《ATM傳輸技術(shù)》課件

《ATM傳輸技術(shù)》PPT課件目錄CONTENTSATM技術(shù)概述ATM傳輸系統(tǒng)組成ATM交換技術(shù)ATM流量控制與擁塞控制ATM網(wǎng)絡(luò)管理ATM技術(shù)發(fā)展與未來展望01ATM技術(shù)概述ATM（AsynchronousTransferMode）是一種面向分組的通信技術(shù)，它將信息分割成固定長度的數(shù)據(jù)塊，稱為“信元”，并通過異步方式進行傳輸。ATM信元具有固定長度，通常為53字節(jié)，分為信頭和信息段兩部分。信頭包含路由控制信息和優(yōu)先級控制信息，信息段則用于承載用戶數(shù)據(jù)。ATM定義信元格式ATM定義ATM采用面向分組的通信方式，將信息分割成固定長度的信元進行傳輸。面向分組ATM采用異步方式進行傳輸，不同速率的數(shù)據(jù)流可以在同一網(wǎng)絡(luò)中傳輸，實現(xiàn)動態(tài)帶寬分配。異步方式ATM支持統(tǒng)計復(fù)用，能夠提高網(wǎng)絡(luò)利用率，降低傳輸成本。統(tǒng)計復(fù)用ATM具有可靠傳輸?shù)奶匦裕С諵oS（QualityofService）控制，能夠保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量?？煽總鬏擜TM特點企業(yè)網(wǎng)絡(luò)在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中，ATM技術(shù)可用于構(gòu)建高性能、可靠的企業(yè)專用網(wǎng)絡(luò)，支持企業(yè)數(shù)據(jù)傳輸、視頻會議等應(yīng)用。電信網(wǎng)絡(luò)在電信網(wǎng)絡(luò)中，ATM技術(shù)可用于構(gòu)建寬帶核心網(wǎng)絡(luò)，支持語音、視頻和數(shù)據(jù)等多種業(yè)務(wù)，提高網(wǎng)絡(luò)性能和可靠性。寬帶接入ATM技術(shù)適用于寬帶接入領(lǐng)域，能夠提供高速、可靠的接入服務(wù)，支持多媒體業(yè)務(wù)和流媒體傳輸。ATM應(yīng)用場景02ATM傳輸系統(tǒng)組成信元頭的作用信元頭包含各種控制信息，如VPI（虛通道標(biāo)識符）、VCI（虛通道連接標(biāo)識符）、PTI（優(yōu)先級和丟棄標(biāo)識符）等，用于實現(xiàn)ATM網(wǎng)絡(luò)的路由和交換功能。信元格式定義ATM信元是ATM協(xié)議中數(shù)據(jù)傳輸?shù)幕締挝?，它?3字節(jié)的固定長度組成，其中包括5字節(jié)的信元頭和48字節(jié)的信元體。信元體的作用信元體用于承載用戶數(shù)據(jù)，其長度固定為48字節(jié)，可以靈活地適應(yīng)不同速率和不同類型的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。信元格式

交換設(shè)備交換設(shè)備的種類ATM網(wǎng)絡(luò)中的交換設(shè)備主要包括ATM交換機和ATM路由器。ATM交換機的作用ATM交換機用于實現(xiàn)ATM信元的交換和路由，它可以根據(jù)信元頭中的VPI和VCI信息將信元交換到正確的輸出端口。ATM路由器的功能ATM路由器除了具有交換功能外，還具有路由選擇功能，可以根據(jù)路由協(xié)議選擇最佳路徑將信元轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。通信協(xié)議通信協(xié)議的種類ATM協(xié)議棧包括物理層、ATM層、ATM適配層（AAL）和應(yīng)用層。物理層協(xié)議物理層協(xié)議定義了傳輸介質(zhì)、信號編碼、定時和同步等方面的規(guī)范，以確保數(shù)據(jù)的可靠傳輸。ATM層協(xié)議ATM層協(xié)議定義了信元的封裝、復(fù)用、交換和路由等功能，是ATM協(xié)議的核心部分。AAL協(xié)議AAL協(xié)議分為AAL1、AAL2、AAL3/4和AAL5等類型，每種類型都對應(yīng)不同的應(yīng)用場景和業(yè)務(wù)類型，支持多種類型的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)傳輸。123ATM網(wǎng)絡(luò)中的接口標(biāo)準(zhǔn)主要包括UNI（用戶網(wǎng)絡(luò)接口）和NNI（網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口）。接口標(biāo)準(zhǔn)的種類UNI接口標(biāo)準(zhǔn)定義了用戶設(shè)備和ATM交換機之間的接口規(guī)范，包括物理層、ATM層和AAL層的接口規(guī)范。UNI接口標(biāo)準(zhǔn)NNI接口標(biāo)準(zhǔn)定義了ATM交換機之間的接口規(guī)范，包括物理層、ATM層和AAL層的接口規(guī)范。NNI接口標(biāo)準(zhǔn)接口標(biāo)準(zhǔn)03ATM交換技術(shù)ATM交換機主要由控制單元和交換單元組成?？刂茊卧?fù)責(zé)接收和發(fā)送信元，而交換單元則負(fù)責(zé)在輸入和輸出線卡之間建立連接。硬件結(jié)構(gòu)軟件結(jié)構(gòu)包括操作系統(tǒng)、通信協(xié)議和應(yīng)用程序。操作系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理硬件資源，通信協(xié)議負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳輸，應(yīng)用程序負(fù)責(zé)提供業(yè)務(wù)功能。軟件結(jié)構(gòu)交換結(jié)構(gòu)ATM采用固定長度的信元進行數(shù)據(jù)傳輸，每個信元包含53字節(jié)，其中5字節(jié)為信元頭，48字節(jié)為信元體。通過在信元頭中指定的邏輯地址，交換機能夠?qū)⑿旁獜囊粋€端口交換到另一個端口。信元交換ATM支持不同速率和不同類型的業(yè)務(wù)，通過統(tǒng)計復(fù)用技術(shù)，將不同業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)復(fù)用到同一線路上，提高了帶寬利用率。統(tǒng)計復(fù)用交換原理交換機從輸入線卡接收信元，并將信元存儲在交換緩沖區(qū)中。接收信元交換信元發(fā)送信元根據(jù)信元頭中的邏輯地址，交換機將信元從輸入線卡交換到輸出線卡。輸出線卡將信元發(fā)送到目標(biāo)節(jié)點或下一跳交換機。030201交換過程04ATM流量控制與擁塞控制流量控制是為了避免網(wǎng)絡(luò)擁塞和保證通信質(zhì)量，對數(shù)據(jù)包的發(fā)送速率進行限制的一種機制。流量控制定義ATM流量控制主要通過使用流量控制元（FlowControlElement）來實現(xiàn)，通過在信元中加入特定的流量控制字段來控制發(fā)送速率。ATM流量控制在ATM中，每個連接都有一個與之關(guān)聯(lián)的流量窗口，用于控制發(fā)送速率。窗口的大小可以根據(jù)需要進行調(diào)整。流量窗口流量控制擁塞定義01網(wǎng)絡(luò)擁塞是指網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)包過多，超過了網(wǎng)絡(luò)處理能力，導(dǎo)致數(shù)據(jù)包丟失或延遲的現(xiàn)象。擁塞控制方法02ATM擁塞控制主要通過使用擁塞控制元（CongestionControlElement）來實現(xiàn)，通過在信元中加入特定的擁塞控制字段來感知網(wǎng)絡(luò)擁塞情況并采取相應(yīng)措施。擁塞避免機制03當(dāng)檢測到網(wǎng)絡(luò)擁塞時，ATM會采取一系列措施來避免擁塞，如降低發(fā)送速率、重新分配緩沖區(qū)等。擁塞控制性能優(yōu)化目標(biāo)性能優(yōu)化的目標(biāo)是提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量、降低延遲、減少丟包率等，從而提高網(wǎng)絡(luò)的整體性能。ATM性能優(yōu)化措施ATM性能優(yōu)化可以通過多種措施實現(xiàn)，如優(yōu)化流量控制和擁塞控制算法、采用高速交換器和高速鏈路等。性能評估指標(biāo)評估ATM性能的指標(biāo)包括吞吐量、延遲、丟包率等，這些指標(biāo)可以通過實際測量或仿真實驗獲得。性能優(yōu)化05ATM網(wǎng)絡(luò)管理監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)運行狀態(tài)，定位和排除故障，確保網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定運行。故障管理對網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進行配置和參數(shù)設(shè)置，確保網(wǎng)絡(luò)滿足業(yè)務(wù)需求。配置管理監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)，評估網(wǎng)絡(luò)運行狀況，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)性能。性能管理保障網(wǎng)絡(luò)安全，預(yù)防潛在威脅，降低安全風(fēng)險。安全與風(fēng)險管理網(wǎng)絡(luò)管理功能03ATMForumUNI（ATM論壇用戶網(wǎng)絡(luò)接口）：用于ATM網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議。01SNMP（簡單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議）：用于網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理和監(jiān)控。02CMIP（公共管理信息協(xié)議）：提供更強大的網(wǎng)絡(luò)管理功能，適用于大型網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議123MIB（ManagementInformationBase）：存儲網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理信息，如接口狀態(tài)、路由表等。ATMMIB（ATMManagementInformationBase）：專門用于ATM網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的管理信息庫。QoSMIB（QualityofServiceManagementInformationBase）：用于ATM網(wǎng)絡(luò)的QoS管理信息庫。管理信息庫06ATM技術(shù)發(fā)展與未來展望010204ATM技術(shù)發(fā)展歷程1980年代初：ATM技術(shù)概念提1990年代初：ATM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和商業(yè)化1990年代末：ATM技術(shù)在全球范圍內(nèi)得到廣泛應(yīng)用21世紀(jì)初：ATM技術(shù)逐漸被取代，但仍有一定市場03隨著數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的發(fā)展，ATM技術(shù)需要支持更高的傳輸速率。高速傳輸QoS保證多業(yè)務(wù)支持網(wǎng)絡(luò)安全ATM技術(shù)需要提供更好的服務(wù)質(zhì)量保證，以滿足實時業(yè)務(wù)的需求。ATM技術(shù)需要更好地支持多種業(yè)務(wù)類型，包括數(shù)據(jù)、語音和視頻等。隨著網(wǎng)絡(luò)攻擊的增加，ATM技術(shù)需要加強網(wǎng)絡(luò)安全保護。ATM技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)隨著5G/6G通信技術(shù)的不斷發(fā)展，ATM技術(shù)有望與