網絡基礎：ATM原理

ATM原理1學習完此課程，您將會：掌握ATM信元結構掌握VP交換和VC交換掌握ATM交換方式掌握ATM業(yè)務類型學習目標2參考資料///知識中心/寬帶/寬帶公共/功能與特性/原理協(xié)議/ATM協(xié)議技術與標準-20020404-C3ATM概述ATM基本概念ATM特點ATM協(xié)議棧ATM業(yè)務及性能ATM網絡接口及信令4什么是ATM

ATM（AsynchronousTransferMode）是一種以信元為單位的異步轉移模式，異步意味著來自任一用戶的信息信元流不必是周期性的。ATM結合了電路交換和分組交換的優(yōu)點，能在單一的主體網絡中攜帶多種信息媒體，承載多種通信業(yè)務，并且能夠保證Qos,滿足實時業(yè)務和非實時業(yè)務的需求。5ATM與電路交換、分組交換的區(qū)別.電路交換：CircuitSwitching面向連接按時隙交換，獨占線路資源.分組交換：PacketSwitching面向無連接包交換，線路資源共享.ATM:AsynchronousTransferMode面向連接分組交換6SetupSetupSetupSetup無連接交換網絡與面向連接ATM網絡無連接交換網絡無連接，逐段轉發(fā)數據報較長，不固定長度網絡服務質量無法保證面向連接ATM網絡面向連接，高速轉發(fā)信元53字節(jié)，固定長度服務質量（QoS）保證7制定ATM標準的組織ITU-T致力于公網上ATM標準化工作，有代表性的標準：Q.2931/Q.2971、BISUP、I.610ATMForum致力于專網上ATM的標準化工作，加速ATM產品的推廣和使用，有代表性的標準有：UNI3.1、UNI4.0、ILMI、PNNI、MPOA、VTOA、LANE、TM4.0IETF致力于ATM網承載IP業(yè)務的標準化工作，解決傳統(tǒng)路由器的瓶頸問題，有代表性的標準：RFC1483、RFC1577、IPSwitch、MPLS8ATM概述ATM基本概念ATM特點ATM協(xié)議棧ATM業(yè)務及性能ATM網絡接口及信令9ATM信元結構GFC：一般流量控制，僅用于UNI接口VPI/VCI：虛通道標識和虛通路標識PT：凈荷類型

CLP：信元丟失優(yōu)先級HEC：信頭差錯控制ATMUNI信元ATMNNI信元10ATM物理連接虛通路連接（VCC）虛通道（VP）

包括多條VC虛通路連接（VCC）包括多條VP虛通路

（VC）

ATM端節(jié)點之間的邏輯通路虛通路（VC）虛通路（VC）E3OC-3

OC-12虛通道（VP）虛通道（VP）虛連接標識=VPI/VCI虛通道VP與虛通路VC11VPI、VCI只有局部意義ATM連接虛通路連接（VCC）虛通道連接（VPC）VP

交換VC

交換VC

交換NNINNIVPI=2

VCI=44VPI=1

VCI=40VPI=3

VCI=44VPI=4

VCI=50UNIUNIABCDE12VCI1VCI2VCI3VCI4VPI2VPI3VPI1VPI2VPI3VPI5VPI1VPI4端口1端口2端口3VCI1VCI2VCI1VCI2VP交換VC交換VCI3VCI4VCI1VCI2VP交換和VC交換13ATM交換ATM交換P

H

YA

T

MPort3P

H

YA

T

MPort4PortVPIVCI31514339ATM層ATM交換P

H

YA

T

MPort1P

H

YA

T

MPort2PortVPIVCI12372151ATM層P

H

YA

T

MA

A

LP

H

YA

T

MA

A

LVPI=2VCI=37VPI=3VCI=39NNIUNIUNI14ATM連接的建立方式PVC（永久虛通路）：通過網管預先建立，不論是否有業(yè)務通過或終端設備接入，PVC一直保持，直到由網管釋放。類似于電話網中的租用線路。SVC（交換虛通路）：通過信令建立，通信完成后由信令釋放SVC。類似于電話網中的用戶線路。15ATM概述ATM基本概念ATM特點ATM協(xié)議棧ATM業(yè)務及性能ATM網絡接口及信令16信元話音數據視頻ATM的特點面向連接快速分組交換統(tǒng)計復用支持多速率、多業(yè)務支持話音、數據和圖象對實時業(yè)務提供完全的QoS保證17ATM的統(tǒng)計復用18通信契約的簽訂通信契約：流量參數、QoS參數ContractContractATM網絡19流量參數PCR

PeakCellRate峰值信元速率SCRSustainableCellRate可維持信元速率MCRMinimumCellRate最小信元速率MBSMaximumBurstSize最大突發(fā)度20QoS參數最大信元傳遞時延MCTD：信元從一個端點到另一個端點所需要的時間信元抖動容限CDVT：信元間隔的上限

信元丟失率CLR：可以接受的因網絡擁塞而導致信元丟失比例21ATM網絡的擁塞管理連接允許控制（CAC）在呼叫請求建立連接階段確定網絡是否有足夠的資源建立一條連接使用/網絡參數控制（UPC/NPC）通信過程中對入網流量的監(jiān)測與控制選擇信元丟棄與擁塞指示擁塞發(fā)生后有選擇地丟棄掉重要程度相對低的信元以緩解擁塞，同時進行擁塞狀態(tài)信息的前向、反向指示22ATM網絡的擁塞管理QoS的保證機制——CACATM網絡我需要一個VCXMbpsY抖動Z信元丟失網絡的資源是否足夠？保證QoS請求契約23ATM網絡你違反了契約，應該如何處罰你呢？?決定?契約違約應用ATM網絡的擁塞管理QoS的保證機制——UPC2432000010標記UPC丟棄ATM網絡的擁塞管理QoS的保證機制——UPC（1）讓信元通過：信元被UPC認為是守約的。（2）將信元打標簽：僅僅只對CLP=0的信元打標簽，將CLP位改為1，允許其通過。（3）丟棄信元：信元違規(guī)，不能被繼續(xù)向下傳輸。25ATM概述ATM基本概念ATM特點ATM協(xié)議棧ATM業(yè)務及性能ATM網絡接口及信令26ATM協(xié)議棧參考模型三個平面：用戶面、控制面、管理面三個功能層：物理層、ATM層、ATM適配層高層高層ATM層物理層控制面用戶面管理面ATM適配層（AAL）層管理面管理27ATM各層的功能會聚分段與組裝適配層一般流量控制信元頭產生與提取信元VPI/VCI翻譯信元復用和解復用ATM層信元速率去耦、HEC序列的產生/檢驗、信元定界、傳輸幀適配、傳輸幀產生/恢復比特定時、物理媒介語聲信元視頻信元數據信元物理層TCPMSARCS28AAL類型和B-ISDN業(yè)務語聲、視頻電路仿真分組視頻數據應用B-ISDN承載業(yè)務ATM承載業(yè)務類比特速率連接模式源和目的定時關系固定可變面向連接無連接需要不需要AAL類型1類型2類型3或4類型5ATM層物理層ATM網絡29ATM的基本處理過程語音、視頻、數據、圖象AAL＋ATM處理ATM信元傳輸處理ATM信元ATM信元幀和開銷物理介質處理傳輸幀結構至傳輸接口30AALATMPHIPRFC1483AALATMPHEthernetRFC1483ATM網絡中的數據業(yè)務

RFC1483B封裝RFC1483R封裝31ATM概述ATM基本概念ATM特點ATM協(xié)議棧ATM業(yè)務及性能ATM網絡接口及信令32ATM的業(yè)務類型CBR

Constantbitrate固定比特率業(yè)務rt-VBRVariablebitrate-realtime實時可變比特率業(yè)務nrt-VBRVBR-nonrealtime非實時可變比特率業(yè)務UBR Unspecifiedbitrate未指定比特率業(yè)務ABR

Availablebitrate可用比特率業(yè)務33CBR業(yè)務開銷QoS流量參數低高Tolerance1字節(jié)5字節(jié)

頭47字節(jié)

負荷信元抖動信元丟失PCR峰值信元速率實時視頻和音頻34VBR業(yè)務QoS流量參數LOWHIGHTolerance信元時延

(NRT)信元時延(RT)PCRSCR峰值信元速率可維持信元速率MBS最大突發(fā)長度信元丟失分組音頻和視頻35UBR業(yè)務公共廣域網QoS流量參數低高沒有質量保證全憑上帝保佑ToleranceCell丟失Cell抖動36ABR業(yè)務局域網互聯(lián)Overhead.Nocell

overhead.Uses

congestion

feedback

instead5Byte

Header48Byte

PayloadQoS流量參數低高PCRMCR峰值信元速率最小信元速率Tolerance信元丟失信元抖動37ATM概述ATM基本概念ATM特點ATM協(xié)議棧ATM業(yè)務及性能ATM網絡接口及信令38ATM網絡和接口UNI 用戶到網絡接口NNI 網絡到網絡接口BICI 寬帶網間接口公共UNI

B-ICIUNINNINNINNIATM公網ATM專網39ATM網絡的信令ATM信令用于動態(tài)的完成用戶呼叫