《网络工程师认证》课件5.广域网与接入网

1、广域网与接入网Part V大纲要求 （9）理解城域网和广域网基本技术； （12）理解接入网与接入技术；5.5.3 接入技术 DSL 技术 （I） HDSL（I） VDSL（I） ADSL （虚拟拨号和准专线接入、DSLAM）（） FTTx + LAN （） HFC: CATV 网络和Cable Modem（） 无线接入（ ）大纲要求3 5.2 交换技术 电路交换 （I） PSTN，PBX , V.90（I） ISDN , PRI 和BRI（I） 分组交换：虑电路和数据报，X.25 、LAP-B（I） 租用线路服务（DDN ）（I） 帧中继 （I） ATM PPP 协议：帧格式，LCP 协议和N

2、CP 协议，认证协议（PAP 和CHAP）（I） PPPoE 和PPPoA（I）主要内容5.1 广域网与接入网体系结构5.2 基础通信协议5.3 PSTN5.4 X.255.5 ISDN5.6 xDSL5.7 HFC5.8 DDN5.9 FR主要内容5.11 SONET（SDH）5.12 ATM5.13 CDMA典型试题分析5.1 广域网与接入网体系结构广域网（WAN, Wide Area Network）:是将地理上相距较远（数十数千公里）的多个计算机系统通过通信线路按照网络协议连接起来，实现计算机之间相互通信的计算机系统的集合； 局域网要接入广域网需要路由器(Router)提供转接服务，由

3、于当前可供选用的广域网有数字数据网（DDN）以及帧中继网、ISDN网等，用户可通过公用网组网也可以通过路由器与DDN专线等组网，所以支持多种协议及多端口的路由器在网络设备中发展较快。 广域网通信子网资源子网公共数据通信网传输线路交换节点广域网结构组成5.1 广域网与接入网体系结构5.1 广域网与接入网体系结构物 理 层数据链路层网 络 层广域网参考模型符合OSI/RM：提供两种服务，路由选择和流量控制提供数据帧进行传输的协议提供机械、电气、功能和规程的连接5.2 基础通信协议 SLIP PPP HDLC/LAPx PPPoE PPPoA SLIP作用：它是一种把包转换为帧的协议，定义如何封装数

4、据帧。SLIP串行线路 IP它的目的是使用调制解调器通过电话线，把SUN工作站连接到因特网上去。不能进行错误检测和纠错工作；SLIP只支持IP；地址不能自动的设定；没有提供身份验证；不是一个已通过的因特网标准。缺点： PPPPPP 点到点协议明确的划分出一帧的尾部和下一帧的头部的成帧方式；当线路不再需要时，挑出这些线路并测试它们，商议选择，并仔细地再次释放链路控制协议；用独立于所使用网络层协议的方法来商议使用网络层地哪些选项。 PPPPPP 点到点协议标志01111110地址11111111标志01111110控制00000011协议校验和11111或22 或 4字节数用于无序号模式操作下的P

5、PP完整帧格式有效载荷 PPPNCP：建立和配置不同的网络层协议LCP：建立、配置和维护数据链路连接HDLC：数据报的链路层封装PPP协议的构成： PPPPAP: 密码认证协议CHAP：竞争握手认证协议PPP协议的认证方式： HDLC/LAPx高级数据链路控制（HDLC）协议是一种数据链路层协议，促进传送到下一层的数据在传输过程中能够准确地被接收。另一个重要功能是流量控制。HDLC 具有两种不同的实现方式：高级数据链路控制正常响应模式即 HDLC NRM（又称为SDLC）和 HDLC 链路访问过程平衡（LAPB）。HDLC 是面向比特的同步通信协议，主要为全双工的点对点操作提供完整的数据透明度

6、。HDLC NRM 具有一个永久基站以及一个或多个次站。HDLC LAPB 是一种高效协议，为确保流量控制、差错监测和恢复它要求额外开销最小。 HDLC/LAPx帧分为三种类型：信息帧：在链路上传送数据，并封装OSI体系的高层； 管理帧：用于实现流量控制和差错恢复功能； 无编号帧：提供链路的初始化和终止操作。01111110地址01111110控制数据校验和8888=016位面向位的协议的帧格式标志序列同步字符帧定界符标志序列同步字符帧定界符 PPPoE特点PPPOE在标准PPP报文的前面加上以太网的报头，使得PPPOE提供通过简单桥接接入设备连接远端接入设备，并可以利用以太网的共享性连接多个

7、用户主机。PPPOE 以太网上点对点协议（PPP over Ethernet） PPPOE连接示意图 PPPoEPPPOE通信流程:PPPOE有两个不同的阶段：发现阶段和PPP会话阶段。PPPOE通信流程 PPPoE优点： 安装与操作方式类似于以往的拨号网络模式，方便用户使用。 用户端的XDSL调制解调器无须任何配置。 允许多个用户共享一个高速数据接入链路。 适应小型企业和远程办公的要求。 终端用户可同时接入多个ISP，这种动态服务选择的功能可以使ISP容易创建和提供新的业务。 兼容现有所有的XDSLModem和DSLAM。 可与ISP有接入结构相融合。 PPPoAPPPoA 在异步传输模式的

8、点对点协议 PPPoA协议采用PPPoA的接入技术，由PC终端直接发起PPP呼叫，用户侧ATM25网卡在收到上层的PPP包后，根据RFC2364封装标准对PPP包进行AAL5层封装处理形成ATM信元流。ATM信元透过ADSL Modem传送到网络侧的宽带接入服务器上，完成授权、认证、分配IP地址和计费等一系列PPP接入过程。5.3 PSTN电路交换有拨号连接过程既可传输模拟信息，也可传输数字信息用户环路为模拟传输数据通信时需要使用MODEM收发双方传输速率必须相同，最高为56kbps公共电话交换网PSTN（POTS）5.3 PSTN 调制解调器是用于在模拟网络中传递数字信号的设备。通过将数字信

9、号调制成可被模拟设备传输的模拟信号，接收端调制解调器再进行解调，还原成可被数字设备（如PC）接受的数字信号。 调制解调器允许数据在话音等级的电话线上传输 PC机数字信号调制解调器模拟信号电话系统调制解调器5.3 PSTN“握手”是指两台或更多计算机在能够进行通信前需要经历的初始化过程。为了进行握手，调制解调器之间必须是兼容的 ITU标准专用方法下行速率上行速率V.32V.32terbo19.2kb/sV.32bisV.fast28.8kb/sV.34V.FC28.8kb/sV.34bis*K56Flex56kb/s35.6kb/sV.90X256kb/s28.8/35.6K调制解调器的相关标准

10、5.3 PSTN DTE:数据终端设备。指的是位于用户网络接口用户端的设备，它能够作为信源、信宿或同时为二者 DCE:数据通信设备（EIA扩展的）或者数据电路终端设备（ITU-T扩展的）。该设备与通信网络的连接构成了网络终端的用户网络接口。调制解调器和接口卡都是DCE设备的例子。DTEDCEEIA/TIA-232 or X.21DTEDCEEIA/TIA-232 or X.21WAN5.3 PSTNPSTN的协议结构 物理层主要使用RS-232(DTE和Modem之间的接口)； 链据层为PPP (或SLIP，现已很少用)； PPP支持的任何一种高层协议IP/IPX/PPP/SLIPRS-232

11、网络层数据链路层物理层5.3 PSTNPSTN的组成中继网电话交换机计算机本地环路电话公司的设备用户的设备用户家庭电信公司MODEMMODEM数字线路模拟线路RS-232工作在网络体系结构的低3层采用分组交换，面向连接(虚电路)，可靠性高多路复用，一条物理链路支持多条虚电路 点对点传输，不支持广播支持多种高层协议，它们均作为普通数据被封装在X.25的分组中在网络中传送工作速率64KbpsX.25分组交换网（PDN）5.4 X.25X.25的体系结构X.25 “在公用数据网上以分组方式工作的数据终端设备DTE和数据电路端接设备DCE之间的接口”。它对应于OSI层次模型的最下三层。X.21/RS-

12、232/V.24/网络层数据链路层物理层LAPBX.25X.25网络的组成PSEPSEPSEPSEPSEDCEDCEX.25X.25PSE：分组交换设备广域网DTEDTEX.25的节点 X.25网络由许多称之为分组交换机(PSE)的节点组成。 为了保证通信可靠性，每个PSE至少与另两个PSE相连接，使得一个PSE故障时，能通过其他路由继续传输信息。 PSE之间交换的是分组(包)，所以又称X.25网为分组交换网或包交换网。PSE采用存储转发的方法交换分组。X.25网络的设备数据终端设备(DTE)：X.25网络的末端设备(如路由器、主机、终端、PC机等)，一般位于用户端（故称为用户设备）。数据电路

13、端接设备 (DCE)：专用的通信设备，DTE通过DCE接入X.25网络。PSE：X.25网络分组交换机，用于数据的存储转发。PAD设备：用于将非分组设备接入X.25网。位于DTE与DCE之间，实现三个功能：缓冲、打包、拆包。（见下页图） PAD的工作原理缓冲区打包拆包PAD非分组终端DCEPAD的工作原理X.25网络X.25提供的服务 X.25网络为用户提供的是虚电路服务。多个虚电路可复用到单条物理电路上。一条物理电路可支持4096个虚电路。 DTE之间端到端的通信是通过双向虚电路来完成的（一般申请16个双向虚电路）。 X.25即支持永久虚电路PVC，也支持交换虚电路SVC。 X.25网络的接

14、入分组终端：直接接入非分组终端：通过PAD接入字符终端：用拨号方式间接接入(X.28/X.32）利用X.25组网： 1.通过X.25将PC接入局域网 PC端X.25网卡，同步MODEM LAN端路由器，同步MODEM 2.通过X.25实现LAN的远程互连 双方均需路由器，同步MODEM用X.25进行网络互联64kX.2564kLAN1路由器LAN2路由器同步MODEM同步MODEM5.5 ISDN综合业务数字网ISDN (Integrated Service Digital Network )电路交换，利用现有的电话交换系统有拨号连接过程全数字传输网络多服务：语音、数据、文本、图形、视频采用带

15、外信令（D信道），拨号连接速度快载体信道（B信道）带宽为64kbit/sISDN接口ISDN提供了一种数字化的比特管道，使信息在用户与电信公司之间流动。ISDN比特管道支持由TDM分隔的多个信道。常用的有两种标准化信道：D信道16kb/s or 64k数字信道，用于带外信令B信道64kb/s数字PCM信道，用于语音或数字ISDN比特管道主要支持两种信道的组合： BRI：基本速率接口。2B+D（16k） PRI：主速率接口（一次群速率接口）30B+D(64k)5.6 xDSL 为满足VOD、多媒体等需要高带宽的应用而开发。 在普通电话线路上实现了高速传输(1.552Mbit/s)。 主要用于广域

16、网的用户接入。 包括以下几种技术：ADSL 非对称数字用户线RADSL 速率自适应数字用户线HDSL 高速数字用户线VDSL 甚高速数字用户线SDSL 单线数字用户线 属于点对点专线，协议层次与DDN基本相同。 我国使用最广泛的是ADSL。xDSL(数字用户线)几种数字用户线的比较技术速度距离应用ADSL/RADSL1.5-8Mbit/s下行16-640kbit/s上行5.5-5.5km因特网访问、VOD、远程访问(非对称)HDSL1.544Mbit/s(T1)2.048Mbit/s(E1)5.5km中继线、帧中继接入(对称)SDSL1.544Mbit/s(T1)2.048Mbit/s(E1)

17、3km中继线、LAN互连(对称)VDSL15-52Mbit/s下行1.5-2.3Mbit/s上行0.3-1.2km高清晰度电视、多媒体网络访问(非对称)ADSL xDSL的一种非对称版本 用电话话音传输以外的频率传输数据 从现有铜质电话线上获取最大数据传输容量,同时又不干扰在同一条线上进行的常规话音服务 ADSLATMISP1CentralOfficeSplitterInternetwithATM coreBB-RASISPnATMF 25.6POTSSplitterNTDSLAMPCADSL的特点 上行速率与下行速率不相同“非对称” 上行16 640kbit/s 下行1.5 8Mbit/s

18、与因特网访问特点相适应(要求的下传速率高)。 仅使用一对双绞线，可直接利用用户原有的电话线。 语音和数据同时传输，互不干扰； 上网时不用拨号，永远在线（打电话仍需拨号）。ADSL工作原理铜质双绞线在5km的距离内带宽可达1.1MHzADSL把1.1MHz的频带分为3个频率段：0 4kHz 仍然用于传输电话语音信号10 50kHz 用作上行信息流的传输带宽52kHz 1.1MHz 用作下行信息流的传输带宽铜质双绞线语音通道中速上行通道高速下行通道ADSL把整个线路的带宽划分为三个通道ADSL的频谱f4kHz10kHz50kHz52kHz1.1MHz语音上行下行从这个意义上看，ADLS采用了频分复

19、用技术ADSL的编码技术目前被广泛采用的ADSL调制技术有3种：无载波幅度-相位调制(Carrierless Amplitude-Phase modulation, CAP)离散多音复用 (Discrete MultiTone, DMT)离散小波多音复用 (Discrete Wavelet MultiTone, DWMT)其中DMT技术已被正式采纳为国际标准。目前还有一种称为G.lite的标准，下行/上行速率分别为1.5Mbit/s和512kbit/s，用户端设备非常简单，适用于家庭用户。离散多音复用（DMT）把20kHz 1.1MHz的频带划分为256个带宽为4kHz的信道；把要发送的数据位

20、流分配到256个信道中；每一个信道用不同频率的载波来调制分配给该信道的数据位流；每一信道仍采用传统的调制方式，如正交幅度调制QAM；离散多音复用（DMT）可以看出：DMT是采用256不同频率的载波对数据信号进行调制的技术。理论上，采用DMT的ADSL数据速率可达到普通调制解调器的256倍，约为256*380009.5Mbit/s。f4kHz20kHz1.1MHz共256个f每信道的数据位数分配给每信道的数据位数根据信道容量的不同而不同信道容量随频率的不同而不同DMT的信道划分与位流分配ADSL的网络设备两部分组成：用户端设备和中心节点设备用户端设备包括：ADSL Modem, 也称为ATU (

21、ADSL Transmission Unit)数字信号的调制解调POTS分离器分离语音信号和调制信号中心节点设备包括：数字用户线接入复用器DSLAM (DSL Access Multiplexer)ADSL接入和复用POTS分离器PSTN因特网POTS分离器铜质双绞线对ADSL Modem程控交换机DSLAMPOTS分离器电话机计算机用户端中心端本地环路ADSL Modem电话机计算机当POTS分离器和ADSL Modem做到一起时的连接方法铜质双绞线对ADSL的网络结构5.7 HFCHFC混合光纤同轴电缆（Hybrid Fiber Coax） 前端或局端信号经由光纤网络传输至光节点，光电转换

22、将光信号转换成电信号，再经由总线结构的同轴电缆分配网络至各个用户端的网络结构，即HFC。其结构如图所示前端中心局HDT光纤光纤结点同轴分配网电话CATV数据M-ISU同轴电缆光纤5.7 HFCHFC接入技术的主要优势： 频带宽、容量大； 能同时进行模拟和数字信号的传输，支持交互式和广播式业务； 能实现数据、语音和视频等多种业务的集成； 不需要再进行额外的网络铺设，用户端和前端设备的价格也相对低廉，是目前较为经济的宽带接入方案。5.7 光纤同轴混合网HFC (Hybrid Fiber Coax)HFC 网是在目前覆盖面很广的有线电视网 CATV 的基础上开发的一种居民宽带接入网。HFC 网除可传

23、送 CATV 外，还提供电话、数据和其他宽带交互型业务。现有的 CATV 网是树形拓扑结构的同轴电缆网络，它采用模拟技术的频分复用对电视节目进行单向传输。而 HFC 网则需要对 CATV 网进行改造， HFC 的主要特点 (1) HFC网的主干线路采用光纤HFC 网将原 CATV 网中的同轴电缆主干部分改换为光纤，并使用模拟光纤技术。在模拟光纤中采用光的振幅调制 AM，这比使用数字光纤更为经济。模拟光纤从头端连接到光纤结点(fiber node)，即光分配结点 ODN (Optical Distribution Node)。在光纤结点光信号被转换为电信号。在光纤结点以下就是同轴电缆。 (2)

24、HFC 网采用结点体系结构 同轴电缆头端模拟光纤放大器引入线分路器光纤结点服务区服务区服务区(3) HFC 网具有比 CATV 网更宽的频谱，且具有双向传输功能 下行信道上行信道5 40 50 550 750 1000原有模拟电视数字信号频率(MHz)保留(4) 每个家庭要安装一个用户接口盒 用户接口盒 UIB (User Interface Box)要提供三种连接，即：使用同轴电缆连接到机顶盒(set-top box)，然后再连接到用户的电视机。使用双绞线连接到用户的电话机。使用电缆调制解调器连接到用户的计算机。电缆调制解调器(cable modem) 电缆调制解调器是为 HFC 网而使用的

25、调制解调器。电缆调制解调器最大的特点就是传输速率高。其下行速率一般在 310 Mb/s之间，最高可达 30 Mb/s，而上行速率一般为 0.22 Mb/s，最高可达 10 Mb/s。电缆调制解调器比在普通电话线上使用的调制解调器要复杂得多，并且不是成对使用，而是只安装在用户端。 HFC 网的最大优点 具有很宽的频带，并且能够利用已经有相当大的覆盖面的有线电视网。要将现有的 450 MHz 单向传输的有线电视网络改造为 750 MHz 双向传输的 HFC 网（还要将所有的用户服务区互连起来而不是一个个 HFC 网的孤岛），也需要相当的资金和时间。在电信政策方面也有一些需要协调解决的问题。 FTT

26、x 技术 FTTx（光纤到）也是一种实现宽带居民接入网的方案。这里字母 x 可代表不同意思。光纤到家 FTTH (Fiber To The Home)：光纤一直铺设到用户家庭可能是居民接入网最后的解决方法。光纤到大楼 FTTB (Fiber To The Building)：光纤进入大楼后就转换为电信号，然后用电缆或双绞线分配到各用户。光纤到路边 FTTC (Fiber To The Curb)：从路边到各用户可使用星形结构双绞线作为传输媒体。 FTTx 技术典型应用：FTTx LAN 接入网采用：光纤到小区、双绞线到户的传输介质为 ：光纤和5类双绞线 是利用数字信道传输数据信号的数据传输网。

27、为用户提供点到点的数字专用线路。 网络对用户透明，支持任何协议。 适合于频繁的大数据量通信，可用于计算机之间的通信，或用于传送数字化传真，数字话音，数字图像信号等。 实际上就是在干线上为用户提供时分复用信道。 用户接入速率一般为2Mbit/s，干线最高155Mbit/s。网络延迟约为450微秒。数字数据网DDN（Digital Data Network ） 5.8 DDN点对点专线和DDN的协议结构 物理层使用RS-232、V.35等物理层协议； 数据链路层与ISDN类似，但没有控制呼叫协议链路层：PPP、FR、LAPB(X.25)、HDLC等网络层：IP、X.25等 RS-232/V.35/

28、网络层数据链路层物理层PPPFRLAPBIP/IPXX.25HDLCDDN的组成DDN节点DDN节点DDN节点DDN节点数字专线数字专线DTEDTENMCDSU/CSU: 数据服务单元。可以是调制解调器或基带传输设备，以及时分复用、语音/数字复用等设备。NMC: 网管中心。可以方便地进行网络结构和业务的配置，实时地监视网络运行情况，进行网络信息、网络节点告警、线路利用情况等收集、统计和报告。DDN节点: 数字交叉连接时分复用设备。DDN的物理接口接入DDN的设备，物理接口应符合ITU-T的相关建议： 2Mbit/s数字复用电路接口：应符合ITU-T G.703、G.704、G.732、G.82

29、3、G.826、G.921等建议； N64kbit/s数字复用电路：应符合ITU-T G.735、G.736建议； DDN的物理接口接入DDN的设备，物理接口应符合ITU-T的相关建议：TDM接口：应符合ITU-T G.703、V.35、V.24/V.28、X.21建议复用标准符合X.50、X.58。 64kbit/s数字复用电路：应符合ITU-T G.735、G.737建议； 帧中继接口：应符合ITU-T I.122、Q.932建议。 传输速率高：2Mbit/s 或 N64kbit/s（N30或31） 传输质量高：无连接延迟，网络时延小。 协议简单：不受任何协议的约束，是全透明网。 多种业务

30、：可以支持数据、语音、图像的传输。 帧中继：提供帧中继服务。 灵活的连接方式：可支持PC-LAN、LAN-LAN连接，为用户提供灵活的组网环境。 可靠性高：采用路由迂回和备用方式，安全可靠。DDN的特点64k-2MDDN64k-2MLAN1路由器LAN2路由器用DDN进行LAN互联 在数据链路层实现分组交换 帧中继使用永久虚电路（PVC）来建立通信连接，并通过虚电路实现多路复用 用链路层的帧来封装各种不同的高层协议，如IP、IPX、AppleTalk等 适用于在WAN上实现LAN的互联 传输速率一般为56kbit/s45Mbit/s帧中继（Frame Relay，FR）5.9 帧中继(FR)帧

31、中继概述使用虚电路建立连接的分组交换技术依赖端到端协议完成大部分纠错没有自己的网络层Frame Relayworks hereFrameRelay switchesCSU/DSUTokenRingFR的协议层次与OSI/RM的对应关系FR是CCITT和ANSI标准，定义了在公共数据网(PDN)上发送数据的流程，属于链路层协议。它对应于OSI层次模型的最下二层。 LAPF(核心)网络层数据链路层物理层高层网络层数据链路层物理层X.25OSIFRLAPF(Q.922)V.35/I.430/I.431Q.931Q.933控制用户FR工作原理 本质上仍是分组交换技术，但舍去了X.25的分组层，仅保留物

32、理层和数据链路层，以帧为单位在链路层上进行发送、接收、处理。 在链路层上完成统计复用，实现帧定界、寻址、差错检测；但省略了帧编号、重传、流控、窗口、应答、监视等功能。 帧出错或发生阻塞时，仅仅简单地丢弃；重传、纠错和流控在端设备中由上层协议(如TCP)完成。（这是因为FR是基于光纤线路的，而光纤线路误码率很低，无需点到点纠错） FR用数据链路连接标识符DLCI来标识虚电路(最多1024个)，不同的DLCI在链路层上实现了复用。FR设备帧中继网接入设备FRAD： 属于用户设备。 如支持帧中继的主机、桥接器、路由器等。帧中继网交换设备FRS： 属于网络服务提供者设备。 如T1/E1一次群复用设备和

33、帧交换结点机。FR网络的组成FRSFRSFRSFRS网桥CSU/DSURouterRouter广域网PSTN, X.25, DDNRouter帧中继在这里工作HostBridgeLANLANLAN帧中继的术语DLCI：数据链路标识符LMI: 本地管理接口CIR: 承诺信息速率FECN: 前向拥塞通知BECN： 后向拥塞通知DE: 丢弃位DLCI:100DLCI:200DLCI:400LocalAccessLoop=T1DLCI:500PVCLocal AccessLoop=64 kbpsLocal AccessLoop=64 kbpsPVC用DLCI路由用户数据帧192.168.0.110.0

34、.0.1LAN 10.0.0.0LAN 192.168.0.0R1R2ABCDLCI=222DLCI=333帧中继交换机DA=10.0.0.1DLCI=111R1把10.0.0.1映射为DLCI=111A把DLCI=111 映射为DLCI=222B把DLCI=222 映射为DLCI=333FR中虚电路在FR中，多条虚电路可复用一条物理线路。R1R2ABC102101100103105104106107INDLCIOUTDLCI1110012103111011310411102141051112131422313221INDLCIOUTDLCI3110432107交换机A的路由表交换机C的路由表

35、INDLCIOUTDLCI2110322106交换机B的路由表R3R4FR的帧结构标志DLCI、FECN、BECN、DE等数据FCS标志122 1可变标志：帧的开始和结束DLCI：数据链路连接标识符，标识一个虚电路FECN：前向显式阻塞通知(Front Explicit Congestion Notification)BECN：后向显式阻塞通知DE：允许丢弃指示FR用于承载用户数据的协议是LAPF的核心功能。5.10 SONET（SDH） SONET/SDH：同步光纤网络和同步数字层级 （SONET：Synchronous Optical Network） 同步光纤网络（SONET）和同步数字

36、层级（SDH），是一组有关光纤信道上的同步数据传输的标准协议，常用于物理层构架和同步机制。SONET/SDH 可以应用于 ATM 或非 ATM 环境。SONET/SDH（POS）上的数据包利用点对点协议（PPP），将 IP 数据包映射到 SONET 帧负载中。在 ATM 环境下，SONET/SDH 线路连接方式可能为多模式、单模式或 UTP。5.11 ATM5.11.1 ATM的基本知识5.11.2 ATM分层结构和基本功能5.11.3 LANE5.11.1 ATM的基本知识STM：同步传输模式 PTM：分组传输模式ATM：异步传输模式时隙1时隙2时隙3时隙n主机A主机B数 据数 据信道1信道

37、3信道1信道6信道4三种传输模式ATM的工作过程预先建立虚连接不同的业务流量被切割成相同大小的信元，封装成统一的格式在网络中传输，并在传输终点重新聚合起来初始化连接时协商QoSVoiceVideoDataATM cells48-octet Payload信元结构ATM的基本数据传输单元是信元。信元结构如图所示：信元头(5字节)信元体(48字节)信元头包括6个字段：GFC：一般流量控制VCI：虚通路标识符CLP：信元丢弃优先符VPI：虚通道标识符PT：信元类型HEC：报头差错控制ATM体系结构Physical layerTCPMDATM Layer(AAL) CS汇聚子层SAR拆拼子层FRVoi

38、ceDataVideoSignaling& ControlUNIDSL用户层面控制层面管理层面Mgmt EntityMgmt EntityMgmt EntityAAL-xAAL-xAAL-xAAL-xAAL-xATM信元的处理TCPIPLLC/SNAPAAL 5ATMPHYConvergence SublayerSAR SublayerApp DataTCP HeaderApp DataTCP HeaderApp DataTCP HeaderIP HeaderIP HeaderApp DataTCP HeaderIP HeaderLLCLLCTCP PacketIP DatagramAAL5-

39、PDUAAL5 SAR-PDU - 48 BytesAAL5 SAR-PDU - 48 BytesATM Hdr5 BytesTransmission Convergence (STS3c, STM-1, DS3, 4B/5B, .)Physical Media (MMF, SMF, STP, UTP, Coax, )48 Bytes53 Bytes ATM CellATM的信头格式（UNI）VPIVPIVCIVCIVCIPTCLPHEC8765432112345BitsBytesGFCVPIVCIPTCLPHEC32 Bits8 Bits CRC816318GFC4UNI ATM的信头格式（

40、NNI）VPIVCIPTCLPHEC32 Bits8 Bits CRC1216318VPIVPIVCIVCIVCIPTCLPHEC8765432112345BitsBytes更大的VP区域用于骨干交换ATM的网络接口UNIUNIIntra-NNIPublic ATM NetworkPrivate ATM NetworkPrivate-NNIPrivate-UNIUNI：用户-网络接口UNI（user-network interface）NNI：网络-网络接口NNI（network-network interface）VC和VP虚拟信道（VC） ：源节点到目的节点的数据传输通道虚拟路径（VP）

41、：具有相同源节点和目的节点的VC的组合ATM Physical LinkVirtual Channel Connection (VCC)Virtual Channels (VCs)Virtual Channels (VCs)e.g., OC-3, E3,OC-12Virtual Path (VP)Virtual Path (VP)5.11.2 ATM分层结构和基本功能高层ATM适配层（AAL） CS: 汇聚子层 SAR：拆拼子层ATM层物理层Higher LayersHigher LayersATM LayerPhysical LayerATM Adaption LayerATM的特点采用虚电

42、路的面向连接的传输定长的53字节信元简化了交换设计音频和视频流不会因大的数据组而延迟ATM节点只在有数据的时候才会占用带宽第一个能跨越局域网和广域网环境的技术ATM交换机仅基于VP交换VCI 1VCI 2VCI 3VCI 4VCI 5VCI 6VCI 3VCI 4VCI 5VCI 6VCI 1VCI 2VPI 1VPI 2VPI 3VPI 4VPI 5VPI 6VP SwitchATM交换机（续）VP与VC交换VCI1VCI2VCI3VCI4VC SwitchVCI 1VCI 2VCI 1VCI 2VP SwitchVPI1VPI3VPI2VPI 1VPI 4VPI 3VPI 5VPI 2VC

43、I 4VCI 3VCI 1VCI 2ATM交换机的转换表 ATM交换机每端口上的VP/VC的值必须是唯一的4/552/393216/642/392/394/556/642/8912134/552/392/896/642131VPI/VCIPortVPI/VCIPortATM适配层（AAL)ATM Adaptation Layer (AAL)ATM LayerPhysical Layer 业务参数A类B类C类D类源和目的定时需要不需要比特率固定可变连接方式面向连接无连接AAL类型AAL 1AAL 2AAL 3AAL 4AAL 5用户业务举例电路仿真运动图象视频声频面向连接数据传输无连接数据传输服

44、务质量QoS1QoS2QoS3QoS4ATM Adaptation Layer (AAL)ATM LayerPhysical Layer 业务参数A类B类C类D类源和目的定时需要不需要比特率固定可变连接方式面向连接无连接AAL类型AAL 1AAL 2AAL 3AAL 4AAL 5用户业务举例电路仿真运动图象视频声频面向连接数据传输无连接数据传输服务质量QoS1QoS2QoS3QoS4ATM适配层（AAL)AAL5SARSublayerConvergence Sublayer PDUPayload FrameAAL5SAR PDUSAR PDUSAR PDUSAR PDUATM Cell0 x0ATM CellATM CellATM Cell0 x00 x00 x1AAL5的帧与信元格式AAL5 SAR PDU = 1 Cell PayloadAAL5 CPCS - PDU Fram