1、分组交换网,2,内容提要,分组交换网技术基础X.25帧中继ATM,3,ATM,ATM的基本概念 ATM协议参考模型 ATM信元结构 ATM逻辑连接 ATM适配层AAL,4,1.1 ATM的提出,电路交换：信道带宽(速率)分配缺乏灵活性，处理突发业务效率低。分组交换：时延大不适宜于实时通信。,需要找出两全的办法，既能达到网络资源的充分利用，又能使各种通信业务获得高质量的传送水平。,5,固定比特率,简单,可变比特率,复杂,电路 交换,快速电 路交换,ATM,快速分 组交换(帧中继),分组 交换,交 换 技 术,1.1 ATM的提出,6,1.2 ATM的传输模式,ATM本质上是一种高速分组传送模式。
2、它将话音、数据及图像等所有的数字信息分解成长度固定(48字节)的数据块，并在各数据块前装配地址、丢失优先级、流量控制、差错控制(HEC)信息等构成的信元头(5字节)，形成53字节的完整信元。采用异步时分复用的方式将来自不同信息源的信元汇集到一起，并根据信头中的地址标志来选择信元的输出端口转移信元。,7,STM与ATM的比较,8,ATM的特点,1采用短而固定长度的短分组，处理时间短、响应快。2采用统计复用，可以满足不同用户传递不同业务的带宽需要。3采用面向连接并预约传输资源的方式工作。4协议简化，ATM取消了网络内部节点链路上的差错控制和流量控制。,9,ATM,ATM的基本概念 ATM协议参考模
3、型 ATM信元结构 ATM逻辑连接 ATM适配层AAL,10,ATM协议参考模型,11,ATM协议参考模型, 用户平面(U平面)：负责提供用户信息传送、流量控制和恢复操作。 控制平面(C平面)：负责建立网络连接和管理连接,以及连接的释放;使用永久虚电路(PVC)时不需要控制平面。 管理平面(M平面)有两个功能: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。层管理负责各层中的实体,并执行运营、监控和维护(OAM)功能 。,12,ATM各层的功能,13,信元定界方法,由于在ATM信元间没有使用特别的分割符,信元的定界借助于HEC字节实现.,14,ATM,ATM的基本概念 ATM协议
4、参考模型 ATM信元结构 ATM逻辑连接 ATM适配层AAL,15,ATM信元结构,ATM由53个固定长度据块组成。其中前5个字节是信头，后48个字节是与用户数据相关的信息段。,16,ATM信元结构,UNI 信元格式,NNI 信元格式,12345 . . . 53,VPI,VCI,VCI,VCI,PTI,CLP,HEC,PAYLOAD,VPI,8 7 6 5 4 3 2 1,8 7 6 5 4 3 2 1,VPI,VCI,VCI,VCI,PTI,CLP,HEC,PAYLOAD,GFC,VPI,12345 . . . 53,17,ATM信元结构,GFC: (Generic Flow Contro
5、l) 一般流量控制 VPI: (Virtual Path Identifier) 虚拟通道标识 VCI: (Virtual Channel Identifier)虚拟信道标识 PTI: (Payload Type Identifier) 净负荷类型 CLP: (Cell Loss Priority) 信元丢弃优先权 HEC: (Head Error Control) 信头差错控制码 注: NNI的信元中没有GFC，相应比特位用于VPI.,18,信元长度,采用固定长度的原因 用硬件实现交换功能的便利程度 硬件中易于处理固定长度的信元 固定长度信元易于并行处理 交换机中的缓存队列处理 较好地控制缓
6、存队列：每个固定长度信元的传输时间相同 有可能缩短队列长度：较短的长度，每个数据包/信元的不可中断传输,19,信元长度,不存在最优的固定长度 较小：净荷比例较低 较大：对于较短的数据传输效率较低 考虑到通过信元传输语音 与语音采样周期和通信模式相匹配 信元长度的选择 两种选择：32字节(欧洲)，64字节(美国) 最后结果：(32+64)/2 = 48字节,20,ATM,ATM的基本概念 ATM协议参考模型 ATM信元结构 ATM逻辑连接 ATM适配层AAL,21,ATM的逻辑连接,两个等级：虚信道VC，虚通路VP 在一条通信线路上具有相同VPI的信元所占有的子通路叫做一个VP链路.多个VP链路
7、可以通过VP交叉连接设备或VP交换设备串联起来.多个串联的VP链路构成一个VP连接(VPC). VPC中传送的具有相同VCI的信元所占有的子信道叫做一个VC链路.多个VC链路可以通过VC交叉连接设备或VC交换设备串联起来.多个串联的VC链路构成一个VC连接(VCC).,22,虚信道链路与虚信道连接,虚信道链路(VC Link) 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。 虚信道连接(VCC：Virtual Channel Connection) 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
8、，一条VCC有两个以上的端点。 VCC端点是ATM层和AAL层交换信元净荷的地方。 在同一个VCC上，信元的次序始终保持不变。,23,虚通路与虚通路连接,VP链路是一束具有相同端点的VC链路， 端到端的多段VP链路组成VPC，VP链路用VPI来标识。 一条VPC在两个VPC端点之间延伸，在点到多点的情况下，一条VPC有两个以上的端点。 VPC端点是VCI产生、变换或终止的地方。 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。,24,VCC与VPC的关系,25,VCC与VPC的关系,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！,26,ATM,
9、ATM的基本概念 ATM协议参考模型 ATM逻辑连接 ATM信元结构 ATM适配层AAL,27,业务分类,根据恒定比特率或变比特率业务；连接型或非连接型；通信双方时钟同步或不同步；划分为四类业务：,A类业务: 语音和普通图像。B类业务: 经压缩的分组化图像。C类业务: 分组交换网中的虚电路业务。D类业务: 分组交换网中的数据报业务。,28,五种AAL层协议与业务类型,AAL1: 提供业务类型A使用的通信能力； AAL2: 提供业务类型B使用的通信能力； AAL3/4：提供业务类型C和D使用的通信能力； AAL5： 另一种提供业务类型C使用的通信能力的AAL协议。它比AAL3/4更简单并更适合用
10、于传送大的数据分组。 AAL0： 对于不使用任何一种AAL协议，直接利用ATM层能力的情况。,29,分割与组装,原因 单个ATM信元只能承载48字节净荷 数据包长度常常较大ATM适配层(ATM Adaptation Layer，AAL) AAL 1和2：语音或视频应用 AAL 3和4：数据应用 AAL 5：数据应用,30,分割与组装：示例,31,AAL 3/4,对于待传数据添加首部和尾部，构成Convergence Sublayer Protocol Data Unit (CS-PDU) 将CS-PDU分割成44字节单元，每个单元添加AAL首部和尾部后，形成ATM信元的净荷,32,AAL 5,
11、33,AAL 3/4与AAL 5,封装产生的开销 AAL5：较小 AAL3/4：较大检错能力 AAL5：较弱 AAL3/4：较强能否将多个PDU复用至单个VC AAL 5：否 AAL 3/4：能,34,1) 消息模式：在此模式下，AAL 将一个AAL-SDU分成一个或多个CS-PDU，每个CS-PDU再分成多个SAR-PDU传送。,AAL3/4的 消息工作模式,工作模式,35,2) 数据流模式：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。,AAL3/4的 数据流工作模式,工作模式,
