《ATM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)》課件

ATM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)ATM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述ATM概述異步傳輸模式（ATM）是一種高速、高效的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，它在網(wǎng)絡(luò)層之上，以固定長(zhǎng)度的單元（稱為“信元”）傳輸數(shù)據(jù)，并使用虛擬連接來建立通信路徑。ATM的起源ATM網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)1高帶寬：ATM支持高帶寬傳輸，可滿足高速數(shù)據(jù)傳輸需求。低延遲：ATM信元固定長(zhǎng)度，簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)傳輸路徑，降低了延遲。3高效率：ATM使用虛擬連接，避免了傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的地址解析和路由查找過程，提高了效率。ATM網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)信元化ATM采用固定長(zhǎng)度的信元傳輸數(shù)據(jù)，確保了傳輸?shù)膶?shí)時(shí)性和可靠性。虛擬連接ATM使用虛擬連接來建立通信路徑，避免了傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)地址解析和路由查找過程。服務(wù)質(zhì)量保證ATM提供不同的服務(wù)質(zhì)量等級(jí)，滿足不同類型業(yè)務(wù)的傳輸需求。層次結(jié)構(gòu)ATM網(wǎng)絡(luò)采用層次結(jié)構(gòu)，便于管理和維護(hù)。ATM協(xié)議族ATM協(xié)議族包括物理層協(xié)議、鏈路層協(xié)議、業(yè)務(wù)層協(xié)議等，它們協(xié)同工作以保證數(shù)據(jù)的有效傳輸。ATM層次結(jié)構(gòu)1物理層負(fù)責(zé)物理介質(zhì)的傳輸，包括信號(hào)編碼、傳輸速率等。2鏈路層負(fù)責(zé)建立和維護(hù)虛擬連接，保證數(shù)據(jù)在鏈路上的可靠傳輸。3業(yè)務(wù)層負(fù)責(zé)提供各種業(yè)務(wù)服務(wù)，如語音、視頻和數(shù)據(jù)傳輸。ATM層概述ATM層簡(jiǎn)介ATM層位于網(wǎng)絡(luò)層和數(shù)據(jù)鏈路層之間，是ATM網(wǎng)絡(luò)的核心層。ATM層的角色ATM層負(fù)責(zé)建立和管理虛擬連接，并控制數(shù)據(jù)在虛擬連接上的傳輸。ATM層的功能虛擬連接管理1信元封裝2信元路由3流量控制4擁塞控制5ATM物理層物理層概述ATM物理層負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的物理傳輸，包括信號(hào)編碼、傳輸速率、物理接口等。物理層標(biāo)準(zhǔn)ATM物理層標(biāo)準(zhǔn)包括SONET/SDH、Ethernet等，它們定義了數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈锢硖匦?。物理層設(shè)備ATM物理層設(shè)備包括光纖收發(fā)器、網(wǎng)卡等，它們負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的物理收發(fā)和傳輸。ATM物理層的功能1信號(hào)編碼將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成適合物理介質(zhì)傳輸?shù)男盘?hào)。2傳輸速率確定數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?，例?55Mbps、622Mbps等。3物理接口定義物理連接的類型，例如RJ-45、光纖接口等。ATM鏈路層1鏈路層概述ATM鏈路層負(fù)責(zé)建立和維護(hù)虛擬連接，保證數(shù)據(jù)在鏈路上的可靠傳輸。2鏈路層功能鏈路層的主要功能包括信元封裝、信元路由、流量控制和擁塞控制。3鏈路層協(xié)議ATM鏈路層協(xié)議包括ATM信元格式、ATM地址格式、ATM流量控制協(xié)議等。ATM鏈路層的功能虛擬連接管理建立、維護(hù)和釋放虛擬連接。信元封裝將數(shù)據(jù)封裝成ATM信元。信元路由根據(jù)虛擬連接信息，將信元路由到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。流量控制控制數(shù)據(jù)傳輸速率，防止網(wǎng)絡(luò)擁塞。擁塞控制在網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，控制信元傳輸速率，防止網(wǎng)絡(luò)崩潰。ATM鏈路層協(xié)議1ATM信元格式定義了ATM信元的結(jié)構(gòu)，包括信元頭和信元有效載荷。2ATM地址格式定義了ATM地址的結(jié)構(gòu)，用于識(shí)別網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)和虛擬連接。3ATM流量控制協(xié)議控制數(shù)據(jù)傳輸速率，防止網(wǎng)絡(luò)擁塞。4ATM擁塞控制協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，控制信元傳輸速率，防止網(wǎng)絡(luò)崩潰。ATM鏈路層協(xié)議的組成ATM信元格式ATM地址格式ATM流量控制協(xié)議ATM擁塞控制協(xié)議ATM業(yè)務(wù)層業(yè)務(wù)層概述ATM業(yè)務(wù)層負(fù)責(zé)提供各種業(yè)務(wù)服務(wù)，如語音、視頻和數(shù)據(jù)傳輸。業(yè)務(wù)層功能業(yè)務(wù)層的主要功能包括業(yè)務(wù)類型識(shí)別、服務(wù)質(zhì)量控制、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理等。ATM業(yè)務(wù)層的功能業(yè)務(wù)類型識(shí)別根據(jù)業(yè)務(wù)類型，選擇不同的服務(wù)質(zhì)量等級(jí)。服務(wù)質(zhì)量控制保證不同類型業(yè)務(wù)的傳輸質(zhì)量，如延遲、抖動(dòng)、誤碼率等。業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)處理對(duì)不同類型業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，例如語音壓縮、視頻編碼等。ATM業(yè)務(wù)層協(xié)議1AAL協(xié)議ATM適配層協(xié)議（AAL）負(fù)責(zé)將不同類型業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)封裝成ATM信元。2業(yè)務(wù)控制協(xié)議用于控制和管理不同類型的業(yè)務(wù)服務(wù)，如語音、視頻和數(shù)據(jù)傳輸。ATM業(yè)務(wù)層協(xié)議的組成1AAL1適用于低速率、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，如語音傳輸。2AAL2適用于中速率、非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，如數(shù)據(jù)傳輸。3AAL3/4適用于高速率、非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，如視頻傳輸。4AAL5適用于各種業(yè)務(wù)，提供通用數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。ATM數(shù)據(jù)同步數(shù)據(jù)同步概述ATM數(shù)據(jù)同步是指保證網(wǎng)絡(luò)中不同節(jié)點(diǎn)之間時(shí)間和數(shù)據(jù)的一致性。同步方法ATM網(wǎng)絡(luò)使用同步技術(shù)來保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃院蛯?shí)時(shí)性。ATM時(shí)間同步時(shí)間同步概述ATM時(shí)間同步是指保證網(wǎng)絡(luò)中不同節(jié)點(diǎn)之間時(shí)間的一致性。同步機(jī)制ATM網(wǎng)絡(luò)使用時(shí)間同步機(jī)制來協(xié)調(diào)不同節(jié)點(diǎn)的時(shí)間。時(shí)間同步協(xié)議ATM網(wǎng)絡(luò)使用時(shí)間同步協(xié)議來保證時(shí)間同步的精度和可靠性。ATM虛擬連接ATM虛擬連接是指在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間建立的邏輯連接，用于傳輸數(shù)據(jù)。PVC和SVCPVC永久虛擬連接（PVC）是預(yù)先配置的虛擬連接，在網(wǎng)絡(luò)初始化時(shí)建立。SVC交換虛擬連接（SVC）是在需要時(shí)動(dòng)態(tài)建立的虛擬連接，可以根據(jù)需要進(jìn)行配置。ATM交換機(jī)交換機(jī)概述ATM交換機(jī)是ATM網(wǎng)絡(luò)中的核心設(shè)備，負(fù)責(zé)連接不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，并根據(jù)虛擬連接信息轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。交換機(jī)功能ATM交換機(jī)的主要功能包括信元路由、流量控制、擁塞控制、虛擬連接管理等。交換機(jī)類型ATM交換機(jī)分為不同的類型，例如幀交換機(jī)、信元交換機(jī)、混合交換機(jī)等，它們具有不同的功能和特性。ATM交換機(jī)的功能1信元路由根據(jù)虛擬連接信息，將信元路由到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。2流量控制控制數(shù)據(jù)傳輸速率，防止網(wǎng)絡(luò)擁塞。3擁塞控制在網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，控制信元傳輸速率，防止網(wǎng)絡(luò)崩潰。4虛擬連接管理建立、維護(hù)和釋放虛擬連接。ATM交換機(jī)的結(jié)構(gòu)1交換矩陣交換矩陣是ATM交換機(jī)的核心部分，負(fù)責(zé)連接不同端口，實(shí)現(xiàn)信元路由。2控制單元控制單元負(fù)責(zé)管理交換機(jī)，包括配置、監(jiān)控、維護(hù)等。3接口單元接口單元負(fù)責(zé)連接外部網(wǎng)絡(luò)，如光纖接口、電纜接口等。ATM交換網(wǎng)絡(luò)ATM交換機(jī)ATM交換網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備，負(fù)責(zé)連接不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。虛擬連接在不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間建立的邏輯連接，用于傳輸數(shù)據(jù)。信元路由根據(jù)虛擬連接信息，將信元路由到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。ATM交換網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成1ATM交換機(jī)ATM交換機(jī)是ATM網(wǎng)絡(luò)的核心設(shè)備，負(fù)責(zé)連接不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。2虛擬連接在不同網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間建立的邏輯連接，用于傳輸數(shù)據(jù)。3信元路由根據(jù)虛擬連接信息，將信元路由到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)。ATM業(yè)務(wù)類型語音業(yè)務(wù)語音業(yè)務(wù)需要實(shí)時(shí)傳輸，對(duì)延遲和抖動(dòng)要求較高。視頻業(yè)務(wù)視頻業(yè)務(wù)需要高速傳輸，對(duì)帶寬要求較高。數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)對(duì)傳輸質(zhì)量要求較低，但對(duì)帶寬和延遲要求較高。ATM業(yè)務(wù)類型介紹CBR恒定比特率業(yè)務(wù)（CBR）是指數(shù)據(jù)傳輸速率恒定，適用于語音和視頻傳輸。VBR可變比特率業(yè)務(wù)（VBR）是指數(shù)據(jù)傳輸速率可變，適用于數(shù)據(jù)傳輸。UBR無比特率業(yè)務(wù)（UBR）是指數(shù)據(jù)傳輸速率不受限制，適用于對(duì)傳輸質(zhì)量要求較低的業(yè)務(wù)。ABR可用比特率業(yè)務(wù)（ABR）是指數(shù)據(jù)傳輸速率根據(jù)網(wǎng)絡(luò)狀況動(dòng)態(tài)調(diào)整，適用于對(duì)傳輸質(zhì)量要求較高的業(yè)務(wù)。ATM服務(wù)質(zhì)量1服務(wù)質(zhì)量概述：ATM網(wǎng)絡(luò)提供不同的服務(wù)質(zhì)量等級(jí)，滿足不同類型業(yè)務(wù)的傳輸需求。2服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)：ATM服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)包括延遲、抖動(dòng)、誤碼率等。3服務(wù)質(zhì)量保證：ATM網(wǎng)絡(luò)使用各種技術(shù)手段來保證不同類型業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。ATM服務(wù)質(zhì)量指標(biāo)1延遲數(shù)據(jù)從源節(jié)點(diǎn)到目標(biāo)節(jié)點(diǎn)的傳輸時(shí)間。2抖動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸速率的波動(dòng)。3誤碼率數(shù)據(jù)傳輸過程中發(fā)生的錯(cuò)誤率。ATM服務(wù)質(zhì)量保證流量控制控制數(shù)據(jù)傳輸速率，防止網(wǎng)絡(luò)擁塞。擁塞控制在網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)，控制信元傳輸速率，防止網(wǎng)絡(luò)崩潰。優(yōu)先級(jí)調(diào)度對(duì)不同類型的業(yè)務(wù)進(jìn)行優(yōu)先級(jí)調(diào)度，保證重要業(yè)務(wù)的傳輸質(zhì)量。ATM網(wǎng)絡(luò)管理管理概述ATM網(wǎng)絡(luò)管理是指對(duì)ATM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行監(jiān)控、配置、維護(hù)等管理活動(dòng)。管理目標(biāo)ATM網(wǎng)絡(luò)管理的目標(biāo)是保證網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定運(yùn)行、提高網(wǎng)絡(luò)效率、降低維護(hù)成本。管理功能ATM網(wǎng)絡(luò)管理功能包括配置管理、性能管理、故障管理、安全管理等。ATM網(wǎng)絡(luò)管理功能配置管理：對(duì)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行配置和參數(shù)設(shè)置。性能管理：監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)，如帶寬利用率、延遲、抖動(dòng)等。故障管理：檢測(cè)和處理網(wǎng)絡(luò)故障。安全管理：保護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全，防止非法訪問和攻擊。ATM網(wǎng)絡(luò)管理體系結(jié)構(gòu)管理信息庫(kù)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和服務(wù)的相關(guān)信息。管理代理負(fù)責(zé)收集和處理管理信息。管理站負(fù)責(zé)管理網(wǎng)絡(luò)，提供管理界面和工具。ATM網(wǎng)絡(luò)性能分析1帶寬利用率網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用程度。2延遲數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t時(shí)間。3抖動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸速率的波動(dòng)。4誤碼率數(shù)據(jù)傳輸過程中發(fā)生的錯(cuò)誤率。ATM網(wǎng)絡(luò)性能指標(biāo)1吞吐量網(wǎng)絡(luò)每秒鐘傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。2延遲數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t時(shí)間。3抖動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸速率的波動(dòng)。4誤碼率數(shù)據(jù)傳輸過程中發(fā)生的錯(cuò)誤率。ATM網(wǎng)絡(luò)可靠性可靠性概述ATM網(wǎng)絡(luò)可靠性是指網(wǎng)絡(luò)能夠持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行的能力。可靠性指標(biāo)ATM網(wǎng)絡(luò)可靠性指標(biāo)包括平均故障間隔時(shí)間（MTBF）、平均修復(fù)時(shí)間（MTTR）等?？煽啃约夹g(shù)ATM網(wǎng)絡(luò)使用各種技術(shù)手段來提高網(wǎng)絡(luò)可靠性，如冗余備份、故障檢測(cè)和恢復(fù)等。ATM網(wǎng)絡(luò)可靠性技術(shù)1冗余備份使用備份設(shè)備來提高網(wǎng)絡(luò)可靠性，例如雙電源、雙交換機(jī)等。2故障檢測(cè)和恢復(fù)及時(shí)檢測(cè)和恢復(fù)網(wǎng)絡(luò)故障，保證網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)行。3網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在故障。ATM網(wǎng)絡(luò)安全安全概述ATM網(wǎng)絡(luò)安全是指保護(hù)ATM網(wǎng)絡(luò)免受非法訪問和攻擊。安全目標(biāo)ATM網(wǎng)絡(luò)安全的目標(biāo)是保證數(shù)據(jù)的機(jī)密性、完整性和可用性。安全技術(shù)ATM網(wǎng)絡(luò)使用各種安全技術(shù)來保護(hù)網(wǎng)絡(luò)安全，如防火墻、入侵檢測(cè)系統(tǒng)、加密技術(shù)等。ATM網(wǎng)絡(luò)安全技術(shù)防火墻防火墻是一種網(wǎng)絡(luò)安全設(shè)備，用于阻止來自外部網(wǎng)絡(luò)的非法訪問。入侵檢測(cè)系統(tǒng)入侵檢測(cè)系統(tǒng)用于檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)攻擊，并發(fā)出警報(bào)。加密技術(shù)加密技術(shù)用于保護(hù)數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?，防止?shù)據(jù)被竊取。ATM網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用1語音傳輸ATM網(wǎng)絡(luò)可以用于語音傳輸，提供高清晰度、低延遲的語音服務(wù)。2視頻傳輸ATM網(wǎng)絡(luò)可以用于視頻傳輸，提供高質(zhì)量的視頻服務(wù)，如視頻會(huì)議、遠(yuǎn)程教育等。3數(shù)據(jù)傳輸ATM網(wǎng)絡(luò)可以用于數(shù)據(jù)傳輸，提供高速、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。ATM網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用案例1金融行業(yè)ATM網(wǎng)絡(luò)廣泛應(yīng)用于金融行業(yè)，用于提供ATM機(jī)、POS機(jī)等金融服務(wù)。2電信行業(yè)ATM網(wǎng)絡(luò)用于電信行業(yè)，提供語音、視頻、數(shù)據(jù)等各種電信服務(wù)。3交通行業(yè)ATM網(wǎng)絡(luò)用于交通行業(yè)，提供交通信息、監(jiān)控等服務(wù)。ATM網(wǎng)絡(luò)發(fā)展趨勢(shì)與IP網(wǎng)絡(luò)融合ATM網(wǎng)絡(luò)與IP網(wǎng)絡(luò)融合，提供更靈活、更強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。服務(wù)質(zhì)量提升ATM網(wǎng)絡(luò)將提供更高質(zhì)量的服務(wù)，滿足日益增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)需求。應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展ATM網(wǎng)絡(luò)將應(yīng)用于更多領(lǐng)域，例如云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等。ATM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展方向技