) — два, четыре, и так до тех пор, пока количество пакетов, передаваемых одновременно, не будет соответствовать размерам окна подтверждения. При потере хотя бы одного из пакетов источник начинает процедуру Slow Start заново. В различных реализациях TCP (TCPTahoe, TCP Reno) количество пакетов, с которой начинается передача, и коэффициент увеличения количества пакетов могут динамически зависеть от времени распространения пакетов (Round-trip time — RTT). Это дает возможность адекватно реагировать на состояние сети.

Алгоритм RED позволяет контролировать нагрузку сети с помощью выборочного случайного уничтожения некоторыхпакетов, побуждает протоколы, подобные TCP, снижать скорость передачи. При потере хотя бы одного пакета протокол TCP начинает процедуру Slow Start сначала: это снижает объем трафика, поступающего в сеть. Целесообразнее не ждать полного перегрузки сети (тогда будет удален весь трафик), а уже на подступах к опасному участку выборочноуничтожать отдельные пакеты, информируя тем самым источники нагрузки о текущей пропускной способности сети.

Кроме того, алгоритм RED в сетях TCP / IP помогает избавиться от проблемы, известной под названием «тотальная синхронизация». Она возникает, когда несколько источников, работающих через один и тот же перегруженный сегмент сети, узнают опотери пакетов. Как следствие, эти источники одновременно снижают скорость, а затем одновременно ее наращивают, что приводит к новому перегрузки и потере пакетов. Таким образом, состояние сети периодически меняется от простоя до перегрузки.

RED позволяет избежать тотальной синхронизации, выборочно уничтожая пакеты определенных источников. А поскольку зачисто ймовирнисних причинам большие пакеты уничтожаются чаще малы, то можно надеяться на справедливое распределение полосы пропускания. Конечно, селективное уничтожение пакетов приводит к подобному результату, только когда источник имеет какой-либо интеллектуальный механизм контроля за скоростью передачи.

RED в сетях ATM.

Все вышеперечисленное относитсяи к работе протокола TCP через ATM. Поэтому алгоритм RED можно эффективно использовать для управления передачей трафика TCP / IP в сетях ATM. Кроме того, в сетях ATM он используется в качестве механизма управления трафиком, дополняющий уже существующие методы.

Страница: [1] [2] [3]

версия для печати