Usługi i Zarządzanie OAM w ATM

Zrozumienie klas usług ATM (CBR, VBR, ABR) i roli komórek OAM w zarządzaniu siecią.

Wprowadzenie: Potrzeba Klas Usług

Nie każdy ruch danych jest sobie równy. Transmisja wideo na żywo ma zupełnie inne wymagania niż wysłanie e-maila. Wideo potrzebuje stałej, niskiej ścieżki opóźnień, podczas gdy e-mail może bez problemu tolerować pewne opóźnienia. Aby sprostać tym różnorodnym potrzebom, technologia Asynchronicznego Trybu Transferu (ATM) wprowadziła koncepcję klas usług. Klasy te pozwalają sieci na zapewnienie różnych poziomów dla różnych typów połączeń.

ATM jest technologią połączeniową. Oznacza to, że przed wysłaniem jakichkolwiek danych ustanawiane jest połączenie wirtualne, a aplikacja negocjuje z siecią „kontrakt ruchowy”. Ten kontrakt definiuje parametry QoS dla połączenia, a sieć zobowiązuje się do ich przestrzegania.

Klasy Usług ATM: Klasa dla Każdej Potrzeby

Forum ATM zdefiniowało kilka klas usług, z których każda jest dostosowana do specyficznych cech charakterystyki ruchu.

1. CBR (Constant Bit Rate) – Stała Przepływność Bitowa

Ta klasa jest przeznaczona dla usług generujących stały, ciągły strumień bitów, wymagający stałej przepustowości przez cały czas trwania sesji. Oferuje najsurowsze gwarancje dotyczące opóźnień i synchronizacji.

Analogia: Dedykowany, prywatny pas na autostradzie. Pas jest zawsze dostępny i ma zawsze tę samą szerokość, zarezerwowany wyłącznie dla Ciebie, niezależnie od tego, czy z niego korzystasz, czy nie.
Przykłady zastosowań: Nieskompresowana mowa (jak tradycyjna linia telefoniczna), wideo w czasie rzeczywistym, usługi emulacji łączy.
Kluczowy parametr QoS: .

2. rt-VBR (real-time Variable Bit Rate) – Zmienna Przepływność w Czasie Rzeczywistym

Zaprojektowana dla aplikacji czasu rzeczywistego, które generują ruch impulsowy (o zmiennej szybkości danych), ale są wrażliwe na opóźnienia i wahania opóźnień (jitter).

Analogia: Pas dla pojazdów uprzywilejowanych (buspas). Masz gwarantowaną ścieżkę, ale ilość ruchu może się zmieniać. Kluczowe jest ścisłe przestrzeganie czasów, aby unikać zatorów.
Przykłady zastosowań: Skompresowane wideo interaktywne (np. wideokonferencje), dystrybucja multimediów w czasie rzeczywistym.
Kluczowe parametry QoS: PCR, , Maksymalny Rozmiar Zgęstki (MBS).

3. nrt-VBR (non-real-time Variable Bit Rate) – Zmienna Przepływność Poza Czasem Rzeczywistym

Podobnie jak rt-VBR, ta klasa obsługuje ruch impulsowy, ale dla aplikacji, które nie są wrażliwe na opóźnienia. Gwarantuje niski współczynnik utraty komórek, ale nie timing.

Analogia: Usługa kurierska z gwarancją dostawy, ale czas dostawy może się różnić w zależności od trasy. Paczka dotrze nienaruszona, ale niekoniecznie o precyzyjnie określonej godzinie.
Przykłady zastosowań: Współpraca z Frame Relay, transakcje bankowe, systemy rezerwacyjne.

4. ABR (Available Bit Rate) – Dostępna Przepływność Bitowa

Ta usługa typu „best-effort” jest przeznaczona dla aplikacji, które mogą tolerować opóźnienia i dostosowywać swoją szybkość transmisji na podstawie informacji zwrotnej z sieci. Sieć gwarantuje minimalną szybkość komórek.

Analogia: „Inteligentny” samochód z adaptacyjnym tempomatem na publicznej autostradzie. Ma gwarantowaną minimalną prędkość, ale otrzymuje również informacje o ruchu i może przyspieszyć, gdy droga jest pusta, lub zwolnić w korku.
Przykłady zastosowań: Transfery danych, e-mail, każda aplikacja, która korzysta z dynamicznego dostosowywania przepustowości.
Kluczowy parametr QoS: .

5. UBR (Unspecified Bit Rate) – Nieokreślona Przepływność Bitowa

Najprostsza usługa typu „best-effort” bez żadnych gwarancji QoS. Jest to podejście „wyślij i módl się”, gdzie sieć dostarcza komórki, jeśli może, ale odrzuca je w przypadku przeciążenia bez powiadomienia.

Analogia: Zwykła publiczna droga bez gwarancji. W godzinach szczytu możesz utknąć w korku; o 3 w nocy droga jest szeroko otwarta.
Przykłady zastosowań: Standardowe przeglądanie stron internetowych, niekrytyczne transfery plików (gdzie protokoły wyższych warstw, jak TCP, zajmują się niezawodnością).

Komórki OAM: System Nerwowy Sieci

Aby zapewnić poprawne działanie sieci i zarządzać połączeniami, ATM używa specjalnych komórek OAM (Eksploatacja, Administracja i Utrzymanie). Komórki te wyglądają jak standardowe komórki ATM, ale zamiast danych użytkownika przenoszą informacje diagnostyczne i sterujące. Pozwalają one sieci na monitorowanie własnego stanu.

Kluczowe Funkcje OAM

Zarządzanie Błędami: Służy do wykrywania i raportowania awarii.
- : Wysyłany w dół wzdłuż połączenia, aby poinformować o awarii, która wystąpiła wyżej w hierarchii.
- : Wysyłany z powrotem do źródła, aby poinformować, że na ścieżce „w przód” wykryto awarię.
Zarządzanie Wydajnością: Pozwala na sprawdzanie jakości połączenia. Komórki OAM mogą być używane do:
- Weryfikacji integralności sekwencji komórek.
- Monitorowania komórek z błędami.
- Wykonywania testów pętli zwrotnej, gdzie komórka jest wysyłana do określonego punktu i odsyłana z powrotem w celu pomiaru opóźnienia i sprawdzenia błędów.
- Pomiaru utraconych komórek.