Использование коммутируемых линий АТМ для создания высокоскоростных магистралей, связывающих локальные сети Ethernet или Token Ring, стало реальностью для многих предприятий. При этом очень часто главная цель организации каналов АТМ — всего лишь обеспечение широкополосной передачи трафика (в основном, создаваемого IP-приложениями) из одной части сети в другую.

Конечно, технология АТМ разрабатывалась не только для создания каналов связи с высокой пропускной способностью. Она предоставляет и возможность гибкого управления передачей данных по линиям связи. Благодаря существующим сегодня программным и аппаратным средствам сетевые администраторы могут присваивать трафику, передаваемому с ряда станций (обычно это маршрутизаторы и серверы), определенные уровни обслуживания в сетевой магистрали.

Сетевые услуги старшего класса

К верхней части шкалы услуг, которые обеспечивает технология АТМ, относятся передача трафика с постоянной скоростью (CBR, constantn bit rate) и с переменной скоростью (VBR, variable bit rate). В АТМ определены также два уровня обслуживания чувствительного к задержкам трафика — передача с произвольной скоростью (UBR, unspecified bit rate) и с динамическим управлением полосой пропускания (ABR, available bit rate).

Поставщикам проще всего реализовать в своих продуктах поддержку услуги UBR, а для пользователей не составляет особого труда применять ее в своих сетях, поэтому данный уровень обслуживания преобладает в современных сетях АТМ. Однако с ростом объемов трафика использование технологии UBR стало приводить к нежелательным последствиям — заторам в сети, что послужило причиной пробуждения повышенного интереса к альтернативной категории услуг, ABR.

Эту категорию можно охарактеризовать как промежуточную между услугами с гарантированным качеством (CBR и VBR) и «ничего не гарантирующими» (типа UBR). В сочетании с технологиями управления потоками услуги ABR позволяют задавать минимальную и максимальную скорости передачи трафика и сводить к минимуму потери ячеек. Технология ABR предоставляет также возможность предотвращения заторов в сети и обеспечивает эффективное управление сетью в том случае, если заторы все-таки возникают.

В сети, поддерживающей технологию ABR, коммутатор с помощью станции-получателя информирует передающую станцию о возникновении затора. Используя тот или иной механизм управления потоками, коммутатор может запросить новую скорость передачи данных, благодаря которой, по его расчетам, снизится до минимума переполнение его буферов, уменьшится количество теряемых ячеек и, таким образом, повысится пропускная способность канала. А это, в свою очередь, предотвратит рост перегрузки, связанный с повторной передачей потерянных кадров под IP.

Стандарт АТМ предусматривает два механизма управления потоками. В соответствии с одним из них, Explicit Forward Congestion Indication (EFCI), поле заголовка ячейки, где указывается тип передаваемых данных, служит «переключателем», помогающим регулировать скорость посылки данных с передающей станции. Когда коммутатор обнаруживает затор, он устанавливает соответствующую метку (индикатор) в нужном поле ячейки и передает ее на станцию назначения. Получив эту ячейку, станция назначения отсылает станции-отправителю инструкцию об уменьшении скорости передачи, которая передается в виде ячейки управления ресурсами.

Механизм явного управления (explicit rate) основан на использовании специализированного ПО и аппаратных средств, размещаемых на коммутаторе. С их помощью в поток данных, передаваемых по технологии ABR, через каждые 32 ячейки вставляются специальные ячейки управления ресурсами. Они передаются от коммутатора к станции-получателю и станции-отправителю. Последняя, конечно, также должна быть оснащена соответствующим аппаратным и программным обеспечением. Получив от управляющей ячейки сигнал, станция-отправитель может увеличить или уменьшить скорость передачи данных — в зависимости от того, какая именно инструкция содержится в ячейке управления ресурсами.

Программно или аппаратно?

До недавнего времени промышленность не выпускала коммутаторы и адаптеры, снабженные механизмами поддержки ABR, что, главным образом, обуславливалось малым интересом к ABR среди пользователей. Однако перегрузки в сетях АТМ, использующих технологию UBR для передачи большей части сетевого трафика, возникают все чаще, поэтому технология ABR и механизм EFCI привлекают к себе все более пристальное внимание.

Некоторые производители ищут пути модернизации уже существующего коммутационного оборудования с помощью программных средств; другие, например компания Olicom, предпочитают аппаратные способы решения задачи. Нужно отметить, что программный подход к реализации механизмов управления потоками на базе ABR получил ряд критических отзывов в печати.

Эффективное управление потоками на базе более сложного, чем EFCI, механизма explicit rate требует применения не только средств контроля над управляющими ячейками, но и сложных алгоритмов определения оптимальных режимов передачи данных. При воплощении этой технологии на программном уровне коммутатор, и так уже перегруженный обработкой сетевого трафика, в момент возникновения затора должен решать еще и дополнительные задачи, что может оказаться для него непосильным делом.

Но при любом способе реализации упомянутой идеи сегодня важно осознавать, что технология ABR в сочетании с механизмами управления потоками способна обеспечить существенное увеличение пропускной способности в сетях АТМ.

ОБ АВТОРЕ

Миккель Бродерсен (Mikkel Brodersen) — специалист по адаптерам АТМ, а Бенгт Байер-Эббесен (Bengt Beyer-Ebbesen) — по коммутаторам для локальных сетей в компании Olicom A/S. С ними можно связаться по электронной почте — соответственно, по адресам mbr@olicom.dk и bbe@olicom.dk.

Управление потоками в сетях АТМ на базе ABR

Для предотвращения заторов в сетях АТМ технология ABR используется в сочетании с другими технологиями управления потоками. ABR позволяет задавать минимальную и максимальную скорости передачи данных и минимизирует потерю ячеек.

1. Когда на одном из портов АТМ-коммутатора возникает затор, он использует технологию ABR, чтобы уведомить об этом коммутаторы, расположенные между ним и станцией-получателем информации. Уведомление передается с помощью метки в поле информационной ячейки АТМ, предназначенном для указания типа передаваемой информации.

2. Станция-адресат распознает индикатор перегрузки и сообщает станции-отправителю о необходимости снизить скорость передачи.

3. Передающая станция снижает скорость передачи данных до уровня, предусмотренного технологией ABR.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями