第二课异步转移模式ATM基本概念

1、异步转移模式 ATMATM 基本概念ATMATM 基本原理1 1. ATMATM 的层次模型ATM 层和 OSI 模型不完全一致，它主要处理物理层和数据链路层问题，其协议分 层如下图5 所示，其中简要地列出了各层的中英对照和相应的功能。Application Layer应用层C高层功能，User Layer用户层(Convergence)AAL适配层；会聚Segmentati口n and Reassemble井段及组装ATM LayerA T阳层；控制、信头声生/握取信元V P 1 / V C 1辭通、信元复用和分路Physical Layer物理层比特定时.速率解耦、信无龍界等图5ATM 可

2、用速率分若干等级:a） 1.544Mbps/2.048Mbps ；b） 25Mbps ；c） 45Mbps ；d） 155Mbps ；e） 622Mbps，它们可以分别容纳不同 QoS 和速率要求的业务。顺便指出NMS 的 ArTeMux 系列ATM 产品可以为 UTP（ Unshielded-twist-pair），MMF（Multi Mode Optical Fiber） 和 SMF（Single Mode Optical Fiber）提供 25Mbps 和 155Mbps 两种速率（但 25Mbps 是北美标 准，不适合中国）。2 2. ATMATM 的信元ATM 信元实际上就是分组，为

3、区分 X.25 分组（Packet）改称为信元（Cell）。ATM信元具有固定的长度，总长为53 字节。其中前 5 个字节为信头（Header）,包含各种控制信息，包括信元目的（逻辑）地址、纠错码、业务控制和维护信息等；后面48 字节为信息字段（Payload）,又称净荷，其中包含了业务的数据，它们将被透明地传输。 信元结构如下图 6 所示。在 UNI 接口和 NNI 接口上 ATM 的信元头结构是不同的。GFCGFC (Gen eric Flow Con trol ): 般流量控制。如图 7 所示，GFC 仅在 UNI 信头存在， 因为ATM 只在端设备与用户设备处进行流控制，以减少网络过载

4、的可能性。VPIVPI ( Virtual Path Identifier ):虚通道标识符。 在 ATM中， 若干虚通路(VC)组成一 个虚通道(VP)，并以 VP 作为网络管理单位，相当于 X.25 中的逻辑信道群号(LCGN )。VCIVCI ( Virtual Conn ection Ide ntifier ):虚通路标识符。类似于 X.25 中逻辑信道号(LCN)， 用于标志一个 VPI 群中的唯一呼叫，在呼叫建立时分配，呼叫结束时释放。在ATM 中的呼叫由 VPI 和 VCI 共同决定，且唯一确定。PTIPTI ( Payload Type Identifier ):净荷类型。用于

5、指示信息字段的信息是用户信息还是网 络信息。CLPCLP(Cell Loss Priority ):信元抛弃优先级。当CLP 为1时，表示当网络拥塞时可以抛弃该信元；相反，不能抛弃 CLP 为0的信元。HECHEC( Header Error Control):信头差错控制。为了提高处理效率(同时传输线路条件 允许如此)，ATM 仅进行信头 差错控制，以防 VPI/VCI 差错，即呼叫间串话。3 3. ATMATM 的信令接口：UNI 和 NNI ATM 有两种类型的接口 ：一种是用户 -网络接口( UNI : User-Network Interface)，一种是网络网络接口( NNI :

6、Network-Network In terface )。如下图 7 所 示。- - - -IP信元头（He a de 0信息字段( (P町Lwd)Bit7 0t6 Bft5 0t4 BK3 SI2 Bit1GFCVPIWlVCIvenvaPTICLPHECVPIVCIVCIVCIPTICLPHECSts Bit7 0t6 Bits Bit4 St3日i!2 0t1U N I信头鮎构VPIN N I信头越构其中的 UNI 接口完成终端用户系统与专有 ATM 交换机和公众 ATM 网络之间及专 用 ATM交换机与公众 ATM 网络之间的消息互通。 而 NNI 是专为公众或专有 ATM 网 络之间

7、的消息互通。通过这两种接口，一方面可以维持现有的话音、视频、数据等本地 网络不变而轻松地在 UNI 下得以综合，另一方面可以利用NNI 高速地传输多种类型的信息。4 4. ATMATM 的地址在 ATM 中，地址是呼叫建立过程中通过 UNI 信令确定的，然后据此寻找合适的路 由，并建立 VC （虚连接）。虚连接由一系列 VPI/VCI 路由构成，并用 VPI/VCI 标识 ATM 中使用 20字节的地址结构，如下所示：ATM 地址有三种格式：1.DCC 格式：按国家分配的地址；2.ICD 格式：按国际组织分配的地址； 3.E.164 格式：传统电话编号方式。它们的区别由交换机 MAC 地址中的

8、地址前缀指明。其中适配器的 MAC 地址，又称 ESI（End System Identifier ）是 48 比特的 MAC 地 址（与现有 LAN-MAC 地址兼容）。选择字（SEL）在 NNI 接口中没有意义，仅在 UNI 接口处解释，在 NMS 的 ArTeMux 中用于识别终端系统中的终端接入点（地址空间大小 为 256）。5 5. ATMATM 的地址注册在呼叫建立过程中终端系统和 ATM 交换机之间（UNI ）通过过渡性本地管理接口（ILMI : In terim Local Man ageme nt In terface ）协议完成地址注册。注册过程如下图所示。立换肌的M A.

9、 C地吐适配器A C地址图 713BytesGBytesESI（1）ATM 终端系统通知 ATM 交换机自己的 MAC 地址 ESI;（2） 如果正常，ATM 发回包含 ATM 地址的其余部分（包括 ATM 交换机 MAC ）的 响应包。6 6. ATMATM 的虚连接（VirtualVirtual ConnectionConnection ）ATM 和 STM 都是面向连接的传输模式。但 ATM 和 STM 不同，其连接是临时 的，不像STM 中那样，用户在呼叫期间独占物理通道（的一部分），而是逻辑上的虚连接,故称虚电路。用户间的信元传输必须在虚电路建立之后，才能进行；信元按序发送，并按序到

10、达目的终端；且各虚电路拥有自己（在呼叫建立期间协商好）的业务 性能参数。虚电路（Virtual Circuit ）概念虚通路（VCVC）:两个终端接入点的逻辑连接。 虚通道（VPVP）: 一组虚通路集合。VCI 和 VPI 分别用于标识为一个呼叫链路所分配的虚通路和虚通道。前面所讲的 ATM 地址仅在 UNI 接口处用于识别用户终端及用户终端内的逻辑设备；在 ATM 交换 和传输控制过程中都以 VPI+VCI 作为参考值（参见 ISDN 及七号信令部分中的呼叫参考 值）。VC 和 VP 的关系如图 9 所示。值得指出的是，一个呼叫链路由端 -端 VCI/VPI 和 ATM 交换机的路由表唯一确

11、定, 一个呼叫链路上的信元的 VPI+VCI 在 ATM 交换过程中会被改变（由路由表决定）。ATM交换机终端用.尸系统ILMI Protocolht图8(2)(2) ATMATM 交换ATM 中的两种交换：虚通道交换(VCS: Virtual Channel Switching )和虚通路交换 (VPS :Virtual Path Switching )。前者指同一个 VP 内或不同 VP 内的 VC 之间的交换; 后者指一个 VP内所有信元同时被映射到另一个VP 内的过程。见下图 10。ATMATM 的两种虚连接永久虚连接(PVC : Permanent Virtual Connection):是一种静态虚连接， 必须手工配置。 其优点是，不必每次呼叫都进行虚连接配置，所以连接快(小于30us)，仅由系统响应时间决定。其缺点是，这些 PVC 必须手工配置，不能进行大量 PVC 配置。动态虚连接(SV