Протоколы передачи данных

С точки зрения провайдера использование ATM поверх ADSL на "последней миле" позволяет ему создать однородную сеть – как я отмечал выше, ATM не привязан к какой-либо конкретной физической среде передачи, как и к какой-либо конкретной скорости, так что вся сеть провайдера, включая внешние каналы связи, может быть построена на базе ATM, что заметно облегчает ее эксплуатацию. А вот с точки зрения пользователя не все так просто – абсолютное большинство существующего программного обеспечения не рассчитано на прямую работу с ATM, поэтому использование ATM "в чистом виде" требует серьезного его обновления.

Инкапсуляция протоколов в этом случае крайне проста: приложения работают непосредственно с ATM, ничего лишнего не задействовано (ниже на всех подобных таблицах голубым цветом отмечены "родные" протоколы ATM и физический уровень ADSL, желтым – "вспомогательные" протоколы, обеспечивающие совместимость с ПО, те или иные сервисы и тому подобное, а оранжевым – этапы инкапсуляции этих протоколов в ATM):

Наиболее распространенным способом решения проблемы адаптации ПО является инкапсуляция кадров привычного Ethernet в ячейки ATM (технология Ethernet over ATM, или, сокращенно, EoA, подробно описывается в документах RFC 1483 и более новом RFC 2684). Инкапсуляция выполняется на пятом адаптационном уровне ATM (AAL-5) непосредственно ADSL-модемом – соответственно, на клиентском компьютере требуется лишь наличие обычной сетевой карты, поддерживающего ее ПО, что является стандартом де-факто для любой сколь-нибудь современной системы.

Как видите, схема инкапсуляции заметно усложняется – теперь приложения работают с привычным им TCP/IP, далее пакеты TCP/IP транспортируются посредством Ethernet, а в модеме кадры Ethernet преобразуются в ячейки ATM (и обратно) в соответствии с RFC 2684:

Для обеспечения авторизации пользователей, динамической выдачи IP-адресов и подобных задач поверх сети Ethernet часто запускается еще один протокол – PPPoE (PPP over Ethernet), хорошо знакомый многим пользователям домашних сетей и являющийся аналогом знакомого любому владельцу модема протокола PPP (Point-to-Point Protocol).

В простейшем случае ADSL-модем работает в так называемом мостовом (bridge) режиме, конвертируя ячейки ATM в кадры Ethernet и обратно и передавая эти кадры на компьютер пользователя, где уже устанавливается – если это необходимо – программное обеспечение для реализации PPPoE (в Microsoft Windows XP оно, например, входит в стандартную поставку). Однако есть и модемы, способные самостоятельно запустить PPPoE-сессию и авторизоваться у провайдера.

Технология Ethernet over ATM хороша с точки зрения простоты подключения и стоимости пользовательского оборудования (достаточно модема, умеющего работать в мостовом режиме – а это самая дешевая разновидность модема), однако эффективность транспортировки больших Ethernet-пакетов путем их разбиения на 53-байтные ATM-ячейки сравнительно невысока. В значительной мере это компенсируется высокой (по сравнению с обычными модемами) скоростью ADSL-соединения, однако все же несколько затрудняет организацию видеоконференций (и вообще передачу мультимедийного трафика в реальном времени).

Однако, раз для авторизации пользователей мы традиционно используем протокол PPP, то что мешает инкапсулировать PPP-пакеты в ячейки ATM, тем самым избавившись от промежуточного слоя в виде описанного в первом варианте Ethernet'а? Этот метод получил название PPP over ATM (PPPoA) и подробно описан в документе RFC 2364. С одной стороны, при использовании PPPoA отпадает необходимость двойной инкапсуляции (Ethernet over ATM, а потом PPP over Ethernet), а с другой стороны – сохраняются все преимущества протокола PPP: удобный механизм авторизации пользователей, алгоритмы динамического присвоения IP-адресов и так далее. Разумеется, такой вариант означает, что либо на клиентском компьютере должен быть установлен ADSL-модем, не выполняющий никаких преобразований, и программный клиент PPPoA, либо модем должен уметь самостоятельно поддерживать PPPoA-сессию, передавая полученные данные на клиентский компьютер, например, по Ethernet-сети (отмечу, что здесь не идет никакой речи об инкапсуляции данных).

Также существует еще один метод – передача IP-пакетов по сети ATM (IP over ATM, или, сокращенно, IPoA), описанный в документе RFC 2225 (бывший RFC 1577). В последнее время этот вариант инкапсуляции приобретает все большую популярность.

Плюс к этому для каждого из типов инкапсуляции существует два возможных режима – LLC (Logical Link Control) и VC-Mux (Virtual Channel based Multiplexing). Подробно останавливаться на их отличиях я в данной статье не буду, отмечу лишь, что выбор конкретного режима, как и собственно протокола среди представленных выше, зависит от Вашего ADSL-провайдера.

Таким образом можно заключить, что с теоретической точки зрения выбор конкретных протоколов является компромиссом между сложностью настройки и эффективностью работы с одной стороны и поддержкой имеющегося аппаратного и программного обеспечения – с другой.