Ip over atm что это
Схема организации логических интерфейсов DAS-3248 схематично представлена на рис.:
Логическая структура интерфейсов DAS-3248
Рассмотрим стек интерфейсов, созданный по умолчанию, для 1-го ADSL порта:
| Bridge port | portid 1 |
| EoA intf | eoa-0 |
| ATM VC intf | aal5-0 |
| ATM Port intf | atm-0 |
| ADSL intf | dsl-0 |
Ниже будет дана краткая характеристика каждого типа интерфейсов данного стека.
Интерфейсы DSL
Интерфейсы ATM (ATM порты)
По умолчанию в DAS-3248 созданы все АТМ интерфейсы (порты).
Команды:
create atm port
modify atm port
get atm port
delete atm port
Интерфейсы ATM VC
ATM VC интерфейсы предназначены для создания, настройки и удаления постоянных виртуальных соединений (PVC) ATM. DAS-3248 поддерживает до 8 ATM PVC на один ADSL порт, т.е. поверх одного ATM порта можно создать до 8 PVC. Названия ATM VC интерфейсов лежат в диапазоне aal5-0. aal5-383.
С помощью настройки ATM PVC интерфейсов возможно:
Подробнее об ATM VC читайте в теме «Создание, удаление и настройка ATM PVC на DAS-3248».
Интерфейсы EoA
Для данного интерфейса можно задать тип поддерживаемого Ethernet трафика: Multicast, Broadcast, Unicast, Unknown unicast.
Команды:
create eoa intf
modify eoa intf
get eoa intf
delete eoa intf
Интерфейсы PPPR и PPPoE
Имена PPPR (PPPoA relay) и PPPoE интерфейсов лежат в диапазонах pppr-0. pppr-383 и pppoe-0…pppoe-383 соответственно.
Команды:
create pppr intf
create pppoe intf
modify pppr intf
modify pppoe intf
get pppr intf
get pppoe intf
delete pppr intf
delete pppoe intf
Интерфейсы IPoA и IPoE
Требуются для обеспечения функционала IPoA to IPoE internetworking. Обратитесь к рекомендации DSL Forum TR-101 за подробностями.
Имена IPoA и IPoE интерфейсов лежат в диапазонах ipoa-0…ipoa-383 и ipoe-0…ipoe-383 соответственно.
Команды:
create ipoa intf
create ipoe intf
modify ipoa intf
modify ipoe intf
get ipoa intf
get ipoe intf
delete ipoa intf
delete ipoe intf
Bridge ports
Bridge port являются вершиной стека интерфейсов DAS-3248 и отвечают за Layer 2 forwarding.
Bridge ports позволяют:
Имена bridge портов (portid) лежат в интервале от 1 до 384 для eoa, pppoe и ipoe интерфейсов. Portid 385 и 386 соответствуют Gigabit Ethernet портам Uplink 1 (eth-0) и Uplink 2 (eth-1) соответственно.
Передача IP трафика по сетям SDH, или Есть ли у ATM альтернатива?
Немало спорят о том, какие транспортные технологии выйдут на первый план в высокоскоростных мультимедийных сетях, например Internet. И хотя большинство спорящих отдают свои голоса в пользу ATM, с этой точкой зрения согласны далеко не все.
Возможен и другой, альтернативный, вариант построения транспортных мультимедийных сетей — использование протокола IP (Internet Protocol) с прямой инкапсуляцией в сети синхронной цифровой иерархии (SDH).
IP используется вот уже более 15 лет, в то время как ATM — относительно новый протокол. За время существования IP Internet из объединенной научной сети разрозненных университетских городков превратилась в огромную компьютерную сеть, покрывшую всю планету. Постоянно увеличивающееся число пользователей Internet (сейчас их счет идет на миллионы) и растущие требования к пропускной способности грозят привести к тому, что Сеть перестанет справляться с нагрузкой. Новые мультимедийные приложения выдвигают гораздо более жесткие требования к предоставляемой полосе пропускания, причем часто в режиме реального времени. Это заставляет пересматривать сложившиеся подходы к построению инфраструктуры Internet.
Для увеличения пропускной способности Internet прежде всего необходим высокоскоростной «транспорт». Один из вариантов — использование популярной технологии ATM. Следует отметить, что в качестве транспортного протокола ATM вызывает все больше нареканий как у производителей оборудования, так и у конечных пользователей. Мы постараемся проанализировать недостатки ATM более подробно и рассмотреть аргументы в пользу другого способа передачи трафика Internet — прямой инкапсуляции протоколов TCP/IP в протоколы SONET/SDH.
Технология ATM
Асинхронный режим передачи, ATM, был представлен на суд производителей и провайдеров сетевых услуг как технология, позволяющая обеспечить необходимую полосу пропускания по требованию и гарантированное качество обслуживания широкому спектру мультимедийных приложений, среди которых на первом месте находился Internet. Таким образом, не самая последняя часть компонентов ATM была ориентирована и разрабатывалась специально для передачи трафика Internet. Предполагалось, что в ближайшем будущем Сеть будет в значительной степени состоять из пользователей ATM и клиентов LANE (LAN Emulation), что обеспечит легкую и естественную миграцию Internet-приложений в новый транспортный протокол, обещающий безграничные возможности.
Однако (возможно, из-за дороговизны новых решений или их неорганичности) этого почему-то не произошло. Более того, все отчетливее стала проявляться тенденция к усилению влияния протоколов TCP/IP именно как транспортных протоколов.
Действительно, стек протоколов TCP/IP давно отработан и испытан, в его создание и отладку вложено немало средств и сил. Если у протокола IPv4 и есть определенные недостатки, то готовящаяся к выходу версия IPv6 позволит устранить большинство из них. Впрочем, существующая версия IPv4 тоже устраивает очень многих и, по мнению экспертов, в состоянии продержаться еще несколько лет. Изрядное число производителей рассматривает именно IP как перспективный транспортный протокол для современной телекоммуникационной инфраструктуры. Так при чем же здесь ATM?
ATM была предложена ITU-T как базовая технология для широкополосного ISDN (или B-ISDN). Поскольку B-ISDN предназначен в основном для передачи мультимедийного трафика, ATM имела все возможности для поддержки такого рода трафика в реальных сетях.
Прошло некоторое время, и производители телекоммуникационного оборудования обратили на ATM свое внимание. Был создан ATM Forum, который занялся воплощением новой технологии в жизнь. При этом задачи, возлагаемые на ATM Forum, состояли в стандартизации и разработке эффективного наращиваемого протокола, поддерживающего трафик с диаметрально противоположными характеристиками (мультимедиа), гарантирующего определенное качество обслуживания (QoS) и поддерживающего многоадресное вещание. Кроме того, данный протокол должен быть совместимым с существующими технологиями LAN и WAN.
Следует понять, что технология ATM приобрела столь широкую популярность именно из-за всеобщей уверенности в том, что существовавшие на тот момент технологии были не в состоянии удовлетворить приведенным выше требованиям.
Технология IP
IP, с другой стороны, совсем не выглядит устаревающим протоколом, о котором следует забыть. По всему миру установлено огромное число решений типа «IP over Ethernet», и совсем непросто уговорить клиентов выбросить дешевые «карточки» Ethernet и установить адаптеры ATM, не обещая при этом принципиально новых возможностей или хотя бы более высоких скоростей (увеличение скорости отнюдь не является очевидным).
Думаю, многие клиенты, имеющие опыт использования адаптеров ATM для персональных компьютеров, согласятся со мной, что сетевая карта Fast Ethernet 100 Мбит/с (не говоря уже про Full Duplex) работает по крайней мере не медленнее, чем адаптер ATM на 155 Мбит/с. Это связано с большей избыточностью протокола ATM и задержками на сборку/разборку ячеек. Что же касается гарантированного качества обслуживания ATM, оно практически не реализовано в LANE, да и для передачи IP-трафика через ATM сейчас используется AAL5 UBR (максимум UBR+ или ABR). Так что говорить о QoS не приходится.
Несомненно, новая технология должна поддерживать широкий диапазон уровней качества обслуживания. Однако IP был выбран в качестве протокола для всеобщего межсетевого взаимодействия и прекрасно работал в Internet, насчитывавшем тогда 20 тыс. компьютеров, уже в середине 1980 г. и продолжает успешно соединять несколько миллионов хостов сегодня. Действительно ли IP изжил себя? Сторонники ATM, вероятно, ответят «да».
Огромные средства были вложены в разработку семейства Internet-протоколов и доведение их до нынешнего состояния. Действует не только ATM Forum, но и IETF (Internet Engineering Task Force) — продолжается поиск путей для применения IP в появляющихся высокоскоростных мультимедийных сетях. Созданы протоколы поддержки многоадресного вещания (IGMP, DVMRP, PIM ) и протоколы, обеспечивающие резервирование ресурсов для передачи трафика (RSVP). Имеется возможность осуществлять маршрутизацию (правда, пока еще не так гибко, как при использовании PNNI) на основе требуемого качества обслуживания (Tag Switching), а готовящийся к выходу в IETF стандарт MPLS (Multiprotocol Label Switching) обеспечит интероперабельность всех устройств, поддерживающих коммутацию меток, и, вероятно, ощутимо потеснит позиции MPOA (Multiprotocol Over ATM).
IP через ATM
Первоначально идея передачи IP через ATM рассматривалась как возможный путь внедрения ATM в существующую архитектуру Internet с последующим полным вытеснением IP. Теперь, понимая, что ATM не в состоянии полностью заменить IP, мы можем задать вопрос: почему же до сих пор не созданы эффективные методы передачи трафика IP через ATM? Видимо, считается, что ATM предлагает уникальную технологию быстрой коммутации, способную решить существующие проблемы нехватки пропускной способности в Internet. Однако на деле здесь проявляются некоторые проблемы.
Прежде всего обратим внимание на то, что практически все (за редким исключением, например ATM25, TAXI и т.п.) физические интерфейсы ATM-коммутаторов работают в формате кадров SDH/SONET/PDH. Это сделано для облегчения интеграции с широко распространенными транспортными сетями SDH. Но даже когда SDH напрочь отсутствует и не предусмотрен проектом, все равно в передачу пользовательского трафика вносится SDH overhead, что, мягко говоря, не увеличивает скорость и производительность сети.
Уместно также будет отметить, что SDH — синхронный метод передачи, а ATM — асинхронный. При передаче ATM-трафика через транспортные сети SDH мы теряем все преимущества асинхронного метода переноса ячеек, не говоря уже о дублировании ряда функций (например, OA&M).
Улучшению ситуации отнюдь не способствует инкапсуляция IP в ATM, в свою очередь работающий через SDH. Протокол ATM является ориентированным на соединение, в то время как IP таковым не является. Это несоответствие также ведет к дополнительному усложнению и дублированию ряда функций.
Так, каждый из протоколов, IP и ATM, требует своего собственного протокола маршрутизации. Необ-ходимы дополнительные управля-ющие функции для контроля за совместной работрой IP и ATM. Уменьшается эффективность передачи многоадресного трафика, поскольку без знания точной топологии сети на нижележащих уровнях передача многоадресных пакетов превращается в их простое копирование на пограничных маршрутизаторах. Распространение таких пакетов осуществляется по далеко не оптимальным для реальной сети маршрутам.
На недостатках методов эмуляции локальных сетей даже нет нужды останавливаться, поскольку любой квалифицированный сетевой специалист согласится, что технологию LANE никак нельзя назвать органичной и перспективной. Со многих точек зрения эта технология — неудачная попытка «притянуть» протоколы, разработанные для сред с широковещательной рассылкой, к работе в среде, где подобный режим передачи данных невозможен (NBMA, Nonbroadcast Multiple Access).
Таким образом, если Internet все-таки остается самим собой и продолжает базироваться на IP, нужна ли дополнительная «прослойка» в виде ATM между IP и действительно эффективным, действительно высокоскоростным транспортным проколом SDH, который одинаково хорошо служит для передачи трафика практически любого вида?
IP через SDH
Технология SDH широко используется для организации надежного транспорта. SDH была разработана для того, чтобы получить стандартный протокол для взаимодействия провайдеров; унифицировать американские, европейские и японские цифровые системы; обеспечить мультиплексирование цифровых сигналов на гигабитных скоростях; обеспечить поддержку функций эксплуатации и технического обслуживания OA&M (operation, administration and maintenance).
Хотя SDH и работает с кадрами и имеет свою канальную структуру, с точки зрения сетевого уровня SDH — всего лишь поток октетов. Для того чтобы корректно вложить пакет IP в SDH-контейнер, необходимо четко определить границы пакета (или группы пакетов) в рамках синхронного транспортного модуля STM (synchronous transport module). Иными словами, между IP и SDH нужна некоторая протокольная «прослойка» для формирования кадров канального уровня.
Поскольку SDH предоставляет соединения типа точка—точка, применение в качестве промежуточного протокола PPP (Point-to-Point Protocol) представляется вполне логичным. PPP широко используется в Internet в качестве протокола канального уровня для организации соединений через глобальные сети. Кроме того, PPP позволяет задействовать дополнительные функции PPP-протокола:
Впрочем, надо отметить, что в качестве сетевого протокола для нас сейчас представляет интерес только IP, а кроме того, ряд функций протокола NCP (например, динамическое присвоение IP-адресов) в нашем случае не актуален. Что нас действительно интересует, так это инкапсуляция IP в PPP с последующим размещением PPP-кадров в SDH.
Инкапсуляция IP в PPP не представляет проблемы, поскольку хорошо отработана и повсеместно используется. Процедура инкапсуляции PPP в SDH (определено значение Path Signal Label = 207hex), показанная на рисунке, должна осуществляться специальным сервис-адаптером на уровне тракта SDH. Сервис-адаптер может представлять собой «черный ящик», принимающий поток PPP-кадров и «выдающий» поток транспортных модулей STM. PPP весьма удачно подходит для работы с SDH, так как оба протокола ориентированы на работу в однобайтном режиме.
Таким образом, используя непосредственную инкапсуляцию трафика Internet в существующую транспортную службу SDH, мы существенно упрощаем сложную сетевую инфраструктуру, а тем самым уменьшаем ее стоимость и увеличиваем эффективную пропускную способность. С появлением новых возможностей передачи IP-трафика на гигабитных скоростях (Gigabit Ethernet) и технологий быстрой коммутации IP-пакетов ( Multiprotocol Label Switching — MPLS) становится реальным использование именно IP-протокола как основы единой транспортной службы для передачи видео, телефонии и других мультимедийных приложений — благо основная часть работ по внедрению протокола IP во Всемирную сеть уже выполнена. В связи с этим очень своевременным кажется появление стандартов (RFC 1619) и первых практических реализаций интерфейсов типа «PPP over SDH» (или Packets Over Sonet — POS) на предназначенных для Internet современных маршрутизаторах, в частности GSR 12000 от Cisco Systems.
В заключение хочется отметить, что автор ни в коей мере не собирается приуменьшать значимость технологии ATM и отрицать ее позитивное влияние на развитие мировых телекоммуникационных служб. Ему лишь представлялось интересным в дискуссионной манере рассмотреть возможность альтернативных путей развития мультимедийных служб, отличных от технологии асинхронного режима переноса ячеек.
Ip over atm что это
Изначально (в конце 80-х гг.) упомянутые технологии были предназначены для решения разных задач, поэтому долгое время развивались совершенно независимо. Однако постепенно они проникали во все новые сетевые инфраструктуры, а главное, имели довольно радужные перспективы, что неизбежно привело к постановке вопроса о взаимодействии сетей доступа на основе xDSL с сетями ATM.
В технических материалах, подготовленных различными организациями и фирмами, такое взаимодействие трактуется неоднозначно. Спектр обсуждаемых вариантов простирается от средств сопряжения сети доступа на базе каналов DSL с магистралями ATM до полномасштабного применения асинхронной передачи на цифровых абонентских линиях. Предметом данной статьи является именно последний случай, когда передаваемые по сети 53-байтные ячейки ATM достигают компьютеров конечных пользователей.
Когда речь заходит о применении режима ATM в сетях доступа, построенных на базе обычных телефонных линий, среди многочисленных разновидностей технологии xDSL чаще других упоминается Asymmetric Digital Subscriber Line (ADSL). Совокупность представлений о соответствующих данному случаю архитектуре сети доступа, функциональных возможностях и технических характеристиках формирующего ее оборудования, методах транспортировки данных и средствах управления постепенно оформилась в концепцию ATM over ADSL.
Архитектура сети доступа
Рис.4 Структура сети с архитектурой ATM over ADSL
В качестве примера рассмотрим процедуры преобразования трафика, передаваемого от удаленного пользователя в сеть. Несмотря на разнообразие реализаций рассматриваемой технологии, общая задача абонентских устройств доступа сводится к инкапсуляции трафика третьего (а иногда и второго) уровня в ячейки ATM для его последующей передачи по ADSL-соединению.
Методы инкапсуляции данных
Рис.5. Методы инкапсуляции трафика
Транспортировка пакетов Ethernet по сети асинхронной передачи. Этот метод, определенный в документе RFC 1483 консорциума Internet Engineering Task Force (IETF), сводится к простому встраиванию пакетов Ethernet в блоки данных (PDU) пятого адаптационного уровня ATM (AAL5), которые затем транспортируются по соединениям PVC. Основные преимущества такого решения заключаются в простоте реализации и совместимости с огромным парком оборудования Ethernet, используемого по всему миру. Недостаток состоит лишь в том, что конечный сегмент сети доступа остается ориентированным на классическую пакетную передачу. Это обстоятельство не сулит особых неприятностей, если все ограничивается обычной Web-навигацией или удаленным доступом к файлам на корпоративном сервере, однако негативно сказывается на работе пользователей, когда дело доходит до передачи мультимедиа-трафика или запуска приложений реального времени. Впрочем, неэффективность транспортировки больших пакетов путем их разбиения на ячейки ATM (которые к тому же должны сосуществовать с «естественными» 53-байтными ячейками) минимизируется благодаря высокой скорости на линиях ADSL.
Передача IP-пакетов по сети ATM (IP over ATM). В настоящее время это самый распространенный способ транспортировки IP-трафика по сети ATM, поддерживаемый разнообразными моделями ATM-устройств. Появление данной технологии предвосхитило создание стандарта на обработку многопротокольного трафика в сети асинхронной передачи MultiProtocol over ATM (MPOA). В документе RFC 1577 регламентированы как непосредственная инкапсуляция IP-трафика в ячейки ATM все на том же уровне AAL5, так и функции преобразования адресов для постоянных и коммутируемых виртуальных соединений. Операции с соединениями SVC были позднее определены в документе RFC 1755.
Непосредственное использование ATM на «последней миле». В этом случае обмен данными между настольным компьютером и сетью ATM можно осуществлять напрямую, без «посреднических» протоколов вроде TCP/IP. На практике для такой цели чаще всего применяются расширения Winsock2 ATM компании Microsoft.
Если при использовании других методов соединения PVC заканчиваются в мультиплексоре DSLAM, то в данном случае они простираются до абонентского оборудования. Приложения, непосредственно работающие с трафиком ATM, пока не получили широкого распространения, однако их очевидные преимущества состоят в высокой производительности, малом значении задержки при передаче данных, в поддержке мультимедиа-трафика и разных уровней QoS, хорошей масштабируемости (поскольку вместо IP-адресов задействуются схемы адресации ATM). Кроме того, появляется возможность обойтись без дорогостоящих средств межсетевого взаимодействия как на уровне абонентских устройств доступа, так и в центральном офисе NAP или на входе в сеть Internet-провайдера. Недостатком указанного подхода является необходимость организации отдельного соединения PVC для каждого пользователя, тогда как, скажем, в методах, основанных на сохранении кадров PPP (пусть и в инкапсулированном виде), количество таких соединений можно значительно уменьшить.
Прежде всего, из-за повсеместной распространенности PPP полный переход на ATM может потребовать настолько существенной модернизации коммуникационных приложений, что проще прибегнуть к инкапсуляции трафика. Еще существеннее то обстоятельство, что в протоколе PPP предусмотрены средства аутентификации пользователей и защиты данных, которые невозможно получить в среде ATM, не переписав изрядной доли используемого ПО.
Процедуру инкапсуляции выполняет модем ATM/ADSL, на вход которого настольный компьютер посылает обычные кадры PPP. Модем сначала преобразует эти кадры в блоки данных AAL5 PDU, а затем разбивает их на части для отправки в сеть в составе ячеек ATM. На принимающем конце соединения те же операции выполняются в обратном порядке. Главное достоинство такой схемы состоит в прозрачности промежуточных преобразований для оконечного оборудования (пользовательского ПК и сервера, к которому осуществляется доступ).
Впрочем, схема PPP over ATM также таит в себе подводные камни. Изначально создававшийся для удаленного доступа в сеть с единичного компьютера, протокол PPP в своем классическом виде плохо приспособлен для дистанционного подключения локальной сети удаленного офиса. Кроме того, он создает значительную нагрузку на ЦП компьютеров, обрабатывающих кадры этого протокола, что может сильно ограничивать расширяемость основанных на нем решений.
Абонентское оборудование
Мостовой модем Ethernet/ADSL. Схема подключения конечных станций к цифровой абонентской линии, воплощаемая таким устройством, показана на рис. 6, а. Мостовой модем играет роль интерфейса между одним или несколькими ПК и линией ADSL. Он выполняет инкапсуляцию кадров Ethernet в ячейки ATM, а также осуществляет кодирование потоков данных перед их отправкой в линию.
Ряд аналитиков считает применение мостового модема простейшей реализацией технологии ATM в сети доступа. Действительно, единственное требование, накладываемое в данном случае на пользовательское оборудование, сводится к наличию в подключаемом компьютере адаптера Ethernet (или Fast Ethernet). Обработка трафика тоже не отличается особой «интеллектуальностью»: при его передаче используются функции моста, заголовки же третьего уровня не анализируются вовсе. Благодаря этому мостовой модем может применяться для удаленного подключения сетей на базе Ethernet, в которых на третьем уровне задействуются протоколы, отличные от IP (в частности, IPX фирмы Novell).
Недостатки данного решения являются продолжением его достоинств. Так, Internet-провайдер должен поддерживать обработку пакетов Ethernet, восстанавливаемых из принятых ячеек ATM. Использование мостового модема Ethernet/ADSL ограничивает гибкость и масштабируемость сети доступа, поскольку технология Ethernet over ATM ориентирована только на работу с соединениями PVC. В такой среде не удается реализовать передачу трафика PPP или IP по каналам ATM, с ростом же размеров сети довольно острыми становятся проблемы ее администрирования. При определенных условиях резко возрастает объем трафика, передаваемого по линии ADSL, что требует выделения для него дополнительной полосы пропускания. Наконец, весьма ограниченными оказываются средства управления трафиком, ибо технология ATM применяется не на всем протяжении соединения между ПК и оборудованием провайдера (некоторые производители частично компенсируют этот недостаток путем внедрения в модем дополнительных функций обработки ATM-трафика). Не обеспечивается поддержка приложений, непосредственно ориентированных на режим ATM, поскольку они не получают прямого доступа к сети асинхронной передачи.
Маршрутизирующий модем Ethernet/ADSL. Это решение является естественным развитием предыдущего и с физической точки зрения мало чем отличается от изображенного на рис. 6, а. Его главная функциональная особенность заключается в том, что модем выступает в роли маршрутизатора удаленного доступа. Способность устройства обрабатывать пакеты третьего уровня означает возможность работы с коммутируемыми соединениями SVC, благодаря чему расширяется перечень поддерживаемых методов инкапсуляции, в число которых теперь попадают PPP over ATM и IP over ATM.
Перенос обработки на третий уровень сулит определенный выигрыш в производительности, что в какой-то степени компенсирует сравнительно высокую стоимость решения (пользователю приходится приобретать и сетевую карту, и выносной модем). Кроме того, маршрутизирующий модем способен выступать в роли пакетного фильтра или брандмауэра, повышая степень информационной безопасности удаленного узла, а также ограничивать распространение широковещательных пакетов по сети доступа.
Однако следует иметь в виду, что наличие функций маршрутизации затрудняет конфигурирование модема, управление им и обновление ПО. Реализация функций брандмауэра усложняет процесс управления еще больше. Как и в случае мостового модема, использование приложений, непосредственно ориентированных на работу в сети ATM, оказывается невозможным.
Модем ATM/ADSL позволяет перенести все процедуры инкапсуляции и обработки ATM-трафика непосредственно на уровень ПК, в который устанавливается ATM-адаптер. В связи с умеренными требованиями к пропускной способности соединения между ПК и модемом можно ограничиться скоростью передачи 25 Мбит/с, которая в других ситуациях применяется все реже. В описываемой конфигурации выносной модем не является полностью прозрачным для передаваемого трафика. Его важнейшая функция заключается в согласовании скоростей передачи ATM- и ADSL-портов путем буферизации ячеек ATM.
Как это ни странно, но при определенных условиях использование модема ATM/ADSL может оказаться дешевле решений на базе Ethernet-моста или маршрутизатора. Хотя сам ATM-адаптер стоит дороже сетевой карты Ethernet, основные затраты приходятся на выносное устройство доступа, и здесь цена ADSL-модема с функциями ATM может оказаться ниже таковой для маршрутизатора удаленного доступа.
К числу достоинств модема ATM/ADSL следует отнести такие возможности, как реализация любого из четырех указанных методов инкапсуляции, поддержка соединений SVC на программном уровне, эффективное управление трафиком благодаря непосредственному доступу приложений к сети ATM, например через Winsock2. На противоположной чаше весов оказываются, пожалуй, лишь проблемы настройки конфигурации и управления, которые в основном относятся к внешнему модему.
Адаптер ATM/ADSL в настольном компьютере. Анализ функциональной роли выносного модема наводит на мысль, что при определенных условиях без него можно обойтись. В этом случае (рис. 6, б) инкапсуляция данных, обработка ячеек ATM и кодирование трафика перед отправкой в линию ADSL выполняются непосредственно в ПК. Такое решение отличается минимальной стоимостью, простотой установки и последующей эксплуатации, поддержкой различных методов инкапсуляции, хорошей расширяемостью и возможностью применения разнообразных средств управления трафиком ATM. Его привлекательность усиливается благодаря встроенной поддержке технологии асинхронной передачи в последних версиях ОС Windows (Windows 98 и NT), а также появлению спецификаций ATM over Universal Serial Bus (USB) компании Intel. Встроенный адаптер является удачным выбором и при реализации тех разновидностей xDSL, в которых не используется частотный разделитель, прежде всего G.Lite.
Адаптер ATM/ADSL в сервере удаленного доступа. Этот вариант (рис. 6, в) чем-то похож на предыдущий, однако он позволяет предоставить доступ в глобальную сеть сразу нескольким компьютерам, объединенным в сеть рабочей группы. В рассматриваемой конфигурации сервер удаленного доступа играет роль маршрутизатора, отвечающего за обмен трафиком между локальной и глобальной сетями.
Рекомендации по выбору типа абонентского оборудования
| Задача | Рекомендуемое решение |
|---|---|
| Поддержка одиночного удаленного пользователя | Адаптер ATM/ADSL в ПК |
| Поддержка четкой «демаркационной линии» между абонентским оборудованием и сетью NAP | Любой внешний ADSL-модем |
| Простота установки и настройки конфигурации при подключении локальной сети Ethernet | Мостовой модем Ethernet/ADSL |
| Поддержка существующей локальной сети Ethernet со сложной структурой | Маршрутизирующий модем Ethernet/ADSL |
| Минимизация изменений в средствах удаленного управления IP-адресами и защитой данных | ATM-адаптер, поддерживающий инкапсуляцию PPP over ATM |
| Минимизация затрат при подключении рабочей группы | Адаптер ATM/ADSL в сервере удаленного доступа |
| Поддержка ATM-приложений | Любой ATM-адаптер и расширения Winsock2 ATM Extensions |
Перевод сети рабочей группы с разделяемого доступа на коммутируемую архитектуру решает проблему лишь частично. Более последовательный подход состоит в полной модернизации локальной сети путем оснащения серверов и рабочих станций ATM-адаптерами и замены маршрутизатора доступа на ATM-коммутатор, за которым уже будет стоять модем ATM/ADSL. Многочисленные технические преимущества такого решения очевидны из предыдущего изложения, однако для небольшой компании его реализация грозит влететь в копеечку. Конечно, при переводе сети на рельсы асинхронной передачи можно сохранить линии на витой паре и ограничиться пропускной способностью 25 Мбит/с. Тем не менее этот вариант трудно рекомендовать в качестве предпочтительного.
Исключение составляет ситуация, когда локальная сеть удаленного офиса только проектируется. Тогда вместо покупки маршрутизатора доступа и адаптеров Ethernet/Fast Ethernet имеет смысл с самого начала сделать ставку на ATM (либо на комбинированный вариант Ethernet/ATM, рис. 7) и построить сеть с описанной конфигурацией. Как показывают оценки, разница в начальных затратах может оказаться не очень существенной.
Рис.7. Подключение комбинированной сети Ethernet/ATM к линии ADSL
Сильные и слабые стороны различных типов абонентского оборудования, используемого для поддержки технологии ATM на линиях ADSL, суммированы в таблице, которую можно найти в электронной версии статьи. Однако содержащиеся в ней сведения не следует абсолютизировать. При выборе того или иного решения нужно принять во внимание, каковы структура сети поставщика услуг доступа и методы инкапсуляции трафика, используемые Internet-провайдером или в корпоративной сети. Не меньшее значение имеет характер задач, стоящих перед удаленным пользователем, и требования, предъявляемые к функциональным характеристикам применяемого оборудования. Другими словами, единого решения, годящегося на все случаи жизни, не существует. Рекомендации по выбору абонентского оборудования в наиболее типичных случаях приведены в таблице.
Оборудование центрального офиса
Рис.8. Оборудование центрального офиса,
необходимое для поддержки технологии ATM over ADSL
Если на абонентском конце соединения установлен частотный разделитель, аналогичное оборудование должно присутствовать в центральном офисе. Отделенный низкочастотный (0-4 кГц) трафик поступит на локальный голосовой коммутатор и затем в телефонную сеть, а ячейки ATM попадут в мультиплексор DSLAM. Если в сети доступа применяется технология ATM over ADSL, мультиплексор должен иметь требуемое число входных ATM-портов и уметь обрабатывать ячейки ATM.
Для соединения ADSL-мультиплексора с ATM-коммутатором используется высокоскоростной канал с пропускной способностью 45, 155 Мбит/с или выше. Выбор скорости зависит как от быстродействия последующих ATM-магистралей, так и от прогнозируемой суммарной интенсивности входных потоков ATM, поступающих на мультиплексор.
Обработка «нисходящего» трафика сводится к приему устройством DSLAM высокоскоростного потока ячеек ATM от коммутатора (который не обязательно должен находиться в том же центральном офисе NAP), анализу адресов отдельных ячеек и их передаче на соответствующий выходной порт DSLAM.
На рис. 8 аппаратные средства, установленные в центральном офисе, изображены как отдельные устройства. Между тем на практике частотный разделитель нередко является составной частью DSLAM, а сам мультиплексор бывает выполнен в виде модуля, устанавливаемого в голосовой коммутатор.
Анализируя работу оборудования центрального офиса, поддерживающего архитектуру ATM over ADSL, следует иметь в виду, что две рассматриваемых технологии (ADSL и ATM) соответствуют двум нижним уровням эталонной модели OSI. Соответственно, применение асинхронной передачи на «последней миле» никак не затрагивает следующих уровней протокольного стека, так что обработка пакетов TCP/IP или IPX не требует какой-либо модернизации существующих приложений. Таким образом, возможность использования в сети доступа тех или иных протоколов третьего и четвертого уровней зависит только от способности Internet-провайдера или администратора корпоративной сети обеспечить обработку соответствующих пакетов.
Управление трафиком
Как и в любой иной среде с пакетной передачей, при проектировании сети ATM используется принцип статистической достаточности ресурсов. Он базируется на хорошо известном выводе теории массового обслуживания: для предоставления конкретного сервиса всем имеющимся абонентам достаточно ресурсов, которые позволяют одновременно охватить этой услугой только их часть. Действительно, трудно представить себе, что все компьютеры, подключенные к сети ATM, в одно и то же время начнут передавать данные с максимальной скоростью. При работе в Internet, когда наиболее типичным клиентским приложением является Web-браузер, «нисходящий» трафик возникает только при загрузке новой страницы. В результате отношение числа абонентов к количеству входных портов оборудования центрального офиса может составлять 8:1, 10:1 и даже больше.
Сказанное в полной мере относится к технологии xDSL: устройства DSLAM нередко выполняют статистическое мультиплексирование в пропорции 1:100, а значит, решение на базе ATM over ADSL гораздо экономичнее организации выделенной линии с такой же пропускной способностью. (Стоит заметить, что, при всей справедливости вероятностных оценок, в случае использования мегабитных скоростей передачи данных по линиям DSL «узким местом» могут стать каналы выхода сети Internet-провайдера в международные глобальные сети. Впрочем, эта проблема не имеет непосредственного отношения к технологии ATM over ADSL.)
Режим асинхронной передачи как нельзя лучше приспособлен для обработки трафика, интенсивность которого изменяется по тому или иному вероятностному закону. Современное оборудование, выполняющее коммутацию или мультиплексирование потоков ATM, нередко специально проектируется для транспортировки трафика без потерь ячеек в изменяющихся условиях функционирования сети.
Решающая роль при этом отводится алгоритмам формирования трафика (traffic shaping) на стороне отправителя, которые обеспечивают его передачу в сеть с заранее согласованной скоростью, что уменьшает вероятность потерь ячеек или полностью исключает ее. Процедура формирования трафика, выполняемая абонентским устройством доступа, особенно актуальна в связи с тем, что несколько активных виртуальных соединений могут начинаться в одном устройстве. Распределение между ними исходящих потоков ячеек обуславливает еще большее снижение риска потери данных при резком возрастании интенсивности потоков. Подобные механизмы управления трафиком в сетях ATM позволяют поставщикам услуг доступа гарантировать определенный уровень сервиса как абонентам, так и тем Internet-провайдерам, в сети которых они направляют поступающий трафик.
Расширяемость
Говоря о расширяемости, не стоит сбрасывать со счетов и тот факт, что технология ATM практически не чувствительна к типу и полосе пропускания физической среды передачи. Как известно, существующие стандарты дают возможность организовывать транспорт 53-байтных ячеек со скоростью от полутора мегабит (DS-1) до нескольких гигабит (OC-48, OC-192) в секунду. Тип модуляции (CAP, DMT) и другие характеристики физического уровня, включая применение частотного разделения, не влияют на процесс передачи. Именно это обстоятельство в свое время побудило операторов активно внедрять технологию ATM в магистральных каналах. Позднее оно же заставило распространить режим асинхронной передачи на «последнюю милю».
Нерешенные проблемы
Как уже говорилось, не завершена стандартизация механизмов передачи трафика PPP по сетям ATM. К счастью, ряд производителей начал включать в свои продукты поддержку PPP over ATM, не дожидаясь появления официального стандарта. Опасность, подстерегающая пользователей, общеизвестна: нет гарантии, что устройства от разных поставщиков смогут взаимодействовать друг с другом.
Другая проблема связана с управлением IP-адресами конечных станций при использовании на «последней миле» режима асинхронной передачи. Упомянем еще процедуру динамической подстройки скорости передачи, которая должна учитывать физические характеристики телефонных линий, применяемых в сети доступа.
Проработка технических аспектов технологии ATM over ADSL заметно ускорилась, когда в этой деятельности помимо организации ADSL Forum стал принимать участие консорциум ATM Forum. Есть веские основания полагать, что основные препятствия к практическому применению концепции ATM over ADSL будут устранены в самое ближайшее время. А такие преимущества данной технологии перед альтернативными разработками, как дешевизна (в пересчете на 1 Мбит/с пропускной способности), малые задержки передачи, поддержка различных уровней качества сервиса, возможность сохранения прежних инвестиций в сетевую инфраструктуру и гибкого управления трафиком, будут способствовать дальнейшему росту ее популярности.
Реклама: AUMA эксперт по электроприводам электропривода AUMA.
