通信系统第17章.ppt

1、第 17 章 广 域 网 技 术,17.1 Internet与TCP/IP 17.2 分组交换网 17.3 数字数据网(DDN) 17.4 帧中继(FR)网 17.5 综合业务数字网 17.6 宽带综合业务数字网(B-ISDN)与ATM 17.7 智能网,17.1 Internet与TCP/IP,17.1.1 Internet Internet又称国际互联网，它是目前国际上最大的信息网络。 通过Internet， 我们可以和世界上大多数国家进行技术交流，检索各种信息资源。 Internet现在已经成为世界上最大的计算机网络， 它是一条贯穿全球的“信息高速公路”。,1. Internet的特点

2、Internet并不是一种新的物理网络，它是一个“网络的网络”， 或称为“虚拟网络”。 它把世界各地的各种通信网络，如数据通信网、计算机网等互连在一起， 还可以通过电话网接入，组成一个庞大的国际互联网。 一般来说， 用户在使用Internet时具有以下特点： (1) TCP/IP协议是Internet的基础和核心。在Internet网中， 依靠TCP/IP协议实现各种网络的互连，符合TCP/IP标准的网络按一定规则都可以连入Internet网。,(2) 用户在使用Internet时， 并不需要了解网络底层的物理结构， 这种透明使得用户在使用时十分方便。 (3) 由于Internet也“互连”了

3、公用电话网PSTN， 因此，对一般的个人用户，只要具备一部电话机、一台微机和一台调制解调器， 就可以接入Internet网。 (4) 在Internet上的通信没有统一管理的机构，其发展基本上是自由化的，使网络安全受到极大威胁。目前，这一问题已受到普遍重视，也在采取一定的措施，例如，防火墙(Fire wall)网络隔离技术等。,2. Internet的组成 对于Internet，从网络通信的观点来看，它是一个以TCP/IP协议把各个国家、各个部门、各个机构的内部网络连接起来的数据通信网；从信息资源的角度来看， 它是一个集各个部门、 各个领域内各种信息源为一体的信息资源网； 从技术角度看， 它是

4、一个“网络的网络”(网际网)，它实际上是由许多网络(包括局域网、 城域网和广域网)互连而构成的。 我国已在Internet上建立了我国的最高的域名服务器，正式加入到Internet大家庭中，用户可以通过CHINAPAC(中国公用分组交换数据网)、CHINADDN(中国公用数字数据网)、 PSTN(公用电话交换网)、CHINAMAIL(中国公用电子信箱系统)等网络进入Internet， 进行国际联网检索信息， 实现全球资源共享。,3. Internet所提供的服务 Internet所提供的服务大致可分为三类： 基本服务、 信息服务及公告类服务。 1) Internet的基本服务 电子邮件、远程登

5、录和文件传输是Internet的三大基本服务功能。 (1) 电子邮件(E-mail)服务。电子邮件是一种通过网络实现Internet用户之间快速、 简便、廉价的现代化通信手段，也是目前Internet上使用最频繁的一种服务。据统计，每天都有几千万人利用Internet在世界各地发送电子邮件。,(2) 远程登录服务。远程登录是指在TCP/IP协议集中的远程终端协议Telnet的支持下，用户用仿真终端方式远程登录到Internet主机，使自己的计算机暂时成为远程计算机的一个终端。一旦用户成功地实现了远程登录，用户就可以像远程计算机的本地终端一样进行工作，使用远程计算机对外开放的全部资源。,(3)

6、文件传送服务(FTP)。文件传送服务FTP允许Internet用户将一台计算机上的文件传送到另一台计算机上。文件传送服务是由TCP/IP协议集中的文件传送协议FTP支持的。工作时先要登录到对方的计算机上，登录后仅可进行文件查询、文件传送操作。普通FTP服务要求用户在登录时提供用户名和口令，否则不能使用FTP服务。为了方便用户访问， Internet中的很多数据服务中心提供一种匿名FTP服务，它要求用户在登录时以anonymous作为用户名，用自己的电子邮箱地址作为口令来实现这种匿名FTP服务。,2) 信息服务 除上述三种基本服务外，Internet还能提供其它一些服务， 其中最重要的是信息查询

7、服务。常用的信息查询工具有Gopher , WAIS , WWW等。 Gopher是明尼苏达大学开发的校园服务系统，通过系统菜单界面为用户提供信息查询功能，同时还为用户提供进入其它大学的服务系统、 远程信息服务WAIS和FTP服务系统的渠道。 目前，已有数千个Gopher服务器分布在世界各地的大学里， 用户只要进入Internet，就可以通过Gopher查询世界各大学的信息。,3) 公告类服务 Internet还可为分布在世界各地的广大用户提供通信、网络新闻服务与电子公告牌服务。网络新闻Usenet是一种利用网络进行讨论的国际论坛。 在Usenet的主机上存储用户的各种信息，周期性地转发给其它

8、Usenet主机， 最终传遍世界各地。 Usenet的基本通信手段是电子邮件，它采用的不是点对点的通信方式，而是多对多的通信方式，用户须采用专门的新闻阅读程序访问Usenet主机。,4. 用户接入Internet方式 用户计算机接入Internet有以下三种基本方式： 通过拨号电话线接入。 (2) 使用SLIP/PPP协议接入。 (3) 通过与Internet主机连接的局域网接入。,17.1.2 TCP/IP协议,1. TCP/IP协议层次结构,(1) 应用层：提供各种符合TCP/IP标准的应用服务， 包括文件传输、远程登录、电子邮件等。 (2) 传输层： 提供应用程序之间端到端的通信。 (3

9、) 网络接口层：由各设备之间的物理链接构成，包含了OSI物理层和数据链路层的功能。它从网络层接收IP数据报，形成数据帧并通过网络发送；或者从网络上接收数据帧，抽出数据报交给网络层。TCP/IP支持各种低层物理网络，包括不同拓扑结构、 不同介质的网络， 其中用得最多的是以太网。,图 17.1 TCP/IP和OSI网络体系结构,2. TCP/IP协议数据 TCP/IP是数据从一层传递到另一层， 从一个协议传递到另一个协议。在这个过程中，每一层的协议软件(称为模块)为下一层进行数据封装，封装是一个按照较低协议要求的格式保存数据的过程。当数据在各层之间传递时， 各层都建立在它前面层的封装上。 在TCP

10、/IP各层中数据单位的名称随着相应协议的不同而不同，这点可以从各层的协议数据格式看出，如图17.2所示。物理层用比特串表示所有的数据；数据链路层将数据帧(又称物理帧)作为数据单位(如以太网的以太网帧)；网络层将IP数据报作为数据单位；传输层采用TCP时将TCP段或TCP传输报文作为数据单位，采用UDP时将UDP数据报作为数据单位；应用层将应用报文作为数据单位。,图 17.2 TCP/IP各层协议数据格式,3. 网间协议IP (1) 网间协议IP的功能有： 把来自传送层的数据单元(TPDU)封装成IP数据并送至网络接口； 把来自网络层的IP数据报进行校验、路由选择等处理，然后送往上层或转发给下一

11、个路由器。 (2) 路由处理：IP协议路由算法主要采用路由表法，源路由算法仅作为可选功能。在Internet中，一般主机对IP数据不进行路由处理。 如果IP数据报是发给该主机的就接收，否则丢弃。,4. 网间控制协议ICMP (1) 网间控制协议ICMP的功能有： 当IP数据报产生传输错误或发生硬件故障时, 路由器就使用ICMP协议把错误信息或控制信息发回源主机或源路由器； 用于网络测试。 (2) ICMP报文：ICMP协议之间传送的信息称为ICMP报文。 ICMP报文的封装过程如图17.3所示。ICMP报文有确定的格式。当发送时， ICMP报文首先要封装成一个IP数据报，然后送网络接口再封装成

12、一个数据帧送到物理网上去。,图 17.3 ICMP报文的封装,图 17.4 UDP报文的封装,5. 传输控制协议TCP和用户数据报协议UDP (1) UDP协议。UDP协议的报文封装过程如图17.4所示。 UDP报文在IP层被封装成IP数据报后发送到物理网。由于IP层仅提供不可靠的非连接分组服务， 且UDP也未提供另外的传输控制功能，因此UDP为上层进程提供的是不可靠的非连接传输服务。若上层进程欲使用UDP协议进行安全可靠的端到端的通信， 必须在进程内设置相应的传输控制。,(2) TCP协议。应用层送交TCP的数据是以字节为单位的数据流，TCP协议把收到的这些数据流顺序分成一个个数据段， 并给

13、每段附加一标头后送往IP层。在接收端，TCP将收到的数据段重新组装成原数据流并送往应用层。TCP数据流的封装过程如图17.5所示。,图 17.5 TCP数据流的封装,17.2 分 组 交 换 网,17.2.1 分组交换网的组成 分组交换网是一个以数据通信为目标的公共数据网(PDN)。 在PDN内各节点由分组交换机(PSE， Packet Switching Exchanges)组成。 交换机对分组具有存储转发能力，使其能接入不同速率的用户设备并进行通信。PDN网络定义了一系列协议， 如X.25 , X.3 , X.29, X.32 , X.75等。其中，最重要的协议为X.25或称X.25规程。

14、 X.25规程定义了用户设备和PDN设备之间的一种统一的接口标准。用户设备(如数据终端、计算机、路由器、网桥等)通常称为DTE(数据终端设备)；PDN设备(如Modem、交换机节点)通常称为DCE(数据电路端接设备)。,DTE和DCE之间通过单个物理链路连接， 实现点对点的交互方式。在单个物理链路上可复用多条逻辑信道(即虚电路)， 使一个DTE接口接入X.25网后可与一个或多个远程DTE同时互连， 实现全双工的信息交换。X.25网典型结构形式如图17.6所示。,图 17.6 X.25网(分组交换网)的组成,DTE有两类：一类为分组终端(PT)，另一类为非分组终端(NPT)。 PT是指具有X.2

15、5规程所规定的所有功能的用户设备， 这类设备可按X.25规程以同步方式接入X.25网； NPT是指不具备X.25规程规定功能的用户设备，例如普通PC机。为了对NPT提供接入接口，X.25 PDN定义了PAD(Packet Assemble Dissembler， 分组装拆设备)。 PAD实际是一个规程转换器， 用于对非分组设备的规程进行转换。 NPT有多种类型， 如异步字符终端、传真机和IBM的SNA/SDLC终端等。 DTE之间端到端的通信是通过双向的“虚电路”来完成的。,17.2.2 X.25协议 1. X.25协议的层次结构 X.25协议将公用数据网的通信功能分为互相独立的三个层次，自下

16、而上分别称为物理级、数据链路级和分组级，如图17.7所示。这三级分别对应OSI RM的低三层。在物理级， X.25采用X.21协议作为它的物理级接口标准；在数据链路级， X.25采用HDLC的子集LAPB作为它的接口标准；在分组级， X.25采用了自己的标准， 每一层的通信实体利用其下一层提供的服务。,图 17.7 X.25协议的层次结构,物理级的基本功能是建立、保持和拆除DTE和DCE之间的物理连接，提供同步的、双全工的点点的串行比特传输手段。 数据链路级的基本功能是实现分组在终端和分组交换网之间的无差错传输。LAPB帧以I字段传送X.25分组，如图17.8所示。 本级只对分组进行透明传输，

17、 不对分组进行任何处理。 X.25采用点点式全双工同步工作方式。 在这种工作方式下， 对地址字段做如下规定： 命令帧中的地址字段填对方地址，响应帧中填自己的地址。 这里帧中地址是收、 发节点地址， 而不是数据的最终地址。,图 17.8 X.25中HDLC的帧与分组间的关系,2. 报文分组格式与类型 X.25的分组采用HDLC帧的格式进行透明传输， 分组格式如图17.9所示。 它由两部分构成： 公用分组报头与附加分组报头和(或)用户数据。 公用分组报头包含四部分内容： 一般格式标识、 逻辑信道组号、 逻辑信道号、 分组类型标识。 分组报头的功能主要是用于网络控制。,图 17.9 X.25分组格式

18、,公用分组报头的功能如下： (1) 一般格式标识。公用分组报头的第一个字节的高4位为一般格式标识，其中，第8位又称为Q位， 用于区分用户数据或网络信息。 在数据报业务分组中此位置“1”，其它分组中此位置“0”。第7位称为D位，也称为传送确认位，用于数据和呼叫的传送确认。 确认时该位置“1”，否则置“0”。第6位和第5位用于确定分组编号模数。第5位为1，表示分组编号模8； 第6位为1，表示分组编号模128，即允许分组编号为0127。 一般情况下使用编号01，即模8。,(2) 逻辑信道标识。公用分组报头中的第1个字节的低4位称为逻辑信道组号，共15组。 第2个字节用于决定组内逻辑信道号， 这两部分

19、一起构成逻辑信道标识。 采用逻辑信道标识的目的在于确定分组传送的逻辑信道。 (3) 分组类型标识。公用分组报头的第3个字节的8位编码， 对于非数据型分组是分组类型标识，对于数据型分组表示的是序号。该字节所标识的分组类型示于表17.1中。表中“”表示分组传送的方向。其中P(R)和P(S)分别为接收分组编号(序号)和发送分组编号。,表17.1 X.25报文分组类型,17.3 数字数据网(DDN),DDN由数字传输电路、相应的数字交叉连接复用设备和网络管理系统组成。其中，数字传输电路主要以光缆传输为主， 数字交叉连接复用设备对数字电路进行半固定交叉连接和子速率的复用，网络管理系统确保DDN网络的正常

20、运行和日常维护管理。 DDN的特点有：为传输网络， 不具备交换能力；传输速率高， 网络时延小；传输质量高； 提供了灵活的连接方式， 能支持数据、 话音、 图像等多种业务； 支持多种传输速率；提供定时开放的能力等。,图 17.10 通过调制解调器接入DDN,17.4 帧中继(FR)网,1. 概述 X.25协议不能提供高速服务，而帧中继FR(Frame Relay)则可提供高速服务。 X.25协议为保证数据的正确传输，在每个节点都要对数据做大量处理， 如差错校验等。 这将导致数据传输的长时延。光纤网具有很低的误码率，因而可以简化差错控制过程。帧中继就是一种减少节点处理时间的技术，其基本原理是：节点

21、收到帧的目的地址后立即转发，无须等待收到整个帧并做相应处理后再转发。如果帧在传输过程中出现差错，当节点检测到差错时，可能该帧的大部分已经被转发到了下一个节点。,解决这个问题的办法是：当检测到该帧有误码时，节点立即终止传送，并发一指示到下一节点，下个节点接到指示后立即终止传输，并将该帧从网中丢弃，请求重发。这种正在接收一个帧时就对其转发的方式称为快速分组交换。快速分组交换分为两类：帧长可变的称为帧中继；帧长固定的称为信元中继。 和X.25类似，帧中继主要考虑如何接入一个网络，帧中继服务指的是目前提供的永久虚电路。,在一般分组交换方式中，每一节点在收到一帧后要回送确认帧，而目的节点在收到一帧后回送

22、端到端的确认。 而帧中继方式， 它的中间节点只转发帧而不回送确认帧，只有在目的节点收到一帧后才回送端到端的确认。 帧中继的一个缺点是没有数据链路层的流量控制能力，其差错控制和流量控制是由高层来完成的。,2. 帧中继方式的帧格式,图 17.11 帧中继的帧格式,F： 标志字段，同HDLC。 I： 信息字段，长度可变。 FCS：帧校验，2个字节，采用CRC校验。这里校验的目的不是使网络从差错中恢复，而是了解链路上出现差错的频率。 地址字段为2个字节， 也可扩展为3或4个字节， 由以下几部分构成： DLCI： 数据链路标识符， 用于标识永久虚电路(PVC)、 呼叫控制或管理信息。 C/R： 命令/响

23、应， 与高层的应用有关， 帧中继本身不用。,EA： 扩展地址。EA为0，表示下一字节仍是地址字段； EA为1，表示地址字段结束。 FECN：正向显式拥塞通知。若某节点将FECN置为1，表明与该帧在同一方向传输的帧可能受网络拥塞影响而时延。 BFCN：反向拥塞显式通知。利用BFCN标志向帧的发送方发出拥塞警告通知， 迫使用户终端进行流量控制。 DE：丢弃指标，由用户置为1 时，表明在网络发生拥塞时，为了维持网络的服务水平，该帧与DE为0的帧相比应先丢弃。,3. 帧中继的应用 帧中继可用于高分辨率图形数据传输、传送长文件、为多个低速率数据提供复用功能、进行文字编辑、 局域网互连等。,17.5 综合

24、业务数字网,17.5.1 ISDN的概念 综合业务数字网(ISDN， Integrated Service Digital Network)是以电话综合数字网(IDN)为基础发展演变而成的通信网，能够提供端到端的数字连接，提供包括话音和非话音在内的多种电信业务，用户能够通过一组有限的、 标准的多用途用户/网络接口接入网内，并按统一的规程进行通信。 通常若无特殊说明， ISDN是指窄带综合业务数字网(N-ISDN)。,N-ISDN主要采用两种标准的用户/网络接口：基本速率接口(BRI)和基群速率接口(PRI)，两者的差别在于所支持的B信道个数。在ISDN中，B信道主要用于传送数字化的语音、数据等

25、用户信息流，传输速率为64 kb/s。 D信道用来传送建立、接收和控制通话的信令信息或分组交换的数据信息，传输速率为16 kb/s或64 kb/s。 基本速率接口有两个能独立工作的B信道和一个D信道(2B+D)，传输速率为144 kb/s。 它把原来只能传一路电话的功能扩展为能同时传送两个64 kb/s通路和一个16 kb/s分组数据通路，最多可接八个不同终端。 这一功能改变了原来一对电话线只能接一部话机或其它模拟终端的传统状况。 基群速率接口除了有B信道和D信道外，又增加了H信道，传输速率可达2 Mb/s。表17.2 列出了ISDN中的信道及接口速率。H0为384 kb/s; H11为153

26、8 kb/s; H12为1920 kb/s。,表17.2 ISDN的接口结构,17.5.2 ISDN的网络功能体系结构 ISDN的功能体系结构如图17.12所示。由该图可以看到ISDN网络功能、 用户/网络接口和ISDN的信令系统。,图 17.12 ISDN的功能体系结构,ISDN具有三种不同的信令：用户网络信令、网络内部信令和用户用户信令。 这三种信令的工作范围不同：用户网络信令是用户终端设备和网络之间的控制信号； 网络内部信令是连接控制设备(交换机)之间的控制信号； 用户用户信令则透明地穿过网络， 在用户之间传送，是用户终端设备之间的控制信号。ISDN的全部信令都采用公共信道信令方式， 因

27、此在用户/网络接口及网络内部都存在单独的信令信道，与用户信息信道完全分开。,17.5.3 N-ISDN用户接入的参考配置,1. 用户功能组 终端设备TE1和TE2用于ISDN中的话音、数据或其它业务的输入或输出。 ISDN中允许两类终端设备接入网络：TE1是符合ISDN用户/网络接口要求的终端设备，如数字电话机、数据终端等；TE2是不符合ISDN用户/网络接口要求的终端设备，如X.21或X.25数据终端、 模拟话机等。 终端适配器TA的功能是使任何非ISDN终端转接到ISDN中。网络终端设备NT用以端接终端设备。如图17.13所示， 在实际应用中网络终端设备可分为NT1和NT2两类。在NT1中

28、实现线路传输、线路维护和性能监控功能，以及完成定时、馈电、多路复用及接口等功能，以达到用户线传输的要求。NT2执行PBX(用户小交换机)、LAN和终端控制设备的功能。,图 17.13 ISDN用户接入的参考配置,2. 接入参考点 图17.13中的R、S、T、U、V都是参考点。R是TA和TE2的分界点； S位于TE1和NT2之间；T是用户和网络的分界点； U是NT1和线路的接口点；V是LT和ET的分界点。 ITU对T点的接口作出了规定，即D信道协议，只要遵守这个规定，就可将同一个终端携带到世界上任何地方使用。 S点不是用户和网络的分界点，可以根据T点的协议规定S点接口。当不使用PBX等装置时，不

29、存在NT2。在这种情况下， S与T合并为一个点， 并称为S/T点。,17.5.4 ISDN的业务功能及应用 1. ISDN的业务功能 (1) ISDN提供承载业务，包括电路交换、分组交换和帧方式(帧中继和帧交换)三种承载业务。所谓承载业务，是指单纯的传送业务， 由网络提供的信息传送能力。 (2) 用户终端业务是指所有各种面向用户的应用业务，是从用户所需传递的信息种类定义的。 (3) 补充业务，也叫附加业务或增值业务，它不能单独存在。,2. ISDN的应用 ISDN的宗旨就是解决综合业务通信，下面介绍两种应用： (1) 构成多媒体信息网络，ISDN可以提供语音、 数据、 图像并存的综合业务功能。

30、 (2) 局域网互连。 利用ISDN可以进行局域网的互连。 也可利用一个或两个B信道， 通过拨号连接实现局域网互连。,17.6 宽带综合业务数字网(B-ISDN)与ATM,1. ATM的基本特点 ATM采用类似分组交换中的信息封装方式，将信息分解、 包装在一个个小的固定长度的信息分组中，从而具有灵活的分配带宽、高效的复用等特点。 这些信息分组称为信元(Cell)。 同时ATM中采用了电路交换中面向连接的通信方式， 保证了信息的顺序性，同时通过一定的控制，力图保证各电路的通信业务质量， 以满足不同业务的需求。 在ATM中使用了虚电路概念，即每个信元中都含有虚电路标志，带有相同标志的信元属于同一个

31、虚电路，这些信元将得到相同的处理， 并按先后顺序在ATM网络中传送。ATM最重要的特点是能适用于一般电路交换和分组交换都不能胜任的高速宽带信息业务，它可适应范围宽广的可变速率，终端产生的数据比特流可以是突发式的， 也可以是连续的。,2. B-ISDN的传输制式 B-ISDN的传输系统采用同步光纤网SONET或同步数字体系SDH(Synchronous Digital Hierarchy)， 这是目前国际上使用光纤作为传输线的宽带传输系统的事实上的标准。SDH已被推荐为B-ISDN的物理层协议标准。 ATM标准中定义的端系统接口基本标准为155.52 Mb/s的SDH接口。在ATM论坛的标准中还

32、定义了T1、E1及25 Mb/s , 51 Mb/s , 100 Mb/s等多种速率的物理接口。,3. ATM的虚电路和虚路径 ATM采用分组交换中的统计复用，以期达成较高的资源利用率和实现灵活的多速率和变速率的复用。在同一物理传输线路上的复用， 依靠信元中的不同的虚路径标识符VPI(VirtualPath Identifier)和虚电路标识符VCI(Virtual Channel Identifier)来区分。 虚路径和虚电路都是指一个单向的ATM信元传输信道。一条虚路径中包含有多条虚电路，所有这些虚电路都具有相同的标识符(即VPI)。同样，在一条物理链路中，可以有许多虚路径。 一条物理链路

33、中的虚电路，由其VPI和VCI共同确定。物理链路、 虚电路和虚路径的关系如图17.14所示。,图 17.14 ATM中物理链路虚电路和虚路径的关系,4. ATM信元交换 ATM信元交换是对逻辑路由的交换，属于标记交换，即是对物理通路上各种VPI、VCI的信元分别处理， 进行转接和变换(更换新的VPI、VCI)。ATM交换的这种特征决定了交换机必须对每个信元进行一次处理， 由于ATM传输速率较高，每个信元的持续时间很短(对于155.52 Mb/s的STM-1接口，每个信元约2.7 ms)， 故交换机操作的速度是很高的。 图17.15表示了ATM交换机的功能结构。,图 17.15 ATM交换机的功

34、能结构,ATM交换机主要由下面三部分组成： (1) 入线处理和出线处理部件。入线处理部件对各条入线上送来的ATM信元进行处理，使这些信元成为适合送交ATM交换单元的形式。而出线处理部件对ATM交换单元送出的信元进行处理，使这些信元成为适合在出线上传输的形式。因为在ATM交换单元中为了提高交换速率，常常是需要一次读入若干比特的并行信号，而在通信线路上传送的往往是串行信号。并且， 宽带通信线路一般使用光纤，在光纤上传送的是光信号，而在ATM交换单元中一般只处理电信号，所以必须对信号进行光/电、 电/光转换。按照ITU-T的建议，入线处理部件还要根据ATM信元头部中的HEC码，对信元进行同步和对齐操

35、作，才能送入交换单元。,(2) ATM交换单元。ATM交换单元用来完成交换动作的任务，就是把入线上的ATM信元，按照其头部不同的VPI/VCI来识别路由信息， 分别送到相应的各条出线上去。 (3) ATM控制单元。ATM控制单元负责对ATM的交换单元进行控制，除了执行建立和拆除虚电路和虚路径的功能之外， 它还应能够接收信令信元和运行维护信元，并通过对这些信元的处理来产生合适的控制信号送给交换单元。由于所有的信息在宽带交换网中传递时都是以ATM信元的形式出现的， 因此当对用户线上送来的一个信令信元作出应答时， 或者要对其交换机及终端设备发送命令时，ATM控制单元应有发送和接收ATM信元的能力，以

36、及在内部要有快速进行各种逻辑分析和处理的能力。,5. ATM信元格式 ATM信元具有53个字节的固定长度。 信元格式分为两部分， 前5个字节称为信元头部，记载ATM层中各种标识和控制信息， 后面48个字节称为信息净荷(payload)， 它承载上一层协议的信息，并在ATM层透明地传输。ITU-T在B-ISDN网中定义了两种信元，即用户网络接口UNI(User Network Interface)和网络节点接口NNI(Network Node Interface)信元。这两种信元的头部结构稍有不同，如图17.16所示。两种格式的差别仅在于信元头部的第一个字节的高四位上。在NNI中，这四位是VPI

37、的一部分，而在UNI中， 这四位是一个独立的GFC字段。,图 17.16 ATM信元头部的结构 (a) 用户网络接口UNI； (b) 网络节点接口NNI,在图17.16中，信元头部主要用来标明在异步时分复用上属于同一虚电路的信元，并完成适当的选路功能。具体来说，其中包括下面一些内容：一般流量控制(GFC)、虚路径标识符(VPI)、 虚电路标识符(VCI)、 净荷类型(PT)、 信元丢失优先等级(CLP)和差错控制(HEC)。 GFC仅在UNI信元头部出现，在经过交换机后， 就被扩展成VPI的一部分。在制定标准时，是希望该字符能够用于主机和网络间的流量控制， 标识数据的优先级，但实际上没有为它定

38、义任何值。 GFC一般为0。,PT(3比特)定义了信元净荷的类型，此外还包括一些其它的信息。如果PT的最高位为0，则表示信元的净荷部分为用户数据， 此时PT的中间一位表示信元是否经过了网络拥塞，而最低位是用户指示信息。AAL5就使用该位的信息来完成其功能。PT的最高位为1时，其低两位不具有上述的含义。 此时， PT从100到110的值分别表示一种数据类型，111保留作其它用途，例如， 110表示资源管理(RM)信元。数据类型和用户指示信息是由发送端的用户提供的，在传输过程中不能更改，而拥塞信息是网络设置的。,CLP(1比特)用于标识信元的丢弃优先级。如果CLP为1， 则网络处于拥塞时，可以丢弃

39、该信元。CLP为0时，信元的优先级较高， 应该为之分配足够的资源， 并优先发送。CLP位可以由应用程序设置，也可以由ATM交换机设置。 属于CBR业务的信元总是处于高优先级，即CLP都为0。而VBR业务则可以设置一些重要信元的CLP为0， 另外一些信元的CLP为1。 网络设备通过检查信元头部来决定如何处理这个信元以及将此信元送往何处，但不检查信元净荷部分。也就是说，净荷是由数据、话音或图像中的哪一种组成无关重要，它只被看作是384 比特(48字节)的一个单位。因此，可在单一的网络上同时支持所有数据的传 输， 这是ATM的突出优点。,6. B-ISDN ATM参考模型 基于ATM的B-ISDN的协议参考模型如图17.17所示。由面和层构成一个立体模型，面用来描述网络中可以支持的不同功能； 层用来描述网络功能的实现模型， 并与OSI七层模型相对应。,图 17.17 B-ISDN ATM参考模型,参考模型中包括