Уровни адаптации ATM

Уровень адаптации ATM 3/4-го типа

Этот уровень был предложен как уровень для обслуживания трафика со службами, ориентированными на соединение (в начале это был уровень AAL3, который был впоследствии объединен с уровнем 4).

Рассматриваемый уровень обслуживает трафик, требующий строгого выполнения временных характеристик доставки из конца в конец. Он работает в двух режимах: режим "сообщение" и режим "поток". В режиме "сообщение" AAL принимает одиночное сообщение для сегментации в полезную нагрузку уровня ATM и доставки на пункт назначения. В режиме "поток" один или более информационных пакетов пользователя принимаются последовательно от пользователя и последовательно доставляются в нескольких последовательных ячейках. Оба режима позволяют работать в режиме гарантированной или негарантированной доставки. При гарантированном режиме доставки протоколы доставки из конца в конец передают информационные блоки между подуровнями, зависящими от сервиса, который исправляет ошибки. При негарантированной передаче информация может быть доставлена с ошибками или не вся. Процесс работы AAL3/4 при передаче сообщений показан на рис. 11.7 . Пользовательская информация поступает сначала на уровень конвергенции, в часть, зависящую от службы. Там информация обрабатывается с точки зрения защиты от ошибок. На этом уровне не происходит изменение формата. В общей части уровня конвергенции дополняются байты, так, чтобы образовать 4 байта заголовка (header) полезной нагрузки и 4 байта в ее конце формата (хвостовой заголовок — trailer). Далее сформированный формат передается на уровень сегментации и сборки, где формируется поле полезной нагрузки этого уровня и два байта в начале и конце. Если необходимо, в конце полезной нагрузки формируется поле заполнения (PAD), которое не несет информации.

Рис. 11.7. Процесс работы AAL3/4

Форматы блоков данных на уровне AAL3/4 показаны на рис. 11.8.

Рис. 11.8. Форматы подуровня конвергенции, и подуровня сегментации и сборки ALL3/4

Формат общей части подуровня конвергенции (рис. 11.8а) содержит полезную нагрузку, при необходимости заполнение, не несущее информации, и "хвостовой" заголовок. Полезная нагрузка может иметь длину от 1 до 65 535 байт. Заголовок содержит один байт индикатора общей части (Common Part Indicator - CPI), который используется для интерпретации последующих полей заголовка. При указывается, что должны быть проанализированы поля "Размер буфера" (BASize) и "Длина сообщений" LI). В других случаях заголовок указывает на то, что надо выдать значения этих полей. Один байт в начале содержит метку начала, а в конце метку (тег) конца; в конце один байт содержит метку окончания; они имеют одинаковое значение, которое изменяется при каждом успешном вставление блока данных в формат уровня конвергенции. Это позволяет выявлять ошибки при несовпадении этих данных в начале и конце. Поле "Размер буфера" (BASize) длиной 2 байта информирует приемное устройство о необходимом размере буфера для приема текущего блока данных общей части подуровня конвергенции. Поле заполнения (PAD) содержит от 0 до 3 байт, и оно должно быть кратно 4 байтам (32 битам).

Это гарантирует, что заголовок "в хвосте" будет выровнен к границе, кратной 32 битам, упрощая процесс анализа концевого заголовка. Байты поля заполнения информации не несут. Выравнивание (ALignment — AL) заполняется нулями и так же, как предыдущее поле, обеспечивает выравнивание местоположения заголовка "в хвосте". Два байта указателя длины указывают длину полезной нагрузки.

рис. 11.8 показывает формат уровня сегментации, который содержит 2- байтный заголовок, 44-байтовое поле полезной нагрузки и 2-байтный заголовок в "хвосте" (концевой заголовок). Первые два бита заголовка - это тип сегмента. Его двоичные значения:

• 10 — указывает, что блок данных содержит начальное сообщение (Beginning Of a Message — BOM);
• 00 - означает продолжающее сообщение (Continuation Of a Message - COM);
• 01 - указывает на конечное сообщение (End Of a Message - EOM);
• 11 - указывает на сегмент, содержащий одиночное сообщение (Single-Segment Message - SSM).

Следующие 4 бита заголовка обеспечивают порядковый номер (Sequence Number - SN). Порядковый номер используется для обеспечения правильного следования ячеек и восстановления их с помощью программ в пункте назначения. Оставшиеся 10 бит в заголовке содержат идентификатор мультиплексирования (Multiplexing IDentifier - MID) или идентификатор сообщения (Message IDentifier - MID). С помощью этого идентификатора можно указать место пользовательских соединений, передаваемых по одному соединению ATM. Все блоки данных одной и той же общей части одного подуровня конвергенции имеют один и тот же MID.

Шесть бит конечного заголовка (LI) указывают на размер поля полезной нагрузки. Как видно на рис. 11.8 , полное поле полезной нагрузки подуровня сегментации и сборки составляет 44 байта. Последняя ячейка может содержать от 4 до 44 байт без учета заполнителя.

10 последних бит конечного заголовка обеспечивают защиту от ошибок методом избыточного циклического кодирования. На рис. 11.9 рассматривается, как проходит мультиплексирование на уровне AAL3/4. Когда большое число пользователей используют один и тот же канал, сообщения от каждого пользователя посылаются к различным пользователям. Каждый такой AAL производит блоки данных на уровне сегментации и сборки, чтобы они потом могли быть смешаны и установлены с произвольным по отношению к другим пользователям чередованием на уровне ATM. Преобразованные таким образом, они прибывают на конечный пункт. MID позволяет восстановить сегментацию для каждого пользователя. MID можно рассматривать как указатель очень короткого соединения по виртуальному каналу. Каждое такое соединение длится в течение передачи одного пакета и ограничено начальной и конечной метками.

Проблема протоколов уровня адаптации — в их избыточности: каждому сообщению на уровне сегментации добавляются 4 служебных байта. Второй недостаток заключается в том, что 10-битовое поле защиты от ошибок и 4 бита порядкового номера не обеспечивают достаточного уровня защиты от ошибок. Эти факторы привели к созданию протоколов уровня 5 (AAK5).

Рис. 11.9. Мультиплексирование в AAL3/411.4.