ATM原理(胶片).ppt

1、ATM原理介绍,内容提要,ATM技术的起源和技术特点 ATM技术简介 ATM技术的发展趋势,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 电信网技术的深刻变化 60年代数据通信的出现 80年代末 Internet的急剧膨胀性发展 电话交换 电话交换技术 - 窄带综合业务数字网 (N-ISDN) - B-ISDN(ATM) 数据通信 分组交换 ( X.25 ) - 帧中继 ( FR ) - ATM - 光交换(WDM) 传输/传送 点对点传输 - PDH - SDH -光传送(WDM),电信网的演变,传统的交换方式： 电路交换（Cir

2、cuit Switching） 浪费带宽 分组交换（Packet Switching） 系统延迟的不确定性,ATM（Asynchronous Transfer Mode）是一种以信元为单位的异步转移模式，异步意味着来自任一用户的信息信元流不必是周期性的。 ATM结合了电路交换和分组交换的优点，能在单一的主体网络中携带多种信息媒体，承载多种通信业务，并且能够保证Qos。,各种通信网的可靠性思想,早期传输媒介质量差,X.25采用点到点的完全差错控制：帧定位、比特透明、差错检验(CRC)、差错恢复(重传）,X.25 FR，提高了节点的交换速度 FR的2a子层只完成链路层的核心功能：帧定位、比特透明、

3、差错检验，无差错恢复。,FR网：,3 2b 2a 1,2a 2a 1 1,3 2b 2a 1,有限差错控制,端到端可靠性,ATM网：,ATM网络节点无任何差错控制可实现快速交换。,有限差错控制,3 2 1b 1a,1b 1b 1a 1a,3 2 1b 1a,Cell无差错控制,端到端可靠性,Cell无差错控制,简化,ATM交换网和电话交换网的比较,HW1,HWn,HW1,HWn,要求有组播和广播能力支持点到多点信元拷贝 要求有流控和拥塞控制功能 提供QoS功能：复杂的排队控制 多级网络的内部拥塞问题,复杂,一般不支持组播和广播功能 不需要流控 不提供QoS功能,简单,ATM异步转移模式 Asy

4、nchronous Transfer Mode,转移模式: 综合了传输、复用、交叉连接和交换的技术 ATM是快速分组交换技术、采用统计复用方式 一种结合了电路交换和分组交换的各自优点的技术 ATM能传送所有类型的业务量(话音、数据、图像),使用固定长度的信元 面向连接 采用统计复用方式 支持多速率、多业务 可适应于局域网和广域网,信元,话音,数据,视频,ATM的基本特点, ATM是一种面向连接的技术,Setup,Setup,Setup,Setup,无连接,逐段转发 数据报较长,不固定长度 网络服务质量无法保证,面向连接,一次呼叫,高速转发 信元53字节,固定长度 服务质量(Qos)保证,无连接

5、交换网络,面向连接ATM网络,ATM能应用在各种网络技术和桌面应用中 传送网 ATM VP交叉连接节点 (VPX)和 ATM ADM设备 交换网 ATM交换机，窄带向宽带演进的方式 Internet网 ATM路由器，如采用 IP交换技术、 多协议标记交换技术 (MPLS)等 局域网 ATM局域网交换机，受到千兆以太网和三层交换机的挑战 桌面应用 ATM网卡直接支持高层应用系统软件，已不可能大量使用,ATM的应用范围,ATM的标准化组织,ATM Forum，华为是论坛成员之一 IETF ITU-T,内容提要,ATM技术的起源和技术特点 ATM技术简介 ATM技术的发展趋势,ATM技术的关键内容,

6、采用 53-byte 固定长度的信元 = 48B 净荷 + 5B 信元头 信元使用连接标识VPI/VCI通过ATM交换机交换 面向连接：在通信前先建立端到端的虚连接 (VCs) 建立连接时就定义业务（或连接）的QoS属性,48-Byte Payload,Contract,UNI = 用户到网络接口 NNI = 网络到网络接口 信元头内容根据对话对象的不同而变化,公共 UNIB-ICI,UNI,NNI,NNI,NNI,ATM公网,ATM专网,ATM网络和接口,ATM信元格式,GFC一般流量控制仅仅在UNI信元中 VPI/VCI虚通道和虚通路标识 PTI负荷类型标识3比特: 1. 用户/控制数据2

7、. 拥塞3. 末尾 CLP丢失优先级1 Bit HEC信元头差错校验8比特CRC,ATM UNI 信元,48 字节负荷,GFC (4),VPI,VCI,PTI,CLP,HEC,ATM NNI 信元,48 字节负荷,VPI,VCI,VCI,VCI,VPI,VCI,PTI,CLP,HEC,VPI,VCI,VCI,VCI,VPI,ATM 常用缩略语,GFC Generic Flow Control VPI Virtual Path Identifier VCI Virtual Channel Identifier PTI Payload Type Indicator CLP Cell Loss Pr

8、iority (bit),虚通道VP与虚通路VC,ATM物理连接 虚通路连接(VCC),虚通道 (VP)包括多条VC,虚通路连接 (VCC)包括多条VP,虚通路(VC)ATM端节点之间的 逻辑通路,虚通路 (VC),虚通路 (VC),E3 OC-3OC-12,虚通道 (VP),虚通道(VP),连接标识 = VPI/VCI,ATM交换的实现,ATM 交换机翻译 VPI/VCI值 每个接口的VPI/VCI值唯一,1/35,3/64,2/40,1/35,1/35,1/35,2/40,3/64,1,2,1,3,1/35,1/35,3/64,2/40,2,1,3,1,VPI/VCI,端口,VPI/VCI

9、,端口,输入,输出,VP交换和VC交换,这种逐跳转发被称为信元转发,VP交换和VC交换,数据包在ATM中的封装,面向连接的特点,永久虚电路PVC,高层,高层,ATM 层,物理层,控制面,用户面,层管理,面管理,ATM 适配层（AAL）,用户业务, 信令等 高层信息与ATM信元 的转换 信元中继与复用 方式 帧结构，物理媒介,ATM的协议参考模型,ATM 适配层 (AAL),ATM 层,物理层,2个子层: 传输汇聚 (TC) Framing HEC 物理媒介(PM) 物理媒介译码,ATM物理层,Cell 头的插入/移动 Cell中继 复用/去复用不同连接的信元,ATM 适配层 (AAL),ATM

10、 层,物理层,ATM层,ATM层完成信元交换,2个子层： 汇聚子层 (CS) 分段和重组 (SAR),ATM 适配层 (AAL),ATM 层,物理层,ATM适配层,AAL = 流量参数 + QoS参数 + SAR CS：分配不同的服务质量的业务以不同的流量类型 SAR：信元 包,ATM适配层的功能,Contract,ATM 网络,通信契约 流量参数 QoS 参数,通信契约的签订,AAL层的业务分类,Constant bit rate CBR Variable bit rate-real time VBR-RT VBR-nonreal time VBR-NRT Unspecified bit r

11、ate UBR Available bit rate ABR,峰值信元率PCR：最大数据速率在不丢失数据的情况下一条连接能够传递的速率 可维持速率SCR：应用产生的平均信元速率 最大突发长度MBS：最大的信元突发长度 最小信元速率MCR：应用应付延迟的能力,流量参数,最大信元传递时延MCTD 信元从一个端点到另一个端点所需要的时间 信元抖动容限 ：CDVT （信元时延变化容限）信元间隔的上限 信元丢失率CLR 可以接受的因网络拥塞而导致信元丢失比例,QoS参数,CBR业务类型,VBR业务类型,TCP/IP数据帧的处理,内容提要,ATM技术的起源和技术特点 ATM技术简介 ATM技术的发展趋势,ATM网 面向连接，有N2 问题 靠链路层选路，基于VPI/VCI或标记 有阻塞通知与信元丢失优先级指示 业务质量有保证，可保证实时业务 网络ATM化进程的重新定位,IP网 无连接，无N2 问题 基于网络层选路，基于IP地址 无业务量控制与阻塞控制 业务质量无保证,ATM网与IP网的比较,下一代网将是一个混合结构的网络 混合结构：IP over ATM/SDH/WDM/OTN 交换机和综合交换机是核心网的关键组成部分 IP over ATM 将会