数据通信与计算机网络第二版）电子教案.ppt

笫十二讲 ATM和光纤网络 本讲内容 第五章 高速网络技术 5.2 ATM 5.2.1 ATM概述 5.2.2 信元 5.2.3 ATM适配层 5.2.4 ATM的物理层 *5.2.5 局域网仿真 5.3 光纤网络 5.3.1 光链路 5.3.2 波分复用系统 *5.3.3 光网络 5.2.1 ATM概述 ATM采用的是信元交换技术，信元是一个53个字节的固定长度的分组，其中48个字节为信息字节，5个字节为信头 ATM是一种面向连接方式的技术，支持交换虚电路和永久虚电路 ATM不支持链路级的重传机制 如果交换机检测到信元在传输过程中出现差错，将利用纠错技术来纠正，如果不行，则丢弃该信元 ATM服务模型 ATM支持四种服务模型： CBR（恒定比特速率）：数据按照恒定的速度进行收发，网络提供预留的带宽和服务保证。 UBR（未定比特速率）：数据的接收不受约束，如果带宽充足，则发送，否则丢弃。网络不提供预留带宽和服务保证。 ABR（可用比特速率）：与UBR类似，但网络能够提供拥塞反馈。端节点可以根据网络提供的拥塞反馈来降低发送的速率，从而减少由于拥塞造成的数据丢失。 VBR（可变比特速率）：与CBR类似，当网络不是处在使用高峰时提供预留带宽，它允许突发的数据传输。 ATM协议参考模型 物理层处理物理媒体的电气特性、比特定时等 ATM层是ATM的核心，定义了ATM信元的结构和各个字段的含义 ATM适配层定义了几种不同类型的AAL，分别支持不同类型的服务。 5.2.2 信元 ATM使用固定长度的信元。每个信元包括5个字节的头部和48个字节的负荷。 使用小信元可以减少高优先级信元的排队延迟 使用固定长度的信元使硬件中的交换实现起来更加容易，从而支持较高的数据速率 ATM信元有两种不同的格式：UNI和NNI格式 UNI格式用在用户－网络接口处 UNI格式的信元包含通用流量控制字段 NNI格式则用于网络网络接口处 NNI格式的信元没有通用流量控制字段，从而把VPI字段从8位增加到12位 ATM信元格式 4比特的通用流量控制GFC字段 8比特或12比特的虚路径标识（VPI） 16比特的虚电路标识（VCI） 3比特的负载类型字段，用来表示网络管理、用户信令、拥塞指示等负载指示信息。 信元丢失优先级（CLP）比特：在网络拥塞时优先丢弃CLP为1的信元 8个比特的头部差错控制：用于保护信元的头部，提供差错检测和1比特的纠错功能 虚电路（VC）和虚路径（VP） ATM是一种面向连接方式的技术，连接标识进一步分割为虚路径标识VPI和虚电路标识（VCI）两个部分： 一条虚路径可以包括许多条虚电路，即它们的VPI字段都相同 骨干网上的交换机把这些VC作为一个整体来看待，并且采用VP交换，即只根据VPI字段进行交换 VC交换则意味着根据整个字段（VPI和VCI）进行交换。 连接的建立与释放 连接的建立与释放通过相应的信令协议完成： 信令消息的发送和发送数据类似，只是信令协议使用永久虚电路5（VCI＝5、VPI＝0）。 信令信息一般是通过ATM适配层的AAL5进行传输的。 信令协议的基本信令消息包括： 建立：用于建立一个呼叫，包括源地址和目的地址，描述了该连接的传输特征、服务要求的质量和经过的网络。 呼叫进行：由交换机发送给前一跳的交换机，表明它已经接收到了一个呼叫建立请求消息，并正在试图处理它。 连接：由目的端发送，并被传递给源端，表明目的端已经接受了这个呼叫。 连接确认：由源端发送，并被传递给目的端，表明源端已经知道目的端接受了这个呼叫请求。 释放：可由任何一方提出，然后通过网络传送给另一端。 释放确认：由收到释放请求的一端提出，并通过网络传送给另外一端。 5.2.3 ATM适配层 AAL允许在ATM上支持不同的高层协议和高层应用 处理传输差错 分段与重组 处理信元丢失与失序情况 流量控制 AAL只在ATM网络的端系统处（主机或路由器）实现，AAL相当于一个运输层协议。 ATM适配层（续） ATM定义了4种AAL以支持各种不同类型的服务 AAL1：支持要求恒定比特速率的应用（比如音频应用） AAL2：与AAL1类似，只是支持可变比特速率。其设计并不完全的，很难进行实现。 AAL3/4 ：支持通过ATM传输数据 AAL3是为了面向连接的分组服务（比如X.25） AAL4用于无连接的数据传输（比如IP）。 AAL5：对AAL3/4作了很多改进 实践中采用的AAL为AAL1和AAL5。 AAL的协议结构 AAL进一步分为集中(汇聚）子层和分段与重组子层 集中子层提供支持相应的AAL服务所必须完成的功能 分段与重组子层负责将从CS层传来的信息分段成信元，而接收端则再将信元重组 AAL1 AAL1支持恒定比特速率 ATM网络