异步传输模式(ATM).ppt

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1、异步传输模式异步传输模式（ATM）第二组第二组胡亮亮胡亮亮 卢哲卢哲 路晖路晖 王凤王凤主要内容主要内容vATM概述概述vATM的主要特性的主要特性vATM协议体系结构协议体系结构vATM网络的构成网络的构成vATM的应用的应用vATM的优缺点的优缺点ATM概述概述vATM是建立在电路交换和分组交换基础上的是建立在电路交换和分组交换基础上的一种面向连接的快速分组交换技术。一种面向连接的快速分组交换技术。vATM可以在局域网，城域网和广域网上传输可以在局域网，城域网和广域网上传输语音，视频和数据，它能够为用户提供高速，语音，视频和数据，它能够为用户提供高速，面向连接的信元交换服务。面向连接的信元

2、交换服务。vATM是宽带综合业务数据网（是宽带综合业务数据网（B-ISDN）的基）的基本传输方法。本传输方法。ATM的主要特性的主要特性（1）ATM服务类型包括服务类型包括恒定比特率（恒定比特率（CBR）服务，可变比特）服务，可变比特率（率（VBR）服务，可用比特率（）服务，可用比特率（ABR）服务，未定比特率）服务，未定比特率（UBR）服务。）服务。（2）ATM使用固定分组长度为使用固定分组长度为53的分组交换技术的分组交换技术 即（即（5字字节信元头节信元头48字节有效载荷）字节有效载荷）（3）使用虚电路连。使用虚电路连。（4）传输错误时进行纠错而不是请求重发。传输错误时进行纠错而不是请求

3、重发。（5）可以使用多种介质：可以使用多种介质：UTP、STP、MMF、SMF。（6）速率从速率从1.544Mb/s到到10Gb/s。（7）优良的优良的QoS（服务质量保证）特性。（服务质量保证）特性。ATM协议体系结构协议体系结构分为三层，对应于分为三层，对应于OSI的物理层和数据链路层的物理层和数据链路层ATM适配层适配层：对数据进行分割和重组，对不同的数据传：对数据进行分割和重组，对不同的数据传输类型赋予正确的输类型赋予正确的QoS标准。标准。ATM层层：构造信元，错误控制，建立：构造信元，错误控制，建立/撤销虚电路。撤销虚电路。ATM物理层物理层：在物理介质上以位为单位传输信元，包括：

4、在物理介质上以位为单位传输信元，包括用于用于ATM的电气接口和物理接口。的电气接口和物理接口。数据链路层物理层汇聚子层CS分段和重组子层SARATM适配层(AAL)ATM层ATM层传输汇聚子层TC物理介质相关子层PMDATM物理层OSIATM1.AAL适配层（适配层（AAL）只在网络端点只在网络端点(如路由器如路由器)上实现，上实现，ATM交换机无此层；交换机无此层；包含两个子层：汇聚子层、分段和重组子层；包含两个子层：汇聚子层、分段和重组子层；功能：功能：v把上层的数据包分割成把上层的数据包分割成48字节的信元载荷，或把信元字节的信元载荷，或把信元载荷组装成原始数据包；载荷组装成原始数据包；

5、v为不同的应用提供不同的服务，这是通过定义不同的为不同的应用提供不同的服务，这是通过定义不同的AAL来实现的。有来实现的。有5类类AAL：AAL1：CBR服务，用于语音和实时视频；服务，用于语音和实时视频；AAL2：VBR服务，用于面向连接的应用的同步；服务，用于面向连接的应用的同步；AAL3/4：VBR服务，用于服务，用于LAN互联，面向连接的互联，面向连接的和无连接的数据传输；和无连接的数据传输；AAL5：VBR服务，低开销，用以支持服务，低开销，用以支持IP、X.25和和FR的面向连接的和无连接的数据传输。的面向连接的和无连接的数据传输。2.ATM层功能：功能：在在ATM网络中相邻节点间

6、传输信元网络中相邻节点间传输信元具体任务如下：具体任务如下：v构造信元：把构造信元：把SAR-PDU封装在信元中；封装在信元中；v错误检测（策略类似于帧中继）；错误检测（策略类似于帧中继）；v对信元进行多路复用；对信元进行多路复用；v建立和清除虚电路（虚电路由虚路径和虚信道构成）。建立和清除虚电路（虚电路由虚路径和虚信道构成）。信元头部信元头部（5字节）字节）有效载荷（有效载荷（SAR-PDU）（48字节）字节）GFC VPIPTI CLPVCIHECATM信元结构信元结构ATM信元头中各个字段的含义 GFC：通用流控制。用于通用流控制。用于UNI接口中的流量控制。在接口中的流量控制。在NNI

7、接口接口中，此字段与后面的中，此字段与后面的8位构成位构成12位的位的VPI。VPI VCI:虚路径虚路径/虚信道标识符。它们共同决定了信元的路虚信道标识符。它们共同决定了信元的路由。由。PTI:载荷类型标识符。用于指明信元中有效载荷的类型。载荷类型标识符。用于指明信元中有效载荷的类型。CLP:信元丢弃优先级。用于指明本信元的优先级。遇到拥信元丢弃优先级。用于指明本信元的优先级。遇到拥塞时，塞时，CLP=1信元将首先被丢弃。信元将首先被丢弃。HEC:信元头错误校验码。用来对信元首部进行检错和纠错。信元头错误校验码。用来对信元首部进行检错和纠错。也用于信元定界。也用于信元定界。虚信道(VC)与虚

8、路径(VP)v信元中的信元中的VPI和和VCI共同构成了信元的逻辑路由地址共同构成了信元的逻辑路由地址VPI和和VCI都只具有本地含义（交换时可能会被改变）都只具有本地含义（交换时可能会被改变）vVC和和VP是两个表示信元传输信道的概念是两个表示信元传输信道的概念VC：两个端点之间传送：两个端点之间传送ATM信元的逻辑信道。信元的逻辑信道。v在虚信道上建立的连接叫虚信道连接（在虚信道上建立的连接叫虚信道连接（VC Connection，VCC）VP：节点间的逻辑链路：节点间的逻辑链路v在虚路径上建立的连接叫虚路径连接（在虚路径上建立的连接叫虚路径连接（VP Connection，VPC）v虚路

9、径连接由源端点到目的端点之间一系列的虚路径连接由源端点到目的端点之间一系列的VP链路构成链路构成v一条一条VP包含多个包含多个VC物理传输路径物理传输路径虚路径虚信道ATM网络中的两类交换机VC交换机交换机v完成完成VC路由选择，把输入路由选择，把输入VC链路的链路的VCI值转换成输出值转换成输出VC链路对应的链路对应的VCI值；值；v可以把一条可以把一条VP中的中的VC交换到另一条交换到另一条VP中的中的VC。VP交换机交换机v完成完成VP路由选择，把输入路由选择，把输入VP链路的链路的VPI值翻译成输出值翻译成输出VP链路对应的链路对应的VPI值；值；vVPI改变后，原改变后，原VP中的所

10、有中的所有VC都将改道，通过新的都将改道，通过新的 VP传输。传输。VC1VC2VC3VC4VP1VC交换机交换机VP1VC1VC2VP1VC交换机交换机VP2VC3VC4VP3VC2VC1VC1VC2VP1VP交换机交换机VP23.ATM物理层功能：在物理链路上传输信元流功能：在物理链路上传输信元流v速率：速率：25Mb/s10Gb/sv介质：双绞线、光纤、微波介质：双绞线、光纤、微波两个子层：两个子层：v物理介质相关子层物理介质相关子层PMD线路编码线路编码/解码、插入解码、插入/提取位定时信息、光电转提取位定时信息、光电转换、产生换、产生/接收接收与介质相关的信号波形与介质相关的信号波形

11、PMD类型类型v光纤链路上运行的光纤链路上运行的SDH/SONETv光纤、微波或铜线链路上运行的光纤、微波或铜线链路上运行的E载波载波v无帧结构，在物理链路上直接传输无帧结构，在物理链路上直接传输ATM信元信元v传输汇聚子层传输汇聚子层TC传输帧产生传输帧产生/恢复、把信元流封装到传输帧中恢复、把信元流封装到传输帧中/从从传输帧中提取信元流、传输帧中提取信元流、信元定界、速率匹配（空闲信元定界、速率匹配（空闲信元插入信元插入/挤出）、挤出）、HEC校验校验ATM网络的构成*最简单网络的最简单网络的ATMATM交换机ATM交换机插有ATM网卡的计算机插有ATM网卡的计算机*规模大一些的规模大一些

12、的ATM网络网络LANATM RouterLANATM RouterATM交换机交换机ATM交换机交换机插有插有ATM网卡的服务器网卡的服务器WANATM的应用(1)作为作为LAN的主干链路的主干链路v例如校园网主干例如校园网主干 (2)连接到服务器的高速链路连接到服务器的高速链路 特别是用于服务器群特别是用于服务器群 Windows2000/XP/2003/2008/Vista都支持都支持ATM协议协议(3)广域网链路广域网链路v基于基于ATM的的LAN-LAN互联互联v作为作为FR的底层网络，例如通过的底层网络，例如通过ATM连接两个连接两个FR网网v在在ATM上传输上传输SMDS（交换多

13、兆位服务）（交换多兆位服务）即用来即用来支持支持DBDQ（IEEE802.6 MAN标准）网络标准）网络ATM的优缺点固定长度的短信元使得网络交换速度非常快：固定长度的短信元使得网络交换速度非常快：vATM交换机可以用硬件来处理信元首部；交换机可以用硬件来处理信元首部；v固定长度信元使得交换机中的存储器便于管理。固定长度信元使得交换机中的存储器便于管理。能支持各种不同的业务：能支持各种不同的业务：v各种类型的数据都被分割成大小一致的信元进行传输。各种类型的数据都被分割成大小一致的信元进行传输。先天的先天的QoS（服务质量保证）机制：（服务质量保证）机制：v具有极小的传输时延和抖动以及极小的信元丢失率，尤其适合于具有极小的传输时延和抖动以及极小的信元丢失率，尤其适合于传输视频、音频等多媒体信息。传输视频、音频等多媒体信息。根据用户的需求预留满足其业务要求的资源：根据用户的需求预留满足其业务要求的资源：v只有网络确认可以满足用户的服务质量要求时，才会接纳用户的只有网络确认可以满足用户的服务质量要求时，才会接纳用户的服务请求。服务请求。技术复杂（建设、维护、人员）、成本高；技术复杂（建设、维护、人员）、成本高；对高带宽和对高带宽和QoS的要求不是很严格时，高速以太网技术的要求不是很严格时，高速以太网技术（FE/GE）比）比ATM更具有成本效益。更具有成本效益。