Канальный уровень глобальных сетей

В последнее время наблюдается сближение сетей всех видов – компьютерных, телефонных, сетей кабельного телевидения и др. Это означает, что в идеале глобальная сеть должна предоставлять разнообразные услуги: передачу пакетов компьютерных сетей, передачу трафика офисных, городских и междугородних АТС, обмен факсами и видеоизображениями, передачу трафика банкоматов и кассовых аппаратов. Эти виды трафика предъявляют различные требования к качеству услуг по передаче. Например, небольшие задержки пакетов компьютерных сетей незначительно влияют на их работу, а задержки трафика АТС серьёзно ухудшают качество связи между абонентами. Поэтому в последние годы ведутся работы по развитию механизмов обеспечения качества обслуживания (Quality of Service, QoS) в глобальных сетях.

Канальный уровень глобальной сети составляют технологии асинхронного режима передачи (Asynchronous Transfer Mode, АТМ) и многопротокольной коммутации с помощью меток (MultiProtocol Label Swiching, MPLS).

Рассмотрим вкратце организацию сетей АТМ.

АТМ является технологией, основанной на предварительном соединении. Поэтому перед посылкой данных необходимо отправить пакет для установки связи. По мере прохождения этого установочного пакета по узлам подсети все маршрутизаторы делают записи в своих внутренних таблицах, отмечая тем самым наличие соединения и резервируя для него определенные ресурсы. Устанавливаемые соединения в терминологии АТМ часто называют виртуальными каналами, по аналогии с физическими каналами, имеющимися в телефонной системе. В большинстве сетей АТМ также имеются постоянные виртуальные каналы, представляющие собой постоянные соединения между двумя удаленными друг от друга хостами. Они напоминают выделенные телефонные линии. У каждого соединения (как временного, так и постоянного) есть свой уникальный идентификатор.

После установки соединения любая из сторон может начать передачу данных. В основе технологии АТМ лежит идея передачи информации небольшими пакетами фиксированной длины, называемых ячейками (cells). Ячейки имеют размер 53 байта, из которых 5 байт составляют заголовок, а 48 несут полезную нагрузку. Частью заголовка является идентификатор соединения, поэтому как хосты (отправляющий и принимающий), так и все маршрутизаторы, встречающиеся на пути, знают, какая ячейка принадлежит какому соединению. Эта информация позволяет маршрутизатору направить каждый входящий пакет в нужном направлении. Определение маршрута производится на аппаратном уровне с высокой скоростью. Основным аргументом в пользу ячеек фиксированной длины является тот факт, что можно легко организовать аппаратную обработку маршрутизаторами коротких пакетов известной длины. Еще одним плюсом АТМ является то, что можно настроить аппаратуру на размножение входящего пакета на множество выходных линий. Такое свойство требуется для организации некого подобия телевизионной программы, которая методом широковещания пересылается большому количеству абонентов. Наконец, небольшие ячейки вряд ли смогут заблокироваться линию надолго, что гарантирует определенный уровень качества обслуживания.

Все ячейки следуют по одному и тому же маршруту, поэтому верный порядок их доставки гарантируется, хотя сама доставка — нет. Сети АТМ организованы по принципу традиционных региональных сетей, линиями и коммутаторами (маршрутизаторами). Наиболее распространенные скорости работы АТМ - это 155 и 622 Мбит/с, однако можно использовать и более высокие скорости.

Сети АТМ не зависят от используемой технологии физического уровня и могут с успехом строиться на основе первичных сетей DWDM.