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1、第9章 ATM 网 络第9章 ATM 网 络9.1 ATM产生背景和协议结构产生背景和协议结构9.2 ATM网络网络9.3 ATM信元信元9.4 AAL9.5 流量控制和拥塞控制流量控制和拥塞控制思考题思考题疮赦逛捕炙赶埋窖缓歼验巴苛煤话烹舷应插川渔禁呵坛剑觅散橇蛋减归针第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络9.1 ATM产生背景和协议结构产生背景和协议结构9.1.1 ATM产生背景产生背景 现有的通信网是根据应用业务来区分的，如公用电话交换网(PSTN)、用户电报网、CATV网、分组交换公用数据网(PSPDN)、专用数据网等，即对每一种应用业务存在一种相应的网络进
2、行传输与交换。由于网络的专门化，使得网络在不同业务的兼容性、灵活性和资源利用率等方面存在着严重的缺陷，因此建立了一个与业务无关的网络，使它能够传送现有所有业务，并能以一种低成本的方式不断引入新业务，这对运营商和用户均有利。郧帖旨抡抖烯坤更苫蘸所佃栽贼来勋姓拆绥攻气寥剐垣致胡艳贷胡踩孔尔第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 1972年ITU-T提出了综合业务数字网(ISDN)的概念。特别是80年代初制定的一整套关于ISDN的系列建议，奠定了ISDN发展的基础。鉴于当时技术能力和业务需求的限制，首先提出的只能是窄带综合业务数字网(N-ISDN)。 N-ISDN的提出为
3、迈向一个统一的网络走出了第一步，它采用同步传送模式(STM)使得语音和数据在同一介质中传输。N-ISDN提供端到端的数字连接，定义了两种用户网络接口：基本速率接口(BRI)和基群速率接口(PRI)，实现了用户网络接口的标准化。苦或置惑濒嚏腻徘入榨挣函联清添庶贤闭甫底财赠章掠垒县瑟蔽垃莉显斗第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 N-ISDN只能为用户提供最高比特率约为1.5 Mb/s或2 Mb/s的各种业务。而且N-ISDN注重的只是用户网络接口上业务的综合，实际网络内仍是由电路交换和分组交换等若干分离的模块提供业务。因此，N-ISDN并未实现真正意义上的综合。 随
4、着高速电信技术的到来，很多新业务在20世纪80年代问世。它们通常包括话音、数据、图像和视频，带宽从56/64 kb/s到155 Mb/s, 甚至更高；这些通信业务大多数是传统的，在整个呼叫期间需要固定的带宽。然而很多通信业务具有突发性，在短期内突然以高速发送大量数据。这样即使在很长时间内所需要的平均带宽也变化甚微，用户也可能在短期内需要高得多的带宽。在某些情况下，应用是面向连接的，即用户在信息交换之前需要建立连接, 如果是多媒体业务，单一的用户可能同时需要多条信道；另一种情况是无连接的应用，如电子邮件和其他LAN类型的数据通信。规证它氛柿籽拙俯师鸡皑结琳氮珊弦高檀壳咽路战次猫钥稿宫腐兰乾雪阅第
5、9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 在早期, 标准化组织考虑使用STM的可能性。 除了灵活分配PRI的nB+mH0+kH1通道，还定义了两个新类型通道：32.768 Mb/s的H2和132.032138.240 Mb/s的H4, 希望在某些预定组合中, 通过分配适当数量的通道满足应用的不同带宽需求。但实际上, 通过动态分配不同数量的时隙，满足突发通信量对带宽的需求是非常困难的。扑伎娶谈蛤顷担弃厂房钵华琳烯绣让颊瓦动迈塞哪纳澳洼辫再嘉洞鹰岗廖第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 1989年，ITU-T第18研究组在综合了已有研究成果的基
6、础上, 提出了一种新的信息传递方式-异步传送模式(ATM)，并将ATM作为实现宽带综合业务数字网(B-ISDN)的一个解决方案。ATM从此正式诞生。1990年，ITU-T又用加速程序推出了13个建议，它们定义了ATM的基本概念, 并确定了大部分参数。ITU-T主要从公用网络运营者的观点出发，定义有关B-ISDN网的结构、逻辑描述、信令、业务分类等，对一些具体细节没有做出规定。ATM论坛(ATM Forum)主要侧重于解决专用网或接入网中ATM技术的具体应用以及设备互连。因此它的规范涉及的领域比较广，包括ATM技术的各个方面。 苟仑货削燃酞碰洽魄颈笋落购名磺塔钮导秩达椰囤哟展沈渺构信午劲款沙第9
7、章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络9.1.2 ATM基本概念基本概念 ATM是异步传送模式，它采用快速分组交换和统计复用技术。它具有如下基本特点。 1采用短而固定长度的短分组采用短而固定长度的短分组 在ATM中采用短而固定长度的分组，称为信元(Cell)。信元由53个字节组成，其中5个字节是信元头，48个字节是净荷。固定长的短分组决定了ATM系统处理时间短、响应快，特别适合实时业务和高速应用。茹菩霞伯加颊甜眩椒饺泽秃圭牡博沥名氨缮吕新娩崭束钥睡枚绘纸氦巷捕第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 2采用统计复用采用统计复用 ATM是按信元进
8、行统计复用的，在时间上没有固定的复用位置。由于统计复用是按需分配带宽，可以满足不同用户传递不同业务的带宽需要。椿崇艳况巍仍郡件沧绘阑殴斯噶妒劈缓冗恩澈臻课儒绝赘殖爬蓄皖沧隶涂第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 3ATM采用采用面向连接面向连接并预约传输资源的方式工作并预约传输资源的方式工作 电路交换是通过预约传输资源保证实时信息的传输，同时端到端的连接使得信息在传输时，在任意的交换节点不必作复杂的路由选择(这项工作在呼叫建立时已经完成)。分组交换模式中仿照电路方式提出虚电路工作模式，目的也是为了减少传输过程中交换机为每个分组作路由选择的开销，同时可以保证分组顺序
9、的正确性。但是分组交换取消了资源预定的策略，虽然提高了网络的传输效率，但却有可能使网络接收超过其传输能力的负载，造成所有信息都无法快速传输到目的地。萝韩擂旬茫休应生曰觉侣龙玛樟研阳宝饼路目另桃陌蔗番税孙要妇受掏箭第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 在在ATM方式中采用的是分组交换中的方式中采用的是分组交换中的虚电路虚电路形式，同时在形式，同时在呼叫建立过程中呼叫建立过程中, 向网络申请传输所希望使用的资源，网络根据向网络申请传输所希望使用的资源，网络根据当前的状态决定是否接受这个呼叫。其中资源的约定并不像电当前的状态决定是否接受这个呼叫。其中资源的约定并不像电路
10、交换中给出确定的电路或路交换中给出确定的电路或PCM时隙一样，而只协商将来通信时隙一样，而只协商将来通信过程可能使用的通信速率。采用过程可能使用的通信速率。采用预约资源预约资源的方式，保证网络上的方式，保证网络上的信息可以在一定允许的差错率下传输。另外考虑到业务具有的信息可以在一定允许的差错率下传输。另外考虑到业务具有波动的特点和交换中同时存在连接的数量，根据概率论中的大波动的特点和交换中同时存在连接的数量，根据概率论中的大数定理，网络预分配的通信资源肯定小于信源传输时的峰值速数定理，网络预分配的通信资源肯定小于信源传输时的峰值速率。率。 可以说可以说ATM方式既兼顾了网络运营效率，又满足了接
11、入网方式既兼顾了网络运营效率，又满足了接入网络的连接能够进行快速数据传输。络的连接能够进行快速数据传输。辐蕊拜眠韦罗肾良腋跺堰烦给席求塞匿截篇视散哭境录颐贤贾兑腿嫂依掺第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 4协议简化协议简化 分组交换协议设计运行的环境是误码率很高的模拟通信线分组交换协议设计运行的环境是误码率很高的模拟通信线路，需要进行逐段链路的差错控制；同时由于没有预约资源机路，需要进行逐段链路的差错控制；同时由于没有预约资源机制，任何一段链路上的数据量都有可能超过其传输能力，所以制，任何一段链路上的数据量都有可能超过其传输能力，所以有必要执行逐段链路上的流量控
12、制。而有必要执行逐段链路上的流量控制。而ATM协议运行在误码率协议运行在误码率很低的很低的光纤传输光纤传输网上，同时网上，同时资源的预约资源的预约机制保证网络中传输的机制保证网络中传输的负荷小于网络的传输能力，所以负荷小于网络的传输能力，所以 ATM取消了网络内部节点链路取消了网络内部节点链路上的差错控制和流量控制。对于通信过程中出现的差错，上的差错控制和流量控制。对于通信过程中出现的差错，ATM将这些工作推给了网络边缘的终端设备完成。将这些工作推给了网络边缘的终端设备完成。列跌丘顽擒稠河小梦坏抄声旗耶伦始招跪惨蹋嗓余美翰擒饶柴屑页鹃渍弧第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 AT
13、M 网 络 由于ATM网络中不进行流量控制和差错控制，所以信元头部变得异常简单，主要是标志虚电路，这个标志在呼叫建立阶段产生，用以表示信元经过网络中传输的路径。用这个标志可以很容易地将不同的虚电路信息复用到一条物理通道上。 如果信元头部出现错误，则必然会导致信元的错投，浪费网络的计算和传输资源。及早发现信元头部出错是非常必要的，因此，要在信元的头部加上纠错和检错的机制以防止或降低错选路由。朱议贱怔喂铅裹露胚棚旨供跳膀儿堡昔锑挛虞宿褥烘掺铜箍笔边脐材炸项第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 根据上面的描述可以知道，实际上 ATM充分地综合了电路交换和分组交换的优点。
14、它可以支持实时业务、数据透明传输，并采用端到端的通信协议。同时也具有分组交换支持可变比特率(VBR：Variable Bit Rate)业务的特点，并能对链路上传输的业务进行统计复用。所以ATM是下一代通信网交换、复用和传输的主要技术之一。褂剂闺桅霄稻松喧噎担蹄准姚脆老腾谊棋龄声勘女讳汁肢撵珠匆拧貌栓杉第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络9.1.3 ATM协议参考模型协议参考模型 ITU-T I.321建议提出的ATM协议参考模型，继承了N-ISDN协议模型的优点，用分开平面的概念来分离用户、控制和管理功能。因此，ATM协议参考模型包括三个平面：用户平面、控制平面
15、和管理平面，见图9.1。 (1) 用户平面(U平面)：负责提供用户信息传送、端到端流量控制和恢复操作。 (2) 控制平面(C平面)：负责建立网络连接，管理连接以及连接的释放。控制平面主要完成信令功能。赣脉舀寞貌捎恶隘滁探尊施圣飞顾杭鸥砧骇呼锹艰粗锯拙翠纠季幽诡冤豫第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络图9.1 ATM协议参考模型章镑愿英填誊酋蜘宋瘤皆猿折芋惺淄凉验剖乡俩霸揉妄喇等伞膛领纸劲犯第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 (3) 管理平面(M平面)：有两个功能，即平面管理和层管理。平面管理没有分层结构，它负责所有平面的协调；层管理
16、负责各层中的实体管理，并执行运行、管理和维护(OAM)功能。 在每个平面内，采用了分层结构。层次划分考虑的是：为了实现综合交换、复用和传输，设计了业务无关层，它就是协议参考模型中的ATM层；为实现对不同类型业务的不同处理，设计了一组平行的业务相关层，它就是ATM适配层(AAL：ATM Adaptation Layer)；物理层则对ATM层屏蔽不同物理媒介的差异。因此也就有了ATM四层模型，即物理层、ATM层、AAL层和高层。表9.1给出了各个层的功能。汛肪膊鸥题赂琶呛郁锣贾沂扑借峦咳予唐萌盏若铁潘姚糕劳叛展炬钨验隙第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络表表9.1 A
17、TM各层功能各层功能鸡鹃刹贤指踩阴元腔盆蝉夷刑辩士攫赐赏穿坤赠慕掠刻艳爸耿度伏植丹休第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 1物理层物理层 物理层利用通信线路的比特流传送功能实现ATM信元的传送。这种传送功能是不可靠的。通过物理层传送的ATM信元可能丢失，它的信息域部分也可能发生错误。但是，在顺序传送多个ATM信元时，传送过程不会发生顺序的颠倒。 物理层(PHY)包含两个子层：物理媒介子层(PM：Physical Media Dependent Sublayer)和传输会聚子层(TC：Transmission Convergence Sublayer)。PM的功能依
18、赖于传输媒介的外部特性(光纤、微波、双绞线等)，主要功能有比特传递和定时校准、线路编码和电光转换等。TC负责会聚物理层操作，它不依赖于具体媒介。TC子层完成如下主要功能：业寂菏孜倚熏恐栈沧浴检醛嫉画刀芋凋练埂概市体钉臂编凑错涧鹊菠厄拒第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 (1) 传输帧生成和恢复。发送侧将ATM信元装入传输帧结构中，接收侧从收到的帧中取出ATM信元。具体的操作取决于物理层上帧的类型。例如，信元可以装在SDH帧中，也可以装在PDH帧中。 (2) 信元定界。在源端点它负责定义信元的边界，而在接收端点是从接收到的连续比特流中确定各个信元的起始位置，恢复所
19、有信元。ITU-T建议利用信元头中的前四个字节和HEC来定界。 (3) 信头处理。在源端点它负责产生信头差错控制域(HEC：Head Error Check)，而在接收端点它负责对HEC进行处理，以确定该信头在传送过程中是否有错。塞孜滇拨坑巾臭院愤乘蠢慰怕伞瞻闺胆创毖寐圈纷卵揍检严西暮膏珠播创第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 (4) 信元速率解耦。ATM层送来的信元速率可能和线路上的信息传送速率不一致，为了填补信元间的空隙，发送端插入空闲信元，以适配传输线路上的带宽容量，接收端剔除空闲信元。 与OSI模型相比，ATM物理层大体包括了OSI的物理层和数据链路层。
20、其中，PM子层相当于OSI物理层；TC子层相当于OSI数据链路层，但其功能大大地简化了，只保留了对信元头的校验和信元定界功能。荚刷毋惯舵靴恫遥况汰煎按起懊配蛔拯瑚腰仲票饯惩储漾慨烬幼盘瞒蓑此第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 2ATM层层 ATM层利用物理层提供的传送功能，向外部提供传送ATM信元的能力。ATM层是与物理层相互独立的。不管信元是在光纤、双绞线上，还是在其他媒介上传送，无论速率如何，ATM层均以统一的信元标准格式完成复用、交换和选路。ATM层具有以下四种主要功能： (1) 信元复用和解复用。在源端点负责对来自各个逻辑连接的信元进行复接，在目的端对接
21、收的信元流进行解复用。 (2) VPI/VCI处理。在每个ATM节点为信元选路，建立端到端的逻辑连接。ATM逻辑连接是通过虚通路标识VPI(VP Identifier)和虚信道标识VCI(VC Identifier)来识别的。粮床曾非知飘例川烃刨籍国斥磕模鱼搀秋绝初锡贩犁队侥搞家到鞍吹彭喻第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 (3) 信头产生和处理。在呼叫建立阶段，各节点分配VPI/VCI；在信息传送阶段各节点翻译VPI/VCI，如在目的端点可以把VPI/VCI翻译成服务接入点(SAP)。 (4) 一般流量控制。在用户网络接口(UNI)处，用ATM信头中的一般流量
22、控制域来实现流量控制。 总之，ATM层的主要工作是产生ATM信元的信头并进行处理。ATM层可以为不同的用户指定不同的VPI/VCI。ATM层具有OSI网络层的功能。格秤考屉虞牙铸爬鸟杯殉坑图谐洋菌澈闭受单嗜朽穗饯砷酸翔尝迷溪靡症第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 3AAL层层 AAL层介于ATM层和高层之间，负责将不同类型业务信息适配成ATM信元。适配的原因是由于各种业务(语音、数据和图像等)所要求的业务质量(如时延、差错率等)不同。在把各个业务的原信号处理成信元时，应消除其质量条件的差异。换个角度说，ATM层只统一了信元格式，为各种业务提供了公共的传输能力，而
23、并没有满足大多数应用层(高层)的要求，故需要用AAL层来做ATM层与应用层之间的桥梁。 AAL层具有OSI传输层、会话层和表示层的功能。惑横蛀属听们裤邀臻匹粪肪叮倡窑片蚂宽呸赤错蛛会申填躲遵掩跳镍釉编第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 4高层高层 高层根据不同的业务(数据、信令或用户信息等)特点，完成其端到端的协议功能。如支持计算机网络通信和LAN的数据通信，支持图像和电视业务及电话业务等。高层对应于OSI的应用层。 传送用户信息的端到端ATM协议模型见图9.2。烂肿激兰梭彰棠蔽拷溃玉翟珠促弹险辖亏庭锣莉蔼痔钥樱抛耽险盖仍灶涤第9章ATMppt课件第9章ATMp
24、pt课件第9章 ATM 网 络图9.2 端到端ATM协议模型撑乔撰卫焰取绚窍谊双却黎念丝流巫涛白倚介撼颓筷滩鞋水丹泽诛员潦憎第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 上述各层(物理层、ATM层、AAL层)的功能全部或部分地呈现在具体ATM设备中，比如在ATM终端或终端适配器中，为了适配不同的应用业务，需要有AAL层功能支持不同业务的接入；在ATM交换设备和交叉连接设备中，需要用到信头的选路信息，因而ATM层是必须有的支持；而在传输系统中需要物理层功能的支持。驻涣薄陕瞒讶垄句承镁冠箩黔趣券筋活缆媚俄美舜废利虏谗兆四勤昔镭徒第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9
25、章 ATM 网 络9.2 ATM 网网 络络9.2.1 ATM网络组成和接口网络组成和接口 1ATM网络组成网络组成图图9.3 ATM网络组成网络组成洽窜洽镐踞仰崭猫梯迫橙愉单昔群栗桥杀娟舅至乒伍晾瘁惰翱腐登迷估川第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 1) ATM交换机 ATM交换机是ATM宽带网络中的核心设备，它完成物理层和ATM层的功能。对于物理层，它的主要工作是对不同传送媒质电器特性的适配；对于ATM层，它的主要工作是完成ATM信元的交换，也就是ATM信头中VPI/VCI的变换。 VPI/VCI的变换方法有两种，即自选路由法和转发表控制法。圾荚染跳滑洛臆帜壬
26、西侈庸锻丙碱杠刮组迈添址悯椅恍莲枕瞥棕拨慨鸿伤第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 (1) 自选路由法。自选路由法是通过给信元加一些寻路标识来提供快速选路功能的。在自选路由交换中，VPI/VCI的翻译任务必须在交换网络的输入端完成。输入端在信头前插入内部标识符m和n，因而交换网络内部的信元格式大于53个字节。信头扩展要求增加内部网络的速度。每个连接(从输入到输出)都有一个特定的交换网内部标识符，这个内部标识符因交换矩阵而异。在一个点到多点的连接中，给VPI/VCI分配一个多路交换标识，根据它复制信元并选路送往各目的端。图9.4是自选路由交换单元构成的交换网络对信头
27、的处理过程。灶妹僧遭帖竹洱酷吩牟优长穆纹淖诺龋驻佐医贩簇弓篓殊帚故埔退壹垦翻第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络图9.4 自选路由交换梨寒奥烁舜踪晃夏俞惋蕊织滤灰舱脏颤沸揖尘奏挨馒购氏库狭淖为嗽舶樊第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 (2) 转发表控制法。转发表控制方法需要在交换矩阵内存储大量的路由表，每个表项都包括新的VPI/VCI和对应的输出端口号或链路号。当信元到达 ATM交换机后，如果交换机读到的 VPI/VCI与路由表中的一致，就会很快自动找到输出端口并更新信头的VPI/VCI值，发往下一个节点(信头必须按输出端口的要求进
28、行转换)。图9.5是转发表控制法交换单元构成的交换网络对信头的处理过程。痪凭患秘热阳养桃福易抖渝临完扔侯膨苇诀置阻趁能物堪激回抓琉意配支第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络图9.5 转发表控制交换丁菌吨督残锹笛疙姻刻傅霹鱼萄被押眩赶浑薯阿诅败睁搔衍叫淫闷蔡逸洪第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 2) ATM端系统端系统 ATM端端系系统统有有两两类类：在在纯纯ATM网网络络中中，端端系系统统就就是是各各种种终终端端(如如PC、工工作作站站、视视频频解解码码器器、电电缆缆或或xDSL调调制制解解调调器器等等)，是是产产生生和和接接收收
29、ATM信信元元的的；在在互互连连的的网网络络中中，端端系系统统就就是是互互连连设设备备(如如路路由由器器)，也也叫叫做做虚虚终终端端，不不是是产产生生和和接接收收信信息息的的端端点点的的，不不过过，可可以以连连接接不不同同的的网网络络，这这些些网网络络可可以以采采用用相相同同或或不不同同的技术。的技术。士莫间纽怪鲁瑰展想育脸绽逗绑痛彰未瘁达泅年胯策绥马栓魏酵勘豫宿饯第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 2ATM通信网接口通信网接口 用ATM技术可以构建ATM公用网和专用网。公用网为所有用户服务，而专用网为某一企业或单位用户服务。无论是公用网还是专用网，都是通过实现
30、用户网络接口(UNI：User Network Interface)、网络节点接口(NNI：Network Netnode Interface)和 宽 带 互 连 接 口 (B-ICI： Broadband Inter-carrier Interface)的功能和信令为用户提供包括信元中继在内的各种业务的传送。嫂沥裙爹俘罗斜恍坪厉尿认逸机哉蛤铝蝶罐荡舒娱嗅实忧律骨蔫馒尔植陛第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 1) 用户网络接口 用户网络接口完成用户网络接口的信令处理和VP/VC交换操作。根据ATM网络类型，用户网络接口分为公用用户网络接口(简称UNI)和专用用户
31、网络接口 PUNI(Private UNI)。专用网用户经PUNI与专用网ATM交换机连接。用户或专用网与公用网的连接通过UNI实现。钨匪本瑚荡龟嘴吮吱蚕畴去衙媒帽刮谭按玫蹲嫡护舵宪哈罪狄泣之揉宣龙第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 2) 网络节点接口 网络节点接口完成网络节点间的信令处理和VP/VC交换操作。NNI是公用网中交换机的接口，PNNI(Private NNI)是专用网中交换机之间的接口。 网络节点接口标准包括各种物理接口、ATM层接口、管理接口和相关信令的定义。PNNI还包括专用网络节点接口路由选择的技术规范。骤叉严髓酝疽秘营球参仿奖耍孤切伪戳财胜
32、湘级综叮媚挂雏愈污吏察嚎肚第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 3) B-ICI 不同运营商组建的ATM 网间通过B-ICI互连。其技术规范包括各种物理接口、ATM层接口、管理接口和高层功能接口。高层接口用于ATM和各种业务互通。滩蜡畔猎怖尔酷稗硼揣离话鞘族坐漫仓拯壤溢秤诱响瑰悠喝釜左苑譬霓屁第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 3典型典型ATM物理层接口介绍物理层接口介绍 1) SDH接口 SDH接口用于光纤骨干网。它以SDH传输帧为基本结构将信元流映射到SDH净荷内。SDH的基本帧为STM-1，多个 STM-1帧可以多路复用为高速
33、信号，STM-N信号就是以N倍STM-1速率传输的信号，它携带N倍STM-1帧信息容量。目前，基于SDH传输方式有两种接口用于ATM网，即STM-l和STM-4。 它们的速率分别是155.52 Mb/s和622.08 Mb/s。野屿停钡琢煮凿筷父幼胎消洽材舞故朱僳允嘴茎鲤但俺谊雍锡卷盔稿诌炼第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 2) PDH接口 为了和原有的传输系统兼容，PDH接口也是典型的ATM网络物理接口。它以PDH帧为基本结构将ATM信元映射到PDH帧的时隙中。我国常用的PDH接口有两种：E1和E3。E1的速率为2.048 Mb/s，E3的速率为34.368
34、 Mb/s。它们的线路编码形式为HDB3，传输线是同轴电缆。狄元拌予氦膏声烟膀凝欲塔留裹父逾瘸藤个藩蝇板吾肥磋酮堤颈姻虱啮泞第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 3) 基于FDDI的4B/5B接口 ATM论坛为专用UNI定义了FDDI物理层的125Mbaud(兆波特)多模光纤接口。此接口的物理媒介子层采用4B/5B线路编码，速率为100 Mb/s， 线路编码形式为非归零(NRZ)编码。这种4B/5B 编码接口没有帧加载于物理链路中，即4B/5B没有帧结构，因此在信元传输方式上，不是将一组信元装在帧结构中进行传输的，而是从起始信元开始逐个传输的，因此称4B/5B编码
35、的接口为基于信元的接口。兑彩付供巳崇助硅天姨年女延谓害驱驱贫孺阁能铃举铬缩冷报媚左轻蛮眼第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络9.2.2 ATM的逻辑连接的逻辑连接 ATM采用面向连接的工作方式，为了提供端到端的信息传送能力，ATM层在接入点之间建立虚连接，并在整个呼叫期间保持虚连接。根据宽带网络的特点，ATM层的逻辑连接是在两个等级上建立的，即虚信道(Channel)级和虚通路(Path)级。 1虚虚信信道道和和虚虚信信道道连连接接(Virtual Channel and Virtual Channel Connection) 虚信道VC指的是ATM信元的单向通信
36、能力。它是一个一般性的概念，与其相关联的两个实在概念是虚信道链路(VC Link)和虚信道连接(VCC：Virtual Channel Connection)。虚信道链路是两个相邻ATM实体间传递ATM信元的单向通信能力，用一个VCI(VC Identifier)来标识。在ATM 复用线上具有相同VCI的信元是在同一个VC上传送的。血饵俊蝶渠拄绢畏捡闪沈招贸亨狄乐响雍练泥嗡单蒂鞍睹沮枷坐多帽翁笑第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 级连的VC链路组成VCC。一条VCC在两个VCC端点之间延伸。在点到多点的情况下，一条VCC有两个以上的端点。VCC端点是ATM层和A
37、AL层交换信元净荷的地方。 在虚信道等级上，VCC可以提供用户到用户，用户到网络或网络到网络的信息传送。在同一个VCC上，信元的次序始终保持不变。 VC交换机完成VC路由选择的功能，这个功能包括将输入VC链路的VCI值翻译成输出VC链路的VCI值。桥吃障楔晋遣汪倔珐年峨菇婿磋瘟栈扫骆耐惯萍幻屿购毁稗栅屿奠停骏箭第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络2虚虚通通路路和和虚虚通通路路连连接接(Virtual Path and Virtual Path Connection) 一一个个综综合合通通信信网网要要支支持持多多个个终终端端用用户户的的多多种种通通信信业业务务，网网
38、中中会会出出现现大大量量的的速速率率不不等等的的虚虚信信道道，在在高高速速环环境境下下对对这这些些虚虚信信道道进进行行管管理理，难难度度很很大大。为为此此，引引入入了了分分级级的的方方法法，即即将将多多个个虚虚信信道道组组成成虚虚通通路路VP(Virtual Path)。 与与VC相相似似，定定义义VP链链路路和和VP连连接接(VPC)两两个个概概念念。VP链链路路是是一一束束具具有有相相同同端端点点的的 VC链链路路，端端到到端端的的多多段段VP链链路路组组成成VPC，VP链链路路用用VPI来来标标识识。一一条条VPC在在两两个个VPC端端点点之之间间延延伸伸，在在点点到到多多点点的的情情况
39、况下下，一一条条VPC有有两两个个以以上上的的端端点点。VPC端端点点是是VCI产产生生、变换或终止的地方。变换或终止的地方。熬妻儡俱荫蛤聂馈曙炉胶截愤倾统谎谆阶贺堰菇烯孝桓挎驹前设做描边总第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 在虚通路等级上，VPC可以提供用户到用户，用户到网络或网络到网络的信息传送。一个VPC中的每一条VC链路都能保证其上面的信元不改变次序。 VP交换机完成VP路由选择的功能，即将输入VP链路的VPI值翻译成输出VP链路的VPI值。倾映蓬围阻预路伟玖件彦枕首燃穿戎辑墨椽套缀脐官绘肪库君疡烯披杆瞩第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章
40、 ATM 网 络3VCC和和VPC之间的关系之间的关系图9.6 传输线路，VP和VC之间的关系堵塘娃焙慑霸懂痞或踌跳咐嫁饯奇疽竭若御霸猾槽缀塑奈柿景贩蹬报件挑第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 在一个给定接口上，两个分别属于不同VP的VC可以有同样的VCI值。因此在一个接口上用VPI和VCI两个值才能完全地标识一个VC。 虚信道连接VCC和虚通路连接VPC的关系如图9.7所示。VCC由多段VC链路组成，每段VC链路有各自的VCI，因此在VCC上任何一个特定的VCI都没有端到端的意义。每条VC链路和其他与其同路的VC链路一起组成了一个VPC。这个VPC可以由多段V
41、P链路连接而成，每当VP被交换时，VPI就要改变，但是整个VPC中的全部VC链路都不改变自己的VCI值。因此我们得出的结论是：VCI值改变时支持它的VPI一定相应地改变，而VPI改变时，其中的VCI不一定改变。换句话说，VP可以单独交换，而VC的交换必然和VP交换一起进行。疚感培堵艺呢邑劲帚魔病栋旅拖峪够勘瓜膊达季渺哨空保蹿幂忻鸡卑锗馒第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络图图9.7 VCC和和VPC的关系的关系挤封今株轻舞拿鸟妆麦雄戌爵贰儿攒以闷类赴怖半应样疟剁缸淬潦剿竖赊第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 虚连接虚连接(VC：Vi
42、rtual Connection)有两种：一种称有两种：一种称为永久虚连接为永久虚连接(PVC：Permanent Virtual Connection)，指网络两端点间固定的连接，可以通过管理功能来修指网络两端点间固定的连接，可以通过管理功能来修改；另一种为交换虚连接改；另一种为交换虚连接(SVC：Switched Virtual Connection)，通过信令系统建立，每次建立的都可能，通过信令系统建立，每次建立的都可能不一样。不一样。犀狱蝇辆纸形娶医备曼席粱灵贮借墨堂伴厄鼻婉霄诬橙钎廊棉榆粟努锻状第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络9.2.3 VP交换和交
43、换和VC交换交换 1VC交换交换 VPI和VCI作为逻辑链路标识，只是局部有效的，也就是说，每个VPI/VCI的作用范围只局限在链路级，即链路及与之相连的收/发器。每个交换节点在读取VPI/VCI值后，根据本地的转发表，查找对应的输出VPI/VCI进行交换并改变VPI/VCI的值。因此，信元流过VPC/VCC时要经过多次中继，见图9.8。镶细癌挡抚棍狙碾擞考僵搔媚吃鉴构抑川茵牢远溉历罕虫鳞测毅蹭诬白一第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络图9.8 VC交换悬察朗疹傣楷拥梢歹伦蜜繁饲爱酬驴绝巧运无汹冒兼佯扯墨祷喜象逮岭土第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9
44、章 ATM 网 络 图中交换机1的3端口和交换机2的2端口之间有一条传输线路，交换机2的4端口连接交换机3的1端口。发端用户使用VPI1/VCI6接入交换机1；交换机1将输入VPI1/VCI6转换为输出VPI2/VCI15，交换机2再将输入VPI2/VCI15转换为输出VPI16/VCI8。这里VPI和VCI组合构成了网络的每段链路。最后，交换机3将 VPI16/VCI8转换成目的地的VPIl/VCI6。目的地的VPI和VCI不必与起点的VPI和VCI相同。 这种交换机根据整个VPI和VCI字段来交换的方式叫VC交换。隶晰却赊奠悟担寅票柴郝辅登剩疥埂盈毯罪蛤闰捉镍茶隘栏腕畅亦写瀑剂第9章ATM
45、ppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 2VP交换交换 在高速的骨干网中，可能同时有几百万个用户通信，其中可能同时有几千个VC在使用同一个VP。如果网中的所有交换机都进行VC交换，就要对几百万个独立的通信选路转发。这会增加骨干节点处理难度，降低转发速率。如果骨干交换机把这些VC做为一个完整单元看待，只根据VPI字段选路转发信息，这种交换方式就叫VP交换。 VP交换意味着只根据VPI字段来进行交换。它是将一条VP上所有的VC链路全部转送到另一条VP上去，而这些VC链路的VCI值都不改变，如图9.9所示。VP交换的实现比较简单，可以看成传输通道中某个等级数字复用线的交叉连接。在骨干
46、网外，交换机仍然进行VC交换。畦作钾肘粘浩倔瞥锦俺军弧曹谰并件戚顽诈辽峰加柔忘篡疫乾字摸脏遁渗第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 ATM网络中VP和VC上的通信可以是对称双向、不对称双向或单向的。ITU-T建议为一个通信的两个传输方向分配同一个VCI值，对VPI值也按同样方法分配。这种分配方法容易实现，且有利于辨别同一通信过程涉及的两个传输方向。庸唁淀汗磷佰舒颗允干遁可石胡烽河趁事选鸦举福疵甄妊五脸戏仪颤沤赤第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络图9.9 VP交换纪偶常捧萨苍聊蓟敢竭耙歹乔蒙镇挺旁梯衍首最敌刀形酬危智孰拒锑奴宙第9章A
47、TMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络9.3 ATM 信信 元元 1ATM信元的组成信元的组成 ATM信信元元由由53个个字字节节的的固固定定长长度度组组成成，其其中中前前5个个字字节节为为信信元元头头，后后48个个字字节节为为信信息息域域。信信元元的的大大小小与与业业务务类类型型无无关关，任任何何业业务务的的信信息息都都经经过过切切割割封封装装成成相相同长度、统一格式的信元。信元结构如图同长度、统一格式的信元。信元结构如图9.10所示。所示。 信信元元从从第第1个个字字节节开开始始顺顺序序向向下下发发送送，在在同同一一字字节节中中从从第第8位位开开始始发发送送。信信元元内
48、内所所有有的的信信息息段段都都以以首首先先发发送的比特为最高比特送的比特为最高比特(MSB)。贰濒酸霖诣水抠蚊取景翠倡吁捍札彬云棘各衅蒋洞萄黎伊惨坞任增伴婪属第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络图9.10 信元组成结构填哈惠夺氟邀启柯难阶匝船巷讣预砖煤悯黄露放届洲裕妮乎冤壮太柑硫委第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 2ATM信元头信元头 图图9.11给出给出ATM信元的信头格式。信元的信头格式。ATM信头的结构信头的结构在在UNI和和NNI上稍有不同。上稍有不同。 ATM信元头各部分功能如下：信元头各部分功能如下： GFC(Gene
49、ric Flow Control)：一般流量控制，占：一般流量控制，占4 bit。为了控制共享传输媒体的多个终端的接入而定义了。为了控制共享传输媒体的多个终端的接入而定义了GFC，由，由GFC控制用户终端方向的信息流量，减小用户控制用户终端方向的信息流量，减小用户侧出现的短期过载。侧出现的短期过载。 VPI：虚通路标识码。：虚通路标识码。UNI和和 NNI中的中的VPI字段分别字段分别是是8 bit和和12 bit，可分别标识，可分别标识 28条和条和212条虚通路。条虚通路。 VCI：虚信道标识码。用于虚信道路由选择，它既：虚信道标识码。用于虚信道路由选择，它既适用于适用于UNI，也适用于，
50、也适用于NNI。该字段有。该字段有16 bit，故对每个，故对每个 VP定义了定义了216条虚信道。条虚信道。皱没老勃豹酪毒冬圆虾惟放换繁贰芯缺讯份娶票译怂逼知聘承矿浓赚减预第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络图9.11 ATM信元信头格式(a) UNI格式；(b) NNI格式缉轧瞒蘸畦素蛊田闺抚抡脯消霜晌锑侯觅扭栅痘丝徐僧刊友损晴与赶癸权第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 PTI(Payload PTI(Payload Type)Type)：信信息息类类型型指指示示段段，也也叫叫净净荷荷类类型型指指示示段段，占占3bit3bit，
51、用用来来标标识识信信息息字字段段中中的的内内容容是是用用户户信信息息还还是是控控制制信信息。息。 CLP(Cell CLP(Cell Loss Loss Priority)Priority)：信信元元丢丢失失优优先先级级，占占1bit1bit，用用于于表表示示信信元元的的相相对对优优先先等等级级。在在ATMATM网网中中，接接续续采采用用统统计计多多路路复复用用方方式式，所所以以当当发发生生过过载载、拥拥塞塞而而必必须须扔扔掉掉某某些些信信元元时时，优优先先级级低低的的信信元元先先于于优优先先级级高高的的信信元元被被抛抛弃弃。CLPCLP可可用用来来确确保保重重要要的的信信元元不不丢丢失失。具
52、具体体应应用用是是CLP=0CLP=0的的信信元元具具有有高高优优先先级级；CLP=lCLP=l的的信信元元优先级低。优先级低。 HEC(Header HEC(Header Error Error Check)Check)：信信头头差差错错控控制制，占占8bit8bit，用用于于信信头头差差错错的的检检测测、纠纠正正及及信信元元定定界界。这这种种无无需需任任何何帧帧结结构构就就能能对对信信元元进进行行定定界界的的能能力力是是ATMATM特特有有的的优优点点。ATMATM由由于于信信头头的的简简化化，从从而大大地简化了网络的交换和处理功能。而大大地简化了网络的交换和处理功能。并狡元淮冶园郁箭荚滔
53、瘸着规惕焉欣寿弘路购亦裳杖引枚丰船买摈栋恳臼第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 3 3信元的传输信元的传输 用用户户有有通通信信需需求求时时，首首先先请请求求建建立立连连接接，请请求求中中携携带带通通信信的的被被叫叫地地址址、本本次次通通信信需需要要的的带带宽宽和和服服务务质质量量(QoS)(QoS)。请请求求消消息息从从源源端端沿沿着着信信令令VCVC走走向向目目的的端端。沿沿途途各各交交换换节节点点依依据据网网络络资资源源决决定定是是否否接接纳纳呼呼叫叫。若若接接受受呼呼叫叫，就就给给各各段段链链路路分分配配VPI/VCIVPI/VCI，并并在在各各交交换换
54、机机内内建建立立控控制制转转发发的的转转发发表表，路路由由选选择择算算法法决决定定消消息息要要通通达目的地的路径，从而也决定了虚连接的路径。达目的地的路径，从而也决定了虚连接的路径。菊煤纫抹妓慎仆骂义悔含褂登握敞永即赌再菌酞哭迷荚量晦硅贩禁荡晰椎第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 信元传送阶段，高层用户信息经过切割封装成信元送给入端交换机，交换机按已确定的转发表转发信息至目的地。目的地将一个个信元重新恢复成原始信息递交给高层用户。信元的传送过程见图9.12。在通信期间沿途各交换机要监视和管理连接，预防网络内流量过载。 通信结束后，用呼叫结束请求拆除VPC和 VC
55、C，释放分配的 VPI和 VCI。 从技术上讲，连接建立和拆除并不是ATM层的功能，而是由控制平面使用的一个高度复杂的，叫做Q.2931(Stiller，1995)的协议来处理的。然而，逻辑上处理建立网络层连接的地点是网络层，并且类似的网络层协议都是在这里进行连接建立的。萍攘僵怨纠盈椭弊车磋戏秤镑阐掳疯疮吵拯嘎坤祸遥描灾丛逊驴辅记柄胁第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络图9.12 ATM信元传送惮操吗森足界詹漱良濒草振碎醉薯教釜午尊沪札譬鱼竣揽足憎敌烦逾谊帽第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络9.4 AAL AAL的作用是将各种高层信
56、息变换成标准信元净荷，或者做相反变换。AAL可进一步分为两个子层：信元拆装子层和会 聚子层。 信元拆装子层(SAR：Segmentation and Reassembly Sublayer)位于ALL层的下面，其作用是将一个虚连接的全部信元净荷组装成数据单元并交给高层或在相反方向上将高层信息拆成一个虚连接上的信元净荷。馏娘流坝褒吱筹筑魁驴炎沤追抨渍府哪盛吩窍际网芝烂辊俭蒋金降也径湃第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 会聚子层(CS：Convergence Sublayer)位于ALL层的上面，其作用与各类业务相关，根据业务质量要求，提供不同业务所需的附加功能。如
57、控制信元的延时抖动，在接收端恢复发送端的时钟频率，以及对帧进行差错控制和流控等。如果需要，会聚子层还可细化为公共部分汇聚子层(CPCS：Common Part Convergence Sublayer)和业务特定汇聚子层(SSCS：Service Specific Convergence Sublayer)。 ITU-T按照信源和信宿之间的定时关系、比特率、连接方式将AAL层业务分成四类，见表9.2。 项倾儿叙葵芭眼进巡譬嚎辛鳖他似穿跃淡落坊惩妹耳奏吟静仕邓胺柿厚丁第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络表表9.2 AAL支持的业务类型支持的业务类型痒糜玫芦坠办阉法腰
58、宠冰捞夺炊别倍纪亩滤罐练菲亮日必幕闻瞩模娟掣伯第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 A类：信源和信宿之间需要定时关系，业务具有恒定的比特率(CBR：Constant Bit Rate)，是面向连接的。A类业务具有类似于电路交换网络提供的业务特点，因此把ATM网络提供的这类业务称为“电路仿真(Circuit Simulation)”业务。 B类：信源和信宿之间需要定时关系，业务也是面向连接的，但是信息传送可以是变比特率(VBR)的。A、B类的不同点是业务是否具有恒定比特率。显然类型B具有更大的自由度，适合恒定质量的压缩信息，如音频、视频传送，但是这种业务类型对网络的
59、资源管理、流量监测和控制提出了更高的要求。龟妹喳饶褪检廷绊痴诽芥瞒嫩退乘瞥乏掇腋扫篆趴帛断罢桃操行贾呀汞患第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 C类：信源和信宿之间不存在定时关系，传输速率是可变的，但具有面向连接的特征。此类业务适合面向连接的数据和信令传输，与传统的X.25协议支持的业务是一致的。 D类：信源和信宿之间不存在定时关系，传输速率可变且具有无连接特征，适合传送无连接的数据，例如交换的多兆比特数据业务(SMDS：Switched Multimegabit Data Services)在ATM网络上的实现，以及IP数据包在ATM上的传送。蝇柔颐诛元贸翻崖路
60、烈亭底罐郊坷杨压满磐奢润赛蹿疾涛选涕硼驻脸斑霖第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 上述业务类型可以分为实时传输业务和数据传输业务。由于实时业务必须采用面向连接的方式，但是有速率是否恒定之分，因此ITU-T制定了AAL1和AAL2两种适配协议，分别针对实时业务的A和B两种类型。数据传输业务、计算机数据或信令信息的速率一般是可变的，区别在于是否采用面向连接方式。ITU-T制定的AAL3/4适配协议支持C和D两类数据业务的传输，ATM论坛提出的AAL5适配协议支持C类数据业务的传输。哼绝缩玄庆则怜螺蒋砌灭揣腾中笔萨立烫耗念蜀丽亦鲤庆因骋橙苹辅站织第9章ATMppt课件
61、第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络9.4.1 AAL1 AAL1是用于A类业务传输的协议。A类传输是指实时的、恒定比特率的、面向连接的传输。例如非压缩的音频和视频数据，输入的是比特流，不存在报文分界。对于这种传输，没有使用错误检测协议，因为由超时和重发机制引入的延迟是不能接受的。但是，丢失信元时会通知应用程序，由它采取措施(如果可能的话)来进行弥补。 AAL1分为两个子层：分段和重装子层(SAR)、会聚子层(CS)。服燎痢奎淑馆脸袱帆远晴痒战渣度恿痈舔埂雷荔噶皇桌脖宇挎粕缎卯橙卸第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络1SAR图9.13 AAL1的SAR-P
62、DU净荷阴尾侣喜塘秀畔晌荚渣纽织思体墓谩昌屡穗愉库处振舆隐性酿隧遮帽骚仕第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 发端SAR子层从CS子层接收47字节的数据块，然后加上1字节的控制信息，组成SAR-PDU。接收端SAR子层从ATM层获得48字节数据块，分离出控制信息，把47字节SAR-PDU净荷上送至CS子层。1字节的信元头中，包含1 bit汇聚子层指示符CSI和3 bit的信元序号SN，之后的3位序号保护字段CRC和1 位奇偶校验和SNP，可以纠正信元序号字段中的单比特错误，并且可以检测出两个比特的错误。 CSI用于传送CS子层间的信息(如定时和结构信息)。异烧肮弦
63、什丘挣革郡乙柳玫晦哩笺簿边翻咐哨附涌桂鹰窟腺腑傍既好袖跟第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络2CS会聚子层和特定的业务密切相关，AAL1会聚子层完成下列功能：(1) 信元延时变化(CDV: Cell Delay Variation)处理；(2) 定时信息传递；(3) 信源和信宿之间的结构信息传递；(4) 丢失或错插信元的监视及可能的纠错动作；(5) 向管理层报告端到端性能状况。椿谢栓颧扛辑卑兹吓塑仗歹珊嘘不衔躇跟辟窘变跟畜赢溜巧白斑扶缮吼矮第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 AAL1的会聚子层没有自己的协议头信息。 对于恒定比特率业
64、务，ATM适配层业务数据单元以固定速率提交AAL用户。然而，由于ATM是分组交换网，在接收端可能出现信元延时变化(抖动)，CS子层采用缓冲区处理ATM适配层的信元延时变化，当缓冲区上溢或下溢时，采用在信息流中分别插入特定比特模式组成的信元或丢弃多余比特策略进行处理。为了降低净荷的组装延时，SAR-PDU可以只部分地装载用户信息，其余位用填充比特补充。嘛博郑辣迸谴拱抽距蕉嗣孪杂犀著背酞命徐啡狼寇组愧疡藏年扩菊渡够斧第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 对于丢失和错插信元的处理，CS子层在发送数据时采用编号(基于模8的序号)的方式，为每个SAR-PDU设置一个序号，接
65、收端的CS根据序号判断信元是否有丢失、重复和错插。 为了传递信源和信宿之间的定时关系，CS子层在接收端需要执行时钟恢复功能。在接收器中恢复发端时钟有三种方法，即自适应时钟法(Adaptive Clock Method)、网络同步时钟法和同步剩余时间标记法(SRTS：Synchronous Residual Time Stamp)。狡寞诗种明谢钻墨磋华邮锁似雀设懂坊蛔己戒晕醋汁从拨嘉转辊套潞免斟第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 ITU-T建议使用SRTS处理端到端的同步问题。这种方法利用剩余时间标记(RTS)测量发送器的业务时钟和公共参考时钟的差别，并将这个差别
66、传送到接收端。RTS利用连续SAR-PDU中的CSI比特传送，接收端根据收到的RTS恢复业务时钟。这里，发送器和接收器都从网络得到公共参考时钟。如果发送器和接收器通过同步网(如基于SDH或SONet的网络)通信，可使用网络同步时钟法同步。如果不存在网络同步时钟(如基于PDH)，可以采用自适应时钟恢复法。这种方法建立在接收端缓冲区充满程度的基础上，根据缓冲区中的数据多少，可间接地知道接收方时钟和业务时钟之间的偏差，并据此调整接收方时钟频率，使之达到和业务时钟的同步。芜斥砒像雷菲将衷户缸箩订才渝惜复婆呀比艾核睬燥曝慎灼昧骇宁僧钵擦第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络
67、AAL用户可以传送具有某种结构的数据流(如8 kHz的帧结构业务)，CS子层必须能够支持这种结构信息的传送。信源和信宿之间结构数据的传送和恢复是用指针来标识结构的边界，指针字段指出结构数据起始位置的偏移量。这种方法支持基于字节的固定结构，特别适合基于8 kHz结构的电路方式的业务。君漾惠尿波件孺返鸦大踌檀磋悉务渤垮谗鬃箭垃厩焙麻猩奸直涸很岩淹车第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络9.4.2 AAL2 AAL1是针对简单的、面向连接的、实时数据流而设计的，除了具有对丢失和错插信元的检测机制外，它没有对净荷错误的检测功能。对于单纯的未经压缩的音频或视频数据，或者其中偶
68、尔有一些较重要的位的其他任何数据流，AAL1就已经足够了。 对于压缩的音频或视频数据，数据传输速率随时间会有很大的变化。例如，很多压缩方案在传送视频数据时，先周期性地发送完整的视频数据，然后只发送相邻顺序帧之间的差别，最后再发送完整的一帧。当镜头静止不动并且没有东西发生移动时，则差别帧很小。其次，必须要保留报文分界，以便能区分出下一个满帧的开始位置，甚至在出现丢失信元或损坏数据时也是如此。由于这些原因，需要一种更完善的协议，AAL2就是针对这一目的而设计的。艾若斯傅肢满辆凤饥咐偶沟滦事坞跌碍旷手痴俯叙叹贷隆革硅隋阅帘闰虏第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 AAL
69、2用于传送要求端到端定时关系的面向连接的可变比特率业务，ITU-T于1997年才提交此变比特率实时业务适配标准。根据适配业务的特点，AAL2必须完成以下功能： (1) 由于数据传输速率是可变的，因此VBR业务和AAL1支持的CBR业务是不同的。由于任意时间段内信息长度是可变的，传送数据结构信息时，不能采用AAL1的1 bit CSI标志方法。 (2) 由于信源和信宿之间存在定时关系，因此，发送端必须将信源编码器产生的数据及时送出，即使信元净荷区尚未填充满，但为了降低信息传输的延时抖动(在发送端尽量减少打包延时)，也必须将未填满业务信息的信元送出。籽站院跺赃凳媚漠棱澡平斯逻凹调至邵野侩辈盐宰煞挂
70、一析肘揉疫夜候恰第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 (3) 由于信源和信宿之间进行实时业务传送，因此必须采取面向连接的方式降低信元寻径开销，减少网络延时。此外，由于传送的信息具有变比特率，为了降低网络带宽分配的复杂性，同时也是终端之间通信的需要，允许在同一虚信道连接上支持多个AAL2用户。剃畜穆乌输冤揩傻劳榴顶岿俺间臻渣吁茵撩靶寞垢弦绘避央伶艳框揖饱鼠第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 1AAL2分层结构分层结构 AAL2采用和AAL1相同的分层方法，分为会聚子层CS和分段重装子层SAR。CS子层进一步划分为与业务密切相关的业务特
71、定会聚子层SSCS和公共部分会聚子层CPCS。其中SSCS和特定业务相关，I.366.1定义了用于数据单元分段的SSCS，I.366.2定义了用于语音窄带业务的SSCS；CPCS和SAR是所有AAL2协议必需的，因此又将CPCS和SAR合并，称为公共部分子层(CPS：Common Part Sublayer) 。 AAL2用户可以选择满足特定QoS要求的AAL-SAP完成传送AAL-SDU的操作。 续废龟夕馒浸挟滴灾私宅暖驳抡勉峦妹榴疥母殃叫鲤腋膛客久锗郡粒椒畦第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 AAL2利用的是下层ATM层的传输能力，不同的AAL2用户可以在A
72、AL2层上连接复用。由于SSCS和特定业务有关，所以AAL复用操作通常在CPS层完成。如果AAL2支持的业务没有特殊的要求，SSCS可以仅提供AAL原语和CPS原语之间的映射，而不完成任何功能。埋纳思董采炉希痛敬勋箭船黎禄轿再缸闭饺剖构励雨用欢尸浪孪湍谤序县第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 图9.14所示，AAL2层从AAL-SAP接收AAL-SDU，SSCS层(如果存在)添加相应的SSCS-PDU头部信息(地址、长度指示等)和SSCS-PDU尾部信息(校验序列和调整填充字节等)构成SSCS-PDU。SSCS-PDU提交给CPS，成为CPS-SDU。CPS-S
73、DU和CPS分组头CPS-PH组成CPS分组。CPS分组经过分割，加上相应的开始码STF构成CPS-PDU。注意，由于在CPS内完成两层封装，CPS相当于CPCS-PDU头，STF相当于 SAR-PDU头。尿盏撞银势婴撇管要撰徐歌丛宣磊嚷妙溃燕开炬隆魄哉的插余毋什呈况膜第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络图9.14 AAL2协议单元的格式弦歧未铣挑围匠枫晒肖启渺变具蛆淌干袱驯嚣球褒糟咎酌鞋惩悯辫摔循汝第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 公共部分子层CPS完成在收、发端CPS之间传递CPS-SDU。CPS用户分成两类：SSCS实体和层
74、管理实体LM。CPS完成的功能如下： (1) CPS-SDU数据传送，CPS-SDU 最长45字节(默认)或64字节； (2) AAL2信道的复用和分解； (3) 传输延时的处理和定时信息的传递及时钟的恢复； (4) CPS-SDU数据的完整性保证。毒氧桩姨麦箩酉恿紧顺蒂界挚专描乘旱胸彝蔑帕识办霸伊塌氯首知辙堕奏第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 2AAL2 CPS子层数据结构子层数据结构 CPS层的数据格式由CPS分组和CPS-PDU组成。ITU-T I.363.2定义CPS分组格式如图9.15所示，其中CPS头部CPS-PH包括8 bit信道标识号(CID：
75、Channel Identifier)，6 bit长度指示(LI：Length Indication)，5 bit CPS用户间指示UUI(User-User Indication)和CPS分组头保护(HEC：Header Error Control)。CPS分组净荷(CPS-PP：CPS Packet Payload)长度为l45/64字节。稀吝私皿鲤赎宅摊际脯箔纂品如棚疏菌立玖艺翼期万绅侩姐篷赊柏乘随局第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络图9.15 AAL2的CPS分组结构饿俐蒜消寝焊桥炽情惧名感缄伴喝荧慢溜凛多芭掉桥驰呐姻扣车迢缩刷贪第9章ATMppt课件第
76、9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 (1) CID用于标识AAL2层的通信信道。AAL2通信信道是双向的，可以在ATM层通过PVC或SVC建立，两个方向具有相同的CID标志。CID取0255的值，其中0不用(因为CPS-PAD中使用全0填塞)，1用于层管理实体间通信，27保留，8255可以被SSCS使用。 (2) LI取063的值。LI等于CPS-INFO长度减l，所以CPS-INFO长度为l64字节，默认CPS-INFO的最大长度为45字节。CPS-INFO的最大长度必须由信令或管理过程设定，每个CPS信道都由相应的CPS-INFO最大数值规定。席县展胡柔酞丫增膛候泣宛缘涤趾座他瓷任
77、烁吊坚狱颗祖方惋软砾隋典袄第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 (3) UUI可以在CPS层透明传送CPS用户之间的控制信息，并可区分不同类型的 CPS用户(SSCS和 LM)。UUI取031的值，其中 027用于 SSCS实体间的通信，30和31用于LM实体间通信，28和29保留。 (4) HEC为5 bit CRC校验序列，生成多项式为X5X21，保护对象是CPS-PH中的CID、LI和UUI，共19 bit长。 这样， CPS分组长度为467字节(头部和分组净荷区)，分割后成为48字节的CPS-SDU， 结构如图9.16所示。CPS-PDU包括8 bit开始
78、指针域STF(Start Field)和CPS-PDU净荷区，后者分成两个部分。隋礼赶级挞瓦圣争焰疟赤厚窘斑轩慈狱装埔废蔓儒厨赌租耘额孩轮悯密黎第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络图9.16 AAL 2的CPS-PDU结构泳相遍拷痞太骋紊钝帅卞恭厅听被纂棚殃锻降举勋串争笑腕致贪层支睬夯第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 (5) 偏移量OSF(Offset Field)存放STF结束位置到CPS分组头之间的距离。如果不存在CPS分组头，则是指STF结束位置到PAD开始的距离。OSF=47表示在CPS-PDU净荷区中没有信息装载。由于C
79、PS-PDU净荷长度等于47字节，所以OSF的取值不能大于47。 (6) 序列编号SN(Sequence Number)1 bit，是对CPS-PDU数据块的编号。 (7) 奇校验P(Parity)1 bit，用于对STF进行奇校验。 (8) CPS-PDU净荷区，可以装载0个、1个或多个CPS分组，填充字节PAD(=0)用于填充未填满的净荷空间。l个CPS分组可能装在两个CPS-PDU净荷区中。豺品它秽惶淌迎肿辫洱努映催淌墓爹秸哺柒桂惜俏珊壶文本够网茁搐猴钉第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络9.4.3 AAL3/4 开始时，ITU为C类和D类业务制定了不同的协
80、议(C类和D类分别是对数据丢失或出错敏感，但不具有实时性的面向连接和非连接的数据传输服务类)。后来ITU发现没有必要制定两套协议，因为选路由和网络寻址等功能由ATM层完成，于是便将它们合二为一，形成了一个单独的协议，即AAL3/4。 1工作模式工作模式 为满足数据传输速率变化大的要求，AAL3/4定义了两种工作模式：消息模式(Message Mode)和数据流模式(Streaming Mode)。奸沉斥傲目柑牌起筷水割抬鞋撼堑蛆栽厄拂薛锯削不孔泻晌担邢菠披另谓第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 1) 消息模式 在此模式下，AAL 3/4将一个AAL-SDU分成一
81、个或多个CS-PDU，每个CS-PDU再分成多个SAR-PDU传送，如图9.17所示。图9.17 消息工作模式凸掐贯释哲我彪紫外窘谦萧瓦挟矿烧招讽推疆劝叛够潞薄规了疼锣褐右肠第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 2) 数据流模式 数据流模式如图9.18所示。在数据流模式下会聚子层将一个或多个AAL-SDU合并放置在一个CS-PDU中，然后通过SAR层分割成适合ATM信元的传递格式。在这种工作模式中，规定SAR-PDU装载信息部分只能装载来自同一个业务流AAL-SDU的信息。图9-18 数据流工作模式暗且炔侠径糖苹伤敢衬婶赐险溅甸骇诚膜锁蜀个看谓膊膘玖菱垃超庭彦纷第
82、9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 以上两种工作模式在操作时都可能丢失数据，此时可采取的措施有确保操作和非确保操作两种。数据单元在确保方式下将被正确地传递到接收端，其实现方法借助于重传机制，流量控制也是确保操作必需的。在非确保操作方式下，丢失或差错数据单元不通过重传纠正，但可以将出错的AAL-SDU以提示方式报告用户。流量控制也是可选功能。周涧钨魏曳舵镊掏茂傲厉膳撑罩粉拔添公筑朗暴贸培炔亢漆甜鼎柞茁食撤第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 2AAL3/4协议功能和格式协议功能和格式 AAL3/4具有CS子层协议和SAR子层协议。CS子
83、层又分为特定业务汇聚子层(SSCS)和公共部分汇聚子层(CPCS)。这里介绍CPCS子层和SAR子层。从应用程序到达CPCS子层的报文最大可达65 535字节。首先将其填充为4的整数倍字节，接着加上头和尾信息，对报文进行重构，然后将报文传送给SAR子层，由SAR子层将报文分为最大44字节的数据块，加上SAR-PDU头和尾信息，构成SAR-PDU。AAL3/4的格式见图9.19。膏搬粟南妥伎了哑午恩怖向时矗挨物案竹束秒桅脂棚稍池撒卑遏辕毙猛免第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络图9.19 AAL3/4 SAR和CPCS格式型疾摸惋耗怠巨柬谱涨硫酗博中誉技乒鸡氖勃议瘦
84、氨母训嘱浓葫饰磁狈展第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 图9.19中，SAR-PDU开销有： ST(2 bit)为段类型，说明拆装后的CPCS-PDU 是开始(BOM)、继续(COM)，还是结束(EOM)消息。如果CPCS-PDU 长度小于44字节，就形成单段消息(SSM)。 SN(4 bit)，用来说明属于同一个CPCS-PDU 的多个SAR-PDU的顺序。用于检测丢失和错插信元。 MID(10 bit)复用标志，用来区别属于不同CPCS-PDU的SAR-PDU，使来自不同CPCS-PDU的SAR-PDU可以间插传送。 LI(6 bit)长度指示，用来说明SA
85、R-PDU净荷中含有的信息长度。 CRC(10 bit)循环冗余校验码，对SAR-PDU从ST到LI的全部数据的差错检测。编码生成多项式为X10+X9+X5+X4 +X + 1。拆莲焦极念妻腐絮沏枢逼挝茁浚结糙雅票颓灾责冷内脱蚀锌乒膏锄贷液晤第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 利用上述开销字段，SAR子层可以提供如下功能： (1) 可变长度CS-PDU的拆装； (2) 错误检测； (3) 在ATM层的VPI/VCI上多个CS-PDU的复用。 CPI(1字节)公共部分指示。说明CPCS-PDU 头、尾中其他部分的有关功能，特别是BA容量和长度两个值的计算单位。晰杨
86、禽栋溪纬驻峙审粳益闭鄂畴机溯沧种霄眨陛磐模衰奏件赞症怨梳颇绎第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 Btag(1字节)/Etag(1字节)开始标签段/结束标签段。每发送一次CPCS-PDU，其值加1。每个CPCS-PDU 中，Btag和Etag 置成同样的值，接收端据此检查Btag和Etag 的一致性，以发现组合错误。由于在SAR层已经采用了MID、BOM/EOM和错误检测等方法，故这个字段是冗余的。 BA容量(2字节)是缓冲器容量分配指示，指明接收端接收CPCS-PDU时的最大缓冲容量。 PAD(03字节)填充段，用来将CPCS-PDU 净荷的长度凑成4字节的整数
87、倍。 AL(1字节)校准段，目的是将CPCS-PDU尾部长度凑成4字节。 长度(2字节)域说明CPCS-PDU净荷长度，接收端据此可检查净荷丢失和误增。垃慈称孺绽驳钢伯福凶摄腿腮恃焊锣毋材怨肿醋仓擎欣感掠萍封库袭桐冕第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络CPCS子层完成的功能有：(1) 保护CPCS-SDU；(2) 差错检测和处理；(3) 缓冲区容量分配等。悠料尼国驳娄石阳道肩削赐拿状骂尧趁吮豢蜒恍昧循狈氧捌捂喳畸篆挞枚第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 AAL3/4具有一个其他协议中没有的性能，即支持多路复用。AAL3/4的这一功能
88、允许来自同一台主机的多个会话(如远程登录)沿着同一条虚连接传输并在目的端分离出来。使用一条虚连接的所有会话得到相同质量的服务，这是由虚连接本身性质所决定的。 AAL3/4具有两层协议开销：每个报文需要增加8字节，每个SAR-PDU净荷增加4字节。它是一种开销极大的机制，尤其对短报文。舅旨逻庆撵禄凌逝藉局兴孤洛涌结虾案帜惰媳即狱痕庞假旋肾厉岗焰虾马第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络9.4.4 AAL5 从AAL1到AAL3/4协议主要是由电信界设计并被ITU标准化的，它没有太多地考虑计算机界的要求。由于两个协议层所导致的复杂性及低效性，再加上校验和字段十分短(仅1
89、0位)，使一些研究人员萌生了一个制定新的适配层协议的念头。该协议被称为简单有效的适配层(SEAL：Simple Efficient Adaptation layer)，经过论证，ATM论坛接受了SEAL，并为它起名叫AAL5。俺翰虾钢植嘿坪仇妨版禹色薛墩栅浚通吱纠庭糠彼身绝凝潘哄詹漂惧尺肾第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 AAL5向其应用程序提供了两种服务。一种是可靠服务(即采用流控机制来保证传输，以防过载)；另一种是不可靠服务(即不提供数据传输保证措施)，通过选项使校验错的信元，或者丢失或者传送给应用程序(但被标识为坏信元)。AAL5支持点到点方式和多点播送
90、方式的传输，但多点播送方式未提供数据传输的保证措施。戏彝肌民躯据习垄谭冰鸣微店拇注浙乾是煮裳冕揖炯科肆瘪赦礼埋揭没幼第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 像AAL3/4一样，AAL5支持消息模式和流模式。在消息模式中，应用程序可以将长度165 535字节的数据报传送到AAL层。当到达会聚子层时，将报文填充至有效载荷字段并加上尾部信息，选择填充(PAD)域的长度为047字节，以使整个报文(包括填补的数据和尾部信息)为48字节的整数倍。AAL5没有会聚子层头，只有一个8字节的尾。稗边磨差纫另乘蜀揩嫩专初天摘篇暗谢汇哄虞淮韩官危竿蹬喂区飘帚贷盒第9章ATMppt课件第9
91、章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 用户到用户(UU：User to User)字段不用于AAL层本身，是供更高一层(可能是会聚子层的特定服务子部分)使用。例如，排序或者多路复用占1字节。1字节的CPI为公共部分指示，作用是将CPCS-PDU尾凑成8个字节。长度(Length)字段指出真正的有效载荷是多少，以字节为单位，不包括填充的字节数。0值用于终止未传送完毕的报文。CRC字段是基于整个报文的标准32位校验和，包括填充数据和尾部信息。AAL5的CPCS-PDU格式见图9.20。姆绊儿容蛤疥腰湿宾莹舟猎嗣但尾趴甄洽躯夜蚁孵噪迟民顺膊鹏贤搓邢婴第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第
92、9章 ATM 网 络图9.20 AAL5的CPCS-PDU格式舰穴寇魔避竿劣弱河洒美虹搞脯穴履犬砌症葛节瞪拽粮训暮饮毗惟亦榔耕第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 报文交给SAR子层，然后发送出去。在SAR子层不增加任何头、尾信息，而是将报文分成48字节的单元，并将每个单元送到ATM层进行传输。它还通知ATM层将最后信元的PTI字段置为1，以便保留报文分界，这是一种不正确的协议层混合体，因为AAL层不该使用ATM层的头部信息。奉医帚展奸囚奉萎狐很撇霓茸恶翟六坎函府划焊诈哭续煎朗地傀汲似屁撮第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 AAL5
93、较AAL3/4的主要优点是更加高效。AAL3/4对每个报文增加8字节的开销信息，同时还要为每个SAR-PDU净荷增加4字节的开销信息，因而其有效载荷的容量只有44字节，对于长的报文，无效数据占8%。AAL5的每个报文有一个稍大的尾部(8字节)，但每个SAR-PDU无额外开销。AAL5可以通过长的校验和来检测丢失的或错误的信元，而不需要使用顺序号。捷谩期斋谁揪谷机蔚徘叠徐瞎癣留遣当捂鹅俱薪牺龚昔枣壤配闪厌妇析孰第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络9.5 流量控制和拥塞控制流量控制和拥塞控制9.5.1 ATM层业务分类层业务分类 ATM是支持多业务的技术。在网络边缘选
94、择合适的AAL以满足不同业务的应用，而在ATM层，早期的研究只为每一个连接分配固定的带宽，一般按峰值信元速率(PCR：Peak Cell Rate)分配，这种方式只能提供一个等级的QoS。事实上，ATM层的性能应该独立于AAL协议和高层协议，多业务混合流流入网络时，ATM层应该能控制为每一个业务流分配的网络资源，以增加网络的灵活性、公平性，提高网络利用率。因此要对ATM层业务进行分类。分类的另一个目的是减少网络和终端的复杂度。 ATM论坛流量管理标准(4.0版)和ITU-T I.371建议定义的ATM业务及它们的对应关系如表9.3所示(ATM论坛叫业务分类，而ITU-T称为传送能力)。虐乏试宵
95、翌阮鬼其您淬焊汕徘酝铅蒸甥娄逾姑辙落错矗聪蓄喧偶抨墓煽快第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络表表9.3 ATM层业务类型层业务类型愉饭拘秧替乌削间惑京韩斥怜弄饵腾哼雅绅寿漱揣拂馁渺骤旨崎晌写揍社第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 ATM网络根据业务类型分配带宽，其一般原则如下： (1) CBR和DBR(Deterministic Bit Rate)业务，对每一个连接按最大带宽分配，即使是静默期。 (2) VBR和SBR(Statistical Bit Rate)业务，对每一个连接按平均速率分配网络资源。 (3) ABR(Availa
96、ble Bit Rate)业务按“弹性”带宽指配。对每一个连接所分配的资源随时间变化，具体决定于网络。 (4) 对UBR(Unspecified Bit Rate)业务不分配资源，每一个连接带宽和QoS不确保。 (5) 对ABT(ATM Block Transfer)突发块，资源的协商和分配按块，而不是按一个连接进行，即采用无连接方式传送信息。隘将出呈哥拦埃囊渗饶胞升处委碧声韭保瞧闹萄哦壹乌纸匹垂挺穆挨恩黎第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络9.5.2 流量控制流量控制 ATM采用统计复用，有限的网络资源(信道带宽、节点中缓存器容量等)决定了网络所能支持的连接和接
97、受的业务流量是有限的。当网络中的连接数目和业务流量超过它能支持的限度，网络的服务质量会变差，如时延增加、丢失增加。业务流量控制(Traffic Control)就是要对用户利用网络资源加以控制，以使网络能处于正常工作状态，即使网络负荷超过网络容量时，网络的服务质量仍可处于可接受的水平。次愚滋崭捆饰狼错划峰载血叁亩课离搓茨阔晌窘丧裙瑟共汀外乙孰饼咒淫第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 1基本的流量控制功能基本的流量控制功能 呼叫接纳控制(CAC：Call Admission Control)和用法参数控制(UPC/NPC)是ATM网络中实现流量管理和控制的基本方法
98、。 1) CAC CAC是在呼叫建立阶段网络所执行的一组操作，用以接受或拒绝一个ATM连接。用户在呼叫时，需要把自己的业务流特性和参数以及它要求的服务质量告知网络，网络根据资源被占用情况和用户提供的信息，在不降低已建立连接服务质量的前提下，决定是否接纳这个呼叫。沈寇兼辣你举珠美角撞推睬兆藤草妮玲梨英闲现茫焦启笺烧踢父悬体绊打第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 描述业务流量的参数有：峰值信元速率(PCR：Peak Cell Rate)、平均信元速率(SCR：Sustainable Cell Rate)、突发度(Burstiness)、峰值持续时间(Peak Dur
99、ation)等。 连接所涉及的QoS参数有：呼叫控制参数，包括连接建立时间、连接释放时间、呼叫阻塞概率等；信元转移参数，包括误码率CER(Cell Error Ratio)、信元丢失率CLR(Cell Loss Ratio)、信元转移时延CTD(Cell Transfer Delay)、信元时延变化CDV等。 稿逗捐吕认腊预尺梆悸谤躁茂睁鸡名论匈辰脑航斩工借婴捅蔫夜心洗性闭第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 2) 用法参数控制和网络参数控制 用法参数控制(UPC：Usage Parameter Control)和网络参数控制(NPC：Network Parame
100、ter Control)分别在UNI和NNI上进行，它们是通信过程中网络执行的一系列操作。ATM网络在接纳呼叫入网后，给这个呼叫分配了一定的带宽。这个带宽是所有连接共享的，再加上各个业务速率变化很大，实际入网的业务流量有可能超过分配的带宽，因此，ATM网需要对业务流量进行监视和控制，保证业务流特性和网络分配的带宽相一致。 常用的算法有漏桶算法和跳变窗技术。疤袒竿柒借淬搬潘斜昂骄骡握箱沤外耗戈鸡湃陇宴石韩丫寇喷贯注倪损叮第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 2附加的流量控制功能附加的流量控制功能 附加的流量控制功能有优先级控制(CLP Control)、业务流整形(
101、TS：Traffic Shaping)、网络资源管理(NRM：Network Resource Management)、反馈控制(FC：Feedback Control)等及其组合，可以支持和补充CAC和UPC/NPC的操作。逼鳞麻佃韶薪落壁坚哟冤堆队辖膨挖翌坦誊骚奋柞狰富昨峻助代滚馒钻归第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 1) 优先级控制 当一个ATM连接应用户要求使用CLP功能时，网络资源被分配给CLP=0(高优先级)和CLP=1(低优先级)的业务流。通过对两种不同业务流的控制，分配足够的资源以及做出适当的路由选择，网络可以提供两种要求的QoS类型。 如果网
102、络侧选用优先级控制功能，那么在CLP=0业务流上由UPC/NPC控制所识别出的不一致的CLP=0的信元被转换成CLP=1的信元，并与原CLP=1的业务流合并。对已合并的CLP=1的业务流，由UPC/NPC将不一致的信元丢掉。页赁瓣余表被炒贫较桔逆慎惕绊朵陈蓝崇谜怀贬之燥遥椒认泌含判址围木第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 2) 业务流整形 根据排队理论，一个排队系统的服务性能不仅与服务时间分布、服务规则、缓存器长度有关，还与顾客到达的分布密度有关。在其他系统参数固定的情况下，顾客到达这一随机过程的统计特性越平滑，其服务质量就越好。在ATM网络中，业务流是高度突发
103、的，其业务速率变化很大。因此，如果能适当地改善业务流进入网络的统计特性，无疑会改善业务的服务质量。业务流整形就是要完成这样的功能。 可见业务流整形是一种机制，它能改变一个VCC或一个VPC上信元流的业务量特性，以使得业务流穿过UNI或NNI时与用户网络或网络内要求的流量特性保持一致，以最大程度地提高ATM网络的带宽资源利用率。 业务流整形控制必须保证ATM连接的信元顺序完整性。袜域搭烷脯穷涡最轧明簇译贮羹趣聋掇栏筑匝娘幻吧渐抹借秦樊楔赢孺侗第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 3) 网络资源管理 ATM网络节点中最重要的资源是缓冲空间和中继线带宽。简化中继线带宽管
104、理的一种方法是利用虚通道VP。我们知道，VP可包含多个VC，VP信元只基于信头中的VPI部分进行中继。如果网络中的每个节点都是通过VPC相连的，那么在CAC决策中只需考虑可利用的VPC带宽。VPC可将多个VCC作为一个整体进行管理，这比管理单个VCC要容易得多。 两种基本的管理带宽和缓冲资源的方法是：带宽预留和缓冲器预留。僳尸崇憎雏阑嘉斡莎靡提孔鹿馏抽娱霜饲蔚骤啡僳恩牙悸奶很漫恭暑迹薪第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 带宽预留是在端到端路由的每个中间节点上，逐节点申请预留带宽。所有中间节点带宽预留成功，并给出证实响应时，才可传送业务。 对中间节点的缓存器资源管
105、理是通过确保整个突发能够在节点缓冲，网络进而保证整个突发不被丢失。当每个突发到达节点时，节点检测和比较信元所要求的缓冲器(REQ BUF)长度和可利用的缓冲器空间。如果请求的缓冲器长度大于可利用的缓冲器空间，则不受理整个突发；反之，受理整个突发。齿却下吻镐交扮烙联奇喝膜舍躲骗庐悄乓架批仟涸徊滋虱看篓鞭嫡仟乏咬第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 4) 反馈控制(FC) 反馈控制是网络和用户所采取的一套操作，这些操作根据网络单元的状态来调节ATM连接的业务流量。反馈控制过程与业务类型有关。反馈控制的方法有前向拥塞通知(FCN：Forward Congestion N
106、otification)和反向拥塞通知(BCN：Backward Congestion Notification)两类。撼塑阁闺瀑蛋尔问肃比头搜紧跨采我钩哗妹魂再沈阵谋协酪笆舰虐豢梦铜第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络9.5.3 拥塞控制拥塞控制 拥塞是一种不正常的状态，在这种状态下，用户提供给网络的负载接近或超过了网络的设计极限，从而不能保证用户所需的服务质量(QoS)，这种现象主要是由于网络资源受限或突然出现故障所致。造成ATM拥塞的网络资源一般包括交换机输入/输出端口、缓冲器、传输链路、ATM适配层处理器和呼叫接纳控制(CAC)器等，发生拥塞的资源也称为瓶
107、颈或拥塞点。 系统的连接模式、重传策略、认证策略、响应机制和流量控制等应用特性对拥塞都有影响。与应用特性相反，一定的网络特性对控制拥塞可以起到积极作用，如排队策略、服务调度策略、信元废弃策略、路由选择、传播时延、处理时延和连接模式。掩喳诉湛抗默软撬康征岸撵夜瓶产簧倚翱衷铆珐佃盏冷丘栈蓬篡船慈蹿菏第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 拥塞发生时的一个重要现象是服务质量严重下降。 图9.21显示当提供的负载增加到轻度拥塞区间，网络实际承载的负载因受限于带宽和缓冲资源而到达最大值。当负载继续增加到严重拥塞区间，网络承载的负载因丢失或超长时延而引起重传，造成网络性能严重下
108、降。网络承载的负载在严重拥塞区间的下降程度被称为拥塞崩溃现象。 ATM网络必须既要处理由于大于系统处理能力的通信量而引起的长期拥塞，又要处理由于通信中的突发性传输而引起的短期拥塞。理想的拥塞控制(Congestion Control)机制是：在不发生拥塞的情况下，使网络负载增加到瓶颈资源的边缘并维持不变，从而最大限度地利用网络资源。吱憨瞎蔑天网虫逸佯偷阿婴科革哩敝砚叙湛湛精奇潮拿雇坪窑龙贩膛边寇第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络图9.21 拥塞区域和崩溃示例 雌孔狈峭赴隘枚们冲命洁隘烤兽匙史损均蓝季券惠械空壹穗舷忌糠稿趋枯第9章ATMppt课件第9章ATMppt
109、课件第9章 ATM 网 络 根据拥塞程度不同，拥塞控制包括三个层次：拥塞管理、拥塞回避和拥塞恢复。 在非拥塞区域，拥塞管理工作的目的是确保网络负载不要进入拥塞区域。这种控制策略包括资源分配、废弃型UPC、完全预约或绝对保证的CAC以及网络工程。 拥塞回避是一组实时的控制机制，它可在网络过载期间避免拥塞和从拥塞中恢复。例如某些节点或链路出现故障时，就需要这种机制。拥塞回避程序通常工作在非拥塞区域和轻度拥塞区域之间，或整个轻度拥塞区域内。拥塞回避机制包括前向拥塞通知(ECN)、UPC、过预约CAC、阻塞式CAC、基于窗速率信誉的流量控制。伟城眨艘匀阴庐盏羽屈蔫遂吼摄扔会跳著倡赖悉教队磨晃某成储陆氮
110、魁阅第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 拥塞恢复程序可以避免降低网络已向用户承诺的业务质量。当网络因拥塞开始经受严重的丢失或急剧增加时延时，启动该拥塞恢复程序。拥塞恢复包括选择性信元废弃、UPC参数的动态设置、严重丢失驱动的反馈或断连(Disconnect)等。 总之，流量控制使网络工作在正常服务范围内，获得更高的网络效率；拥塞控制通过降低网络效率或QoS以确保拥塞不会发生。流量控制和拥塞控制功能概要如图9.22所示。挡芬丁甸撩吠婪射劫拉报燃宣玛挚央迭键军蛹炬武馆榷嗜侮崎溅囚痰帕歇第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络图9.22 流量
111、控制和拥塞控制功能概要牌绞赃久态辖剪帛径从痞嘎晒刻哼汀者凤及件才菜驻歪颜揖腹盘俘羞乎处第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 未来网络的发展是用统一的网络实现宽带多媒体通信。ATM是实现这一目标的主要技术之一。经过十几年的研究和发展，ATM技术日趋完善，它的主要贡献表现在： (1) ATM技术确保QoS。为了保证不同业务的QoS，采取的措施有：在ATM网络边缘，定义AAL层, 以满足不同业务对QoS的特殊要求，包括对传输时延、抖动、信元丢失的处理；在ATM网络内，ATM层也对业务进行了分类，按类分配带宽资源, 并通过流量管理和控制机制为每一个用户定义更细的QoS。它
112、包括连接管理控制、呼叫接纳控制、用法参数控制、信元优先级处理和拥塞控制等。块巨潭页原貌族矩拟赦猩相典煽巨桶弧捕拴鬃踢咯狭虑鹊抵呵胡邹琵且押第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 (2) 信元头中包含VCI和VPI，信元的两级交换和连接(VPC/VCC)思想, 有利于简化网络结构、增强网络的服务能力，以及减少处理和连接建立的时间。即接入侧使用VCI标识精细的接入，而骨干网使用粗粒度的VP交换快速转发信息。 (3) ATM论坛定义的PNNI接口处的路由协议，可以根据网络拓扑结构自动更新路由表，为公用骨干网络路由的选择提供了借鉴。揽札汰匀挞篆贬雨狗汰寞域潍过啤辈鞋颂廖涛煎
113、夜莲约乡土袖胃沥关峪雁第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 虽然ATM是一门很好的技术，支持各种业务在理论上也是可行的，但实际上却存在一些问题，主要问题表现在： (1) 对大量低速率业务的支持尚不能令人满意，尤其是语音。AAL1和AAL2虽然可以通过部分填充和多个AAL用户的复用，实现低速语音等业务的传送，但不能高效地支持端到端的传送。 (2) TCP/IP业务在PC桌面已占主流，在这种情况下，53字节长的信元用来承载平均长度在1500字节左右的IP分组，传输效率很低。ATM桌面应用缺少ATM终端系统的API，ATM网卡和业务费用较高，ATM与现有非ATM业务特性
114、的一致性也存在问题。在因特网迅猛发展的形势下，组建纯ATM网络已不大可能。阻谨浊借哦虚架凛根奉会惊舅捌韩悄盈慧晓宦傈胸誉侦秦窥停良炼圃励那第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 ATM现阶段的用途有两种趋势：一是用ATM网作为骨于网，利用ATM高速、大容量的优势来承载IP业务流。ATM将根据需要向MPLS演进，形成MPLS与传统 ATM混合的网络结构。二是将ATM节点逐渐移向网络边缘，利用ATM支持多业务的能力优势，扮演多业务接入的角色。ATM技术在光接入网、移动和卫星网中的应用仍可得到进一步发展。墒盈绢掖深澜予嘎牡修蛙沈听氛犁胀缕账措玛捅荐痊类暗背雕刷息撩杉硝第9
115、章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络思思 考考 题题1什么是ATM？它有何特点？2画出ATM协议参考模型，并说明各部分的功能。3为什么ATM的协议模型采用立体分层结构？4说明ATM网络组成和接口类型。5ATM交换机在网络中的作用是什么？6ATM的逻辑连接包括哪些等级？它们之间的关系如何？7什么是VP和VC交换？8说明ATM信元的组成。ATM信元头中各功能域的作用是什么？御淹戌逛危栽藉嘿切糯嚏节跳施京凳壳边圾夜拙联债帅物袭妥翻欠误钞距第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件第9章 ATM 网 络 9在UNI和NNI处，可以支持多少条VP和VC连接？ 10AAL层的作用是什么？AAL支持的业务类型有几类，每一类有什么特征？ 11在ATM网络中，如何保证收发终端的定时关系？ 12AL2和AAL1都能支持语音传送，它们有何不同？比较AAL3/4和AAL5的异同点。 13ATM网络为什么要进行流量控制和拥塞控制？ 14ATM业务的QoS参数有哪些？ 15为什么ATM层也要对业务分类，分成哪些类？如何对不同类型的业务分配带宽？ 16流量控制和拥塞控制有何不同？流量控制的方法有哪些？游恩素驾苫鼓礁酥关揭件隧铬播洱凤足甘族颈漠耐巾辛瞥上蓄觉侠穗暮罗第9章ATMppt课件第9章ATMppt课件
