第六章 广域网

第六章广域网第一页，共九十九页，2022年，8月28日物理层：在电缆段之间复制比特流没有地址概念，因此从本质上并非是网络互连网络层数据链路层物理层传输层应用层网络层数据链路层物理层传输层应用层物理层中继器、集线器电缆段2电缆段1第二页，共九十九页，2022年，8月28日物理层数据链路层：

在网段之间转发数据帧（根据物理地址）网络层数据链路层物理层传输层应用层网络层数据链路层物理层传输层应用层物理层网桥、交换机数据链路层网段1网段2第三页，共九十九页，2022年，8月28日链路层物理层网络层：

在网络之间转发报文分组（根据逻辑地址）网络层数据链路层物理层传输层应用层网络层数据链路层物理层传输层应用层物理层路由器链路层网络层网络2网络1第四页，共九十九页，2022年，8月28日更高层：

连接不同体系结构的网络网络层数据链路层物理层传输层应用层网络层数据链路层物理层传输层应用层物理层网关链路层网络层网络1传输层应用层物理层链路层网络层网络2第五页，共九十九页，2022年，8月28日2.LAN的互联本地互联特点：范围有限、主干（Backbone）采用局域网技术，如FDDI、Ethernet互联层次：链路层（网络层）互联设备：网桥、交换机（有时可采用路由器）远程互联特点：范围大、主干采用广域网技术，如ISDN、X.25、DDN、ATM、FR、ADSL等互联层次：网络层或更高层（链路层）互联设备：路由器、网关（有时可采用远程网桥）第六页，共九十九页，2022年，8月28日LAN1LAN2中继器或HUBLAN1LAN2网桥或交换机LAN1LAN2路由器LAN1路由器LAN2路由器WAN本地远程第七页，共九十九页，2022年，8月28日远程访问移动用户、远程用户远程访问局域网特点：远程结点，可以没有IP地址（动态分配）如PSTN、ISDN、X.25、ADSL等层次：网络层（链路层）设备：路由器、访问服务器（RAS）LAN路由器或RASWAN第八页，共九十九页，2022年，8月28日互联实例1：远程PC接入局域网LANPSTNModem拨号访问服务器RASPCPCModem第九页，共九十九页，2022年，8月28日？网络互联的动力：更大范围的资源共享网络互联：HOST-LAN、LAN－LAN/WAN第十页，共九十九页，2022年，8月28日第六章广域网广域网(WAN)是在更大地理范围上的网络,它一方面是局域网的扩展,另一方面要求更高的带宽,才能满足大量计算机的通信要求.第十一页，共九十九页，2022年，8月28日6.1广域网的基本概念第十二页，共九十九页，2022年，8月28日LAN1LAN2中继器或HUBLAN1LAN2网桥或交换机LAN1LAN2路由器LAN1路由器LAN2路由器WAN本地远程第十三页，共九十九页，2022年，8月28日广域网的组成广域网由一些结点交换机以及连接这些交换机的链路组成结点交换机执行将分组存储转发的功能第十四页，共九十九页，2022年，8月28日广域网的组成第十五页，共九十九页，2022年，8月28日结点交换机第十六页，共九十九页，2022年，8月28日第十七页，共九十九页，2022年，8月28日广域网和局域网受经济条件所限广域网都不使用局域网普遍采用的多点接入技术。广域网使用的协议在网络层。广域网中的一个重要问题就是路由选择和分组转发问题。书图5-1所示由局域网和广域网组成互联网：相距很远的局域网通过路由器和广域网相连组成了一个覆盖范围很广的互联网。从互联网的角度来看，局域网和广域网都是互联网的重要组成构件，局域网和广域网的地位是平等的。

第十八页，共九十九页，2022年，8月28日网络层模型主机A主机B结点1结点2结点3网络连接数据链路连接数据链路连接传输层数据链路层网络层网络层是通信子网的最高层，对上层用户屏蔽了子网通信的细节，如子网类型、拓扑结构、子网数目，向上层提供一致的服务、统一的地址主要功能：路由选择和转发

通过网络连接在主机之间提供分组交换功能分组的分段与成块，差错控制、顺序化、流量控制第十九页，共九十九页，2022年，8月28日网络层的两种操作方式：虚电路和数据报虚电路服务在传送数据之前，首先通过虚呼叫建立一条虚电路所有分组沿同一条路径传送，并且按发出顺序到达类似电路交换建立连接之后，分组中只需要携带连接标识可以在建立连接时协商参数、QoS、开销等数据报每个分组单独传送网络为每个分组单独选路，路径可能不同分组达到顺序可能与发出顺序不同分组中需要携带完整的目的地址

第二十页，共九十九页，2022年，8月28日虚电路ABCA12345BCvc1vc2

vc1:A--1--2--4--Bvc2:A--1--3--5--C第二十一页，共九十九页，2022年，8月28日数据报

B.3B.2B.1C.3C.2C.1C.3C.2C.1B.3B.2B.1ABCA12345BCB.3B.2B.1C.3C.2C.1第二十二页，共九十九页，2022年，8月28日面向连接服务AE虚电路第二十三页，共九十九页，2022年，8月28日无连接服务AE第二十四页，共九十九页，2022年，8月28日虚电路与数据报的比较虚电路数据报是否需要建立连接需要不需要分组中的目的地址完整地址VC标识路由器中的路由表只需一个很简单的路由表要为每个虚电路保存一个路由表

选路每个分组独立选路，路由可能不同在VC建立时选路，所有分组路由相同几乎不受影响所有经过该路由器的VC都将终止拥塞控制很难实现易于实现路由器故障的影响差错控制和流量控制由主机负责由子网负责第二十五页，共九十九页，2022年，8月28日广域网路由选择机制第二十六页，共九十九页，2022年，8月28日路由表路由表在建立虚电路（虚呼叫）时确定。分组在传送时只需携带虚电路号，虚电路号只具有本地意义，根据虚电路建立顺序由各主机、各结点自主排序，入出口号不一定相同。数据报的路由表每个分组都需要携带完整的目的地址。每个结点保存一个到网内其他结点的输出线选择表AEDCBH2H3H1H4H5112目的站输出线BCDE1212结点A的路由表权衡：(1)路由器内存与带宽(2)虚呼叫时间与地址分析时间虚电路的路由表第二十七页，共九十九页，2022年，8月28日虚电路路由表建立过程示例AEDCBH2H3H1H4H5依次建立5条VC：VC1：A--B--EVC2：A--B--DVC3：B--D--EVC4：C--E--DVC5：A--B--C--D入口出口H1H1H1125012B012BB入口出口AAH23010E001DD入口出口BBE010H4001EH4入口出口H3B4000E002D入口出口BDC000H5010DABCDEA2C0H5CH4第二十八页，共九十九页，2022年，8月28日第二十九页，共九十九页，2022年，8月28日第三十页，共九十九页，2022年，8月28日第三十一页，共九十九页，2022年，8月28日简化路由表第三十二页，共九十九页，2022年，8月28日第三十三页，共九十九页，2022年，8月28日第三十四页，共九十九页，2022年，8月28日第三十五页，共九十九页，2022年，8月28日第三十六页，共九十九页，2022年，8月28日第三十七页，共九十九页，2022年，8月28日第三十八页，共九十九页，2022年，8月28日第三十九页，共九十九页，2022年，8月28日路由器Router工作在第三层（网络层）上。在网络之间转发网络分组。能够提供按最佳路由转发网络分组。实现子网隔离，限制广播风暴。(目的地址无法识别时，路由器将其丢弃，而不是广播——比较网络交换机)用路由器连接起来的若干个网络，它们仍是各自独立的。要想从一个网络访问用路由器连接起来的另一个网络中的站点，必须指定该站点的逻辑地址（IP地址），通过广播是无法与之进行通信的。因为路由器不会转发广播包。

第四十页，共九十九页，2022年，8月28日LAN1PC机WANLAN2R1R2用路由器连接两个LAN一般说来，通过WAN实现LAN之间的互联，路由器是唯一可行的设备。第四十一页，共九十九页，2022年，8月28日路由器的结构控制部件（CPU、RAM、OS）路由表协议软件网络接口（LAN、WAN、CONSOLE）第四十二页，共九十九页，2022年，8月28日1用Cisco路由器主控口OSOLE接VT100及兼容终端进行配置这是一种较为简便的配置方法，把终端与路由器可靠连接后，打开终端与路由器的电源，路由器的启动过程就会在终端上显示出来，当出现符号“>”时就可以在终端上对路由器进行配置了。如果终端上未显示路由器启动过程，可能是终端通讯端口参数配置不对，需重新配置。

2通过Win3.X或Win95的终端仿真程序进行配置启动Win3.X后，用鼠标双击“附件”，再双击“终端仿真程序”，单击“设置”，在下拉菜单中的“终端仿真”选DECVT－100[ANSI]，“通讯”中选择参数：波特率：9600；数据位：8；停止位：1；奇偶校验：无；流量控制：Xon/Xoff；连接口：COM1或COM2(根据实际连接而定)。以上参数配置好后，单击“文件”，在下拉菜单中单击“保存”，给配置文件起名并选择路径，单击“确定”。下次使用时只需打开配置文件，按回车就可以进入到路由器的配置。Win95的配置方法与Win3.X类似。第四十三页，共九十九页，2022年，8月28日3在TCP/IP网上通过终端仿真Telnet进行配置在UNIX、OS/2、Win95等操作系统上都有Telnet终端仿真程序，通过网络上的主机运行telnet(路由器的IP地址)，输入正确的口令就可以登录到网络上的路由器进行配置了。如出现了“passwordrequired,butnoneset”，则表明路由器的vty04中未定义口令，需加入口令。4用TFTPServer下载的配置文件进行配置UNIX、OS/2操作系统提供了TFTP服务器的功能，以OS/2为例，在OS/2的DOS窗口下运行ftfpd显示：IBMTCP/IPOS/2版本－TFTPServer版本19：50：56ONdEC71995已准备好

通过前三种方法的某种方式登录到路由器，当出现“>”后，就可以进行配置了，

第四十四页，共九十九页，2022年，8月28日用路由器进行网络互联HUBHUB路由器冲突域2冲突域1路由器可以分隔冲突域和广播域第四十五页，共九十九页，2022年，8月28日工作原理采用存储转发的方法：

接收并缓存IP数据分组，提取分组中的目的IP地址，然后查路由表决定转发路径。如果未查到，则丢弃该分组。路由器中的路由表是“端口-网络地址”表，存放的是端口与目的网络地址之间的关系，故要从分组中提取IP地址，并解析出其中的网络地址部分来查表。路由表——用于存放到达其他网络的路由信息。第四十六页，共九十九页，2022年，8月28日路由表的基本内容目的网络路由(下一站点)距离直接AB路由器A的路由表直接.001第四十七页，共九十九页，2022年，8月28日注意：路由器是根据网络号来转发IP数据包的，所以路由表中存放的是目的网络号，而不是目的主机号。类比：邮政局在城市间转发信件依据的是城市名。这样做的优点：路由表小，所以节省路由器的存储空间，路由表的路由更新速度快。

路由表的维护有两种基本方式：

静态路由——由人工预先设置好，只适用于小型网络

动态路由——路由器运行过程中根据网络情况自动地动态维护第四十八页，共九十九页，2022年，8月28日拥塞控制在计算机网络中的链路容量、交换结点中的缓存和处理机等都是网络资源。在某段时间内，若对网络中某一资源的需求超过了该资源的可用部分，网络的性能就可能变坏，这种情况叫拥塞（各种资源需求>可用资源）不是单纯的增加一些资源就能解决拥塞的问题拥塞控制和流量控制关系密切，但是它们之间也存在一些差别进行拥塞控制需要付出代价第四十九页，共九十九页，2022年，8月28日第五十页，共九十九页，2022年，8月28日网络吞吐量与负载的关系吞吐量提供的负载理想情况无拥塞控制实际的拥塞控制拥塞死锁当提供的负载继续增大到某一数值，网络的吞吐量就下降到零，网络已无法工作，这就是死锁第五十一页，共九十九页，2022年，8月28日例子：重装死锁第五十二页，共九十九页，2022年，8月28日直接死锁第五十三页，共九十九页，2022年，8月28日拥塞控制的一般原理：增大网络的某些可用资源，或减少一些用户对某些资源的需求但是必须考虑到这些措施所带来的影响。实践证明：拥塞控制是很难设计的，因为它是一个动态的过程。甚至有时候正是拥塞控制本身成为引起网络性能恶化甚至发生死锁的原因从大方面来看拥塞控制可以分为开环控制

和闭环控制

两种检测拥塞的一些指标：由于缺少缓存空间而被丢弃的分组的百分比；平均队列长度；超时重传的分组数；平均分组时延；等第五十四页，共九十九页，2022年，8月28日公共电话交换网PSTN特征:电路交换有拨号连接过程即可传输模拟信息，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第五十五页，共九十九页，2022年，8月28日互联实例1：远程PC接入局域网LAN……PSTNModem拨号访问服务器PCPC第五十六页，共九十九页，2022年，8月28日数字数据网DDN

（DigitalDataNetwork）特征:非交换的永久虚电路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实际上就是在干线上为用户提供时分复用信道速率可达155Mbps第五十七页，共九十九页，2022年，8月28日X.25分组交换网（PDN）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≤64Kbps第五十八页，共九十九页，2022年，8月28日X.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-232/V.35/…网络层数据链路层物理层LAPBX.25第五十九页，共九十九页，2022年，8月28日X.25网络的组成PSEPSEPSEPSEPSEDCEDCEX.25X.25PSE：分组交换设备广域网DTEDTE第六十页，共九十九页，2022年，8月28日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。第六十一页，共九十九页，2022年，8月28日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）

第六十二页，共九十九页，2022年，8月28日缓冲区打包拆包PAD非分组终端DCEPAD的工作原理X.25网络第六十三页，共九十九页，2022年，8月28日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提供的服务分组交换的基本业务有交换虚电路（SVC）和永久虚电路（PVC）两种。交换虚电路如同电话电路一样，即两个数据终端要通信时先用呼叫程序建立电路（即虚电路），然后发送数据，通信结束后用拆线程序拆除虚电路。永久虚电路如同专线一样，在分组网内两个终端之间在申请合同期间提供永久逻辑连接，无需呼叫建立与拆线程序，在数据传输阶段，与交换虚电路相同。第六十四页，共九十九页，2022年，8月28日X.25网络的接入分组终端：直接接入非分组终端：通过PAD接入字符终端：用拨号(PSTN)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MODEMLAN端——路由器，同步MODEM(同步MODEM无开始位停止位、直接发送信息速度快）2.通过X.25实现LAN的远程互连双方均需路由器，同步MODEM第六十五页，共九十九页，2022年，8月28日用X.25进行LAN互联64kX.2564kLAN1路由器LAN2路由器同步MODEM同步MODEM第六十六页，共九十九页，2022年，8月28日帧中继（FrameRelay,FR）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/s～45Mbit/s第六十七页，共九十九页，2022年，8月28日LAPF(核心)FR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。

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控制用户第六十八页，共九十九页，2022年，8月28日F.R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第六十九页，共九十九页，2022年，8月28日帧中继网中的设备分两类：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帧交换结点机。第七十页，共九十九页，2022年，8月28日FR的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F.R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。第七十一页，共九十九页，2022年，8月28日用DLCI路由用户数据帧R1R2ABCDLCI=222DLCI=333帧中继交换机DLCI=111R1把映射为DLCI=111A把DLCI=111映射为DLCI=222B把DLCI=222映射为DLCI=333第七十二页，共九十九页，2022年，8月28日FR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INDLCIOUTDLCI2110322106交换机B的路由表R3R4第七十三页，共九十九页，2022年，8月28日标志DLCI、FECN、BECN、DE等数据FCS标志1221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(FrontExplicitCongestionNotification)BECN：后向显式阻塞通知DE：允许丢弃指示FR的帧结构(LAPF核心功能)FR用于承载用户数据的协议是LAPF的核心功能。第七十四页，共九十九页，2022年，8月28日互联实例2：利用帧中继实现局域网远程互联LAN1路由器LAN2路由器LAN3路由器FRSFRSFRSFRS：帧中继交换机广域网第七十五页，共九十九页，2022年，8月28日异步传输模式（ATM）

1.ATM交换的技术原理

ATM(AsynchronousTransferMode)本质上是一种特殊的分组通信方式，它包括异步时分复用（ATDM）和快速分组交换（FPS）两种新技术。ATM的基本特征是信息的传输、复用和交换以一定长度的信元（cell）为统一的信息单位。信元的格式是统一的，但信元的种类各不相同。信息码流由不同的信元灵活组成，这样就容易实现高达数百兆比特/秒以上的传输速率。ATM为了进一步提高通信的速度，适应各种速率的业务需求，将通信网提供的语义透明和时间透明两大功能移到了网络终端。第七十六页，共九十九页，2022年，8月28日2.ATM交换主要特点

(1)

能适应各种业务。ATM既能像线路交换那样适用于电话业务，又能像分组交换适用于数据业务。但更重要的是，ATM还能适用于一般线路交换和低速分组交换都不能胜任的其它更复杂的宽带信息业务。

(2)

对用户信元透明。在链路级上没有误码纠错及流量控制这些功能。

(3)

面向连接的转移模式。用户在通信前必须先申请虚拟线路，建立虚拟连结，用户向网络提出诸如速率、突发性、优先级、质量等要求。网络根据用户的要求和当时网络资源的状况来为用户提供虚拟线路，这样就实现了按需要动态分配带宽的目的。第七十七页，共九十九页，2022年，8月28日2.ATM交换主要特点

(4)

互通性好。由于ATM兼有线路交换和分组交换两种模式的优点，能够为任何一种数字传输系统所支持。同时它也很容易和现有的通信网络互通，这样就能够充分发挥现有网络的资源，适应各种新业务的发展。

(5)采用信元交换

ATM信元交换，是从快速分组交换中的“信元中继”基础上发展和完善下来的。快速分组交换能传输的帧长度既可为固定长度也可为可变长度，而ATM交换以固定长度的信元为统一的信息单位；快速分组交换尽量取消或简化在低层次上对数据单元的差错、流量和路由等控制操作，尽量简化低层通信协议，而ATM交换将OSI/RM中物理层以上的绝大部分协议所要完成的功能全部移到了通信网的端设备中去，仅仅保留了信元的概念。从而减化了网络节点功能，达到快速“转移”（Transfer）信息的目的第七十八页，共九十九页，2022年，8月28日3.ATM的路由结构

在由ATM实现的B-ISDN中，采用虚线路标识（VCI:VirtualchannelIdentifier）和虚通道标识（VPI:VirtualPathIdentifier）的通路技术。将一条B-ISDN用户线路分割成若干个虚通道（子信道）VPI，每个VPI又可分成若干条虚线路VCI。每个报文流中的信元由一个虚线路来传送，具有相同源和目的的虚线路上的信元流汇聚成一个业务流，就形成虚通道，这样方便了连结和管理，加快了呼叫建立的速度。因此，每个信元要传到那里，就必须将VCI，VPI表示在信元码中，这就是信元运行的路由。第七十九页，共九十九页，2022年，8月28日3.ATM的路由结构

第八十页，共九十九页，2022年，8月28日3.ATM的路由结构

这种通路结构，使B-ISDN能向宽带的多业务或多媒体信息提供很高的服务质量（QoS）。

如上图所示，一条B-ISDN线路被划分成2个虚通道（VPI）和五个虚线路（VCI），其中VPIx、VPIy表示分别送往两个不同的目的地虚通道。在每个虚通道中的几条不同的虚线路上，既可分别用于不同的通信业务，也可分别用于同一多媒体业务的不同媒体。例如在VCIx上传输图像的同时，VCIy可以传输电

话,VCIz可以传输数据等。第八十一页，共九十九页，2022年，8月28日3.ATM的路由结构

另外，这样的通道和线路的划分，也即VCI和VPI的建立和拆除过程不是固定不变的，随时可以根据用户的要求进行重新定义（例如各种媒体信息流对于带宽资源的动态预留）。另外，这些通路结构本身又都是面向连结的，能提供最可靠的连结服务。基于ATM的B-ISDN单就通路结构方面，就能保证很高的服务质量。。第八十二页，共九十九页，2022年，8月28日

4.ATM参考模型第八十三页，共九十九页，2022年，8月28日

4.ATM参考模型ATM由三层组成，即物理层、ATM层和ATM适配层。物理层:类似于ＯＳＩ物理层，处理物理介质、电压、比特定时和其他问题。ATM的物理层原则上可支持同步或异步的各种数字传输线路。目前主要支持三种物理接口：基于SDH的接口，这是主要接口；基于PDH（准同步）的接口，DS1（1.544M）、DS3(44.736M)、E1(2.048M)、E3（34.368M）；基于信元的接口，信元流直接送到物理信道上。第八十四页，共九十九页，2022年，8月28日4.ATM参考模型AＴＭ层：处理信元和信元传输。它定义信元的格式以及头部字段的含义。它还处理建立和释放连接。阻塞控制也在这一层。ATM适配层（ＡＡＬ：ATMAdaptationLayer）因为大多数应用不希望直接与信元发生联系，所以在ATM层之上还定义了ATM适配层AAL，以允许用户发送比信元大的分组。ATM接口分解这些分组，按照信元单独传输，并且在另一端重组它们。AAL有两个子层：

CPCS：commonpartconvergencesublayerSSCS：servicespecificconvergencesublayer第八十五页，共九十九页，2022年，8月28日5.ATM物理层

ATM物理层定义成由两个子层所组成:传输汇聚子层（TC子层）和物理介质相关子层（PMD子层）组成。这是因为ATM标准一开始就存在两种不同传输方式的情况：

（1）基于信元的传输。即传输系统使用的帧与ATM信元完全匹配。换言之，ATM信元直接在传输系统上以比特流的形式发送。

（2）基于SDH的传输。即信元被写入由基本传输系统提供的字节流上。第八十六页，共九十九页，2022年，8月28日5.ATM物理层

两种传输系统提供的服务是不同的。前者传递信元，而后者传递的是字节流（可能组成为信道）。ITU-T准许这两种系统都可用，但是物理层定义对ATM层只有一种服务。这就要求在物理层要增加一个所谓的“传输汇聚（TC）”子层，来完成对不同传输制式统一汇聚到ATM层所要求的同一种服务上的功能。

根据ITU-T的I.432建议的内容，这两个子层要完成的主要功能和服务是：第八十七页，共九十九页，2022年，8月28日

5.ATM物理层(1)传输汇聚子层

TC子层的功能是。PLCP负责整体物理链路上信息的适当传输和接收。TC子层实现物理层汇聚协议（PLCP），完成将信元（cell）流转换成能在物理载体上传输的比特流的全部功能。如，传输帧的生成与恢复、信头差错控制系列的产生与校验、信元定界与信元速率解耦等。(2)物理介质相关子层

PMD子层功能包括提供比特传输和对介质的物理接入、位定时以及线路编码等。特别是对接口上传输的比特流规定了特定的线路编码，以此来确保信元能以正确的、可识别的格式到达目的端口。第八十八页，共九十九页，2022年，8月28日

6.ATM信元基本格式

ATM的基本思想是以小的、固定长度的分组——信元（cell）来传输所有的信息。信元长53字节，其中5字节为信元头，48字节为有效载荷。信元头有ＵＮＩ和ＮＮＩ两种格式。ＵＮＩ用于ＡＴＭ终端与ＡＴＭ交换机通信，ＮＮＩ用于ＡＴＭ交换机之间通信。第八十九页，共九十九页，2022年，8月28日6.ATM信元基本格式第九十页，共九十九页，2022年，8月28日6.ATM信元基本格式信元头包含：GFC(普通流控）：提供本地功能，如标识共享同一个ATM接口的多个站点，通常不用。ＶＰＩ（虚路径标识）、ＶＣＩ（虚通道channel标识）:在信元通过ＡＴＭ交换机时，共同标识信元下一个目的地；ＶＰＩ就是一束ＶＣＩ，信元通过ＡＴＭ交换机时依据ＶＰＩ信令进行透明交换。ＰＴ（PayloadType）负荷类型，表示用户或控制数据、阻塞指示、ＡＡＬ５幀最后一个信元。ＣＬＰ（CellLossPriority）,阻塞时信元丢弃优先级，ＨＥＣ：信头差错控制。

第九十一页，共九十九页，2022年，8月28日6.ATM信元基本格式

选择信元交换的主要原因有：信元交换很灵活，它可以容易地处理固定速率流量（声音、影象）和变化速率流量（数据）；在高速传输上，信元的数据交换比使用传统的多路复用技术容易得多信元交换可以提供广播而电路交换不能。广播功能对于电视转播和广播它是必需的

ATM网络是面向连接的。要进行会话，首先得发出报文以建立连接。随后，信元可