第4章广域网技术

宽带网络技术第4章广域网络技术主要内容广域网的基本概念帧中继综合业务数字网ATM网络技术重点难点重点广域网的基本概念帧中继难点综合业务数字网ATM网络技术4.1广域网的基本概念

4.1.1广域网参考模型广域网（WideAreaNetwork，WAN），有时也称远程网（longhaulnetwork），是覆盖地理范围相对较广的数据通信网络。通信子网主机路由器主机和通信子网的关系4.1广域网的基本概念

广域网的参考模型广域网一般由主机（host，有时也称端系统）和通信子网（communicationsubnet，简称子网）组成，子网用于在主机之间传递信息。4.1广域网的基本概念广域网子网技术和OSI参考模型之间的关系：通信子网工作在OSI参考模型的低三层，即物理层、数据链路层和网络层。WAN标准OSI参考模型物理层数据链路层网络层X.21bisLAPBX.25EIA/TIA－232

EIA/TIA－449G.703

V.24

V.35FR

HDLC

PPP

SDLC

ATM4.1广域网的基本概念

广域网种类很多，性能差异很大。目前常用的公共网络系统有:

电话交换网（PSTN）分组交换数据网（又称X.25网）帧中继网（FR）数字数据网（DDN）4.1广域网的基本概念

4.1.2广域网的构成

广域网中传送的数据单元称为分组（packet）。广域网的交换节点采用存储转发技术，即当分组到达交换节点时，交换机将其放入一个队列，直到交换机可以发送它们去目的地。

分组交换机是广域网的基本组件之一。4.1广域网的基本概念从概念上讲，分组交换机就是一个小计算机，有处理器、存储器和用于收发分组的I/O设备。分组交换机包含两种I/O连接，一种是高速的I/O设备，用于和其他的分组交换机连接；另一种是速度较低的I/O设备，用于和计算机连接，具体的硬件取决于广域网技术和速度要求。4.1广域网的基本概念由四个交换机互连构成的小型广域网交换机交换机间的高速链路4.1广域网的基本概念

4.1.3广域网路由技术一、广域网中的地址 广域网采用层次地址结构:第一部分标识分组交换机；第二部分标识该分组交换机上所连接的计算机。所连接的交换机的编号所连接的交换机端口的编号第一层地址第二层地址计算机在广域网中的地址4.1广域网的基本概念交换机1交换机2[1，1][1，3][2，4][2，2]广域网中层次地址4.1广域网的基本概念4.1广域网的基本概念目的地下一站[1，1]端口1[1，4]端口1[3，2]端口3[3，4]端口3[2，1]计算机E[2，3]计算机F交换机2[1，1][1，4][2，3][2，1][3，4][3，2]111222333444交换机3交换机1ABCDEF

交换机中的下一站信息二、广域网中的路由交换机的正常工作，需要有一张路由表，路由表必须保证：路由完备性:一个交换机内的路由表必须包含通往所有目的地的下一站信息。路由优化性:路由表所指的路径必须是最短路径。4.1广域网的基本概念一个广域网及其相应的网络拓朴图13241234312324344.1广域网的基本概念每个交换机的路由表交换机1交换机2交换机3交换机4目的地下一站目的地下一站目的地下一站目的地下一站1－－1(2,3)1(3,1)1(4,3)2(1,3)2－－2(3,2)2(4,2)3(1,3)3(2,3)3－－3(4,3)4(1,3)4(2,4)4(3,4)4－－4.1广域网的基本概念有缺省路由的路由表交换机1交换机2交换机3交换机4目的地下一站目的地下一站目的地下一站目的地下一站1－－2－－1(3,1)2(4,2)*(1,3)4(2,4)2(3,2)4－－*(2,3)3－－*(4,3)4(3,4)注：表中*表示缺省路由4.1广域网的基本概念4.2.1帧中继（FR）一、帧中继概述

帧中继（FrameRelay）是一种新型的数据传输网络，在网上信息或信号的传输或交换都是基于OSI七层网络模型的第二层，即链路层或帧层，所以称之为帧中继。帧中继满足了信息传输的大容量、低时延的要求。4.2帧中继帧中继具有以下主要特点：1．高效经济帧中继使用统计复用技术（即带宽接需分配）向用户提供共享的网络资源，每一条线路和网络端口都可由多个终端按信息流量共享。2．可靠性 由于帧中继仅有OSI一层和二层核心功能，无纠错和流量控制，网络采取出错就放弃的简单工作方式，网络可靠性似乎成问题。4.2帧中继

4.2.2帧中继的标准与协议

一、帧中继标准 帧中继是在1988年由ITU-T建议I.122派生出来的。

ITU-T帧中继标准：1989年至1992年，ITU-T第十八组和第十一组制定了多项帧中继标准，在随后的1993年至1996年的研究期间又进行了修改和补充，形成了帧中继ITU-T标准。4.2帧中继ANSI帧中继标准：把ITU-T有关帧中继技术分委员会建议的一部分定义为ANSI标准，这些草案在确认之前作为ANSI标准发表。帧中继论坛标准：当ITU-T和ANSI标准正在发展中的时候，4个厂商不等标准成文，就决定出自己的用户设备同网络部件间的帧中继标准规范，这些厂商需要尽快将他们的帧中继产品打入市场，这促使他们使用了一组临时性的规范称为LMI扩充。4.2帧中继

二、帧中继协议 帧中继协议主要完成的功能包括： ①帧的定界、同步和透明性，即将需要传送的信息按照一定的格式组装成帧，并实现接收和发送之间的同步，还要有一定的措施来保证信息的透明传送； ②使用地址字段进行帧的复用/分路，即允许在同一通路上建立多条数据链路连接，并使它们相互独立工作；4.2帧中继③帧传输差错检测（但不纠错），检测传输帧在“0”比特插入之前和删除之后，是否由整数个8bit组组成；④检测帧长是否正确；⑤阻塞控制功能。4.2帧中继

帧中继帧结构FAIFCSF标志字段（1字节）：为01111110。标志一帧的开始和结束。地址字段（2～4字节）：用于区分同一通路上多个数据链路连接，以便实现帧的复用/分路。

DLCI(高阶比特)C/REA0DLCI(低阶比特)FECNBECNDEEA1DLCI(高阶比特)C/REA0DLCIFECNBECNDEEA0DLCI或DL-CORE控制D/CEA1DLCI(高阶比特)C/REA0DLCIFECNBECNDEEA0DLCIEA0DLCI或DL-CORE控制D/CEA1信息字段：长度可变，但必须是整数个字节，最大默契长度为262个字节，网络应能支持协商的信息字段的最大字节数至少为1600个字节。帧校验序列字段

（2字节）：用于保证帧数据的完整性，如果有误码，该帧就被放弃。

标志字段（1字节）：为01111110。标志一帧的开始和结束。4.2帧中继4.2帧中继帧中继中的无效帧：①没有用两个标志分界的帧；②在地址字段和结束标志之间的字节数少于3个；③在“0”比特插入之前或“0”比特删除之后，帧不是由整数个字节组成。④包含一个帧校验序列（FCS）的差错；⑤只包含一个字节的地址字段；⑥包含一个不为接收机所支持的DLCI。帧中继对无效帧的处理:

无效帧应舍弃，不通知发送端。如果网络收到一个超长帧，网络可以舍弃此帧，或向目的地用户发送此帧部分内容，然后异常中止这个帧；或向目的地用户发送包含有效FCS字段的整个帧。4.2帧中继

4.2.3帧中继的基本呼叫控制1．阻塞通知和控制当通过网络的业务量大于可用带宽和网络的处理能力时，网络内就出现阻塞。 造成阻塞的原因有三个：节点缓冲器利用率过高、节点主处理机利用率过高、中继线利用率过高。4.2帧中继（1）FECN/BECN比特前向明确的阻塞通知(FECN)告诉远程用户，帧通过物理媒介时遇到了网内阻塞。后向明确的阻塞通知(BECN)通知源用户在返回的支路上数据有了阻塞。

4.2帧中继FECN/BECN比特FECNBECN路由器主机A节点路由器LAN

或FEPB节点E节点（阻塞）PVC阻塞控制4.2帧中继（2）阻塞恢复策略 阻塞恢复的主要目的是在网络发生严重阻塞的情况下减少数据流量以减轻阻塞，使网络恢复到轻微阻塞直至正常状态。 ①对具有不同优先级的用户信息帧，应先丢弃优先级低的用户信息帧； ②对具有相同优先级的用户信息帧，应本着公平合理的原则同等对待，使各个用户丢失帧的数目大体相等。4.2帧中继

2、帧中继带宽管理 帧中继实现了带宽资源的动态分配，因而适合为具有大量突发数据的用户提供服务。网络通过为用户分配带宽控制参数，实施带宽管理，来合理地利用带宽资源。4.2帧中继（1）带宽控制参数用户接入速率（AR）：DTE能够输入/输出网络的最大速率。承诺的突发大小（Bc）：在承诺的时间间隔内，网络允许用户发送数据的最大量。超过的突发大小（Be）：在承诺的时间间隔内，网络允许用户超过Bc的最大数据量。承诺的信息速率（CIR）：在网络运行正常的情况下，网络承诺的信息传送速率。承诺的时间间隔（Tc）：网络以该间隔为周期对用户输入到网络的数据量进行监测，Tc=Bc/CIR

。4.2帧中继（2）虚电路带宽控制当用户数据传输量≤Bc时，继续传送收到的帧；当用户数据传输量≥Bc但≤Bc+Be时，若网络未发生严重拥塞，则将Be范围内传送的帧的DE比特置“1”后继续传送，否则将这些帧丢弃。当用户数据传输量≥Bc+Be时，将超过范围的帧丢弃。4.2帧中继比特T0T0+TcBc+BeBc

约定的信息速率

允许超过的信息传输速率用户线速率传送的帧

标记DE=1可能丢掉的帧被丢掉的帧

虚电路上的带宽控制4.2帧中继

4.2.4帧中继用户接入一、两线（或四线）话带调制解调传输方式这种传输方式所支持的用户速率由线路长度、线路特性以及所用的调制解调器类型所决定，目前最高速率可达38.4kbit/s。4.2帧中继

二、基带传输方式这种传输方式采用二线或四线全双工方式，用户速率通常为16kbit/s、32kbit/s或64kbit/s。这种传输方式设备中还具有时分复用（TDM）功能，可将低于64kbit/s的子速率复用到数字通路上，为多个用户入网提供连接，在复用时需流出部分容量供网络管理控制使用。4.2帧中继

三、2B＋D线路终端（LT）传输方式这种传输方式采用ISDN的数字用户环路技术，在一对线上进行双向数字传输，可为多个用户提供入网，适用于距帧中继网络设备较近（6km）的用户。四、ISDN拨号接入方式ISDN拨号接入方式是指用户终端通过拨号经ISDN网络接入到帧中继网络。4.2帧中继ISDN拨号接入方式可以应用在下列情况：（1）作为租用电路的备份和重要用户的备份；（2）当要求附加带宽时提供带宽补充；（3）为远端用户接入帧中继网络提供了可能性。4.2帧中继

五、PCM数字线路传送方式这种传输方式可以利用开到用户的光缆、微波数字电路，并可以与其他业务合用，占用一条或多条2048kbit/s链路接入帧中继网。六、其他数字接入方式随着数字技术的不断发展，用户可以采用新的数字传输设备，如高速数据用户环路（HDSL）设备和非对称数据用户环路（ADSL）设备接入到帧中继网络。4.2帧中继4.3.1窄带综合业务数据网一、ISDN定义及特点

综合业务数字网（IntegratedServicesDigitalNetwork），简称ISDN。ITU-T对ISDN定义为：“ISDN是以提供了端点——端点的数字连接的电话网IDN为基础发展而成的通信网，用以支持包括电话及非话的多种业务，用户对通信网有一个由有限个标准多用途的用户/网络接口构成的出入口”。4.3综合业务数字网ISDN具有以下特点：（1）通信业务的综合化（2）实现高可靠性及高质量的通信（3）使用便利（4）费用低廉4.3综合业务数字网二、ISDN的结构及用户/网络接口

1、ISDN的结构

由5个主要传输功能块组成。 （1）64kbit/s电路交换功能。 （2）大于64kbit/s的电路交换功能。 （3）专用线功能。 （4）分组交换功能。 （5）共路信号功能。4.3综合业务数字网S/TS/TISDN的结构64Kbit/s电路变换功能大于64Kbit/s电路交换功能专用线功能分组交换功能共路信号功能网络终端终端设备终端设备网络终端4.3综合业务数字网

2、ISDN用户/网络接口的参考配置

ISDN用户/网络接口的作用是使用户和ISDN相互交换信息。它要求： ①接口的业务综合化。 ②连接多个终端。 ③终端的可移动性：接口系列化，接口插座化，接口自动化。4.3综合业务数字网用户接入ISDN的系统模型：TE2RSTU用户侧用户传输线交换侧TATE1NT2NT1LTET4.3综合业务数字网

终端设备（TE1和TE2）：ISDN中可允许两类终端接入网络，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，如模拟电话机和满足X.21，X.25等ITU-T标准接口的设备等。终端适配器（TA）：TA（TerminalAdaptor）的功能是使任何非ISDN终端能转接到ISDN中去，当TE2接入网络时，TA主要进行速率适配和规约变换。

4.3综合业务数字网网络端设备（NT）：在实际应用中，网络端设备可分为NT1和NT2两类，在NT1中实现线路传输、线路维护和性能监控、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执行用户小交换机（PBX）、局域网（LAN）和终端控制设备的功能。4.3综合业务数字网

线路终端设备（LT）：LT是用户环路和交换局的端接接口设备，它主要实现交换设备和线路传输端的接口功能。

接入参考点：指用户访问网络的连接点，它的作用是区分功能组。4.3综合业务数字网（3）用户/网络接口类型用户/网络接口是由信息通道和信令通道的不同组合来构成的。通道是用来传送用户信息和信令信息的通路。根据传输信息的类别和速率定义了以下3种基本类型的通道。4.3综合业务数字网B通道：信息通道，用于传送用户信息；D通道：信令通道，用于传送电路交换用的控制信号，也可用来传送分组交换信息；H通道：信息通道，用于传输高速率用户信息，根据传输速率又可分为H0、H1、H3、H4通道。4.3综合业务数字网

ITU-T规定了两种用户/网络接口，即基本接口和基群接口。基本接口：指把现有电话网的普通用户线作为ISDN用户线而规定的接口，它是ISDN最基本的用户/网络接口，可连接一般用户终端及办公室设备等。由两条速率为64kbit/s的B信道和一条速率为16Bit/s的D信道构成。一个B通道用来传送电话，另一个B通道用来传送数据或传真，D通道用来传送信令或分组数据信息。4.3综合业务数字网

基群接口：主要面向设有PBX或者具有召开电视会议的高速通道等需要很大的业务量的用户。它由多个B通道和D通道组合，或者由H通道和D通道组合构成。基群速率H信道结构中的H0和H11接口不含D信道，它们将与带有D信道的接口共用D信道。4.3综合业务数字网基本接口的逻辑结构：LTTENT2NT1ISDN交换机用户室内交换局B通道B通道D通道数字用户线ST4.3综合业务数字网4.3.2宽带综合业务数据网一、概述

宽带综合业务数字网简称B-ISDN（broadbandintegratedservicesdigitalnetwork），采用基于SONET传输电路的ATM技术提供从155Mbps到622Mbps及以上的数据传输率。这一点与N-ISDN形成明显的对比，N-ISDN只能支持从64kps到最大2Mbps的数据率。4.3综合业务数字网

二、宽带综合业务数字网结构发展初期的B-ISDN4.3综合业务数字网

二、宽带综合业务数字网结构发展后期的B-ISDN4.3综合业务数字网4.4.1ATM的基本概念ATM是一种传递模式，在这一模式中信息被组成信元(Cell);包含一段信息的信元不需要周期性地出现，这种传递模式是异步的。就是：所有信息在ATM网中以称为信元的固定长度数据单元格式发送;

信元由首标(Header)和信息域(Payload)组成；4.4ATM网络技术ATM是面向接续的技术，同一虚接续中的信元顺序保持不变；通信资源可以产生所需的信元，每一信元都具有接续识别的标号（位于首标某域）；信元首标主要功能具有本地重要性，它在交换处被翻译；信息域被透明传输，它不执行差错控制；信元流被异步时分多路复用。4.4ATM网络技术

一、ATM信元由于ATM的交换控制是根据信头而进行的，所以ATM信元结构与信头格式的标准化是极其重要的。ITU-T在I.361建议中有明确的规定，一个ATM信元长53个字节，前面5个字节称为信头（header），后面48个字节称作信息域（informationfield）。4.4ATM网络技术4.4ATM网络技术GFC

一般流量控制

仅仅在UNI信元中VPI/VCI

标识虚路径和虚通道PTI

负荷类型标识

3比特:

1.用户/控制数据

2.拥塞

3.末尾CLP

丢失优先级1BitHEC

信元头差错校验

8比特CRC48字节

负荷GFC(4)VPI(8)VCI(16)PTICLPHECATM

NNI

信元48字节

负荷VPI(12)VCI(16)PTICLPHECATM

UNI

信元二、ATM虚连接

ATM信头中的VPI/VCI一起标识一个ATM虚连接。在ATM系统中，有虚路径（VirtualPath，VP）、虚通道（VirtualChannel，VC）和物理信道，它们是一种等级关系。一个物理信道由多个VP组成，一个VP又由多个VC组成。4.4ATM网络技术4.4ATM网络技术虚通道VP与虚通路VCATM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)E3OC-3

OC-12虚通道(VP)虚通道(VP)连接标识=VPI/VCIVP链路（VPLink）：在一条通信线路上具有相同的VPI的信元所占有的子信道叫做一个VP链路。VP联结（VPConnection，简称VPC）：多个VP链路可以通过VP交叉连接设备或VP交换设备串联起来。多个串联的VP链路构成一个VP联结（VPConnection，简称VPC）。4.4ATM网络技术VC链路（VCLink）：一个VPC中传送的具有相同的VCI的信元所占有的子信道叫做一个VC链路。VC联结（VCConnection，简称VCC）：多个VC链路可以通过VC交叉连接设备或VC交换设备串联起来。多个串联的VC链路构成一个VC联结。4.4ATM网络技术

注意：在组成一个VPC的各个VP链路上，ATM信元的VPI不必相同。同样，在组成一个VCC的各个VC链路上，ATM信元的VCI也不必相同。VP交叉连接设备和VC交叉连接设备都叫做ATM交叉连接设备，它们的不同仅在于是处理ATM信元的VPI还是VCI。4.4ATM网络技术4.4ATM网络技术VP交换和VC交换VCI1VCI2VCI3VCI4VPI2VPI3VPI1VPI2VPI3VPI5VPI1VPI4端口1端口2端口3VCI1VCI2VCI1VCI2VP交换VC交换1234VPI=17VCI=95VPI=15VCI=84VPI=17VCI=95VPI=15VCI=86VPI=11VCI=86VPI=15VCI=84VPI=25VCI=90VPI=25VCI=90VPI=25VCI=86VPI=12VCI=86VPI=25VCI=84VPI=35VCI=84接续输入信元输出信元物理链路VPIVCI物理链路VPIVCI1115864258621158442584311186412864217953259052158443584VPI/VCI

4.4ATM网络技术高层高层ATM层物理层控制面用户面层管理面管理ATM适配层（AAL）4.4.2ATM协议参考模型控制面处理寻址，路由选择和接续相关功能管理面提供操作和管理功能，它也管理用户面和控制面间信息交换用户面在通信网中传递端到端用户信息用户业务,信令等将业务信息适配到ATM信息流执行交换、路由选择和多路复用功能帧结构，物理媒介相邻ATM层间传递ATM信元4.4ATM网络技术ATM协议结构：分为三层，即ATM适配层（ALL）、ATM层和物理层。ATM端系统AAL层ATM层物理层物理层ATM层ATM交换物理媒体ATM端系统AAL层ATM层物理层4.4ATM网络技术

一、

物理层物理层主要处理相邻ATM层间ATM信元的传输。ATM层独立于物理层，它能够在各种类型物理链路上工作。ATM物理层的功能较一般物理层功能多。在常规网络中，物理层只是通过物理媒介传输比特流；但是在ATM网中，物理层向ATM层传递的是信元，而不是比特流。4.4ATM网络技术接口传输速率（Mb/s）吞吐量（Mb/s）系统传输媒体DS-1（T1）1.5441.536PDH同轴电缆E-12.0481.92PDH同轴电缆DS-3（T3）44.73640.704PDH同轴电缆E-334.36833.984PDH同轴电缆E-4139.264138.24PDH同轴电缆SDHSTM-1SONETSTS-3C155.52149.76SDH单模光纤SDHSTM-4SONETSTS-12C622.08599.04SDH单模光纤FDDI-PMD100100信息块编码多模光纤光纤信道155.52149.76信息块编码多模光纤信元155.52155.52信息块编码单模光纤信元622.08622.08信息块编码单模光纤信元25.625.6信息块编码UTP-3信元51.8449.536SONETUTP-3STS-3C15.52149.76SONETUTP-3物理接口4.4ATM网络技术1、传输汇聚子层传输帧的适配HEC信元的产生和验证信元率重组信元定界物理层：传输会聚子层(TC)、物理媒体相关子层(PMD)4.4ATM网络技术传输帧适配 在面向帧的传输系统中，传输汇聚子层在发送器产生传输帧，并在接收器从比特流中恢复它。传输帧产生功能就是把帧相关信息和ATM信元，置于预定义的帧结构。4.4ATM网络技术HEC信元的产生和验证 物理层从ATM层传递53字节信元。这时，除了HEC字节，53字节是完全的。HEC字节由传输汇聚子层处理，并且在它传到物理媒介之前就插入信元首标的信头差错控制域。在接收端，物理层利用接收的HEC值，进行信元信头完整性差错检验。4.4ATM网络技术HEC的工作方式纠错模式未检验出错误（无操作）检验出多比特错误（丢弃信元）检验出单比特错误（纠错）检验出错误（丢弃信元）未检验出错误（无操作）检验模式4.4ATM网络技术信元率解耦 物理媒介要求连续比特流传输（拆线信道传输除外）。当收发器要求物理层连续传递信元流时，就产生这样的问题：如果没有足够的信元从ATM层传向物理层时，用什么填满传输管道？为了保持连续比特流在链路传输，传输汇聚子层就把空闲信元插入用户信元流，这些空闲信元在传输汇聚子层被接收器丢弃，因此它们不会被传到ATM层。4.4ATM网络技术信元定界 在一个比特流中界定各个信元的功能称作信元定界功能。信元定界就是确定信元的边界（信元的起始和结束位置）。由于信元间没有使用特别的分割符，ITU-TI.432建议定义了利用信元首标HEC域，进行信元定界的处理。4.4ATM网络技术ATM的信元定界方法搜索态同步态预同步态收到正确的HEC收到不正确的HEC连续收到m＝6个正确的HEC连续收到n＝7个不正确的HEC逐信元检查逐信元检查逐比特检查4.4ATM网络技术

2、物理媒介相关子层类似常规网络的物理层。它在传输方向的基本功能是，在链路上透明传输比特流。在接收方向，它检测和恢复传递来的比特流，然后将它们在传递到传输汇聚子层，恢复传输帧和ATM信元。4.4ATM网络技术物理媒介相关子层(PMD)功能:1、线路编码和解码（4B/5B、8B/10B）

2、同步和定时

3、传输和检测（传输和识别电信号或光信号）4.4ATM网络技术定时检测传递定时数据控制信号线路输入定时数据控制信号线路输出物理媒体独立子层和传输汇聚子层间关系调制编码-解码（如4B/5B）传输汇聚子层4.4ATM网络技术二、ATM层

在始发端，它从ATM层用户接收48字节信元信息，再加4字节首标(HEC字节除外)组成ATM信元，然后将它传送到物理层进行HEC处理和传输。在终接端，ATM层从物理层接收信元，去除首标并且将信元信息送到ATM层用户。在网中，信元沿着始发端和终接端之间的通路从接收ATM层单元被传递到交换节点的传输单元。因此，ATM层主要执行ATM网的交换功能。4.4ATM网络技术三、AAL层作用

ATM适配层是业务独立的。它将高层与ATM层特殊性相分离，这通过把高层协议数据单元（PDU）映射到ATM信元信息域进行。反之亦然4.4ATM网络技术对应前4级业务，现在已经定义了4个ATM适配层协议：参数AAL1AAL2AAL3/4AAL5定时关系要求要求不要求不要求比特率固定可变可变可变接续方式面向接续面向接续或无接续4.4ATM网络技术AAL公共部分业务特定汇聚子层（可为零）（SSCS）公共部分汇聚子层（CPCS）分段和重组子层（SAR）业务接入点（SAP）业务接入点（SAP）汇聚子层

ATM适配层结构4.4ATM网络技术1、固定比特率业务的ATM适配层——AAL1固定比特率业务数据单元以相同比特率，向终接AAL1用户的传递；源点和终点间定时信息的传递；源点和终点间结构信息的传递；差错信息或者丢失信息的指示。4.4ATM网络技术AAL1汇聚子层包括下列功能：信元延迟变量的处理；顺序计数的处理；定时信息的传递方式；源点和终点间结构信息的传递；前向纠错（FEC）。4.4ATM网络技术2、可变比特率业务的ATM适配层AAL2AAL3/4 AAL54.4ATM网络技术可变比特率业务的ATM适配层—AAL2、3/4和5AALSAPAAL-SDUSSCS-PDU首标AAL-SDUSSCS-PDU尾标SSCS-PDUCPCS-PDU首标CPCS-PDU尾标SSCS-PDUSAR-SDUSAR-SDUSAR-SDUSAR-SDUSAR首标SAR尾标ATM-SDU信元首标ATM-SDUAAL用户业务特定汇聚子层ATM层公共部分汇聚子层分段和重组子层AAL：ATM适配层；SAP：业务接入点；PDU：协议数据单元；SDU：业务数据单元；SAR：分段和重组子层；SSCS：业务特定汇聚子层；CPCS：公共部分汇聚子层。SAR-PDU4.4ATM网络技术

（1）ATM适配类型2（AAL2）

AAL2开发用于要求端到端定时关系的面向接续可变比特率业务。AAL2协议主要是为传输压缩后的视频信息而设计的，使用AAL2的业务包括可变比特率话音和可变比特率视像。不过由于对使用的编码和压缩算法没有达成一致意见，所以ITU-T还没有全部完成AAL2标准。4.4ATM网络技术

（2）ATM适配层类型3/4（AAL3/4）

AAL3/4定义用于源和端间不须定时的面向接续和无接续可变比特率业务。它的基本功能支持无接续网络接入（C级）和面向接续的帧中继业务（D级）。4.4ATM网络技术

（3）ATM适配层类型5（AAL5）

AAL5用于可变比特率业务，但是它不需要源和端之间的定时。业务特定汇聚子层SSCS公共部分汇聚子层CPCS分段和重组子层SAR4.4ATM网络技术（4）AAL3/4与AAL5比较段属性判断SAR-PDU校验AAL复接SAR-PDU净荷CPCS-PDU校验缓存分配AAL3/4AAL5STAUUCRC-10无MID不支持44个字节48个字节无CRC-32BASize不支持4.4ATM网络技术4.4.3ATM的信元传输方式

裸信元传送基于SDH的ATM传输基于PDH的ATM传输4.4ATM网络技术一、

裸信元传送裸信元传送指的是直接利用光纤或电缆进行信元的传送，这是最基本的一种传送方法。不必借助其它下层的传输协议和系统。在接收端，信元以连续方式提供，不存在任何规则的时间帧同步。4.4ATM网络技术

基于信元的ATM传输的物理层OAM信元头格式第1字节第2字节第3字节第4字节第5字节F1OAM00000000000000000000000000000011HEC有效码字F3OAM00000000000000000000000000001001HEC有效码字4.4ATM网络技术

二、

基于SDH的ATM传输

ITU-T建议I.432规定了在SDH上传输ATM信元的方法。

ITU-T在提出SDH传输系统时，希望SDH网络能够方便地对支路信号进行同步数字复用和交叉连接，同时希望帧结构能够兼容E1和T1两大PDH系列的信号。

SDH采取同步复接的方式，所有STM-N采用的帧结构格式是相似的，即都以STM-1为基础。4.4ATM网络技术

三、

基于PDH的ATM传输PDH不同等级传输帧格式之间的关系与SDH的不同，在SDH中STM-1、STM-4、STM-16和STM-64虽然传输速率不同，但传输帧之间有明确的关系，所以非常容易确定信息复用方式和复接格式。4.4ATM网络技术4.4.4ATM的交换一、ATM交换的基本原理和要求ATM交换机基本组成结构入线处理……交换单元出线处理……控制单元控制信息入线出线4.4ATM网络技术二、ATM交换单元的构成

ATM交换单元是选择相应数量的基本交换单元连接而成的。

ATM交换单元基本构造方法是：

空分交换结构；时分交换结构；令牌环交换结构；总线交换结构。

4.4ATM网络技术三、ATM多级交换网络1、Banyan网络及其递归构造入端出端0101入端出端0101（a）平行连接（b）交叉连接

交叉连接单元的两种状态连接

交叉连接单元的实现信头判断送出控制缓冲存储缓冲存储一个交叉连接单元有两种状态：平行连接和交叉连接。4.4ATM网络技术出端入端010123234×4多级互联网络4.4ATM网络技术入端出端01234567012345678×8多级互联网络4.4ATM网络技术2、Banyan网络的性质（1）唯一路径性质

Banyan网络中的每条入线和每条出线之间都只有一条路径并且只有这一条路径。称之为唯一路径性质。（2）自选路由性质出线编号的二进制数正好是该信元经过单元的出线编号。（3）内部阻塞性质内部阻塞是在2×2交叉连接单元的两个入线要向同一个出线上发送信元时产生的。4.4ATM网络技术4.4.5ATM网络管理一、OAM的功能4.4ATM网络技术OAM功能主要应用AIS前向报告缺陷指示RDI后向报告远端缺陷指示连续性检验连续地监控连接的连续性环回即时的连通性监控、故障定位、业务前连通性校验前向性能监控前向性能评估后向性能报告报告后向性能评估激活/去话激活/去活性能监控功能和连续性检验功能ATM层和OAM功能二、OAM及网络管理连续性检验信元的使用环回信元的使用性能管理信元的使用4.4ATM网络技术三、流量管理和拥塞控制1、流量管理连接接纳控制（CAC）、用法参数控制、信元丢失优先级选择性丢弃、选择性分组丢弃2、拥塞控制拥塞控制的概念、拥塞控制的因素、拥塞管理、拥塞回避、拥塞恢复4.4ATM网络技术4.4.6IPOverATM

一、传统IPOverATM

CIPOA的基本思想是利用IP对低层网络技术的包容能力，在ATM网络上支持IP。

CIPOA规范只支持IP协议，所以它适用于只使用IP协议的互联网和局域网。在CIPOA中，引入逻辑子网(LIS)的概念。LIS是指根据需要将直接在ATM网络的主机、路由器和服务器进行组合，组成—个逻辑上的IP子网，主机、路由器和服务器与位置无关，可位于ATM网络内的任何地方。4.4ATM网络技术二、ATM上多协议规范（MPOA）技术

MPOA是由ATM论坛制定的ATM上的多协议规范。它支持多种网络协议，能将网络层地址（IP地址）直接映射为ATM地址，支持可变长度的MTU，借助提出的“虚拟路由器和交换路由器”概念，主机间能建立直接的ATMVC，解决了路由瓶颈问题，是一种功能强大的网络层解决方案。4.4ATM网络技术MPOA由MPOA客户机（MPC）和MPOA服务器（MPS）组成MPOA客户机第三层转发机制MPOA客户机LAN仿真客户MPOA服务器第三层转发机制MPOA服务器LAN仿真客户下一跳服务器ELAN4.4ATM网络技术

MPC的主要功能：完成互连网络层数据的发送，但是MPC并不运行任何互连网络层的路由选择