Технология, основанная на становлении виртуальных каналов и предназначенная для использования в качестве единого универсального транспорта нового поколения сетей с интегрированным обслуживанием. Под интегрированным обслуживанием здесь понимается способность сети передавать трафик разного типа: чувствительный к задержкам и эластичный.

Высокая пропускная способность Экономичный расход ресурсов сети Обеспечение качества обслуживания Позволяет обслуживать различные классы пользователей Гибкость системы

В технологии ATM для переноса данных используются ячейки. Принципиально ячейка отличается от кадра только тем, что имеет, во-первых, фиксированный, во-вторых, небольшой размер. Длина ячейки составляет 53 байта, а поля данных 48 байт. Именно такие размеры позволяет сети ATM передавать чувствительный к задержкам аудио- и видео трафик с необходимым уровнем качества.

General Flow Control - 4 бита, часто не используются, содержит информацию в случае нескольких на одном АТМ интерфейсе, отсутствуют в NNI. Virtual Path Identifier - 1 (1.5) байт (4096 путей в пределах одного коммутатора). Virtual Channel Identifier - (2 байта). Пара значений VPI и VCI используется коммутаторами для перенаправления ячеек. Payload Type - тип ячейки (3 бита управление/данные, перегрузки, пометка последней ячейки в кадре AAL5. Cell Loss Priority - 1 бит разрешения уничтожения ячейки. Head Error Check - контрольная сумма заголовка (1 байт). Тело ячейки не проверяется на корректность передачи.

Соединение между двумя устройствами АТМ может быть по выделенному виртуальному каналу или по коммутируемому ВК. В основном для АТМ характерны соединения типа точка-точка (одно и двунаправленные), но бывают и один-ко-многим (однонаправленное), когда работу по размножению широковещательных ячеек берет на себя коммутатор. На момент установления соединений устройства АТМ пользуются единой системой адресации NSAP (Network Service Access Point) (стандарт Е.164, 20-байтные адреса). Всего существует 3 типа адресов АТМ, первый байт идентифицирует их тип. Следующие 13 байт адреса идентифицируют коммутатор, оставшиеся - устройства, к нему подключенные. Для поддержки служб более высокого уровня модели OSI/RM, например, сетевого-транспортного для TCP/IP, в сетях АТМ предусмотрено функционирование протоколов согласования АТМ адресов с глобальными адресами (ARP-, DNS-подобные службы).

Конечные станции Коммутаторы АТМ Граничные устройства Каналы связи

Физический уровень АТМ делится на два подуровня - Transmission Convergence (подуровень подготовки к передаче) и PMD (зависимый от среды передачи). ТС: - распознавание границ ячеек (отсутствует преамбула, ячейки всегда длиной 53 байта, если суммы нескольких подряд ячеек совпадают - значит, границы ячейки правильно установлены), - расчет и проверка контрольной суммы заголовка (HEC), - генерация дополнительных символов Idle (при необходимости более нижнему уровню), - упаковка потока бит в формат кадра несущей сети (например, SONET/SDH, DS-3 или 155 Мбит/с с кодирование 8В/10В для экранированной витой пары). PMD: - поддерживает синхронизацию относительно сигнала, - соответствует физическому представлению сигнала (в том числе кодированию) для транспортной сети, используемой в качестве среды передачи.

На канальном уровне АТМ определен формат ячейки, а также он (уровень) ответственен за деление одного физического канала на несколько виртуальных. На канальном уровне происходят процедуры перенаправления ячеек из порта в порт коммутатора. Вместе с уровнем адаптации ATM они подготавливают данные для упаковки в 48 байтовые ячейки. Уровень AAL маскирует от более высоких уровней особенности взаимодействия поверх АТМ, предоставляя лишь сервис определенного качества. Существует 4 вида услуг, предоставляемых уровнем адаптации АТМ, которые полностью соответствуют градациям качества обслуживания (Quality of Service, QoS). Понятие QoS вводится для разделения классов предоставляемого сетью сервиса (от полностью асинхронного типа трафика, характерного для ЛВС, до синхронного, воплощенного в сетях SONET/SDH или ISDN).

Перед включением станции в сеть необходимо настроить уровень адаптации АТМ в соответствие с выбранным классом обслуживания. Заголовки разных уровней адаптации отличаются друг от друга.

AAL 1 1 байт заголовков (порядковые номера последовательно отправленных ячеек) + 47 байт данных. AAL 1 разработан для поддержки постоянной скорости передачи битов (приложения реал-тайм). AAL 2 Назначение: обеспечить передачу данных с переменной скоростью в реальном времени (пустые ячейки не отсылаются, используется самосинхронизация). Полезная нагрузка - 45 байтов, 3 байта - CRC + длина поля данных + порядковые номера. AAL 3/4 Передача информации с переменной скоростью как в ориентированной на соединение, так и не в ориентированной на соединение модели обмена данными. Данные - 44 байта (из 53). Кроме полей AAL 2 есть еще тип информации и идентификатор мультиплексирования (для идентификации протоколов вышележащих уровней). Очень много накладных расходов.

AAL 5 Обеспечивает максимальную эффективность передачи по сети АТМ потоков данных. Основное назначение: передача при помощи АТМ данных разных протоколов. Полезная информация (сегмент данных высокого уровня делится на ячейки по 48 байт) передается в каждой ячейке, кроме последней. В предпоследней в потоке передаются заголовки высоких уровней, а в последней - служебная информация. Заголовки последней ячейки: CRC-32, длина сегмента ( ), пометки основной части (для последней ячейки), поле заполнения потока до кратного 48 байтам. Кроме конфигурирования уровня адаптации, в АТМ есть понятия "политика трафика" и "управление трафиком". Эти параметры обговариваются на этапе подключения станции к сети. "Политика трафика" устанавливает пиковую, среднюю пропускную способность, возможность кратковременного увеличения трафика от станции и др. "Управление трафиком" реализовано на основании аппаратно-программных очередей в сетевых ресурсах.

Подуровень схождения (СS) Подуровень сегментации и сборки(SAR)

-постоянные виртуальные каналы (PVC - Permanent Virtual Circuits); -коммутируемые виртуальные каналы (SVC - Switched Virtual Circuits); -интеллектуальные постоянные виртуальные каналы (SPVC - Smart Permanent Virtual Circuits).

PVC - это постоянное соединение между двумя конечными станциями, которое устанавливается вручную в процессе конфигурирования сети. Пользователь сообщает провайдеру ATM-услуг или сетевому администратору, какие конечные станции должны быть соединены, и он устанавливает PVC между этими конечными станциями. PVC включает в себя конечные станции, среду передачи и все коммутаторы, расположенные между конечными станциями. После установки PVC для него резервируется определенная часть полосы пропускания, и двум конечным станциям не требуется устанавливать или сбрасывать соединение.

SVC устанавливается динамически, а не вручную. Для него стандарты передачи сигналов уровня ATM определяют, как конечная станция должна устанавливать, поддерживать и сбрасывать соединение. Эти стандарты также регламентируют использование конечной станцией при установлении соединения параметров QoS из уровня адаптации ATM. Кроме того, стандарты передачи сигналов описывают способ управления трафиком и предотвращения "заторов": соединение устанавливается только в том случае, если сеть в состоянии поддерживать это соединение. Процесс определения, может ли быть установлено соединение, называется управлением признанием соединения (CAC - Connection Admission Control).

SPVC - это гибрид PVC и SVC. Подобно PVC, SPVC устанавливается вручную на этапе конфигурирования сети. Однако провайдер ATM-услуг или сетевой администратор задает только конечные станции. Для каждой передачи сеть определяет, через какие коммутаторы будут передаваться ячейки. Большая часть раннего оборудования ATM поддерживала только PVC. Поддержка SVC и SPVC начинает реализовываться только сейчас.

Полный контроль администратора над данным соединением Администратору не нужно выставлять однажды введенные параметры соединения Не требуется выполнять процедуры установки и завершения работы Администратор может самостоятельно выбирать путь,по которому будут передаваться данные

Используют полосу пропускания только тогда,когда это необходимо Требуют меньшего внимания администратора сети Обеспечивают высокую защищенность всей сети от сбоев и отказов Могут использоваться для работы с приложениями,которые не требуют постоянной загрузки сети

С целью обеспечения масштабируемости в сетях ATM введено два уровня иерархии виртуальных каналов: виртуальный путь (virtual path) и виртуальное соединение (virtual circuit). Виртуальный путь определяется старшей частью номера метки виртуального канала, а виртуальное соединение младшей. Каждый виртуальный путь включает в себя до 4096 виртуальных соединений, проходящих внутри этого пути. Достаточно определить маршрут для пути, и все соединения, которые находятся внутри этого пути, будут ему следовать.

На стыке с сетью согласно форматам можно установить не более 256 виртуальных путей, каждый из которых может содержать до виртуальных каналов, что в сумме дает более 16 миллионов соединений. Но пока работа ведется только по одному виртуальному пути, и число возможных соединений ограничено соединениями. Что касается виртуальных каналов, то почти все они используются именно для абонентской передачи за исключением первых 32, которые зарезервированы под передачу сигналов управления различного рода. Каждый вид сигналов управления согласно различным спецификациям должен проходить по строго определенному виртуальному каналу.