Уровни адаптации ATM

Краткие итоги

• Одна из главных целей уровня адаптации ATM (AAL) состоит в том, чтобы обеспечить отображение блоков данных приложения в блоки данных ячеек ATM.
• AAL разделяется на два подуровня: подуровень сегментации и сборки (Segmentation And Reassembly) и подуровень конвергенции (Convergence Sublayer CS).
• Подуровень конвергенции (Convergence Sublayer CS) состоит из двух частей:
  • общей части, которая не изменяется в зависимости от типа сервиса (Common Part - CP CS); части, зависящей от типа сервиса (Service Specific Part - SS CS).
• Уровень адаптации ATM 1-го типа предназначен для служб с постоянной скоростью передачи информации.
• Уровень AAL2 предназначен для того, чтобы обеспечить поддержку приложениям, которые генерируют информацию на битовой скорости передачи. Она динамически изменяется со временем и также имеет ограничение по времени на доставку из конца в конец.
• Уровень AAL3/4 обслуживает трафик, требующий строгого выполнения временных характеристик доставки из конца в конец. AAL3/4 работает в двух режимах: режим "сообщение" и режим "поток".
• Уровень AAL5 предоставляет услуги высокоскоростной передачи данных с меньшей служебной избыточностью. Он поддерживает режимы передачи сообщений и передачи потока, обеспечивает гарантированную и негарантированную доставку.
• Сигнализации на уровне AAL (Signaling AAL - SAAL) обеспечивает надежную транспортировку сигнальных сообщений, которыми обмениваются системы и коммутаторы при установлении соединения ATM.
• ATM-сигнализация обеспечивает автоматическое установление соединения и реализует переключение виртуальных соединений на сети ATM. Установление соединения включает в себя обмен сигнальными сообщениями через несколько типов интерфейсов.
• ATM использует два типа адресации: по типу телефонной сети, используемую в общедоступной сети ATM, и систему адреса конечной системы ATM (ATM End System Address - AESA).
• Системы сигнализации для ATM разработаны для интерфейса "сеть-пользователь" (User-Network Interface - UNI), "сеть-сеть" (Network-Network Interface - NNI) и интерфейса широкополосной межсетевой связи (Broadband InterCarrier Interface - B-ICI)
• Каждое сигнальное сообщение (UNI) содержит: исходную точку вызова (call reference), которая служит идентификатором местоположения для UNI, номер информационного элемента (Information Elements - IF), включающий такие параметры, как номера вызывающего и вызываемого абонентов, параметры AAL, написание трафика ATM, параметры качества обслуживания и идентификатор соединения.
• Протокол PNNI включает в себя два протокола: протокол маршрутизации, который обеспечивает выбор маршрута, обеспечивающего требования по качеству обслуживания; сигнальный протокол для обмена сообщениями между станциями и между частными сетями.

Задачи и упражнения

1. Предположим, что пакеты IP используют AAL5 до передачи информации по ATM-соединению. Объясните, какие будут задержки передачи пакетов IP, если ATM-соединение имеет следующий тип:
   • постоянная скорость передачи в битах в реальном масштабе времени,
   • постоянная скорость передачи в битах в нереальном масштабе времени,
   • передача данных с доступной скоростью,
   • негарантируемая скорость передачи.

2. Сторонники ATM утверждают, что соединение с переменной скоростью (VBR) соединения обеспечивают средства для достижения мультиплексирования с высоким качеством обслуживания. Сторонники IP утверждают, что не ориентированная на соединение маршрутизация IP может обеспечить лучшие характеристики.

   Можете вы придумать аргументы, чтобы поддержать каждое заявление? Эти заявления находятся в противоречии, или они могут оба быть правильны?
3. • Рассмотрите линию связи, которая переносит речевую информацию с использованием ИКМ. Какая требуется информация для выполнения управления доступом в сеть по этой линии связи?
   • Теперь предположим, что линия связи, которая переносит речевую информацию с использованием ИКМ, имеет средства для исключения пауз. Какая требуется информация для выполнения управления доступом в сеть по этой линии связи?
4. Предположим, что поток ATM содержит ячейки двух приоритетов, а именно с приоритетом потери элемента данных CLP=0 (высший приоритет) и с приоритетом потери элемента данных CLP =1 (низший приоритет).
   • Предположим, что мы желаем длительно поддерживать пиковую скорость передачи ячеек для потока ячеек с для CLP=0 с вероятностью p₀ , а пиковую скорость объединенного потока с CLP=0 и CLP=1 p₀₊₁ . Выразите эти требования в терминах двух "дырявых ведер".
   • Сравнить следующие стратегии: (1) стратегия достижения максимума скорости с приоритетом CLP=0 с вероятностью p0; стратегию для потока с CLP =1 с вероятностью p₁ . (2) стратегию для объединенного потока CLP=0 и CLP=1 с вероятностью p₀₊₁, Какой подход более гибок?
   • Повторить часть (a), если CLP = 0 ячеек для неконформных ячеек с вероятностью p0, изменяет бит CLP на 1. Ячейки, которые неконформны с вероятностью p₀₊₁ , отбрасываются.
5. Предположим, что поток ATM содержит ячейки двух приоритетов, то есть с высоким приоритетом CLP=0 и низкоприоритетных CLP=1.
   • Предположим, желательна стратегия устойчивой скорости SCR (Sustained Cell Rate) объединенного потока CLP=0 и CLP=1 с вероятностью p₀₊₁. Неконформные ячейки отбрасываются.
   • Повторить часть (a), если ячейки, которые не соответствуют SCRo, изменяют CLP на 1. Ячейки, которые не соответствуют p₀₊₁ , отбрасываются.

6. Предположим, что поток ATM содержит ячейки двух приоритетов, то есть с высоким приоритетом CLP=0 и низкоприоритетных CLP=1.

   Предположим, желательна стратегия устойчивой скорости SCRo (Sustained Cell Rate) объединенного потока CLP=0 и CLP=1. Выразите эти требования в терминах двух "дырявых ведер". Неконформные ячейки отбрасываются.
7. Объясните, как взвешенная равнодоступная организация очереди могла бы использоваться, чтобы объединить пять категорий ATM по одной линии связи передачи ATM. Как на различные категории обслуживания влияет перегрузка на линии связи?
8. • Объясните, что учитывается при расчете "из конца в конец" следующих показателей: коэффициента потерь ячеек (CLR), задержки при передаче ячейки (CTD), и вариации задержки ячеек (CDV).
   • Сравните следующие два подхода с распределением из конца в конец. Качество обслуживания по линии связи: одинаковое для всех линий и неодинаковое для различных линий. Какой из них более гибкий? Какой из них более сложен?
9. Предположим, что приложение использует обслуживание достоверного потока TCP, который, в свою очередь, использует IP-уровень AAL5 ATM.
   • Сравните метод, рассмотренный при описании AAL5 — использующий постоянную битовую скорость (CBR) , переменную битовую скорость в не реальном масштабе времени (VBR), доступную скорость передачи (ABR), неопределенную скорость передачи (UBR).
   • Рассмотрите эффект от применения этого приложения, если в соединении ATM где-нибудь возникает перегрузка.
10. Предположим, что соединение ATM доставляет речь, используя уровень AAL1. Предположим, что задержка пакетов должна быть менее 10 мс.
    • Подсчитайте процент информации, занимаемой заголовком, если для кодирования речи используется ИКМ.
    • Подсчитайте процент информации, занимаемой заголовком, если для кодирования речи используется скорость кодирования12 Кбит/с.
11. Объясните, как трехбитовый порядковый номер в заголовке AAL1 может быть использован при потере или неправильной доставке ячеек.
12. Какая по величине задержка получается при применении двух методов чередования в AAL1?
13. • Сколько одиночных низкоскоростных вызовов может поддержать AAL2 при одиночном ATM-соединении?
    • Оцените, какова битовая скорость соединения, если AAL2 обслуживает речь на скорости 12 Кбит/с.
    • Какой процент от общей информации составляет заголовок в части б).
    Сравните заголовки AAL3/4 с AAL5 при доставке 64-килобайтового пакета. Рассмотрите цель проверки ошибок, проводимой в конце системы и в сети для ATM-соединения, которое переносит ячейки, создаваемые AAL3/4, Повторите рассуждения для AAL5.
14. Предположим, что на рис. 19.9 пакеты от A и B прибывают одновременно и каждый производит 10 ячеек. Используя рис. 19.8, покажите последовательность блоков данных, включая тип сегмента, порядковый номер и идентификатор мультиплексирования.
15. Рассмотрите протокол подуровня SSCOP, AAL протокол сигнализации. Рассмотрите работу процедуры выборочного запроса повторной передачи (ARQ), чтобы исправить потерю ячейки.
16. Сравнить размер адресных пространств, обеспечиваемых телефонной адресацией (E-164) и адресацией конечной системы (AESA). Опишите последовательность, в которой используются списки, предназначенные для транзита при соединении от A.1.3 к A.2.2 на рис. 6.18. Повторите задачу для соединения от B.4 к A1.2.
17. Объясните, может ли быть модифицирован PNNI для того, чтобы обеспечить качество обслуживания в Internet.
18. Какие аспекты архитектуры сети ATM зависят от фиксированной длины ячеек ATM? Что изменится, если допустить наличие ячеек ATM, изменяющих свою длину?