Лекция
Тема: Служба SMDS
Служба Switched Multimegabit Data Service (SMDS), разработанная компанией Bell Communications, впервые была продемонстрирована в 1990 году в качестве системы на основе телекоммуникационных каналов, предназначенной для объединения сетей FDDI в региональную сеть. В настоящее время эта служба может также связывать сети Ethernet и Token Ring. Служба SMDS представляет собой технологию передачи данных с использованием ячеек, она обеспечивает скорость передачи до 155 Мбит/с по Т-линиям и широко применяется в Европе.
С самого начала служба SMDS была совместимой с сетями B-ISDN, что обеспечило возможность очень быстрой передачи ячеек SMDS на большие расстояния. Эти ячейки обрабатываются SMDS-коммутаторами, которые связываются между собой с помощью высокоскоростных каналов DS-1, ISDN и SONET.
SMDS – это транспортный механизм без установления соединения, позволяющий уменьшить издержки за счет того, что задача обнаружения ошибок передается интеллектуальным оконечным устройствам (таким как коммутаторы и маршрутизаторы).
Служба SMDS была разработана для передачи данных в высокоскоростных региональных сетях, она должна обеспечить выполнение следующих задач:
• предоставление высокоскоростных каналов связи для региональных сетей;
• передача больших графических файлов (например, рентгеновских снимков);
• передача архитектурных чертежей и файлов систем автоматизированного проектирования (САПР);
• быстрый доступ к библиотечным хранилищам и электронным каталогам.
Архитектура SMDS масштабируемая и предусматривает использование Яличных коммуникационных скоростей, поэтому служба SMDS может легко интегрироваться как в региональные сети (для которых она и была первоначально разработана), так и в глобальные сети. Другим достоинством службы SMDS является то, что она совместима со множеством протоколов, включая TCP/IP, SNA, IPX/SPX, DECnet и AppleTalk. Поскольку для передачи данных служба SMDS использует ячейки, при работе в глобальных сетях о может пропускать очень большие фреймы, не фрагментируя их на более мелкие блоки.
Архитектура SMDS
Интерфейс службы SMDS носит название Distributed Queue Dual Bus (DQDB) (двойная шина распределенных запросов) и образуется двумя оптоволоконными кабелями с общим доступом. С одного конца оба кабеля подключаются к оборудованию клиента, а с другой – к коммутатору, установленному у поставщика услуг (рис. 1). Данные по каждому кабелю передаются только в одну сторону: по одному кабелю информация поступает от клиента к поставщику, а по другому – в обратном направлении. Наличие двух независимых однонаправленных шин устраняет вероятность возникновения конфликтов.
Рис. 1 Глобальная сеть на основе службы SMDS
В DQDB-интерфейсе информационный поток по каждой шине квантуется по времени, при этом используется разновидность множественного доступа с временным разделением (ТОМА). Любое подключенное устройство может в любой момент получить доступ к шине за исключением тех случаев, когда по шине передаются данные. Тактируемый доступ осуществляется посредством распределения квантов времени между устройствами, так что ни одно устройство не может получить выделенный квант полностью. К SMDS-шине можно подключить до 512 устройств, при этом ее общая длина может составить до 160 километров.
Для организации SMDS-шины обычно используются Т-линии. Скорость передачи данных по ним будет, однако, меньше общей пропускной способности, поскольку часть полосы пропускания выделяется для управляющих и служебных сигналов. Например, линия Т-1 имеет скорость 1,544 Мбит/с, а служба SMDS сможет передавать данные по этой линии только со скоростью 1,17 Мбит/с. При использовании линии Т-3 с уровнем доступа DS-3 служба SMDS делит линию на несколько классов обслуживания, пропускная способность которых образуется как комбинация скоростей 4, 10, 16, 25и 34 Мбит/с.
Служба SMDS, которая в первую очередь предназначена для передачи данных, преобразует фреймы, полученные из локальных сетей, в ячейки. Исключение составляют фреймы маршрутизации и сетевых функций, которые должны конвертироваться и которые обрабатываются интерфейсом SMDS Data Exchange Interface (SMDS-DXI). Этот интерфейс вместо ячеек использует фреймы в формате High-level Data Link Control (HDLC), который напоминает форматы протоколов Х.25 LAPB и ISDN LAPD.
Многоуровневые коммуникации SMDS и структура ячейки
Служба SMDS реализует коммуникационные уровни, соответствующие Физическому, Канальному и Сетевому уровням эталонной модели OSI (рис. 2)
Рис.2 Многоуровневые коммуникации SMDS в сравнении с эталонной моделью OSI
На Физическом уровне используется стандарт IEEE 802.6 на передачу данных в региональных сетях, а на Канальном уровне коммуникации осуществляются на подуровне LLC. Сетевой уровень образуют коммуникационные маршруты, служащие для передачи данных.
Ячейка SMDS имеет фиксированную длину, равную 53 байтам, и состоит из заголовка, модуля сегментации и хвостовика (рис. 3). В состав заголовка входят следующие поля:
• Управление доступом (Access Control) – содержит информацию, указывающую на то, откуда была отправлена ячейка: либо от клиентского оборудования (например, от маршрутизатора), либо от SMDS-коммутатора, расположенного у поставщика услуг;
• Управление сетью (Network Control) – указывает, например, тип содержимого ячейки: либо это управляющая информация, либо данные;
• Тип сегмента (Segment Type) – указывает, содержит ли ячейка начало, середину или окончание последовательности сегментов сообщения, или же все сообщение располагается в ячейке целиком;
• Идентификатор сообщения (Message ID) – содержит уникальный номер, присваиваемый всем ячейкам в последовательности сегментов сообщения и указывающий на то, что все эти ячейки должны обрабатываться как единое целое.
Рис. 3 Ячейка SMDS
Модуль сегментации в ячейке содержит полезную нагрузку, которая представляет собой пользовательские данные, передаваемые по сети SMDS. Хвостовик ячейки состоит из двух полей: поля длины полезной нагрузки и контрольной (CRC) суммы для полезной нагрузки. Первое из этих полей указывает, какую часть, модуля сегментации составляет полезная нагрузка, а какая часть модуля пустая. Если полезная нагрузка отсутствует, поле длины полезной нагрузки содержит нули. Поле контрольной (CRC) суммы Для полезной нагрузки позволяет принимающему узлу убедиться в том, что информация, содержащаяся в полях типа сегмента, идентификатора сообщения, модуля сегментации и в поле длины полезной нагрузки, не исказилась в процессе пересылки. Все перечисленные поля содержат информацию, определяющую правильность приема и интерпретации полезной нагрузки. Контрольная сумма представляет собой число, полученное от сложения всех полей.
Особенности подключения к сетям SMDS
Помимо того, что сети SMDS обеспечивают высокую скорость передачи данных и совместимы с технологиями B-ISDN, SONET и ATM, а также Т-линиями, эти сети предоставляют пользователям надежные средства безопасности. Например, доступ к сети со стороны узла можно ограничить и разрешить его только группам адресов или отдельным адресам. Кроме того, для передачи особо важной информации можно организовать частные сети. Клиенты могут оплачивать сетевые услуги с учетом степени использования SMDS-служб. Слабым местом сетей SMDS является их недостаточная доступность (по сравнению с сетями Х.25, frame relay и ISDN). Кроме того, сети SMDS предназначены только для передачи данных.