ATM чувствует себя хорошо

Несмотря на мрачные прогнозы относительно его судьбы в локальных сетях, ATM приобретает все большее значение в области доступа к глобальным сетям.

Хотя, возможно, срок службы ATM в локальных сетях подходит к концу ввиду появления таких альтернатив, как Gigabit Ethernet, все же эта технология получила новую путевку в жизнь в глобальных сетях. Согласно недавнему исследованию Cahners In-Stat Group, в четвертом квартале 1999 г. продажи коммутаторов ATM для глобальных сетей выросли на 12%. По приводимым в том же отчете прогнозам, продажи в этой категории должны вырасти и в 2000 г. на 50%, по сравнению с объемом в 2,8 млрд долларов в 1999 г. Лори Гудинг, ведущий эксперт в Cahners и автор отчета, прогнозирует весьма мощный рост в секторе коммутаторов ATM для глобальных сетей в ближайшие пару лет (см. Рисунок).

Среди требующих ответа фундаментальных вопросов следующие. Где в глобальных сетях наиболее подходящее место для ATM и какие приложения и технологии способствуют его распространению? Какого рода системы могут обеспечить необходимые функции для предоставления требуемых сервисов и каким образом их можно будет проверить — в особенности если оборудование находится на территории оператора/провайдера? Наконец, как повлияет появление альтернативных технологий для глобальных сетей на сделанный сегодня выбор?

КАРТИНА ДОСТУПА ПО ATM

Одна из областей, где ATM получил достаточно широкое распространение, это рынок доступа к глобальным сетям. Функционирование самой совершенной транспортной структуры может оказаться под угрозой, если точки доступа являются узким местом. Четкая классификация соответствующих устройств отсутствует вследствие разнообразия предложений на рынке доступа по ATM. К тому же, ATM встраивается во все новые типы устройств и используется вместе со множеством других технологий.

В качестве иллюстрации последнего утверждения мы рассмотрим некоторые типы систем, относимые к устройствам доступа к глобальной сети. Одним из них является устройство интегрированного доступа (Integrated Access Device, IAD), обычно устанавливаемое в помещении заказчика и консолидирующее несколько потоков в одной линии, подготавливая трафик к передаче по глобальной сети (см. статью Б. М. Теста «Голос и данные объединяются на границе» в этом номере LAN).

Другим примером может служить корпоративный коммутатор, обеспечивающий доступ к глобальной сети. Или это может быть пограничный коммутатор глобальной сети, обычно находящийся на узле оператора или провайдера услуг. Эти системы отвечают за передачу трафика в магистральную сеть. Еще один пример — концентраторы мультисервисного доступа, они служат точкой консолидации и завершения трафика и размещаются на телефонных станциях.

Конечно, список устройств, также выполняющих функции доступа, не исчерпывается перечисленным. Однако в этой статье основное внимание будет уделяться IAD и пограничным коммутаторам глобальной сети. Кроме того, мы рассмотрим несколько магистральных коммутаторов ATM в целях иллюстрации того, как эти устройства взаимодействуют между собой.

УСКОРЕННЫЙ РОСТ

Прежде всего, каковы же стимулы реализации доступа к глобальной сети по ATM? Одной из главных движущих сил является конвергенция. По мере того как все большее число пользователей доверяют глобальным сетям передачу чувствительного к задержкам трафика, такого, как голос и видео, а также с увеличением объемов электронной торговли и порождаемого ею трафика потребность в обеспечиваемых ATM функциях QoS будет только расти.

Одной из тенденций — обоюдоострой с точки зрения ATM — является распространение IP. Ввиду растущей популярности IP некоторые даже полагают, что IP вытеснит ATM и с этого рынка. Однако, как оказывается, две технологии имеют взаимодополняющие черты, объединение которых может привести к созданию эффективной сетевой архитектуры.

Ряд операторов используют в своих глобальных сетях как IP, так и ATM. Некоторые создают «наложенные» сети, в которых IP функционирует поверх ATM. Такие сети сочетают преимущества ATM в области QoS с совместимостью IP с самыми разными технологиями второго уровня и транспортными механизмами. Объединение ATM и IP позволяет реализовать такие приложения, как голос по IP (Voice over IP, VoIP) поверх ATM или голос по DSL (Voice over DSL, VoDSL) поверх ATM.

Другим стимулом является растущая потребность в надлежащем качестве обслуживания. Форум ATM определил шесть категорий услуг, предоставляемых уровнем ATM:

• сервис с фиксированной скоростью передачи (Constant Bit Rate, CBR) предназначен для трафика, которому требуется постоянная пропускная способность на все время соединения;
• сервис реального времени с переменной скоростью передачи (real-time Variable Bit Rate, rt-VBR) рассчитан на такие чувствительные к задержке приложения реального времени, как голос и видео;
• сервис с переменной скоростью передачи вне реального времени (non-real-time Variable Bit Rate, nrt-VBR) для пакетного по своей природе трафика;
• сервис с нефиксированной скоростью передачи (Unspecified Bit Rate, UBR) для нечувствительных к задержке приложений вне реального времени, таких, как передача файлов и электронная почта;
• сервис с доступной скоростью передачи (Available Bit Rate, ABR) для трафика вне реального времени, параметры которого могут быть изменены после установления соединения; он предусматривает механизмы контроля потоков для регулирования скорости в зависимости от условий в сети;
• сервис с гарантированной скоростью передачи кадров (Guaranteed Frame Rate, GFR) для приложений вне реального времени, которым может быть динамически предоставлена дополнительная пропускная способность, когда она освободится.

Оборудование доступа ATM поддерживает обычно только определенные комбинации этих классов сервиса, поэтому вам придется узнать, какие из них используются оператором или провайдером услуг, чтобы быть уверенными, что он способен обеспечить необходимый для вашего трафика уровень QoS.

Если голос по ATM (Voice over ATM, VoATM) стоит в начале вашего списка приоритетов, то оборудование доступа ATM должно поддерживать стандарт на второй адаптационный уровень (ATM Adaptation Layer 2, AAL2) Форума ATM. Большинство продуктов поддерживает AAL1 (эмуляцию каналов) и CBR, однако AAL2 не получил пока такого широкого распространения. Одна из особенностей AAL2 состоит в его способности поддерживать голос с VBR. Предоставляя данным доступ к пропускной способности, освобождающейся после завершения разговора, VBR позволяет более эффективно и притом динамически выделять пропускную способность. Кроме того, AAL2 не предусматривает повторной передачи утерянных ячеек и таким образом позволяет сократить задержку в случае голосовых приложений. Наконец, AAL2 позволяет осуществлять несколько вызовов по одному виртуальному каналу.

Разработанные для IP механизмы реализации QoS пока еще во многом несовершенны. И хотя Multiprotocol Label Switching (MPLS) и Differentiated Services (DiffServ) являются шагами в верном направлении, они в данный момент не в состоянии предоставить IP тот же самый уровень QoS из конца в конец, что и ATM. Это, конечно, не означает, что, благодаря QoS, ATM обеспечено место под солнцем на вечные времена, но оно гарантирует ATM доминирующее положение в этой области на ближайшее будущее.

ПОЧВА ПОД НОГАМИ

Другим стимулом для предпочтения доступа по ATM является рост спроса на комбинированные сервисы, такие, как ATM и frame relay. Следуя этой тенденции, производители выпускают устройства наподобие мультисервисных коммутаторов — шасси с одновременной поддержкой коммутации как пакетов, так и ячеек. Для высокоскоростного транспорта frame relay поверх ATM такие устройства должны поддерживать FRF.5 (межсоединение постоянных виртуальных каналов frame relay с сетью ATM, Frame Relay Permanent Virtual Circuit [PVC] to ATM Network Internetworking) и FRF.8 (межсоединение постоянных виртуальных каналов frame relay с сервисом ATM, Frame Relay PVC to ATM Service Internetworking). В случае межсоединения с сетью frame relay используется как протокол на входе и выходе из сети, тогда как ATM применяется внутри сети. При межсоединении сервисов конечный узел использует наиболее отвечающую его потребностям технологию, меж тем как межсетевая функция осуществляет прозрачное преобразование между протоколами.

Как считает Мелани Пози, эксперт по телекоммуникациям в International Data Corp. (IDC), рост спроса на ATM в последнее время вызван внедрением цифровых абонентских линий (Digital Subscriber Line, DSL). По ее словам, местные операторы используют ATM для транспорта трафика DSL до провайдера магистрали. Кроме того, наличие механизмов QoS делает ATM эффективной платформой для DSL, тем более что DSL позволяет объединять в одной линии сервисы реального времени, такие, как передача голоса, с менее чувствительными к задержке сервисами, такими, как доступ в Internet. Все эти свойства делают ATM привлекательной платформой для передачи голоса по VoDSL.

Кроме того, спрос на ATM подстегивается увеличением числа пользователей, которым необходима большая пропускная способность, чем у линии T-1, но которым не по карману линии T-3. Технология инверсного мультиплексирования для ATM (Inverse Multiplexing over ATM, IMA) предоставляет таким пользователям менее дорогостоящую альтернативу, нежели T-3: она позволяет объединить несколько линий T-1 в неполный канал T-3 для доступа к глобальной сети.

РАСТУЩИЕ ЗАБОТЫ

Несмотря на благоприятную конъюнктуру, перспективы ATM не столь уж безоблачны. В частности, какие пагубные последствия могут иметь для ATM такие подходы, как IP и волоконная оптика? «В краткосрочной перспективе — незначительные», — считает Кевин Митчел, эксперт по сетям провайдеров услуг в Infonetics Research. Как он полагает, такие технологии, как ATM, IP и оптическое волокно, будут мирно сосуществовать в сетях операторов ближайшие три-четыре года. Однако в долгосрочной перспективе, по мнению Митчела, решение вопросов QoS, связанных с IP, может представлять потенциальную угрозу ATM. С устранением недостатков MPLS и DiffServ характерное для ATM качество обслуживания станет возможно и в IP. С совершенствованием же волоконно-оптической технологии снижение цен на оборудование, компоненты и реализацию может также обернуться красным флагом для ATM.

Другой вопрос в том, какой путь выберут новоявленные провайдеры услуг — безоговорочную ориентацию на IP или гибридный подход, включающий ATM. Унаследованному оборудованию ATM в существующих сетях пока ничего не грозит, но чаша весов может качнуться в сторону IP, если конкурирующим провайдером услуг удастся застолбить свой участок.

Вывод из всего сказанного следующий: скорее всего, ATM уготована спокойная и долгая жизнь в области доступа, так как мир вряд ли вдруг весь перейдет на IP.

Однако ATM имеет не лучшую репутацию вследствие относительно высоких цен на оборудование. Гудинг из Cahners объясняет это растущей сложностью систем ATM. С увеличением числа поддерживаемых приложений и ростом поддерживаемых скоростей — и вследствие объединения в одном устройстве нескольких технологий — цены падают не так быстро, как это могло быть в случае более простых систем.

С другой стороны, как говорит Гудинг, высокая стоимость оптического оборудования — и проблемы с внедрением технологии — должны отсрочить момент превращения оптической технологии в конкурента ATM. Она прогнозирует снижение цен на оборудование ATM, но более медленными темпами, чем на системы на базе других технологий.

Последствия приверженности ATM зависят от целого рода противоречивых факторов, на многие из которых конечный пользователь повлиять не в силах. Таким образом, сторонники ATM должны внимательно следить за движущими силами рынка для определения того, в какой мере они могут рассчитывать на данную технологию в долгосрочной перспективе.

УСТРОЙСТВА ИНТЕГРИРОВАННОГО ДОСТУПА

Теперь мы можем вернуться к обсуждению оборудования доступа ATM. Как упоминалось ранее, IAD объединяют однотипные потоки в одной линии доступа. Таким образом, голос, видео и данные могут эффективно передаваться своим адресатам по одному пути, а не по разным (и обычно более дорогим) маршрутам, как ранее. Как правило, эти системы размещаются в помещении заказчика.

Типичные возможности IAD включают поддержку Ethernet на 10/100 Мбит/с, T-1, ISDN, frame relay и FRF.5/FRF.5, IP, эмуляции каналов, VPN и нескольких уровней QoS. Некоторые системы поддерживают также IMA и AAL2.

ATX-50 и ATX-150 (для малых и крупных узлов, соответственно) компании Mariposa обеспечивают интегрированный доступ — в том числе для голоса, видео, frame relay и Ethernet — по одной линии T-1. Системы поддерживают также передачу SNA по frame relay, а, кроме того, компания планирует реализовать поддержку AAL2.

Accelerator AN-30 производства Accelerated Networks обеспечивает интегрированную передачу голоса и данных для малых компаний. Система мультиплексирует трафик в линию DSL или T-1 с помощью виртуальных каналов ATM. Она имеет два последовательных порта frame relay.

SmartSwitch 15000 компании Cabletron Systems выпускается в компактном и модульном исполнении. Помимо стандартных интерфейсов модульная модель поддерживает DS-3 и OC-3, а также Token Ring и FDDI.

Среди других устройств интегрированного доступа по ATM можно отметить IAD 801 от JetStream, Multiservice Xchange от VINA Technologies, ACE-101 от RAD Data Communications и EDGE от Larscom.

ATM НА ГРАНИЦЕ СЕТИ

В этом разделе мы рассмотрим оборудование, располагающееся преимущественно на узле оператора/провайдера услуг. Большинство этих систем базируется на технологии ATM, но ряд устройств представляет собой смесь ATM с другими поддерживающими технологиями.

Как можно было бы ожидать, данные устройства рассчитаны на поддержку функционирования IAD, но, помимо этого, они предоставляют некоторые дополнительные функции. Общим для систем доступа в глобальную сеть по ATM является наличие интерфейсов Ethernet на 10/100 Мбит/с, T-1/T-3, frame relay, FRF.5 и FRF.8, DSL и IP. Ими поддерживается также эмуляция каналов, виртуальные частные сети, коммутируемые и постоянные виртуальные каналы (Switched Virtual Circuit, SVC, и Permanent Virtual Circuit, PVC), а также IMA.

Пограничный коммутатор глобальной сети MGX 8850 компании Cisco Systems базируется на архитектуре IP+ATM. Система имеет производительность 45 Гбит/с. Помимо стандартных функций, упоминавшихся выше, она поддерживает каналы OC-3, OC-12 и OC-48, а также FDDI. Кроме того, MGX 8850 поддерживает голос по frame relay, голос по IP, IP, VPN и MPLS.

Коммутаторы BPX 6000 компании Cisco также базируются на архитектуре IP+ATM и могут применяться в разных конфигурациях в зависимости от потребности. В конфигурации с BPX 8680 MGX 8850 используется как подающий коммутатор для BPX 8620. Кроме того, MGX 8850 может служить в качестве пограничного коммутатора для BPX 8650.

Коммутатор многосервисного доступа Passport 1500 компании Nortel Networks обеспечивает, как утверждается, производительность от 40 Гбит/с до многих терабит в секунду. Кроме того, эта система позволяет организовать VPN на базе IP и совместима с MPLS. Поддерживаемые интерфейсы включают OC-3, OC-12 и OC-48. Оптическая технология сопрягается с ATM с помощью OPTera PacketCore, коммутирующего ядра с поддержкой трафика IP, ATM и SONET.

Passport 8780 Packet Voice Gateway от Nortel представляет собой многосервисный коммутатор с высокой плотностью голосовых соединений. Он обеспечивает интеграцию голосового трафика в телефонную сеть. Эта поддерживающая AAL2 система может служить в качестве интерфейса с IAD для передачи голоса и данных по одной линии доступа.

Мультисервисный коммутатор глобальной сети CBX 500 компании Lucent Technologies имеет производительность 5 Гбит/с и интерфейсы OC-3, OC-12 и SONET, а также поддержку MPLS. Коммутатор ATM GX 550 имеет производительность до 25 Гбит/с и интерфейсы со скоростями до OC-48.

PacketStar PSAX 2300 Access Concentrator от Lucent имеет минимальную производительность в 2,3 Гбит/с и поддерживает AAL2. В настоящее время PSAX 2300 оснащается интерфейсами OC-3, поддержка OC-12 планируется в будущем.

Lucent выпускает и продукты, где наряду с ATM используется и оптическая технология, в частности WaveStar Bandwidth Manager. Эта система включает такие компоненты, как мультиплексоры ввода/вывода, цифровые кроссовые системы ATM, а также коммутаторы и маршрутизаторы IP. В минимальной конфигурации устройство работает как цифровая кроссовая система, предоставляющая электрические и оптические интерфейсы, а также коммутирующую структуру Synchronous Transport Module 1 (STM-1).

ДОСТИЖЕНИЯ В ОБЛАСТИ ГЛОБАЛЬНЫХ СЕТЕЙ

Недавно приобретенная Alcatel компания Newbridge Networks выпускает многосервисный коммутатор MainStreetXpress 36170. Система имеет производительность 12,8 Гбит/с и интерфейсы OC-3 и OC-12. Кроме того, она должна будет поддерживать MPLS и разнообразные средства мониторинга и управления сбоями.

350 Integrated Versatile Services Node (IVSN) от Newbridge представляет собой мультисервисный коммутатор на базе той же технологии, что и MainStreetXpress 36170. Система имеет производительность в 12,8 Гбит/с и вскоре будет поддерживать MPLS и IP VPN. Поддержка платы пассивной оптической сети ATM планируется в будущем.

Недавно Newbridge объявила о разработке 670 Routing Switch Platform. По информации компании, эта многопротокольная магистральная платформа будет иметь производительность 450 Гбит/с.

Приобретя FORE Systems, компания Marconi предлагает теперь коммутатор доступа ASX-4000. Система имеет производительность 40 Гбит/с и интерфейсы OC-3, OC-12, OC-48 и SONET. Оптическая технология объединяется с ATM с помощью DWDM-совместимых плат OC-48.

Кроме того, Marconi выпускает мультиплексор для глобальной сети CellPath 300 с поддержкой 28 интерфейсов ATM и других отличных от ATM интерфейсов. Система имеет производительность 524 Мбит/с и интерфейсы OC-3.

Мультисервисный пограничный коммутатор доступа в глобальную сеть AXD 311 компании Ericsson имеет максимальную производительность 6,4 Гбит/с. Система поддерживает интерфейсы OC-3 и SONET, а также AAL2. Ericsson, инвестор Mariposa, продает продукт этой компании под собственной маркой AXD 321.

Кроме того, Ericsson выпускает AXD 301 с максимальной производительностью 160 Гбит/с. Система имеет интерфейсы OC-3, OC-12 и OC-48 и поддерживает MPLS.

Среди других систем, выполняющих функции доступа в глобальную сеть ATM, можно отметить AAC-3 Access Concentrator компании ADC Telecommunications и Integrated Convergence Switch от Convergent Networks.

Возможно, вы обратили внимание, что в этом перечислении устройств доступа ATM не упоминается продукция 3Com. Когда писалась эта статья, компания объявила о своем уходе с рынка сетевого оборудования старшего класса и о прекращении выпуска корпоративных коммутаторов CoreBuilder и коммутаторов для глобальных сетей PathBuilder/NetBuilder.

ПРЕВРАЩАЯ ATM В СВЕТ

Помимо хорошо известных компаний интеграцией ATM с оптическими технологиями занимаются также новички рынка.

Например, FSN 1200 Full Service Node компании Atmosphere Networks представляет собой мультиплексор ввода/вывода SONET/SDH и разрабатывался в расчете на альтернативных операторов местной связи. Система поддерживает передачу и доступ, может служить в качестве конечной точки для сервисов и использует ATM вместо TDM. Как утверждается, система обеспечивает гарантированное QoS для сетей IP, а также инфраструктуру доступа для мультиплексоров доступа DSL и широкополосных беспроводных станций.

3500 Integrated Access Switch от Ignitus представляет собой пограничное устройство и предназначен для провайдеров услуг и операторов. Компания финансируется Lucent, собирающейся завершить приобретение Ignitus к июню 2000 г. Кроме того, Lucent занимается маркетингом продукта. Система 3500 поддерживает кольца OC-12 и OC-48, а также интерфейсы DWDM. Кроме того, она имеет коммутирующее ядро ATM с производительностью 5 Гбит/с.

По мере роста популярности оптической технологии мы можем ожидать появления новых реализаций, где этот подход сочетается с преимуществами ATM.

ЖИВ, КУРИЛКА

ATM является эффективной, надежной технологией доступа в глобальную сеть. Несмотря на конкуренцию со стороны новых, перспективных технологий, способность ATM эффективно сочетаться с альтернативными подходами должна гарантировать длительный спрос на эту технологию. Кроме того, ATM имеет весьма значительную инсталлированную базу, что также гарантирует ей долгую жизнь. Такие движущие силы, как конвергенция и спрос на все более высокие уровни QoS, будут со временем только расти — а в этой области ATM имеет весьма значительные преимущества над конкурирующими технологиями.

Все большему числу пользователей требуется доступ к интегрированным сервисам для поддержки множества новых приложений. Так, Фред Харрис, директор по планированию и развитию сети Sprint, сообщает о значительном росте спроса на сервисы на базе ATM, в особенности со стороны крупных корпоративных клиентов и провайдеров услуг Internet. С увеличением числа пользователей, которым необходим доступ ко все более сложным и многочисленным приложениям, поддержка QoS и гибкость ATM должны превратить эту технологию в весьма привлекательное решение.

Вывод следующий: хотя роль ATM в сети и претерпевает изменения, все же не следует ожидать полного исчезновения этой технологии в ближайшее время — в особенности в области доступа в глобальные сети.

Прогноз мировых продаж коммутаторов ATM для локальных и глобальных сетей (в млн долларов)

Ресурсы Internet