ATM: различия между версиями

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Интерактивная навигация по истории
(Показать все непатрулированные изменения)
[непроверенная версия][непроверенная версия]
← Предыдущая правкаСледующая правка →
Содержимое удалено Содержимое добавлено
ВизуальныйВики-текст
Нет описания правки
Нет описания правки
Строка 15: Строка 15:
Тему БКП и, как её разновидность, АТМ, прорабатывало предприятие АООТ НПП «Радуга», бывшее ранее одним из подразделений [[Красная Заря (завод)|ЛНПО «Красная Заря»]], отдел под руководством [[Захаров, Григорий Павлович|Г. П. Захарова]]. Так, помимо чисто теоретических достижений — разработки математических моделей<ref> М. В. Симонов, «Математическое моделирование структуры междугородной ШЦСИО РФ», 2-я конференция «Информационные сети и системы (КИСС-93)» 18-20 ноября 1993 г., Тезисы докладов, [[СПбГУТ|Гос. ун-т телекоммуникаций (ГУТ) им. проф. М. А. Бонч-Бруевича]], СПб, 1993, сс.38-39;</ref><ref> Г. П. Захаров, В. П. Ревельс, И. А. Разживин, «Математическая модель ЦБКП при многослойном КП типа баньян», 2-я конференция «Информационные сети и системы (КИСС-93)» 18-20 ноября 1993 г., Тезисы докладов, [[СПбГУТ|Гос. ун-т телекоммуникаций (ГУТ) им. проф. М. А. Бонч-Бруевича]], СПб, 1993, сс.65-66;</ref>, подготовки многочисленных отчётов по [[НИР]], написания статей, книг, защиты студенческих дипломов, кандидатских и докторских диссертаций по теме, был осуществлён практический прорыв:
Тему БКП и, как её разновидность, АТМ, прорабатывало предприятие АООТ НПП «Радуга», бывшее ранее одним из подразделений [[Красная Заря (завод)|ЛНПО «Красная Заря»]], отдел под руководством [[Захаров, Григорий Павлович|Г. П. Захарова]]. Так, помимо чисто теоретических достижений — разработки математических моделей<ref> М. В. Симонов, «Математическое моделирование структуры междугородной ШЦСИО РФ», 2-я конференция «Информационные сети и системы (КИСС-93)» 18-20 ноября 1993 г., Тезисы докладов, [[СПбГУТ|Гос. ун-т телекоммуникаций (ГУТ) им. проф. М. А. Бонч-Бруевича]], СПб, 1993, сс.38-39;</ref><ref> Г. П. Захаров, В. П. Ревельс, И. А. Разживин, «Математическая модель ЦБКП при многослойном КП типа баньян», 2-я конференция «Информационные сети и системы (КИСС-93)» 18-20 ноября 1993 г., Тезисы докладов, [[СПбГУТ|Гос. ун-т телекоммуникаций (ГУТ) им. проф. М. А. Бонч-Бруевича]], СПб, 1993, сс.65-66;</ref>, подготовки многочисленных отчётов по [[НИР]], написания статей, книг, защиты студенческих дипломов, кандидатских и докторских диссертаций по теме, был осуществлён практический прорыв:
* сначала, совместными усилиями специалистов [[Красная Заря (завод)|ЛНПО «Красная Заря»]] и предприятия «Дальняя связь» под техническим руководством специалиста [[Красная Заря (завод)|ЛНПО «Красная Заря»]] (НИИЭТУ) Разживина Игоря Александровича, в 1992 году был успешно создан работающий макет системы коммутации и приёма ячеек АТМ<ref> И. А. Разживин, «Выбор коммутационного элемента для ЦБКП», 2-я конференция «Информационные сети и системы (КИСС-93)» 18-20 ноября 1993 г., Тезисы докладов, [[СПбГУТ|Гос. ун-т телекоммуникаций (ГУТ) им. проф. М. А. Бонч-Бруевича]], СПб, 1993, сс.66-67;</ref>;
* сначала, совместными усилиями специалистов [[Красная Заря (завод)|ЛНПО «Красная Заря»]] и предприятия «Дальняя связь» под техническим руководством специалиста [[Красная Заря (завод)|ЛНПО «Красная Заря»]] (НИИЭТУ) Разживина Игоря Александровича, в 1992 году был успешно создан работающий макет системы коммутации и приёма ячеек АТМ<ref> И. А. Разживин, «Выбор коммутационного элемента для ЦБКП», 2-я конференция «Информационные сети и системы (КИСС-93)» 18-20 ноября 1993 г., Тезисы докладов, [[СПбГУТ|Гос. ун-т телекоммуникаций (ГУТ) им. проф. М. А. Бонч-Бруевича]], СПб, 1993, сс.66-67;</ref>;
* совместно со специалистом организации «Вектор» Ю. А. Яцуновым в 1993 году разработана принципиальная схема коммутационного элемента (КЭ) для построения двоичного самомаршрутизирующего коммутационного поля (КП). В основу были положены некоторые идеи построения КЭ и КП<ref>P. Newman, "Self-routing switching element for an asynchronous time switch," Priority Pat. Appl. 8724208, Oct. 1987;</ref><ref>[http://www.jsac.ucsd.edu/TOC/1988/dec88.html]P. Newman, "A Fast Packet Switch for the Integrated Services Backbone Network," IEEE JSAC, Vol.6, No 9, Dec. 1988, pp.1468-1479;</ref>, опубликованные специалистом из Великобритании Питером Ньюмэном<ref>[http://www.pnewman.com] Сайт Питера Ньюмэна;</ref>. В самом общем плане такой КЭ описывается схемой "селектор-арбитр". Схема КЭ Яцунова-Разживина предназначалась для микросхем малой степени интеграции популярных серий, выпускавшихся тогда отечественной промышленностью<ref> Ю. А. Яцунов, И. А. Разживин, «Принципиальная схема коммутационного элемента ЦБКП», 2-я конференция «Информационные сети и системы (КИСС-93)» 18-20 ноября 1993 г., Тезисы докладов, [[СПбГУТ|Гос. ун-т телекоммуникаций (ГУТ) им. проф. М. А. Бонч-Бруевича]], СПб, 1993, сс.67-69</ref>, однако "в железе" воплощена не была сознательно, поскольку являлась только промежуточным этапом;
* совместно со специалистом организации «Вектор» Ю. А. Яцуновым в 1993 году разработана принципиальная схема коммутационного элемента (КЭ) для построения двоичного самомаршрутизирующего коммутационного поля (КП). В основу были положены некоторые идеи построения КЭ и КП<ref>P. Newman, "Self-routing switching element for an asynchronous time switch," Priority Pat. Appl. 8724208, Oct. 1987;</ref><ref>[http://www.jsac.ucsd.edu/TOC/1988/dec88.html P. Newman, "A Fast Packet Switch for the Integrated Services Backbone Network," IEEE JSAC, Vol.6, No 9, Dec. 1988, pp.1468-1479];</ref>, опубликованные специалистом из Великобритании Питером Ньюмэном<ref>[http://www.pnewman.com Сайт Питера Ньюмэна];</ref>. В самом общем плане такой КЭ описывается схемой "селектор-арбитр". Схема КЭ Яцунова-Разживина предназначалась для микросхем малой степени интеграции популярных серий, выпускавшихся тогда отечественной промышленностью<ref> Ю. А. Яцунов, И. А. Разживин, «Принципиальная схема коммутационного элемента ЦБКП», 2-я конференция «Информационные сети и системы (КИСС-93)» 18-20 ноября 1993 г., Тезисы докладов, [[СПбГУТ|Гос. ун-т телекоммуникаций (ГУТ) им. проф. М. А. Бонч-Бруевича]], СПб, 1993, сс.67-69</ref>, однако "в железе" воплощена не была сознательно, поскольку являлась только промежуточным этапом;
* затем, на основе принципиальной схемы Яцунова-Разживина был успешно реализован, также под техническим руководством Разживина И. А., КЭ в виде одной специализированной [[СБИС]], которая была разработана специалистом московского ФГУП «НИИМА Прогресс» В.И.Лопашовым<ref> В. И. Лопашов, «Исследование принципов распределённой параллельно-конвейерной побитовой обработки информации в сетях Бэтчера и баньяна», 2-я конференция «Информационные сети и системы (КИСС-93)» 18-20 ноября 1993 г., Тезисы докладов, [[СПбГУТ|Гос. ун-т телекоммуникаций (ГУТ) им. проф. М. А. Бонч-Бруевича]], СПб, 1993, сс.69-70;</ref>, и изготовлена в Москве<ref>[http://www.form.ru/ ] Изготовитель [[СБИС]] КЭ Яцунова-Разживина-Лопашова;</ref> в январе 1994 года.
* затем, на основе принципиальной схемы Яцунова-Разживина был успешно реализован, также под техническим руководством Разживина И. А., КЭ в виде одной специализированной [[СБИС]], которая была разработана специалистом московского ФГУП «НИИМА Прогресс» В.И.Лопашовым<ref> В. И. Лопашов, «Исследование принципов распределённой параллельно-конвейерной побитовой обработки информации в сетях Бэтчера и баньяна», 2-я конференция «Информационные сети и системы (КИСС-93)» 18-20 ноября 1993 г., Тезисы докладов, [[СПбГУТ|Гос. ун-т телекоммуникаций (ГУТ) им. проф. М. А. Бонч-Бруевича]], СПб, 1993, сс.69-70;</ref>, и изготовлена в Москве<ref>[http://www.form.ru/ Изготовитель [[СБИС]] КЭ Яцунова-Разживина-Лопашова];</ref> в январе 1994 года.
Это позволяло создать коммутационное поле быстрого коммутатора пакетов, или коммутатора ячеек ATM, на одной печатной плате. Однако дальше выпуска опытной партии [[СБИС]] в количестве 10 штук эти работы не пошли по независящим от технических специалистов причинам.
Это позволяло создать коммутационное поле быстрого коммутатора пакетов, или коммутатора ячеек ATM, на одной печатной плате. Однако дальше выпуска опытной партии [[СБИС]] в количестве 10 штук эти работы не пошли по независящим от технических специалистов причинам.
<gallery>
<gallery>
Строка 29: Строка 29:


=== 1990-е годы: приход ATM на рынок ===
=== 1990-е годы: приход ATM на рынок ===
В начале 1990-х гг. технологии ATM в мире начинают уделять повышенное внимание. Корпорация [[Sun Microsystems]] еще в 1990 г., одна из первых, объявляет о поддержке ATM<ref name="wired_p3"/>. В 1991 году, с учётом, что [[CCITT]] уже не успевает своевременно предлагать рекомендации по быстроразвивающейся новой технике, создаётся ATM Forum<ref>[http://www.broadband-forum.org/ ] Ныне «Широкополосный форум»;</ref>, консорциум фирм-разработчиков и производителей техники АТМ, для координации и разработки новых практических стандартов и технических спецификаций по технологии ATM, и сайт с одноименным названием, где все спецификации выкладывались в открытый доступ. [[CCITT]], уже будучи [[ITU-T]], выдаёт новые редакции своих рекомендаций, совершенствуя теоретическую базу ATM. Представители сферы [[Информационные технологии|IT]] в [[журнал]]ах и [[газета]]х пророчат ATM большие перспективы. В 1995 г. компания [[IBM]] объявила о своей новой стратегии в области корпоративных сетей, основанной на технологии ATM<ref>{{cite web|author=Андрей Шаршаков|datepublished=1998|url=http://www.osp.ru/nets/1998/01/143040/|title=Реализация и развитие технологии ATM корпорацией IBM|publisher=osp.ru|accessdate=2010-04-28|lang=ru|description=|archiveurl=http://www.webcitation.org/61BLnUOxJ|archivedate=2011-08-24}}</ref>. Считалось, что ATM будет существенным подспорьем для [[Интернет]]а, уничтожив нехватку ширины полосы пропускания и внеся в сети надежность<ref name="wired_p1"/>. Dan Minoli, автор многих книг по компьютерным сетям, утверждал, что ATM будет внедрен в публичных сетях, и корпоративные сети будут соединены с ними таким же образом, каким в то время они использовали [[frame relay]] или [[X.25]]<ref name="ATM_portal">{{cite web|author=Debby Koren|datepublished=2010|url=http://www3.rad.com/networks/infrastructure/atm/main.htm|title=The Promise of ATM|publisher=WiredRAD University|accessdate=2010-04-28|lang=en|description=|archiveurl=http://www.webcitation.org/61BLp8KkN|archivedate=2011-08-24}}</ref>. Но к тому времени протокол [[IP]] уже получил широкое распространение и сложно было совершить резкий переход на ATM. Поэтому в существующих [[IP]]-сетях технологию ATM предполагалось внедрять как нижележащий протокол, то есть под [[IP]], а не вместо [[IP]]. Для постепенного перехода традиционных сетей [[Ethernet]] и [[Token ring|Token-Ring]] на оборудование ATM был разработан протокол [[LANE]], эмулирующий пакеты данных сетей.
В начале 1990-х гг. технологии ATM в мире начинают уделять повышенное внимание. Корпорация [[Sun Microsystems]] еще в 1990 г., одна из первых, объявляет о поддержке ATM<ref name="wired_p3"/>. В 1991 году, с учётом, что [[CCITT]] уже не успевает своевременно предлагать рекомендации по быстроразвивающейся новой технике, создаётся ATM Forum<ref>[http://www.broadband-forum.org/ Ныне «Широкополосный форум»];</ref>, консорциум фирм-разработчиков и производителей техники АТМ, для координации и разработки новых практических стандартов и технических спецификаций по технологии ATM, и сайт с одноименным названием, где все спецификации выкладывались в открытый доступ. [[CCITT]], уже будучи [[ITU-T]], выдаёт новые редакции своих рекомендаций, совершенствуя теоретическую базу ATM. Представители сферы [[Информационные технологии|IT]] в [[журнал]]ах и [[газета]]х пророчат ATM большие перспективы. В 1995 г. компания [[IBM]] объявила о своей новой стратегии в области корпоративных сетей, основанной на технологии ATM<ref>{{cite web|author=Андрей Шаршаков|datepublished=1998|url=http://www.osp.ru/nets/1998/01/143040/|title=Реализация и развитие технологии ATM корпорацией IBM|publisher=osp.ru|accessdate=2010-04-28|lang=ru|description=|archiveurl=http://www.webcitation.org/61BLnUOxJ|archivedate=2011-08-24}}</ref>. Считалось, что ATM будет существенным подспорьем для [[Интернет]]а, уничтожив нехватку ширины полосы пропускания и внеся в сети надежность<ref name="wired_p1"/>. Dan Minoli, автор многих книг по компьютерным сетям, утверждал, что ATM будет внедрен в публичных сетях, и корпоративные сети будут соединены с ними таким же образом, каким в то время они использовали [[frame relay]] или [[X.25]]<ref name="ATM_portal">{{cite web|author=Debby Koren|datepublished=2010|url=http://www3.rad.com/networks/infrastructure/atm/main.htm|title=The Promise of ATM|publisher=WiredRAD University|accessdate=2010-04-28|lang=en|description=|archiveurl=http://www.webcitation.org/61BLp8KkN|archivedate=2011-08-24}}</ref>. Но к тому времени протокол [[IP]] уже получил широкое распространение и сложно было совершить резкий переход на ATM. Поэтому в существующих [[IP]]-сетях технологию ATM предполагалось внедрять как нижележащий протокол, то есть под [[IP]], а не вместо [[IP]]. Для постепенного перехода традиционных сетей [[Ethernet]] и [[Token ring|Token-Ring]] на оборудование ATM был разработан протокол [[LANE]], эмулирующий пакеты данных сетей.


В 1997 г. в индустрии маршрутизаторов и коммутаторов примерно одинаковое количество компаний выстроились в ряды сторонников и противников ATM, то есть использовали или не использовали технологию ATM в производимых устройствах<ref name="wired_p3"/>. Будущее этого рынка было еще неопределенно. В 1997 г. доход от продажи оборудования и услуг ATM составил 2,4 млрд долларов [[США]], в следующем году — 3,5 млрд<ref>{{cite web|author=Paul Innella|datepublished=|url=http://www.tdisecurity.com/resources/assets/ATM.pdf|title=Asynchronous Transfer Mode|publisher=|accessdate=2010-05-02|lang=en|description=|deadlink=404}}</ref>, и ожидалось, что он достигнет 9,5 млрд долларов в 2001 году<ref>{{cite web|author=Cochran, Rosemary|datepublished=1999|url=http://www.highbeam.com/doc/1G1-53870136.html|title=Article: ATM: sales finally match the hype.(Asynchronous Transfer Mode)|publisher=HighBeam Research|accessdate=2010-11-29|lang=en|archiveurl=http://www.webcitation.org/61BLpsD0c|archivedate=2011-08-24}}</ref>. Многие компании (например [[Ipsilon Networks]]) для достижения успеха использовали ATM не полностью, а в урезанном варианте. Многие сложные спецификации и протоколы верхнего уровня ATM, включая разные типы [[QoS|качества обслуживания]], выкидывались. Оставлялся только базовый функционал по переключению байтов с одних линий на другие.
В 1997 г. в индустрии маршрутизаторов и коммутаторов примерно одинаковое количество компаний выстроились в ряды сторонников и противников ATM, то есть использовали или не использовали технологию ATM в производимых устройствах<ref name="wired_p3"/>. Будущее этого рынка было еще неопределенно. В 1997 г. доход от продажи оборудования и услуг ATM составил 2,4 млрд долларов [[США]], в следующем году — 3,5 млрд<ref>{{cite web|author=Paul Innella|datepublished=|url=http://www.tdisecurity.com/resources/assets/ATM.pdf|title=Asynchronous Transfer Mode|publisher=|accessdate=2010-05-02|lang=en|description=|deadlink=404}}</ref>, и ожидалось, что он достигнет 9,5 млрд долларов в 2001 году<ref>{{cite web|author=Cochran, Rosemary|datepublished=1999|url=http://www.highbeam.com/doc/1G1-53870136.html|title=Article: ATM: sales finally match the hype.(Asynchronous Transfer Mode)|publisher=HighBeam Research|accessdate=2010-11-29|lang=en|archiveurl=http://www.webcitation.org/61BLpsD0c|archivedate=2011-08-24}}</ref>. Многие компании (например [[Ipsilon Networks]]) для достижения успеха использовали ATM не полностью, а в урезанном варианте. Многие сложные спецификации и протоколы верхнего уровня ATM, включая разные типы [[QoS|качества обслуживания]], выкидывались. Оставлялся только базовый функционал по переключению байтов с одних линий на другие.

Версия от 20:30, 6 января 2012

У этого термина существуют и другие значения, см. ATM (значения).

ATM (англ. Asynchronous Transfer Mode — асинхронный способ передачи данных) — сетевая высокопроизводительная технология коммутации и мультиплексирования, основанная на передаче данных в виде ячеек (cell) фиксированного размера (53 байта[1]), из которых 5 байтов используется под заголовок. В отличие от синхронного способа передачи данных (STM — англ. Synchronous Transfer Mode), ATM лучше приспособлен для предоставления услуг передачи данных с сильно различающимся или изменяющимся битрейтом.

История

Создание

Основы технологии ATM были разработаны независимо во Франции и США в 1970-х двумя учеными: Jean-Pierre Coudreuse[2], который работал в исследовательской лаборатории France Telecom, и Sandy Fraser, инженер Bell Labs[3]. Они оба хотели создать такую архитектуру, которая бы осуществляла транспортировку как данных, так и голоса на высоких скоростях, и использовала сетевые ресурсы наиболее эффективно.

Компьютерные технологии создали возможность для более быстрой обработки информации и более скоростной передачи данных между системами. В 80-х годах ХХ века операторы телефонной связи обнаружили, что неголосовой трафик более важен и начинает доминировать над голосовым. Был предложен проект ISDN[4], который описывал цифровую сеть с коммутацией пакетов, предоставляющую услуги телефонной связи и передачи данных. Цифровые системы передачи, сначала плезиохронные системы на основе ИКМ, а затем синхронные системы передачи иерархии SDH на основе оптоволокна позволяли обеспечить передачу данных на высокой скорости с малыми вероятностями двоичных ошибок. Но существующая технология коммутации пакетов (прежде всего, по протоколу X.25) не могла обеспечить передачу трафика в реальном масштабе времени (например, голоса), и многие сомневались, что когда-либо обеспечит[3]. Для передачи трафика в реальном масштабе времени в общественных телефонных сетях применяли технологию коммутации каналов (КК). Эта технология идеальна для передачи голоса, но для передачи данных она неэффективна. Поэтому телекоммуникационная индустрия обратилась к ITU для разработки нового стандарта для передачи данных и голосового трафика в сетях с широкой полосой пропускания[3]. В конце 80-х Международным телефонным и телеграфным консультативным комитетом CCITT (который затем был переименован в ITU-T) был разработан набор рекомендаций по ISDN второго поколения, так называемого B-ISDN (широкополосный ISDN), расширения ISDN. В качестве режима передачи нижнего уровня для B-ISDN был выбран ATM[4]. В 1988 г. на собрании ITU в Женеве была выбрана длина ячейки ATM — 53 байт[5]. Это был компромисс между специалистами США, которые предлагали длину ячейки 64 байта и специалистами Европы, предлагавшими длину ячейки 32 байта. Ни одна сторона не смогла убедительно доказать преимущество своего варианта, поэтому в итоге объём "полезной" нагрузки составил 48 байт, а для поля заголовка (служебных данных) был выбран размер 5 байт, минимальный размер, на который согласилась ITU. В 1990 г. был одобрен базовый набор рекомендаций ATM[6]. Базовые принципы ATM положены рекомендацией I.150[6]. Это решение было очень похоже на системы разработанные Coudreuse и Fraser. Отсюда начинается дальнейшее развитие ATM.

Отечественные разработки

В 1980-х — 1990-х годах исследованием и разработкой отечественных средств быстрой коммутации пакетов (БКП) для совместной передачи речи и данных занимались несколько организаций.

ЛНПО «Красная Заря»

Тему БКП и, как её разновидность, АТМ, прорабатывало предприятие АООТ НПП «Радуга», бывшее ранее одним из подразделений ЛНПО «Красная Заря», отдел под руководством Г. П. Захарова. Так, помимо чисто теоретических достижений — разработки математических моделей[7][8], подготовки многочисленных отчётов по НИР, написания статей, книг, защиты студенческих дипломов, кандидатских и докторских диссертаций по теме, был осуществлён практический прорыв:

  • сначала, совместными усилиями специалистов ЛНПО «Красная Заря» и предприятия «Дальняя связь» под техническим руководством специалиста ЛНПО «Красная Заря» (НИИЭТУ) Разживина Игоря Александровича, в 1992 году был успешно создан работающий макет системы коммутации и приёма ячеек АТМ[9];
  • совместно со специалистом организации «Вектор» Ю. А. Яцуновым в 1993 году разработана принципиальная схема коммутационного элемента (КЭ) для построения двоичного самомаршрутизирующего коммутационного поля (КП). В основу были положены некоторые идеи построения КЭ и КП[10][11], опубликованные специалистом из Великобритании Питером Ньюмэном[12]. В самом общем плане такой КЭ описывается схемой "селектор-арбитр". Схема КЭ Яцунова-Разживина предназначалась для микросхем малой степени интеграции популярных серий, выпускавшихся тогда отечественной промышленностью[13], однако "в железе" воплощена не была сознательно, поскольку являлась только промежуточным этапом;
  • затем, на основе принципиальной схемы Яцунова-Разживина был успешно реализован, также под техническим руководством Разживина И. А., КЭ в виде одной специализированной СБИС, которая была разработана специалистом московского ФГУП «НИИМА Прогресс» В.И.Лопашовым[14], и изготовлена в Москве[15] в январе 1994 года.

Это позволяло создать коммутационное поле быстрого коммутатора пакетов, или коммутатора ячеек ATM, на одной печатной плате. Однако дальше выпуска опытной партии СБИС в количестве 10 штук эти работы не пошли по независящим от технических специалистов причинам.

Известны работы группы специалистов под руководством к.т.н. Георгия Ревмировича Овчинникова, предложивших свой вариант реализации аппаратных средств системы быстрой коммутации пакетов на основе самомаршрутизирующих матриц[16][17] и свою математическую модель[18][19]. Однако о практической реализации их предложений сведений не имеется.

Московский институт электронной техники

Было доложено описание цифрового коммутатора 16х16 на арсениде галлия, разработанного независимо от ЛНПО «Красная Заря» Московским институтом электронной техники[20].

1990-е годы: приход ATM на рынок

В начале 1990-х гг. технологии ATM в мире начинают уделять повышенное внимание. Корпорация Sun Microsystems еще в 1990 г., одна из первых, объявляет о поддержке ATM[3]. В 1991 году, с учётом, что CCITT уже не успевает своевременно предлагать рекомендации по быстроразвивающейся новой технике, создаётся ATM Forum[21], консорциум фирм-разработчиков и производителей техники АТМ, для координации и разработки новых практических стандартов и технических спецификаций по технологии ATM, и сайт с одноименным названием, где все спецификации выкладывались в открытый доступ. CCITT, уже будучи ITU-T, выдаёт новые редакции своих рекомендаций, совершенствуя теоретическую базу ATM. Представители сферы IT в журналах и газетах пророчат ATM большие перспективы. В 1995 г. компания IBM объявила о своей новой стратегии в области корпоративных сетей, основанной на технологии ATM[22]. Считалось, что ATM будет существенным подспорьем для Интернета, уничтожив нехватку ширины полосы пропускания и внеся в сети надежность[23]. Dan Minoli, автор многих книг по компьютерным сетям, утверждал, что ATM будет внедрен в публичных сетях, и корпоративные сети будут соединены с ними таким же образом, каким в то время они использовали frame relay или X.25[24]. Но к тому времени протокол IP уже получил широкое распространение и сложно было совершить резкий переход на ATM. Поэтому в существующих IP-сетях технологию ATM предполагалось внедрять как нижележащий протокол, то есть под IP, а не вместо IP. Для постепенного перехода традиционных сетей Ethernet и Token-Ring на оборудование ATM был разработан протокол LANE, эмулирующий пакеты данных сетей.

В 1997 г. в индустрии маршрутизаторов и коммутаторов примерно одинаковое количество компаний выстроились в ряды сторонников и противников ATM, то есть использовали или не использовали технологию ATM в производимых устройствах[3]. Будущее этого рынка было еще неопределенно. В 1997 г. доход от продажи оборудования и услуг ATM составил 2,4 млрд долларов США, в следующем году — 3,5 млрд[25], и ожидалось, что он достигнет 9,5 млрд долларов в 2001 году[26]. Многие компании (например Ipsilon Networks) для достижения успеха использовали ATM не полностью, а в урезанном варианте. Многие сложные спецификации и протоколы верхнего уровня ATM, включая разные типы качества обслуживания, выкидывались. Оставлялся только базовый функционал по переключению байтов с одних линий на другие.

Первый удар по ATM

И тем не менее, было также много специалистов IT, скептически относящихся к жизнеспособности технологии ATM. Как правило, защитниками ATM были представители телекоммуникационных, телефонных компаний, а противниками — представители компаний, занимавшихся компьютерными сетями и сетевым оборудованием. Steve Steinberg (в журнале Wired) посвятил целую статью скрытой войне между ними[23]. Первым ударом по ATM были результаты исследований Bellcore о характере трафика LAN, опубликованных в 1994 г.[27]. Эта публикация показала, что трафик в локальных сетях не подчиняется ни одной существующей модели. Трафик LAN на временной диаграмме ведет себя как фрактал. На любом временном диапазоне от нескольких миллисекунд до нескольких часов он имеет самоподобный взрывной (?) характер. ATM в своей работе все внеурочные пакеты должен хранить в буфере. В случае резкого увеличения трафика, коммутатор ATM просто вынужден отбрасывать невмещающиеся пакеты, а это означает ухудшение качества обслуживания. По этой причине PacBell потерпела неудачу при первой попытке использовать оборудование ATM[28].

Появление главного конкурента ATM — Gigabit Ethernet

В конце 90-х появляется технология Gigabit Ethernet, которая начинает конкурировать с ATM. Главными достоинствами первой является значительно более низкая стоимость, простота, легкость в настройке и эксплуатации. Также, переход с Ethernet или Fast Ethernet на Gigabit Ethernet можно было осуществить значительно легче и дешевле. Проблему качества обслуживания Gigabit Ethernet мог решить за счет покупки более дешевой полосы пропускания с запасом, нежели за счет умного оборудования. К окончанию 90-х гг. стало ясно, что ATM будет продолжать доминировать только в глобальных сетях[29][30]. Продажи свитчей ATM для WAN продолжали расти, в то время как продажи свитчей ATM для LAN стремительно падали[31][32].

2000-е годы: поражение ATM

В 2000-е гг. рынок оборудования ATM еще был значительным[33]. ATM широко использовался в глобальных компьютерных сетях, в оборудовании для передачи аудио/видео потоков, как промежуточный слой между физическим и вышележащим уровнем в устройствах ADSL для каналов не более 2 Мбит/с. Но в конце десятилетия ATM начинает вытесняться новой технологией IP-VPN[34]. Свитчи ATM стали вытесняться маршрутизаторами IP/MPLS[35]. По прогнозу компании Uvum от 2009 г., к 2014 г. ATM и Frame relay должны почти полностью исчезнуть[36], в то время как рынки Ethernet и IP-VPN будут продолжать расти с хорошим темпом. По докладу Broadband Forum за октябрь 2010 г[37], переход на глобальном рынке от сетей с коммутацией каналов (TDM, ATM и др.) к IP-сетям уже начался в стационарных сетях и уже затрагивает и мобильные сети. В докладе сказано, что Ethernet позволяет мобильным операторам удовлетворить растущие потребности в мобильном трафике более экономически эффективно, чем системы, основанные на TDM или ATM.

Еще в апреле 2005 г. произошло слияние ATM Forum с Frame Relay Forum и MPLS Forum в общий MFA Forum (MPLS-Frame Relay-ATM). В 2007 г. последний был переименован в IP/MPLS Forum. В апреле 2009 г. IP/MPLS Forum был объединен с Broadband Forum (BBF), и новый форум принял название Broadband Forum. Фактически IP/MPLS Forum был поглощен BBF. Спецификации ATM доступны в их исходном виде на сайте Broadband Forum[38], но их дальнейшая разработка полностью остановлена.

Базовые принципы

Сеть строится на основе АТМ коммутатора и АТМ маршрутизатора. Технология реализуется как в локальных, так и в глобальных сетях. Допускается совместная передача различных видов информации, включая видео, голос.

Ячейки данных, используемые в ATM, меньше в сравнении с элементами данных, которые используются в других технологиях. Небольшой, постоянный размер ячейки, используемый в ATM, позволяет:

  • передавать данные по одним и тем же физическим каналам, причём как при низких, так и при высоких скоростях;
  • работать с постоянными и переменными потоками данных;
  • интегрировать любые виды информации: тексты, речь, изображения, видеофильмы;
  • поддерживать соединения типа точка-точка, точка-множество, множество-множество.

Технология ATM предполагает межсетевое взаимодействие на трёх уровнях.

Для передачи данных от отправителя к получателю в сети ATM создаются виртуальные каналы, VC (англ. Virtual Circuit), которые бывают трёх видов:

  • постоянный виртуальный канал, PVC (Permanent Virtual Circuit), который создаётся между двумя точками и существует в течение длительного времени, даже в отсутствие данных для передачи;
  • коммутируемый виртуальный канал, SVC (Switched Virtual Circuit), который создаётся между двумя точками непосредственно перед передачей данных и разрывается после окончания сеанса связи.
  • автоматически настраиваемый постоянный виртуальный канал, SPVC (Soft Permanent Virtual Circuit). Каналы SPVC по сути представляют собой каналы PVC, которые инициализируются по требованию в коммутаторах ATM. С точки зрения каждого участника соединения, SPVC выглядит как обычный PVC, а что касается коммутаторов ATM в инфраструктуре провайдера, то для них каналы SPVC имеют значительные отличия от PVC. Канал PVC создаётся путём статического определения конфигурации в рамках всей инфраструктуры провайдера и всегда находится в состоянии готовности. Но в канале SPVC соединение является статическим только от конечной точки (устройство DTE) до первого коммутатора ATM (устройство DCE). А на участке от устройства DCE отправителя до устройства DCE получателя в пределах инфраструктуры провайдера соединение может формироваться, разрываться и снова устанавливаться по требованию. Установленное соединение продолжает оставаться статическим до тех пор, пока нарушение работы одного из звеньев канала не вызовет прекращения функционирования этого виртуального канала в пределах инфраструктуры провайдера сети.

Для маршрутизации в пакетах используют так называемые идентификаторы пакета. Они бывают двух видов:

  • VPI (англ. virtual path identifier) — идентификатор виртуального пути (номер канала)
  • VCI (англ. virtual circuit identifier) — идентификатор виртуального канала (номер соединения)

Структура ячейки

Формат ячейки UNI

7 6
 5
 4
 3
 2
 1
 0
GFC VPI
VPI
 VCI
VCI
VCI PT CLP
HEC




Полезные данные ячейки (48 байт)

Формат ячейки NNI

7 6
 5
 4
 3
 2
 1
 0
VPI
VPI
 VCI
VCI
VCI PT CLP
HEC




Полезные данные ячейки (48 байт)




GFC = Generic Flow Control (4 бита) — общее управление потоком;
VPI = Virtual Path Identifier (8 бит UNI) или (12 бит NNI) — идентификатор виртуального пути;
VCI = Virtual channel identifier (16 бит) — идентификатор виртуального канала;
PT = Payload Type (3 бита) — тип данных;
CLP = Cell Loss Priority (1 бит) — уровень приоритета при потере пакета; указывает на то, какой приоритет имеет ячейка (cell), и будет ли она отброшена в случае перегрузки канала;
HEC = Header Error Control (8 бит) — поле контроля ошибок.
UNI = User-to-Network Interface — интерфейс пользователь-сеть. Стандарт, разработанный ATM Forum, который определяет интерфейс между конечной станцией и коммутатором в сети ATM.
NNI = Network-to-Network Interface — интерфейс сеть-сеть. Обобщённый термин, описывающий интерфейс между двумя коммутаторами в сети.

Классы обслуживания и категории услуг

Определено пять классов трафика, отличающихся следующими качественными характеристиками:

  • наличием или отсутствием пульсации трафика, то есть трафики CBR или VBR;
  • требованием к синхронизации данных между передающей и принимающей сторонами;
  • типом протокола, передающего свои данные через сеть ATM, — с установлением соединения или без установления соединения (только для случая передачи компьютерных данных).


CBR не предусматривает контроля ошибок, управления трафиком или какой-либо другой обработки. Класс CBR пригоден для работы с мультимедиа реального времени.

Класс VBR содержит в себе два подкласса — обычный и для реального времени (см. таблицу ниже). ATM в процессе доставки не вносит никакого разброса ячеек по времени. Случаи потери ячеек игнорируются.

Класс ABR предназначен для работы в условиях мгновенных вариаций трафика. Система гарантирует некоторую пропускную способность, но в течение короткого времени может выдержать и большую нагрузку. Этот класс предусматривает наличие обратной связи между приёмником и отправителем, которая позволяет понизить загрузку канала, если это необходимо.

Класс UBR хорошо пригоден для посылки IP-пакетов (нет гарантии доставки и в случае перегрузки неизбежны потери).


Основные характеристики классов трафика ATM
Класс QoS 1 2 3 4 5
Класс обслуживания A B C D x
Тип трафика CBR VBR VBR ABR UBR
Тип уровня AAL1 AAL2 AAL3/4 AAL3/4
Синхронизация Требуется Не требуется
Скорость передачи Постоянная Переменная
Режим соединения С установлением Без установления
Пример использования (Е1, Т1) Видео аудио Передача данных

Примечания

  1. ↑ Здесь и далее в статье размер байта считается равным 8 битам
  2. ↑ P. Gonet, P. Adam, and J. P. Coudreuse, "Asynchronous time-division switching: The way to flexible broadband communication networks," Int. Zurich Sem. 86;
  3. ↑ 1 2 3 4 5 Steinberg стр. 3
  4. ↑ 1 2 Arran Derbyshire. Why has communications evolved towards the ATM concept? (англ.). www.doc.ic.ac.uk (1996). Дата обращения: 24 апреля 2010. Архивировано 24 августа 2011 года.
  5. ↑ Steinberg стр. 8
  6. ↑ 1 2 B-ISDN ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE FUNCTIONAL CHARACTERISTICS. Recommendation I.150 (англ.). CCITT (1991). Дата обращения: 24 апреля 2010. Архивировано 24 августа 2011 года.
  7. ↑ М. В. Симонов, «Математическое моделирование структуры междугородной ШЦСИО РФ», 2-я конференция «Информационные сети и системы (КИСС-93)» 18-20 ноября 1993 г., Тезисы докладов, Гос. ун-т телекоммуникаций (ГУТ) им. проф. М. А. Бонч-Бруевича, СПб, 1993, сс.38-39;
  8. ↑ Г. П. Захаров, В. П. Ревельс, И. А. Разживин, «Математическая модель ЦБКП при многослойном КП типа баньян», 2-я конференция «Информационные сети и системы (КИСС-93)» 18-20 ноября 1993 г., Тезисы докладов, Гос. ун-т телекоммуникаций (ГУТ) им. проф. М. А. Бонч-Бруевича, СПб, 1993, сс.65-66;
  9. ↑ И. А. Разживин, «Выбор коммутационного элемента для ЦБКП», 2-я конференция «Информационные сети и системы (КИСС-93)» 18-20 ноября 1993 г., Тезисы докладов, Гос. ун-т телекоммуникаций (ГУТ) им. проф. М. А. Бонч-Бруевича, СПб, 1993, сс.66-67;
  10. ↑ P. Newman, "Self-routing switching element for an asynchronous time switch," Priority Pat. Appl. 8724208, Oct. 1987;
  11. ↑ P. Newman, "A Fast Packet Switch for the Integrated Services Backbone Network," IEEE JSAC, Vol.6, No 9, Dec. 1988, pp.1468-1479;
  12. ↑ Сайт Питера Ньюмэна;
  13. ↑ Ю. А. Яцунов, И. А. Разживин, «Принципиальная схема коммутационного элемента ЦБКП», 2-я конференция «Информационные сети и системы (КИСС-93)» 18-20 ноября 1993 г., Тезисы докладов, Гос. ун-т телекоммуникаций (ГУТ) им. проф. М. А. Бонч-Бруевича, СПб, 1993, сс.67-69
  14. ↑ В. И. Лопашов, «Исследование принципов распределённой параллельно-конвейерной побитовой обработки информации в сетях Бэтчера и баньяна», 2-я конференция «Информационные сети и системы (КИСС-93)» 18-20 ноября 1993 г., Тезисы докладов, Гос. ун-т телекоммуникаций (ГУТ) им. проф. М. А. Бонч-Бруевича, СПб, 1993, сс.69-70;
  15. ↑ Изготовитель СБИС КЭ Яцунова-Разживина-Лопашова;
  16. ↑ Овчинников Г.Р., Еремеев В.А., Полякова Л.А. "Центр коммутации пакетов на основе самомаршрутизируемых матриц", Тезисы докладов отраслевой научно-технической конференции молодых учёных и специалистов "Цифровые сети с интеграцией служб (ЦСИС)", 23-25 апреля 1991 г., ЛНПО "Красная Заря", г. Ленинград, 1991 г., с.168;
  17. ↑ Еремеев В.А., Мигалин В.Н., Овчинников Г.Р., "Построение сети быстрой коммутации пакетов на основе самомаршрутизируемых матриц", научно-техн. сб. "Средства связи", М., НИИ "ЭКОС", 1991 г., сс.47-53;
  18. ↑ Овчинников Г.Р., Еремеев В.А., Полякова Л.А. "Вероятностно-временные характеристики в сети быстрой коммутации пакетов", Тезисы докладов отраслевой научно-технической конференции молодых учёных и специалистов "Цифровые сети с интеграцией служб (ЦСИС)", 23-25 апреля 1991 г., ЛНПО "Красная Заря", г. Ленинград, 1991 г., с.185;
  19. ↑ Еремеев В.А., Мигалин В.Н., Овчинников Г.Р., "Анализ характеристик качества обслуживания в сети быстрой коммутации пакетов", научно-техн. сб. "Средства связи", М., НИИ "ЭКОС", 1991 г., сс.54-56;
  20. ↑ А. П. Голубев, В. Н. Крылов, П. С. Покровский, «Цифровой коммутатор 16х16 на арсениде галлия», 2-я конференция «Информационные сети и системы (КИСС-93)» 18-20 ноября 1993 г., Тезисы докладов, Гос. ун-т телекоммуникаций (ГУТ) им. проф. М. А. Бонч-Бруевича, СПб, 1993, с.70;
  21. ↑ Ныне «Широкополосный форум»;
  22. ↑ Андрей Шаршаков. Реализация и развитие технологии ATM корпорацией IBM. osp.ru (1998). Дата обращения: 28 апреля 2010. Архивировано 24 августа 2011 года.
  23. ↑ 1 2 Steinberg стр. 1
  24. ↑ Debby Koren. The Promise of ATM (англ.). WiredRAD University (2010). Дата обращения: 28 апреля 2010. Архивировано 24 августа 2011 года.
  25. ↑ Paul Innella. Asynchronous Transfer Mode (англ.). Дата обращения: 2 мая 2010.
  26. ↑ Cochran, Rosemary. Article: ATM: sales finally match the hype.(Asynchronous Transfer Mode) (англ.). HighBeam Research (1999). Дата обращения: 29 ноября 2010. Архивировано 24 августа 2011 года.
  27. ↑ Will E. Leland. On the Self-Similar Nature of Ethernet Traffic (англ.) (1994). Дата обращения: 2 мая 2010. Архивировано 24 августа 2011 года.
  28. ↑ Steinberg стр. 6
  29. ↑ Tomi Mickelsson. ATM versus Ethernet (англ.). Helsinki University of Technology (1999). Дата обращения: 2 мая 2010. Архивировано 24 августа 2011 года.
  30. ↑ Энди Дорнан. Есть ли у ATM перспектива? Открытые системы (2001). — ATM проиграл битву протоколов в локальных сетях, но остается краеугольным камнем для новых глобальных сетей. Дата обращения: 2 мая 2010. Архивировано 24 августа 2011 года.
  31. ↑ Кевин Толли. ATM для настольных систем мертв. Открытые системы (1998). Дата обращения: 2 мая 2010. Архивировано 24 августа 2011 года.
  32. ↑ ATM Isn't Dying Soon; Growth of ATM in the WAN Indicates Strong Outlook for 2000 (англ.) (2000). Дата обращения: 2 мая 2010.
  33. ↑ Kevin Mitchell. The future of ATM and frame relay in an IP world (англ.) (2004). Дата обращения: 2 мая 2010. Архивировано 24 августа 2011 года.
  34. ↑ Telecom Industry Growth Forecast Steady, If Slow (англ.). The Washington Post (2008). Дата обращения: 2 мая 2010. Архивировано 24 августа 2011 года.
  35. ↑ Switching and Routing (англ.). Ovum. Дата обращения: 2 мая 2010.
  36. ↑ From ATM to IP/Ethernet: Three Strategies for Cost-Effective Network Convergence (англ.). tellabs. Архивировано 24 августа 2011 года.
  37. ↑ MR-258. Enabling Next Generation Transport and Services using Unified MPLS (англ.). The Broadband Forum (октябрь 2010). Дата обращения: 1 ноября 2010. Архивировано 24 августа 2011 года.
  38. ↑ ATM Forum Technical Specifications (англ.). Broadband Forum. Дата обращения: 2 мая 2010. Архивировано 24 августа 2011 года.

Литература

  • А. Н. Назаров, И. А. Разживин, М. В. Симонов. АТМ: Технические решения создания сетей. — Справочное издание. — М.: Горячая Линия - Телеком, 2001. — С. 376. — ISBN 5-93517-040-X.
  • А. Н. Назаров, И. А. Разживин, М. В. Симонов. АТМ: Принципы и технические решения создания сетей. — Учеб. пособие для студентов, обучающихся по специальностям 200900 - "Сети связи и системы коммутации". — М.: Горячая Линия - Телеком, 2002. — С. 408. — ISBN 5-93517-079-5.
  • Галина Дикер-Пилдуш. Сети ATM корпорации Cisco = Cisco ATM Solutions. — М.: «Вильямс», 2004. — С. 880. — ISBN 1-57870-213-5.
  • Руководство по технологиям объединённых сетей = Internetworking Technologies Handbook. — 4. — М.: «Вильямс», 2005. — С. 1040. — ISBN 5-58705-119-2.

Ссылки

  • Xylan Corporation (перевод BiLiM Systems Ltd.). ATM. citforum.ru (1998). — Описание архитектуры, назначения, принципов работы, методов внедрения технологии ATM. Дата обращения: 29 марта 2010. Архивировано 24 августа 2011 года.
Источник — https://ru.wikipedia.org/ruwiki/w/index.php?title=ATM&oldid=40585607