中国联通ATM培训课件

1、Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 朗讯科技(青岛)培训中心Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM(Asynchronous Transfer Mode)ATM(Asynchronous Transfer Mode)异步传输模式简介Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM(Asynchronous Transfer Mode)我们将了解： ATM（异步传输模式）的

2、诞生 ATM的异步原理 ATM的技术特点Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM(Asynchronous Transfer Mode)ATM（异步传输模式）的诞生Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 通信网络的发展自 1835年莫尔斯发明电报和1876年贝尔发明电话以来 两种电信业务在长达近百年的时间里一直处于垄断地位电信网技术产生了深刻变化 60年代数据通信的出现 80年代末 Internet的急剧膨胀性发展回首这一百多年的时间，网络经历了

3、很大的变化！Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 传统通信网络的发展 在现代社会中通信网络已成为一种举足轻重的基础设施。总体来说，特别是传统的网络，都具有业务特定性的这种特点，也就是说，某一种特定的网络都是为满足某种特定业务需求而设计的。 传统的通信网络通用性差Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 传统通信网络的分类通信网络的广义分类： 电话网 代表：PSTN 数据网 代表： X.25 广播电视网 代表：CATVLucent Technologie

4、s Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 传统通信网络-电话网Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 传统通信网络-电话网 在设计的最初阶段实施为了满足传送话音而设计的 在铜双绞线上传送模拟信号 采用电路交换技术。发送与接收端建立永久的物理通路Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 传统通信网络-电话网特点： 面向连接 时延小（基本上是物理传输的时延） 有QoS保证Lucent Technologies Bell La

5、bs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 传统通信网络-数据网Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 传统通信网络-数据网 以数据业务为主 采用六，七十年代开发的分组交换技术 对信息的准确度要求高，对时延的要求较低Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 传统通信网络-数据网特点： 具有较高的可靠性 关键技术：检错纠错，标签交换和路由选择Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训A

6、TM培训 传统通信网络-广播电视网 以图像业务为主特点： 信息的传递是单向性的Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 传统通信网络-三大网络的缺点电话网的缺点： 模拟信号易受干扰 带宽小，无法适应大量数据和视频图像的传送Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 传统通信网络-三大网络的缺点数据网的缺点： 由于路由与容错的机制，导致了数据传送的时延较大，而且具有不可预测性 数据包的长度不固定，不易于硬件的识别，不易于速度的提高Lucent Technolo

7、gies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 传统通信网络-三大网络的缺点有线电视网的缺点： 数据的传输是单向的，作大规模的结构化（双向）调整十分困难Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 通信网络-新思路 网络的业务特定性还会在网络建设，网络运营和维护以及在适应新业务等方面带来许多实际问题。网络的综合便成为网络的发展方向 一种新的方案诞生了，即“三网合一”。在一种网络上实现承载：实时语音，数据和实时视频图像的传送Lucent Technologies Bell Labs Innovat

8、ions中国联通ATM培训ATM培训 通信网络-ISDN的诞生 80年代初期，提出ISDN（Integrated Service Digital Network）概念，并在以后的ISDN网上实现了话音和数据业务的综合 但是并未达到预期的效果Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 通信网络-ISDN的诞生ISDN的不足之处： 适应新业务的能力差 ISDN不是真正意义上的融合 带宽能力有限Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 通信网络的发展-新的体系结构

9、80年代中期，人们对新的网络体系结构提出了以下要求： 能真正实现话音，数据和图像能业务的综合 能适应现行和将来可能的业务 具有灵活，可变的传输速度，能在一个网络中提供低至几kbps，高至几百Mbps的速度Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 通信网络的发展-ATM的诞生 宽带和业务综合是这种新的网络体系结构的突出特点 宽带ISDN产生了 快速分组交换（Fast Packet Switch）的概念的提出Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 通信网络的

10、发展-ATM的诞生 1983年O.Reilly提出了异步时分复用（Asynchronous Time Division）的概念:其要点是，允许通信系统中的发送时钟和接收时钟可以异步方式工作。 法国科学院(CNET)和美国AT&T贝尔实验室进行试验和改进，并从传输和交换两方面提出了最初的协议模型。 1991年ITU正式将这种技术命名为ATM（Asynchronous Transfer Mode）Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 通信网络的发展-ATM的诞生从此从此ATM正式出现在通信网络的舞台正式出现在通信网络

11、的舞台上！上！Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 通信网络的发展-ATM的诞生ATMATM的标准化组织的标准化组织 ATM Forum，朗讯科技朗讯科技是论坛的重要成员 IETF（Internet Engineering Task Force） ITU-T（International Telecommunications Union）Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 通信网络的发展-ATM网络Integrated Network Soluti

12、onATM fairly allocates bandwidth and prioritizes traffic based on the needs of the applicationLow latency for voice/videoHigh throughput for dataUser-selectable QoS parametersSmall fixed-length cells switch faster with deterministic behavior500语音视频数据数据语音语音视频视频数据Multi service inputMulti service switc

13、hingLucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM的诞生-小结ATM技术诞生的过程：由于传统通信网络的业务特定性，不适应综合业务的发展，产生了“三网合一”的新思路根据“三网合一”的思路，产生了将语音和数据业务并非真正融合的N-ISDNLucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM的诞生-小结ATM技术诞生的过程： 由于N-ISDN技术上的不成熟，人们提出了新的网络体系结构的要求 80年代，B-ISDN体系产生了，随后提出了快速分组交换的概念。198

14、3年O.Reilly提出了异步时分复用，1991年被ITUT正式更名为异步传输模式（ATM）从此ATM技术产生了！Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM(Asynchronous Transfer Mode)ATM的异步原理Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 几个概念几个概念： 复用（Multiplexing）:它是一种能让多种逻辑信号在一种物理介质上传送的技术. 同步时分复用（Synchronous Time-Division Multi

15、plexing） 异步时分复用（Asynchronous Time-Division Multiplexing）Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 同步时分复用STDM 用户端固定地占用每帧中固定的一个或若干个时隙，直到相应的连接被拆除为止 而在接收端，则从固定地时隙中提取出用户数据t0 t1 tn-1 tn 1 2 3 n 1 2 3 n第一帧第K帧Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 同步时分复用STDM优点： 同步操作容易，易于实现。缺点：

16、 无法占用其它空闲用户的时隙，资源利用率低 不太适于突发性业务Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 异步时分复用ATDM（统计复用） 用户不在固定占用某帧中某一个或若干个时隙 根据用户请求和网络的情况，由网络来动态的分配网络资源 在接收端不再是从固定的时隙中提取相应的用户数据,而是根据数据中本身携带的目的地信息来接收数据 1 2 3 n 1 2 3 nt0 t1 tn-1 tn第一帧第K帧Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 异步时分复用ATDM（

17、统计复用）优点： 有效地利用了网络资源 十分适用于突发性业务缺点：系统中同步操作和实现较为复杂Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 TDM中的固定时隙交换技术特点： 在输入帧中固定位置的时隙将被固定地交换到输出帧中的某一固定时隙输入输出 1 2 3 4 n 1 2 3 4 n 1 2 3 4 n1 2 3 4 n交换机第n帧第n帧第1帧第1帧Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM中的异步交换技术特点： 数据经过ATM交换机交换后，随机地占用一

18、个或若干个时隙 1 2 3 4 n 1 2 3 4 n 1 2 3 4 n1 2 3 4 n交换机第n帧第n帧第1帧第1帧输入输出Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM的异步原理-小结ATM采用的两种异步技术 异步时分复用（Asynchronous Time-Division Multiplexing） 异步交换技术Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM的技术特点ATM的技术特点Lucent Technologies Bell Labs

19、 Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM具有电路交换和分组交换的双重性 目前主要的两种交换方式： 电路交换 分组交换ATM的技术特点-交换的双重性Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 电路交换的特点： 面向连接。通信前要通过信令来建立连接，连接建立后，双方将使用分配的同一个信道进行通信 优点：抖动和延时小。适用于像话音这类实时性业务 缺点：不适用于突发性业务ATM的技术特点-交换的双重性Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 分组

20、交换的特点： 用户信息在被封装在固定长度或可变长度的数据分组中进行传输。通过数据分组中的路由信息进行选路。 优点：灵活。主要用于无连接的业务（数据业务） 缺点：交换设备和协议非常复杂，时延和抖动都很大ATM的技术特点-交换的双重性Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM的技术特点-交换的双重性无连接：包路由无连接：包路由 路径路径 1 = S1, S2, S6, S8 路径路径 2 = S1, S4, S7, S8 数据能够走不同的路径、不按照顺序数据能够走不同的路径、不按照顺序到达到达面向连接：信元交换面向连接：信

21、元交换VC = S1, S4, S7, S8 数据沿着相同的连接按照顺序到达数据沿着相同的连接按照顺序到达 时延比较固定、易控制时延比较固定、易控制S2S6S4S7S3S5S1S8111222S2S6S4S7VCS1S8S3S5面 向 连 接 ： 在 通 信 前 先 建 立 端 到 端 的 虚 连 接面 向 连 接 ： 在 通 信 前 先 建 立 端 到 端 的 虚 连 接Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM的技术特点-交换的双重性 ATM技术具有电路交换的特点 ATM是面向连接的，它需要在通信双方建立连接，通信

22、结束后再通过信令拆除连接 ATM技术具有分组交换的特点 ATM的数据是采用固定长的信元，其中信元的头部包含用于选路的VPI/VCI信息，并通过VPI/VCI进行选路Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM的技术特点-交换的双重性ATM的双重性带来的新的特性：采用异步时分复用（ATDM)技术。解决了传统的电路交换方式不能有效利用带宽和不适于突发性业务的问题采用高速的分组交换技术，将数据链路层中的纠错，流量控制等功能移到终端上完成，并通过硬件来实现协议的处理，从而降低了处理的时延，提高了交换速度Lucent Techno

23、logies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM的技术特点-信元ATM中采用信元承载业务 ATM中采用固定53个字节的信元做为数据的载体 一个信元包含48个字节的净荷和5个字节的信头 信头中只含有必要的路由和控制信息 信头分为两种：具有UNI和NNI接口的信头Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM的技术特点-信元Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM的技术特点-信元ATM信头中的域(Field

24、) GFC一般流量控制（General Flow Control）该域有4比特长，它的有效范围仅限于本地，完成控制功能 VPI虚通道标识（Virtual Path Identifier） VCI虚通路标识（Virtual Channel Identifier)Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM的技术特点-信元 CLP信元丢失优先级（Cell Loss Priority）它主要用于表明信元的丢失等级 CLP=0网络将尽量为其提供带宽，以防止丢失 CLP=1根据带宽的情况，允许信元丢失Lucent Technolo

25、gies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM的技术特点-信元 PTI净荷类型标识(Payload Type Identifier) 用于标识净荷的类型 HEC信头差错控制(Header Error Control)该信息用于在物理层进行差错控制，并完成信元的定界 Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM的技术特点-信元目的目的地址地址源源地址地址数据数据帧校验帧校验包包信元信元ATM Cell53字节字节Lucent Technologies Bell Labs Innov

26、ations中国联通ATM培训ATM培训 ATM的技术特点-虚连接ATM具有虚通道(VP)/虚通路(VC)两级连接 ATM使用虚连接技术 什么是虚连接？ 虚连接就是在一个物理信道上，划出众多的逻辑信道，当建立连接时，将相应的逻辑信道指定用于连接某两个用户，而在拆除该连接后，该逻辑信道又可再分配给其他的用户使用Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM的技术特点-虚连接 ATM采用VPI和VCI来分别标识这两种在不同层次上的虚连接Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通A

27、TM培训ATM培训 ATM的技术特点-虚连接ATM物理连接物理连接虚通路连接虚通路连接(VCC)虚通道虚通道(VP)包括多条包括多条VC虚通路连接虚通路连接(VCC)包括多条包括多条VP虚通路虚通路(VC)ATM端节点之间的端节点之间的逻辑通路逻辑通路虚通路虚通路 (VC)虚通路虚通路 (VC)E3OC?2虚通道虚通道 (VP)虚通道虚通道(VP)连接标识连接标识 = Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM的技术特点-虚连接 VC是一种用于描述具有相同VCI标识值的一种单向传输ATM信元的概念 VP是一种用于描述那

28、些具有相同VPI标识值，且用于不同VC的单向传输ATM信元的概念 通常VC可以用于直接完成两个用户间的连接，而VP则可用于不同的网段间的连接Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM的技术特点-QoS ATM通过提供QoS（Quality of Service）参数来实现用户业务的需要与网络资源管理间的协调 ATM根据不同业务的性质将服务分为5类Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM的技术特点-QoS Constant Bit Rate -

29、 CBR Circuit transport - low bandwidth (BW), yet is highly intolerant of cell delay variation (CDV) and cell loss Variable Bit Rate - Real Time - VBR- rt Video conferencing - medium BW, but more tolerant of CDV and cell loss Variable Bit Rate - Non Real Time - VBR- nrt Video playback - higher BW, no

30、 CDV concern - some cell loss toleration, because of retransmit capabilities of the end devices Also used for data applicationsLucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM的技术特点-QoS Available Bit Rate/Unspecified Bit Rate - ABR/UBR Computer data - highest BW, no CDV concern, some cell

31、loss toleration because of retransmit capabilities of the end devices ABR - Lower in priority than the previous classes but still guarantees a minimal throughput Includes a congestion feedback mechanism (flow control)UBR - Lowest priority of all the services Referred to as “best effort” service No g

32、uarantees of throughputLucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM的技术特点-QoSATM的5类业务CBR:固定比特率业务固定比特率的话音，图像Rt-VBR:实时可变比特率业务可变比特率的话音，图像Nrt-VBR非实时可变比特率业务数据通信业务ABR:指定比特率业务数据通信，LAN互连UBR:不确定比特率业务数据通信，LAN互连Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM的技术特点-小结 ATM具有电路交换和分组交换的双重性

33、 ATM中采用信元承载业务 ATM具有虚通道(VP)/虚通路(VC)两级连接 ATM具有QoS保证Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM特点 ATM交换属于一种新型的交换技术，它既有电路交换的特点又有分组交换的特点，代表了当今交换技术发展的最高水平。概括来说，ATM有以下几个特点： 协议简单，并可通过硬件来实现，从而具有协议处理速度快和时延小的特点 ATM采用固定的53字节长的信元，这样采用信元传输的数据可以不受数据类型的影响，因此它具有适于多媒体数据传输的特点Lucent Technologies Bell La

34、bs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM特点ATM有以下几个特点（续） 它采用统计复用的方法，具有动态分配带宽的能力 它是一种有效的跨接LAN和WAN的高速连网技术。Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM(Asynchronous Transfer Mode)谢谢大家！Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 概述背景： Frame Relay是继X.25之后出现的一种高速分组网络技术。 最初，Frame Relay是作为

35、ISDN接口上的一种协议来设计的，以便能在ISDN上提供一种分组承载业务。ATM与Frame Relay的互通Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM与Frame Relay的互通 到了90年代，Frame Relay研究和应用获得较大发展。特别是在91年，美国首次提供Frame Relay商业服务的成功，极大地推动了Frame Relay的应用。现在，在美国和欧洲Frame Relay业务已得到了广泛的普及。Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM与Frame Relay的互通 关于Frame Relay特点：是一种面向连接的高速分组交换技术。继承了X.25的基本技术。但在协议上进行了简化。 由于传输误码率大大的降低，10-3降到了10-10。可以简化到原X.25协议头中有关纠错等功能，以提高数据的处理能力。使Frame Relay能够提供更大的传输速率和更低的时延，比X.25低一个数量级。Lucent Technologies Bell Labs Innovations中国联通ATM培训ATM培训 ATM与Frame Relay的互通 在建设ATM为基础的B-ISDN