1、ATM基本原理,交换接入网工程部,传统的交换方式：电路交换（Circuit Switching）浪费带宽分组交换（Packet Switching）系统延迟的不确定性,ATM（Asynchronous Transfer Mode）是一种以信元为单位的异步转移模式，异步意味着来自任一用户的信息信元流不必是周期性的。 ATM结合了电路交换和分组交换的优点，能在单一的主体网络中携带多种信息媒体，承载多种通信业务，并且能够保证Qos。,各种通信网的可靠性思想,早期传输媒介质量差,X.25采用点到点的完全差错控制：帧定位、比特透明、差错检验(CRC)、差错恢复(重传）,X.25 FR，提高了节点的交换速
2、度 FR的2a子层只完成链路层的核心功能：帧定位、比特透明、差错检验，无差错恢复。,FR网：,3 2b 2a 1,2a 2a 1 1,3 2b 2a 1,有限差错控制,端到端可靠性,ATM网：,ATM网络节点无任何差错控制可实现快速交换。,有限差错控制,3 2 1b 1a,1b 1b 1a 1a,3 2 1b 1a,Cell无差错控制,端到端可靠性,Cell无差错控制,简化,ATM交换网和电话交换网的比较,HW1,HWn,HW1,HWn,要求有组播和广播能力支持点到多点信元拷贝 要求有流控和拥塞控制功能 提供QoS功能：复杂的排队控制 多级网络的内部拥塞问题,复杂,一般不支持组播和广播功能 不
3、需要流控 不提供QoS功能,简单,ATM是一种面向连接的技术。虚通道（Virtual Path）虚通路（Virtual Channel） 连接的建立：信令（SVC、SVP）网管（PVC、PVP）, ATM是一种面向连接的技术,Setup,Setup,Setup,Setup,无连接,逐段转发 数据报较长,不固定长度 网络服务质量无法保证,面向连接,一次呼叫,高速转发 信元53字节,固定长度 服务质量(Qos)保证,无连接交换网络,面向连接ATM网络, ATM连接分为虚通道(VP)连接和虚通路(VC)连接 物理传输媒体和VC, VP的关系 VPI和VCI仅在两个物理节点间有局部意义,* ATM虚电
4、路(Virtual Circuit),ATM连接的类型,VC交换,VP交换,VP交换：也称VP交叉连接。,ATM传送网的分层结构：,VC子层,VP子层,ATM层,传输通道子层,数字段子层,再生段子层,物理层,引入VP子层的目的在于： 管理的需要：支持端到端的半固定连接（VPC），每个半固定连接可传输多种成份业务（VCC）。 在主干网上加快交换速度。,VPI=76 VCI=19,26,39,VPI=53 VCI=19,26,39,ATM Node 3,VPI=76 VCI=19,26,39,ATM Node 1,VPI=69 VCI=34,48,VPI=77 VCI=22,26,VPI=31 V
5、CI=33,66,ATM Node 2,VP 交换: VCs 在节点间保持不变,VC 交换: VCs 在节点间改变,VP L,VP L,VPC,VCC,PTI - 净荷类型 CLP - 信元丢失优先级 HEC - 信头误码控制 Payload - 载荷,48 字节,信头5字节(包括GFC,VPI, VCI, PTI,CLP,HEC) GFC- 一般流量控制 VPI - 虚通道标识 VCI -虚通路标识,* ATM信元是固定长度的短分组,适合硬件高速处理,12345 . . . 53,UNI 信元格式,NNI 信元格式,ATM信元格式,Header,Payload,5 Bytes,48 Byte
6、s,ATM信元类型,信元包括,空闲信元：VPI=0，VCI=0，PTI=0，CLP=1，用于速率适配,未赋值信元：VPI=0，VCI=0，PTI=任意值，CLP=0。,OAM信元,信令信元,VP子层：VCI=3用于VP链路，VCI=4用于VP连接,VC子层：PTI=4用于VC链路，PTI=5用于VC连接,元信令信元：VPI=任意值，VCI=1,一般广播信元信令：VPI=任意值，VCI=2,点对点信令信元：VPI=任意值，VCI=5,用户信元,信令,信息,ATM协议参考模型,ATM网络中的信令接口,PrivateUNI,PNNI,PublicUNI,BISUP,BISUP,BICI,ATM专网,
7、公用ATM网 (运营商1),公用ATM网 (运营商2),UNI （User Network Interface）信令关于UNI信令的协议主要有：1、Q.2931、Q.2971 （ITU-T）2、UNI 3.1、UNI4.0（ ATM Forum ）,有两种形式的UNI接口：Public UNI：用于ATM用户设备与公用ATM网络间的接口、专用ATM网络与公用ATM网络间的接口。 Private UNI：用于ATM用户与专用ATM网络间的接口。,UNI 3.1支持两种ATM地址：公用ATM地址（E.164地址）： 地址由最多15个十进制数字（IA5字符）组成。专用ATM地址（NSAP地址）： A
8、TM的NSAP地址占用20字节，目前定义了三种格式： 1、DCC ATM format 2、ICD ATM format 3、E.164 ATM format,Q.2931/2971Q.2931/2971是ITU制定的UNI协议。Q.2931/Q.2971与UNI 3.1的区别基本上是细节上的。 Q.2931用于点到点呼叫； Q.2971用于点到多点呼叫。,IISPIISP是ATM Forum制定的NNI协议。它从UNI 3.1而来，它的信令部分与UNI 3.1信令基本相同，差别主要在于IISP增加了一个简单的路由功能。,UNI 4.0UNI 4.0是ATM Forum制定的UNI协议。相对于
9、 Q.2931/2971，它增加了几项重要的功能： LIJ（Leaf Initiated Join）：叶节点启动加入功能。这样的，对于一个点到多点呼叫，叶节点可以主动向根节点或者网络请求加入该呼叫。 支持ABR功能。 支持Anycast功能。 支持流量参数协商。 其他一些差别。,PNNI 1.0PNNI 1.0是ATM Forum制定的NNI协议。它是建立在UNI 4.0之上的，提供对UNI3.0/3.1的完全支持和对UNI4.0的部分支持，它最大的改变就是增加一个功能非常强大的路由功能。它的信令部分与UNI 4.0相似，它不支持LIJ，在其他方面也有一些小差别。, 提供对UNI3.0/3.1
10、的完全支持和对UNI4.0的部分支持，可实现点到点和点到多点连接。 采用分层结构，具有伸缩性，可提供对更大规模网络的支持。 支持分级路由结构。 支持QOS。 支持PVPC/PVCC（Soft PVPC/PVCC）。 提供源路由选择，即由发出请求的交换系统寻找到达目的地的端到端通路。 自动更新网络拓扑信息，提供动态路由功能。 连接失败时可重新计算路由，提供回溯功能和备用路由功能。 可与外部路由域（external routing domains）进行互操作。,PNNI1.0 的特点,ILMI实现的主要功能就是地址注册（自动产生ATM地址并交换地址信息）；自动交换网络的配置信息，为信令建立提供重要
11、的参数，实现设备的即插即通，减少手工配置的复杂性。 ILMI 在3.0版本以前是Interim Local Management Interface（临时本地管理接口）的缩写，到4.0后改为Integrated Local Management Interface（集中本地管理接口）的简称，由这一点也可以看出该软件模块在用户网络接口部分发挥越来越重要的作用。,ILMI协议,ATM LAN,LANE(LAN Emulation) 主要标准:ATM Forum af-lane-0021.000 CIPOA(Classic IP Over ATM) 主要标准: IETF RFC1577,RFC148
12、3 MPOA(Multi_Protocol Over ATM) 主要标准: ATM Forum af-mpoa-0087.000,LEC,ATM Switch,ATM Switch,ATM Switch,ATM Switch,LEC,LES,BUS,LECS,LAN Emulation (LANE) Version 1.0,结构,ATM Device,ATM Switch,ATM Switch,ATM Switch,ATM Switch,ATM Device,ATM Device,ATMARP Server,192.168.10.100,192.168.10.101,192.168.10.10
13、2,Classical IP over ATM (RFC1577),WHY MPLS(Multi-protocolLabel Switching)?MPLS技术结合了标签交换转发和网络层的寻路(routing) 功能，它可以支持任意的网络层协议，如：IPv6，IPX， AppleTalk等，和任意的链路层协议，如：ATM，Frame- Relay，PPP等。,MPLS技术特点简化转发。MPLS使用短的，固定长度的标签，而不是使用 类似IP地址的最大匹配。但对于是否会提高转发速度，业界 还存在争议，因为传统的IP转发现在也可以达到OC-48的速 度。但无论如何，MPLS对于那些现存的路由器来说还
14、是有 着积极意义的。 Explicit Routing。MPLS有利于发挥Explicit Routing的好处。 因为MPLS可以事先建立LSP，这样每个报文就不需要携带 用于Explicit Routing的路由信息。 流量工程(Traffic Engineering)。MPLS便于实现流量工程， 因为在传统的基于IP的网络中，实现流量工程主要靠调整 路由的metrics参数来平衡负载，但在网络复杂的环境中， 这种调整方法所起的作用就很有限了。而MPLS可以唯一确 认数据流，因此可以提供更直接的方法支持流量工程。,(续) QOS Routing。由于QOS Routing需要使用Expli
15、cit Routing， 而MPLS可以更好地支持Explicit Routing，所以也可以更好 地支持QOS Routing。 映射IP报文到FEC(转发等效类)。 功能划分。在MPLS区域边缘，其功能尽量复杂；在MPLS 区域核心，其功能尽量简单。 支持不同业务级别的简单转发。MPLS可以使用一种简单的 转发方法来支持不同业务级别的业务，对于差别业务的支 持，可以分割不同的标签空间，这是由标签分发协议来控 制的。,华为公司ATM产品,交换接入网工程部,8750外观与机柜结构,19寸电信标准机柜(42U)1个电源模块(4U)3个功能机框(12U)单板插框(9U)风扇盒(2U)导线盒(1U)
16、1个机柜风扇盒(1U),15个槽位,3种槽位区:MPUNETUBS 单板类型:MPUNETLPUI/O接口板BCKCOB,8750插框与槽位,LPU线路处理单元,用户接口类型,物理接口 STM-1单/多模光口 STM-4c单/多模光口 STM-16单/多模光口 STM-1双绞线电口 E3同轴电缆电口 T3同轴电缆电口,业务接口 UNI/NNI ATM E3/T3 ATM POS 100Base-T/千兆以太网 E3/T3 FR,Radium 1202 以太网接入交换机,1、LANE方式 2、1483桥方式*目前已停产，替代产品为1216*,Radium 8210是MSS（Mutiprotoco
17、l Switched Services，多协议交换业务）服务器。它主要被用来支持运行于ATM网络上的设备，包括带ATM接口的工作站，ATM桥和ATM局域网交换机（ATM LAN Switch）。Radium 8210有三个主要功能： （1）局域网仿真（LAN emulation） （2）基于ATM的传统IP（ Classical IP over ATM）（3）支持路由和桥,BAS:宽带接入服务器(Broadband Access Server),用户管理:需要对ADSL，Cable Modem，Ethernet等 接入用户进行鉴权、认证和计费，同时必须对接入 客户机进行配置和管理（PPPoE、PPPoA）； 连接汇聚：具有PPP用户接入终结的功能，可对连接 进行汇聚； 路由功能：能够在多种接入方式(xDSL，Cable Modem， FR，Ethenet)间实现三层内部互通而不依赖外部路由器。,ATM 典型应用,交换接入网工程部,公共广域网,IP网络中的标签交换路由器LSR,PSTS/ISDN中继网,移动通信网中继,局域网互联,优化DDN网络,FR网络核心,VPN实现,
