Хотя технология ATM (Asynchronous Transfer Mode - асинхронный режим передачи) достигла всеобщего признания на уровне опорных сетей, этому типу высокоскоростных сетевых решений еще предстоит проложить путь вниз, к настольным системам.
Конечно можно подключать рабочие станции к ATM с помощью дорогого оборудования, но оснащение всех ПК и рабочих станций в крупных организациях средствами поддержки АТМ - слишком дорогостоящее дело. В то же время стандарты, которые обеспечили бы ATM менее дорогой путь к настольным системам, появлялись медленно.
Сейчас положение меняется. ATM Forum и другие группы создают множество стандартов и проектов протоколов, которые охватывают рабочие станции и существующие протоколы ЛВС. Эти новые стандарты обещают принести ATM на настольные системы и возможно вызвать некоторую путаницу в умах корпоративных менеджеров по ИС, которым придется выбирать между ними.
ATM25 (25,6 Мбит/с ATM) и LANE (LAN Emulation - эмуляция ЛВС) утверждены в качестве стандартов ATM Forum, и уже доступны продукты, поддерживающие оба эти подхода.
ATM25 поддерживает все возможности ATM, включая качество обслуживания и согласование пропускной способности, и предназначен для пользователей, которые хотят запускать на настольных системах АТМ-приложения. Однако у него есть недостаток: для эффективного использования ATM25 требуется написание новых приложений, нередко с использованием частных API-интерфейсов производителей.
С другой стороны, 155 Мбит/с стандарт LANE должен облегчить соединение существующих ЛВС с сетями ATM благодаря поддержке традиционных сетевых протоколов. Оконечное устройство LANE (называемое также многоуровневым коммутатором) связывает сегмент или кольцо ЛВС с коммутационной матрицей ATM, преобразуя кадры Ethernet или Token-Ring в ячейки ATM длиной 53 байта и наоборот.
Однако у LANE тоже есть недостатки. Поскольку он должен поддерживать отличные от ATM протоколы, например Ethernet и Token-Ring, LANE не обеспечивает всех преимуществ ATM. Один из наиболее значительных недостатков - отсутствие поддержки качества обслуживания. Кроме того, LANE эмулирует только одиночный сегмент или кольцо ЛВС; поэтому эмулируемые ЛВС обладают характеристиками сетей с мостами. Чтобы рабочие станции в разных подсетях могли связываться друг с другом, необходимо установить маршрутизаторы, которые бы обрабатывали трафик между ними. Впрочем, это обстоятельство имеет и положительную сторону: маршрутизаторы можно использовать для локализации широковещательной "бури" и улучшения безопасности.
ATM Forum уже работает над стандартом LANE 2.0, который позволит администраторам сети создавать серверы резервного копирования, что обеспечит непрерывное обслуживание при сбое сервера. Вполне вероятно, что в конце концов место LANE займет стандарт MPOA (Multi-Protocol Over ATM - многопротокольная передача поверх ATM). В этом случае LANE будет использоваться в приложениях типа мостов (например, в пределах подсети), а MPOA будет применяться для управления и обслуживания соединений за пределами подсети, например с опорными или глобальными сетями.
MPOA пока находится на стадии проектирования, а выпуск полного проекта спецификации планируется на февраль 1997 года. Таким образом, для появления продуктов, поддерживающих этот протокол, потребуется около двух лет.
MPOA: Великий интегратор?
В схеме MPOA сервер маршрутизации осуществляет отображение протоколов ЛВС в адреса ATM. MPOA определяет методы, с помощью которых хост-компьютер может взаимодействовать с маршрутизаторами или серверами маршрутизации в подсети ATM, а сервер маршрутизации распределяет маршруты по оконечным устройствам. Затем оконечное устройство использует адрес машины назначения для пересылки пакетов.
Во многих отношениях MPOA станет "великим интегратором", соединяющим существующие ЛВС с сетями ATM. Он не только поддерживает все функции LANE, но и станет основой разрабатываемых комитетом IETF протоколов Classical IP over ATM (классический IP-протокол поверх каналов ATM; описывается в RFC1577), MARS (Multicast Address Resolution Server - сервер разрешения адресов множественной передачи) и NHRP (Next-Hop Routing Protocol - протокол маршрутизации с определением следующего скачка).
В будущем станет проще учитывать запросы QOS (quality of service - качество обслуживания) пользователей IP-сетей. Рабочая группа IETF по интегрированным службам (Integrated Services Working Group) обсуждает спецификации для управления загрузкой сети и протоколами передачи запросов на обеспечение гарантированного качества обслуживания.
Протокол RSVP (Resource Reservation Protocol - протокол резервирования ресурсов), находящийся сейчас на стадии обсуждения в IETF, поддерживает динамическое резервирование сетевых ресурсов, например полосы пропускания. Однако прямое отображение четырех классов QOS в протоколе RSVP в непрерывный спектр настраиваемых параметров QOS в ATM невозможно. Запуск IP-протоколов по каналам ATM возможно упростит эту задачу, однако чтобы убедиться в этом, нужно дождаться появления сетей, в которых реализованы MPOA, NHRP и MARS.
Хотя протокол Classical IP over ATM позволяет обычным IP-приложениям использовать ATM-каналы, он все равно требует наличия обычного маршрутизатора для соединения различных подсетей. Кроме того, для этой модели характерны проблемы ограниченной пропускной способности и высоких задержек, связанные с обработкой IP-заголовков на каждом маршрутизаторе.
Classical IP over ATM также не поддерживает широковещательные или групповые посылки. Для решения этой проблемы была предложена схема MARS. Сервер MARS выступает в качестве механизма централизованной регистрации и распространения для осуществления отображений между множественными IP-адресами и группами одиночных ATM-адресов. Хост-компьютеры и IP-маршрутизаторы в сети ATM будут использовать MARS для поддержки стандартных функций IP-протокола при множественной передаче (определенных в RFC1112) в рамках интерфейса UNI (User Network Interface - пользовательский сетевой интерфейс) версий 3.0 и 3.1. Спецификация MARS находится сейчас на стадии проекта IETF для публичного обсуждения.
Спецификация NHRP также циркулирует в IETF как проект для комментариев. Этот протокол благодаря лучшему использованию АТМ призван помочь справиться с проблемами пропускной способности и задержек, вызываемыми традиционными маршрутизаторами. При использовании NHRP IP-дейтаграммы не подвергаются обработке на каждом этапе IP-обработки, а могут передаваться по прямому ATM-соединению.
Годится любой протокол маршрутизации
Помимо интеграции технологий IP и ATM протокол MPOA также сможет работать с любым протоколом маршрутизации, включая OSPF (Open Shortest Path First - предпочтительно кратчайший открытый путь) для IP-маршрутизации и PNNI (Private Network-to-Network Interface - частный межсетевой интерфейс) для маршрутизации типа ATM SVC (Switched Virtual Circuit - коммутируемый виртуальный канал).
MPOA также будет работать с Integrated PNNI (интегрированный PNNI) в сетях IP и ATM, когда ATM Forum окончательно утвердит этот протокол маршрутизации.
Благодаря включению поддержки маршрутизации I-PNNI архитектуру MPOA можно расширить, перейдя к более распределенной модели серверов маршрутизации, что позволит нескольким серверам маршрутизации обмениваться информацией о структуре сети на сетевом уровне.
MPOA также вводит понятие виртуальных маршрутизаторов. Виртуальный маршрутизатор представляет собой набор MPOA-устройств, которые работают в ATM-сети и совместно выполняют функции многопротокольного маршрутизатора. Например, оконечные устройства выполняли бы функцию, аналогичную сетевым интерфейсным картам в маршрутизаторе, принимая данные из подключенной подсети, а система ATM-коммутации представляла бы его внутреннюю магистраль. Сервер маршрутизации в этом случае соответствовал бы управляющему процессору.
Распределяя функции по различным сетевым устройствам, систему можно сделать более экономичной и эффективной. Например, добавив коммутатор, можно эффективно нарастить возможности пересылки, а установив ПО на сервере маршрутизации, можно обеспечить дополнительные возможности маршрутизации, не затрачивая средств на покупку новых маршрутизаторов.
Однако MPOA - не единственный способ обеспечить взаимодействие ATM-сетей. Некоторые производители продвигают схемы, позволяющие использовать либо существующие маршрутизаторы с коммутаторами, работающими на уровне управления доступом к среде, либо устройства, работающие как комбинированные коммутаторы / маршрутизаторы, обеспечивая распределенную маршрутизацию.
Например, тем, кому необходима поддержка конечных IP-устройств в ATM-сети, коммутатор IP Switch ATM 1600 фирмы Ipsilon Networks позволяет обойти вызываемые маршрутизаторами ограничения производительности, согласовывая путь по сети с IP-устройствами, а затем обращаясь непосредственно к высокоскоростной коммутационной матрице ATM. Однако в этом случае коммутатор не обеспечивает поддержку качества обслуживания или управления потоком, которая гарантирует устойчивую передачу данных. А это может потребоваться в специальных видео- или мультимедиа-приложениях. Более того, IP-коммутаторы Ipsilon используют частное ПО и не могут работать совместно с другими ATM-коммутаторами.
Однако область применения этого подхода, вероятно, расширится, поскольку корпорация Digital Equipment и фирма General DataComm объявили о намерении поддерживать технологию Ipsilon в своих ATM-коммутаторах. Фирма Efficient Networks так же поступит со своими адаптерами.
Альтернативы со стороны
В то время как ATM25 и LANE получили одобрение ATM Forum, а MPOA движется в этом направлении, за пределами форума также предпринимаются попытки интеграции существующих ЛВС и сетей ATM.
Исследователями из Корнельского университета и более чем 20 компаниями, производящими сетевые продукты, включая корпорации 3Com, IBM, Microsoft и фирму Cisco Systems, разрабатывается протокол CIF (Cells in Frames - ячейки в кадрах). Группа надеется повлиять на некоторые решения ATM Forum таким же образом, как группа ATM25 Alliance добилась принятия стандарта 25,6 Мбит/с ATM.
Менеджеры ИС университета начали работы над CIF после того, как осознали, что для создания кампусной (масштаба университетского городка) ATM-сети им нужно будет заменить более 10 000 сетевых карт Ethernet. Они не только хотели снизить затраты, но также учитывали, что в будущем технология ATM должна предложить возможности соединения голосовых телефонных сетей с сетями передачи данных и видеоинформации в одну объединенную сеть.
CIF использует сетевые карты Ethernet, чтобы облегчить быстрое развертывание ATM при невысоких затратах. CIF позволяет сделать снабженные адаптером Ethernet рабочие станции частью ATM-сети, устанавливая на каждой из них поддерживающую CIF программную "прокладку" (shim) и используя оконечные устройства для преобразования ячеек ATM в кадры Ethernet. Функция "прокладки" состоит в том, чтобы направлять кадры на рабочей станции в нужный сетевой стек, т. е. передавать кадры с признаком ATM стеку протоколов ATM, а остальные кадры - драйверу NDIS.
Приложения, поддерживающие спецификацию Winsock 2.0, смогут воспользоваться обеспечиваемыми ATM функциями качества обслуживания и резервирования полосы пропускания, хотя пока не ясно, насколько эффективной окажется их поддержка при использовании Ethernet. Первые продукты, поддерживающие CIF, возможно, будут представлены на выставке NetWorld+Interop осенью этого года в Атланте.
Дейв Косиур
Дейв Косиур - независимый автор из Рестона (шт. Виргиния). С ним можно связаться по адресу: drkosiur@ix.netcom.com.
Появляются новые возможности использования ATM, но пройдет некоторое время, прежде чем станут доступны все компоненты
+---------------------+-------------------+------------------------------+
|Сетевая модель OSI |Протоколы и |Комментарии |
| |стандарты ATM | |
+---------------------+-------------------+------------------------------+
|Приложение |API-интерфейсы ATM |Частные |
+---------------------+-------------------+------------------------------+
|Представление | | |
+---------------------+-------------------+------------------------------+
|Сеанс | | |
+---------------------+-------------------+------------------------------+
|Пересылка |MPOA |Спецификация появится не |
| | |раньше февраля 1997 г. |
+---------------------+-------------------+------------------------------+
|Сеть |NHRP |На стадии планирования |
+---------------------+-------------------+------------------------------+
| |PNNI |Улучшает качество совместной |
| | |работы коммутаторов |
+---------------------+-------------------+------------------------------+
| |I-PNNI |На стадии планирования |
+---------------------+-------------------+------------------------------+
|Канал данных |LANE |Требует использования |
| | |маршрутизаторов, отсутствуют |
| | |службы резервирования и |
| | |поддержка качества |
| | |обслуживания |
+---------------------+-------------------+------------------------------+
| |Classical IP over |Требует использования |
| |ATM |маршрутизаторов |
+---------------------+-------------------+------------------------------+
|Физич. уровень | | |
+---------------------+-------------------+------------------------------+
СЛЕДУЮЩИЙ ATM-СТАНДАРТ: MULTIPROTOCOL OVER ATM
В рамках протокола MPOA сервер маршрутизации сообщает оконечным устройствам
информацию о маршрутизации, например адреса рабочих станций, находящихся в других
виртуальных ЛВС. Оконечные устройсва затем обеспечивают передачу пакетов между
рабочими станциями и/или хост-компьютерами. В обычном маршрутизаторе функции
определения маршрута и пересылки пакетов объединены в одном устройстве.
Поскольку в MPOA сервер маршрутизации и оконечное устройство могут представлять
собой разные устройства, они образуют так называетмый "виртуальный маршрутизатор".
