《网络技术应用》全套PPT电子课件教案-第六章ATM网.ppt_第1页
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2019/4/22,atm通讯网的探讨,公共通讯网探讨,朱信诚,2019/4/22,主要章节介绍,公共通讯网探讨,异步时分复用技术 atm网络基本简介 atm网络交换技术 atm的信元结构 atm通讯参考模型,前一页,后一页,2019/4/22,主要章节介绍,公共通讯网探讨,异步时分复用技术 atm网络基本简介 atm网络交换技术 atm的信元结构 atm通讯参考模型,前一页,后一页,2019/4/22,atm通讯网,公共通讯网探讨,atm(asynchronous transfer mode)网:,1、atm网实际上是一个异步传输模式的网络,它与同步传输模式stm(synchronous transfer mode )有本质的区别;atm采用的是“异步”时分复用(tdm)技术,它在传输中重组采用的信息基本单元cell简称为“信元”。,时分复用简称:tdm(time division multiplexing) 异步时分复用又称:“统计复用”,前一页,后一页,2019/4/22,同步时分复用技术,公共通讯网探讨,同步时分复用传输技术:,第一个时隙内,源端六个时间片(时隙),宿端六个时间片(时隙),1 2 3 4 5 6 1,1 2 3 4 5 6 1,前一页,后一页,2019/4/22,同步时分复用技术,公共通讯网探讨,第二个时隙内,同步时分复用传输技术:,源端六个时间片(时隙),宿端六个时间片(时隙),1 2 3 4 5 6 1,1 2 3 4 5 6 1,前一页,后一页,2019/4/22,同步时分复用技术,公共通讯网探讨,第三个时隙内,同步时分复用传输技术:,源端六个时间片(时隙),宿端六个时间片(时隙),1 2 3 4 5 6 1,1 2 3 4 5 6 1,前一页,后一页,2019/4/22,同步时分复用技术,公共通讯网探讨,第四个时隙内,空,空,同步时分复用传输技术:,源端六个时间片(时隙),宿端六个时间片(时隙),1 2 3 4 5 6 1,1 2 3 4 5 6 1,前一页,后一页,2019/4/22,同步时分复用技术,公共通讯网探讨,第五个时隙内,空,空,同步时分复用传输技术:,源端六个时间片(时隙),宿端六个时间片(时隙),1 2 3 4 5 6 1,1 2 3 4 5 6 1,前一页,后一页,2019/4/22,同步时分复用技术,公共通讯网探讨,第六个时隙内,空,空,空,空,同步时分复用传输技术:,源端六个时间片(时隙),宿端六个时间片(时隙),1 2 3 4 5 6 1,1 2 3 4 5 6 1,前一页,后一页,2019/4/22,同步时分复用技术,公共通讯网探讨,第七个时隙内,源端六个时间片(时隙),宿端六个时间片(时隙),空,空,空,空,同步时分复用传输技术:,1 2 3 4 5 6 1,1 2 3 4 5 6 1,1、时隙按周期循环进行 2、信息位置按时隙次序而定 3、 时隙次序具有高度同步,前一页,后一页,2019/4/22,异步时分复用技术,公共通讯网探讨,atm异步时分复用传输技术:,第一个信元,源端传送信息时间,宿端接收信息时间,一个信元,前一页,后一页,2019/4/22,异步时分复用技术,公共通讯网探讨,atm异步时分复用传输技术:,第二个信元,源端时间片(时隙),宿端时间片(时隙),一个信元,前一页,后一页,2019/4/22,异步时分复用技术,公共通讯网探讨,atm异步时分复用传输技术:,第三个信元,源端时间片(时隙),宿端时间片(时隙),一个信元,前一页,后一页,2019/4/22,异步时分复用技术,公共通讯网探讨,atm异步时分复用传输技术:,第四个信元,源端时间片(时隙),宿端时间片(时隙),一个信元,前一页,后一页,2019/4/22,异步时分复用技术,公共通讯网探讨,atm异步时分复用传输技术:,第五个信元,源端时间片(时隙),宿端时间片(时隙),一个信元,前一页,后一页,2019/4/22,异步时分复用技术,公共通讯网探讨,atm异步时分复用传输技术:,第六个信元,源端时间片(时隙),宿端时间片(时隙),一个信元,前一页,后一页,2019/4/22,异步时分复用技术,公共通讯网探讨,atm异步时分复用传输技术:,第七个信元,源端时间片(时隙),宿端时间片(时隙),1、没有固定的时隙周期 2、信息位置不是通过时隙次序而定 3、“信元” 的标头中标有信息的性质,一个信元,前一页,后一页,2019/4/22,主要章节介绍,公共通讯网探讨,异步时分复用技术 atm网络基本简介 atm网络交换技术 atm的信元结构 atm通讯参考模型,前一页,后一页,2019/4/22,atm通讯网,公共通讯网探讨,atm网的特点:,、由于atm网的终端设备把不同性质的信息,封装在不同“信元”的标头中,每一种类信息的需要传送数量,在atm传送时,只反映了该信息封装“信元”数量的多少问题,实际上也是反映占用时隙多少的问题,与atm网的传送通道无关;所以说:不同业务类型的信息,以统计复用方式共享同一信息通道。所以从面上讲atm网具有以下特点: 1、atm网可以根据用户(视频、音频、数据)需求分配带宽 2、 atm网同时支持低速、高速、变速的数据传送业务和实时性的业务等。,前一页,后一页,2019/4/22,atm通讯网,公共通讯网探讨,atm网通讯带宽特点:,前一页,后一页,2019/4/22,atm通讯网,公共通讯网探讨,atm网的特点:,3、atm网即可以支持恒比特率的连续性业务(信元同周期地出现),同时也支持突发性的业务(信元非周期性地出现) 4、 atm网以用户的需求按封装“信元”的数量分配带宽,而不是以固定周期的时隙分配带宽,这样可使传送信道利用率得到很大提高并具有高度的灵活性。,前一页,后一页,详见p363详述,2019/4/22,atm网络结构,公共通讯网探讨,atm交换机的结构:,1、atm网络由相互连接的atm交换机构成。 2、 atm交换机对外支持两种接口: a 用户网络接口uni(user to network interface)即交换机连接用户的专用接口。 b网络节点接口nni( network to network interface)即网络内部交换机之间的专用连接接口。,前一页,后一页,详见p363所述,2019/4/22,atm switch / hub;其中ssi为系统之间的连接,atm网络结构,uni,公共通讯网探讨,前一页,后一页,2019/4/22,atm交换机简述,atm 交换机是个多端口的设备,所有的用户设备都与交换机直接连接,在结构上像集线器(hub)一样,能构成灵活的星型拓扑结构;atm交换机能提供的接口数目和它的容量(吞吐量)有关,大型的交换机吞吐量可达20-80gb/s,中小型的交换机吞吐量在10gb/s以下,如:吞吐量为2.5gb/s的交换机,它可支持16个155mb/s的端口,使信元在这些端口间无阻塞地进行交换。 用户与网络接口uni:uni3.0、uni3.1、uni4.0 系统与系统接口ssi 网络与网络接口nni,公共通讯网探讨,前一页,后一页,2019/4/22,atm交换网的构成设备,8285,8260,8265,公共通讯网探讨,前一页,后一页,2019/4/22,atm网络结构,atm网也支持广播和多播,ssi,atm交换机,atm交换机,atm交换机,atm端站a点,atm端站点,atm端站点,atm端站点,atm端站点,ssi,公共通讯网探讨,前一页,后一页,2019/4/22,主要章节介绍,公共通讯网探讨,异步时分复用技术 atm网络基本简介 atm网络交换技术 atm的信元结构 atm通讯参考模型,前一页,后一页,2019/4/22,atm通讯网,公共通讯网探讨,atm网的基本规范:,1、atm网基本上属于面向连接的网络; atm网提供了两类虚拟通道服务,一类为永久型虚拟通道(pvc),一类为交换型虚拟通道(svc)。 2、 atm网的交换只在物理层和atm层,流量控制和差错控制由两端终端设备完成。,前一页,后一页,2019/4/22,atm通讯网,公共通讯网探讨,3、在atm网中,两端的设备在通讯之前必须建立一条虚拟逻辑通道,然后交换基本的信息单元,atm交换的基本信息单元是信元(cell)。 4、 atm网在建立逻辑连接时,为能使信元正确交换(路由),atm网引入了虚通路(虚信道)vc(virtual channel)和虚通道vp( virtual path);虚通路(虚信道)标识符vci(virtual channel identifier)和虚通道标识符vpi( virtual path identifier)。,前一页,后一页,一虚通道中可包含多条(一组)虚通/信路,2019/4/22,atm网交换的意示图,公共通讯网探讨,前一页,后一页,2019/4/22,atm信元交换过程,公共通讯网探讨,atm交换机,端口1,端口2,端口3,信元1,信元1,信元出交换机时置换vpi+vci值,前一页,后一页,主机a,主机b,主机c,2019/4/22,atm信元交换过程,公共通讯网探讨,atm交换机,端口1,端口2,信元1,信元1,端口3,信元出交换机时置换vpi+vci值,前一页,后一页,主机a,主机b,主机c,2019/4/22,atm信元交换过程,公共通讯网探讨,atm交换机,端口1,端口2,信元2,信元2,端口3,信元出交换机时置换vpi+vci值,前一页,后一页,主机a,主机b,主机c,2019/4/22,atm信元交换过程,公共通讯网探讨,atm交换机,端口1,端口2,信元2,信元2,端口3,信元出交换机时置换vpi+vci值,前一页,后一页,主机a,主机b,主机c,2019/4/22,atm通讯网,公共通讯网探讨,atm信元交换过程规则:,在建立逻辑连接时,为能使信元正确路由,atm网建立了每个接点的虚通道 标识符vpi值和虚通路(虚信道)标识符vci值。 每一台交换机中都储存着这样的一张局部性的交换(路由)表(在建立逻辑信道时形成);每形成一条虚信道,交换(路由)表内多增加一条信息记录。 信元头中的vpi+vci值,每经一个交换机输出时都被进行一次更新置换。 信元头中的vpi+vci值和交换机交换表中的vpi+vci值都只具有局部意义。 atm交换机根据信元头中vpi+vci值和对相应的atm交换表而实现交换的。,前一页,后一页,详见p369所述,2019/4/22,主要章节介绍,公共通讯网探讨,异步时分复用技术 atm网络基本简介 atm网络交换技术 atm的信元结构 atm通讯参考模型,前一页,后一页,2019/4/22,atm通讯网,公共通讯网探讨,atm网的信元及格式:,、atm的信元cell(有人常称为细胞),它的长度的53个字节固定不变,它分为信元头占5个字节和信元体(载体)48个字节。,信元格式 53字节,5个字节,48个字节,前一页,后一页,2019/4/22,atm通讯网,公共通讯网探讨,(uni) atm信元头格式:,、atm的信元头按接口不同共定义两种:一种用户网络接口(uni)的头格式;一种网络节点接口(nni)的头格式。,uni头格式 40个比特,4比特,8比特,8比特,16比特,3比特,1比特,前一页,后一页,2019/4/22,atm 的uni信元结构,虚通道标识符 vpi,通用流量控制 gfc,虚通路标识符 vci,虚通路标识符 vci,虚通道标识符 vpi,虚通路(虚信道)标识符 vci,负载类型标识符tp,clp,信元头差错校验 hec,负载 (48个字节),5个字节,48个字节,注2:clp表示信元丢失优先级,公共通讯网探讨,前一页,后一页,2019/4/22,atm通讯网,公共通讯网探讨,atm信元头格式各项功能简述:,、通用流量控制(gfc):它主要提供某些局部atm接口多个站点的共享标识;在通常情况下都不使用,而是设置成缺省值。 虚通道标识(vpi):它与vci联合使用,用来表示信元通过一系列atm交换机到达目标,需要经过的下一个目标站点的通道 虚通路(虚信道)标识(vci):它与vpi联合使用,用来表示信元通过一系列atm交换机到达目标,需要经过的下一个目标站点的通道中的某一虚拟通路(信道)。,前一页,后一页,2019/4/22,atm通讯网,公共通讯网探讨,atm信元头格式各项功能简述:,、负载类型(pt):它共3个二进位字段;第一位指明该信元包含的是用户数据是否是控制数据;第二位指明阻塞程度;第三位指明该信元是否是代表aal5数据帧的最后一个信元。 、阻塞丢失级别(clp):它代表atm网上传诵遇到非常拥挤的情况时,该信元是否该丢失的先后次序级别。 、信元头错误控制(hec):它是信元头本身计算出来的检查信息。,aal5为atm转换层的一种类型,前一页,后一页,2019/4/22,atm通讯网,公共通讯网探讨,(nni) atm信元头格式:,、atm的信元头的网络节点接口(nni)的头格式和用户网络接口(uni)的头格式基本上一样,不同的是uni的头格式中的通用流量控制gfc,在(nni)的头格式中没有出现,而在(nni)的头格式中的vpi比uni的头格式中的vpi多占用了四位。,nni头格式 40个比特,8比特,12比特,16比特,3比特,1比特,前一页,后一页,2019/4/22,atm 的nni信元结构,虚通道标识符 vpi,虚信道标识符 vci,虚信道标识符 vci,虚通路(信道)标识符 vci,负载类型标识符tp,clp,信元头差错校验 hec,负载 (48个字节),5个字节,48个字节,注2:clp表示信元丢失优先级,公共通讯网探讨,虚通道标识符 vpi,前一页,后一页,2019/4/22,主要章节介绍,公共通讯网探讨,异步时分复用技术 atm网络基本简介 atm网络交换技术 atm的信元结构 atm通讯参考模型,前一页,后一页,2019/4/22,atm参考模型,公共通讯网探讨,前一页,后一页,详见p364所述,用户面:提供用户信息的传输; 控制面:负责呼叫控制和连接控制功能; 管理面:负责网络维护和完成运行功能;,面管理:执行与整个系统有关的管理功能; 层管理:处理各层的运行和维护功能;,2019/4/22,atm分层对信元的传输,应用数据帧,48 byte,应用数据帧,公共通讯网探讨,atm适配层,atm层,物理层,应用层,atm适配层,atm层,物理层,应用层,物理层,48 byte,5 byte,前一页,后一页,2019/4/22,atm通讯网,公共通讯网探讨,atm参考模型物理层:,、atm的物理层主要是控制数据位在物理介质上的转发和接收,它的另一个功能是跟踪 atm信元单元的边界,并根据物理层所使用的物理介质的类型,将atm封装成的48字节大小的-信元单元转换成比特流的形式传输出去。 atm物理层分为两个子层:即物理介质子层(pmd)和传输收敛子层(tc);物理介质子层主要负责发送和接收连续的数据位;传输收敛子层主要负责信元与比特流的转换,进行传送排序、控制、检查,信元单元的传输数据帧的生成和恢复。,前一页,后一页,详见p365所述,2019/4/22,atm通讯网,公共通讯网探讨,atm参考模型atm层:,、atm层的主要任务是建立一个完整的信元,并通过atm网络传递atm信元单元,为了完成上述任务, atm层必须使用包含在每一个atm信元头中的有关信息,按有关vpi+vci 的有关字段值,来进行建立、接通逻辑信道,并过atm这个通道进行传递信元。,前一页,后一页,详见p366所述,2019/4/22,atm通讯网,公共通讯网探讨,atm参考模型atm转换层:,、atm转换层(atm adaptive layer)简称aal,有时称为适配层,它的主要任务是在上层协议处理所产生的大型服务性数据单元(adu 譬如视频流、音频流、数据)和atm信元单元之间建立一种转换关系,并将它们分解成具有48个字节大小的数据段,每一个48个字节大小的数据段形成atm信元单元中的一个负载字段,atm转换层通常按上层数据的性质来策分,常用的策分协议有:aal1、aal2、aal3/4、all5等几种类型,它由cs子层和sar子层组成。,前一页,后一页,有关汇聚子层cs和拆装子层sar,详见p372所述,2019/4/22,atm通讯网,公共通讯网探讨,atm转换协议的使用:,前一页,后一页,详见p366所述,服务类别 a类 b类 c类 d类 qos类型 cbr vbr abr ubr 源点和目的点时序 需要 不需要 带宽需求 预留带宽 不预留带宽 比特速率 恒定 可变 连接方式 面向连接 无连接 aal aal1 aal2 aal3/4 aal3/4 或aal5 或aal5 应用实例 nx64语音 可变比特图象 面向连接数据 无连接数据,2019/4/22,atm带宽服务类型,时间,带宽,155m,公共通讯网探讨,前一页,后一页,2019/4/22,atm通讯网,公共通讯网探讨,atm参考模型高层:,、高层所完成的具体工作与o

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