ATM アダプテーション層 5

ATM アダプテーション レイヤー 5 ( AAL5 ) は、非同期転送モード(ATM) ネットワーク上で最大65,535オクテットの可変長パケットを送信するために使用されるATM アダプテーション レイヤーです。

制御情報をヘッダーに配置するほとんどのネットワーク フレームとは異なり、AAL5 では、制御情報をパケットの末尾の8 オクテットのトレーラーに配置します。AAL5 トレーラーには、16 ビットの長さフィールド、32 ビットの巡回冗長検査(CRC)、および現在使用されていないUUおよびCPI というラベルの付いた 2 つの 8 ビット フィールドが含まれています。

各 AAL5 パケットは整数個の ATM セルに分割され、受信側ホストに配信される前にパケットに再構成されます。このプロセスは、セグメンテーションと再構成と呼ばれます(下記参照)。最後のセルには、パケット全体の長さが 48 オクテットの倍数になるようにパディングが含まれています。最終セルには最大 40 オクテットのデータ、その後にパディング バイト、8 オクテットのトレーラーが続きます。言い換えると、AAL5 は、パケットの長さを知らなくてもトレーラーを見つけられるように、最終セルの最後の 8 オクテットにトレーラーを配置します。最終セルは ATM ヘッダーのビットで識別され (下記参照)、トレーラーは常にそのセルの最後の 8 オクテットにあります。

アプリケーションがAAL5 を使用して ATM 接続経由でデータを送信すると、ホストは AAL5 インターフェイスにデータ ブロックを配信します。AAL5 はトレーラーを生成し、情報を 48 オクテットの断片に分割し、各断片を 1 つのセルで ATM ネットワークに転送します。接続の受信側では、AAL5 は着信セルをパケットに再組み立てし、CRC をチェックしてすべての断片が正しく到着したことを確認し、結果のデータ ブロックをホスト ソフトウェアに渡します。データ ブロックをセルに分割して再グループ化するプロセスは、ATM セグメント化および再組み立て (SAR) と呼ばれます。

AAL5 は、セグメント化と再組み立ての機能をセル転送から分離することで、階層化の原則に従います。ATM セル転送層は、階層化の原則が 1 つのマシンから次のマシン (ホストとスイッチ間、または 2 つのスイッチ間など) に適用されるため、「マシン間」に分類されます。AAL5 層は、階層化の原則が送信元から送信先に適用されるため、「エンドツーエンド」に分類されます。AAL5 は、送信側でアプリケーションが AAL5 に渡したのとまったく同じサイズのブロックで受信ソフトウェアにデータを提供します。

受信側の AAL5 は、送信側の AAL5 が ATM セル ヘッダーの「PAYLOAD TYPE」フィールドの下位ビットを使用してパケットの最終セルをマークするため、パケットを構成するセルの数を認識します。この最終セル ヘッダーは、「エンドツーエンド ビット」と考えることができます。したがって、受信側の AAL5 は、パケット終了ビットが設定されているセルが見つかるまで、着信セルを収集します。ATM 標準では、パケットの終了を認識するメカニズムを説明するために「コンバージェンス」という用語を使用します。AAL5 はコンバージェンスにセル ヘッダーの 1 ビットを使用しますが、他の ATM アダプテーション層プロトコルでは、他のコンバージェンス メカニズムを自由に使用できます。

AAL5 トレーラーにはタイプフィールドが含まれません。したがって、AAL5 フレームはその内容を識別しません。つまり、仮想回線の両端にある 2 つのホストは、回線が 1 つの特定のプロトコルに使用される (たとえば、回線は IP データグラムの送信にのみ使用される) ことを事前に合意するか、または仮想回線の両端にある 2 つのホストは、データ領域の一部のオクテットを、あるプロトコルのデータを含むパケットと別のプロトコルのデータを含むパケットを区別するためのタイプ フィールドとして使用するために予約することに事前に合意する必要があります。

RFC  2684 「 ATM 上のマルチプロトコル カプセル化」では、ネットワーク トラフィックの 2 つのカプセル化メカニズムについて説明されており、そのうちの 1 つは前者のスキームを実装し、もう 1 つは後者のスキームを実装します。

前者の方式は、ホストが特定の回線の高レベル プロトコルに同意するもので、RFC 2684 では「VC 多重化」と呼ばれています。この方式には、パケットに追加情報が必要ないため、オーバーヘッドが最小限に抑えられるという利点があります。たとえば、ホストが IP を転送することに合意した場合、送信者は各データグラムを AAL5 に直接渡して転送することができ、データグラムと AAL5 トレーラー以外は何も送信する必要はありません。このような方式の主な欠点は、仮想回線が重複することです。つまり、複数のプロトコルを使用する場合、ホストは各高レベル プロトコルごとに個別の仮想回線を作成する必要があります。ほとんどの通信事業者は仮想回線ごとに料金を請求するため、顧客は不要なコストがかかることから複数の回線の使用を避けようとします。

後者の方式は、ホストが複数のプロトコルに対して単一の仮想回線を使用するもので、RFC 2684 では「LLC カプセル化」と呼ばれています。この標準では、ホストは標準のIEEE 802.2 論理リンク制御(LLC) ヘッダーを使用し、必要に応じてサブネットワーク アクセス プロトコル(SNAP) ヘッダーを使用する必要があるとされています。この方式の利点は、すべてのトラフィックを同じ回線で実行できることですが、各パケットにプロトコル タイプを識別するオクテットを含める必要があるため、オーバーヘッドが増えるという欠点があります。また、この方式には、すべてのプロトコルのパケットが同じ遅延と優先度で移動するという欠点もあります。

RFC 2684 では、ホストが AAL5 を使用する 2 つの方法から選択できることが規定されています。送信側と受信側の両方が回線の使用方法について合意する必要があります。合意には手動構成が含まれる場合があります。

インターネット プロトコル (IP) は、 RFC 2684 で説明されているカプセル化方式の 1 つと組み合わせて AAL5 を使用し、RFC  2225 で指定されているように ATM ネットワーク経由でデータグラムを転送できます。データを送信する前に、宛先ホストへの仮想回線(PVC または SVC) が確立されている必要があり、両端が回線で AAL5 を使用することに同意する必要があります。データグラムを転送するには、送信側が回線を識別する VPI/VCI とともにデータグラムを AAL5 に渡します。AAL5 はトレーラーを生成し、データグラムをセルに分割して、セルをネットワーク経由で転送します。受信側では、AAL5 がセルを再構成し、CRC をチェックしてビットが失われていないか破損していないことを確認し、データグラムを抽出して IP 層に渡します。

• B-ISDN ATM アダプテーション層仕様: タイプ 5 AAL (PDF) (技術レポート)。ITU -T。1996年 8 月。I.363.5。2023年 4 月 17 日に取得。