第八章 分组交换-3-f

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 1ATM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 1ATM的提出 6 1 2ATM的传输模式 ATM本质上是一种高速分组传送模式 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 87654321 87654321 VPI VCI VCI VCI PTI CLP HEC PAYLOAD GFC VPI 12345 53 17 ATM信元结构 GFC GenericFlowControl 一般流量控制VPI VirtualPathIdentifier 虚拟通道标识VCI VirtualChannelIdentifier 虚拟信道标识PTI PayloadTypeIdentifier 净负荷类型CLP CellLossPriority 信元丢弃优先权HEC HeadErrorControl 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 VCLink 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 VCIdentifier 来标识 虚信道连接 VCC VirtualChannelConnection 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 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 ATMAdaptationLayer AAL AAL1和2 语音或视频应用AAL3和4 数据应用AAL5 数据应用 30 分割与组装 示例 31 AAL3 4 对于待传数据添加首部和尾部 构成ConvergenceSublayerProtocolDataUnit 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 AAL5 33 AAL3 4与AAL5 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VCAAL5 否AAL3 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 PD