廣域網(wǎng)的基本概念

1、Page 12022/3/23Page 22022/3/23本章重點本章重點 廣域網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)的基本概念分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)X.25幀中繼幀中繼FR異步傳輸模式異步傳輸模式ATMxDSLPage 32022/3/23l廣域網(wǎng)并沒有嚴(yán)格的定義。通常是指覆蓋范圍很廣(遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過一個城市的范圍)的長距離網(wǎng)絡(luò)，一般都是由電信公司所擁有。廣域網(wǎng)又稱遠(yuǎn)程網(wǎng)（long haul network）。l網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，傳輸速率一般低于局域網(wǎng)。l廣域網(wǎng)由一些結(jié)點交換機以及連接這些交換機的鏈路組成。通常一個結(jié)點交換機往往與多個結(jié)點交換機相連。在廣域網(wǎng)中的一個重要問題就是分組的轉(zhuǎn)發(fā)機制。l相距較遠(yuǎn)的

2、局域網(wǎng)通過路由器與廣域網(wǎng)相連，組成了一個覆蓋范圍很廣的互聯(lián)網(wǎng)。Page 42022/3/23三類：三類：撥號（電路交換）撥號（電路交換） PSTN、ISDN分組分組(幀幀)交換交換 ATM、X.25、Frame Relay專線（點到點）專線（點到點） DDN、xDSLPage 52022/3/23互聯(lián)實例互聯(lián)實例1：遠(yuǎn)程：遠(yuǎn)程PC接入局域網(wǎng)接入局域網(wǎng)LANPSTNModem撥號訪問服務(wù)器撥號訪問服務(wù)器RASPCPCModemPage 62022/3/23互聯(lián)實例互聯(lián)實例2：利用幀中繼實現(xiàn)局域網(wǎng)遠(yuǎn)程互聯(lián)：利用幀中繼實現(xiàn)局域網(wǎng)遠(yuǎn)程互聯(lián)LAN1路由器路由器LAN2路由器路由器LAN3路由器路由器FR

3、SFRSFRSFRS：幀中繼交換機：幀中繼交換機廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)Page 72022/3/23電路交換電路交換有撥號連接過程有撥號連接過程即可傳輸模擬信息，也可傳輸數(shù)字信息即可傳輸模擬信息，也可傳輸數(shù)字信息用戶環(huán)路為模擬傳輸用戶環(huán)路為模擬傳輸數(shù)據(jù)通信時需要使用數(shù)據(jù)通信時需要使用MODEM收發(fā)雙方傳輸速率必須相同，最高為收發(fā)雙方傳輸速率必須相同，最高為56kbpsPage 82022/3/23PSTN的協(xié)議結(jié)構(gòu)的協(xié)議結(jié)構(gòu) 物理層主要使用物理層主要使用RS-232(DTE和和Modem之間的接口之間的接口)； 鏈據(jù)層為鏈據(jù)層為PPP (或或SLIP，現(xiàn)已很少用，現(xiàn)已很少用)； PPP支持的任何一種高層

4、協(xié)議支持的任何一種高層協(xié)議IP/IPX/PPP/SLIPRS-232網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層Page 92022/3/23PSTN的組成的組成中繼網(wǎng)中繼網(wǎng)電話交換機電話交換機計算機計算機本地環(huán)路本地環(huán)路電話公司的設(shè)備電話公司的設(shè)備用戶的設(shè)備用戶的設(shè)備用戶家庭用戶家庭電信公司電信公司MODEMMODEM數(shù)字線路數(shù)字線路模擬線路模擬線路RS-232Page 102022/3/23工作在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的低工作在網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的低3層層采用分組交換，面向連接采用分組交換，面向連接(虛電路虛電路)，可靠性高，可靠性高多路復(fù)用，一條物理鏈路支持多條虛電路多路復(fù)用，一條物理鏈路支持多條虛電路

5、 點對點傳輸，不支持廣播點對點傳輸，不支持廣播支持多種高層協(xié)議，它們均作為普通數(shù)據(jù)被封支持多種高層協(xié)議，它們均作為普通數(shù)據(jù)被封裝在裝在X.25的分組中在網(wǎng)絡(luò)中傳送的分組中在網(wǎng)絡(luò)中傳送工作速率工作速率64KbpsPage 112022/3/23X.25的體系結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)X.25 “在公用數(shù)據(jù)網(wǎng)上以分組方式工作的數(shù)據(jù)終端設(shè)在公用數(shù)據(jù)網(wǎng)上以分組方式工作的數(shù)據(jù)終端設(shè) 備備DTE和數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備和數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備DCE之間的接口之間的接口”。它對應(yīng)于它對應(yīng)于OSI層次模型的最下三層。層次模型的最下三層。 X.21/RS-232/V.35/X.21/RS-232/V.35/網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈

6、路層物理層物理層LAPBX.25Page 122022/3/23X.25網(wǎng)絡(luò)的組成網(wǎng)絡(luò)的組成PSEPSEPSEPSEPSEDCEDCEX.25X.25PSE：分組交換設(shè)備：分組交換設(shè)備廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)DTEDTEPage 132022/3/23 X.25網(wǎng)絡(luò)由許多稱之為網(wǎng)絡(luò)由許多稱之為分組交換機分組交換機(PSE)的節(jié)點的節(jié)點組成。組成。為了保證通信可靠性，每個為了保證通信可靠性，每個PSE至少與另兩個至少與另兩個PSE相連接，使得一個相連接，使得一個PSE故障時，能通過其他故障時，能通過其他路由繼續(xù)傳輸信息。路由繼續(xù)傳輸信息。PSE之間交換的是分組之間交換的是分組(包包)，所以又稱，所以又稱X.

7、25網(wǎng)為網(wǎng)為分組交換網(wǎng)或包交換網(wǎng)分組交換網(wǎng)或包交換網(wǎng)。PSE采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方法交換分組。法交換分組。 Page 142022/3/23X.25網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備數(shù)據(jù)終端設(shè)備數(shù)據(jù)終端設(shè)備(DTE)：X.25網(wǎng)絡(luò)的末端設(shè)備網(wǎng)絡(luò)的末端設(shè)備(如路由器如路由器、主機、終端、主機、終端、PC機等機等)，一般位于用戶端（故稱為，一般位于用戶端（故稱為用戶設(shè)備）用戶設(shè)備）數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備電路端接設(shè)備 (DCE)：專用的通信設(shè)備，：專用的通信設(shè)備，DTE通通過過DCE接入接入X.25網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)PSE：X.25網(wǎng)絡(luò)分組交換機，用于數(shù)據(jù)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)分組交換機，用于數(shù)據(jù)的存儲轉(zhuǎn)發(fā)PAD設(shè)備設(shè)備：

8、用于將非分組設(shè)備接入：用于將非分組設(shè)備接入X.25網(wǎng)。位于網(wǎng)。位于DTE與與DCE之間，實現(xiàn)三個功能：緩沖、打包、拆包。之間，實現(xiàn)三個功能：緩沖、打包、拆包。（見下頁圖）見下頁圖） Page 152022/3/23緩沖區(qū)緩沖區(qū)打包拆包打包拆包PAD非分組終端非分組終端DCEPAD的工作原理的工作原理X.25網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)Page 162022/3/23 X.25網(wǎng)絡(luò)為用戶提供的是虛電路服務(wù)。多個虛電網(wǎng)絡(luò)為用戶提供的是虛電路服務(wù)。多個虛電路可復(fù)用到單條物理電路上。路可復(fù)用到單條物理電路上。一條物理電路可支持一條物理電路可支持4096個虛電路。個虛電路。 DTE之間端到端的通信是通過雙向虛電路來完成之間

9、端到端的通信是通過雙向虛電路來完成的（一般申請的（一般申請16個雙向虛電路）。個雙向虛電路）。 X.25即支持永久虛電路即支持永久虛電路PVC，也支持交換虛電路，也支持交換虛電路SVC。 X.25提供的服務(wù)提供的服務(wù)Page 172022/3/23X.25網(wǎng)絡(luò)的接入網(wǎng)絡(luò)的接入分組終端：直接接入分組終端：直接接入非分組終端：通過非分組終端：通過PAD接入接入利用利用X.25組網(wǎng)：組網(wǎng)： 1.通過通過X.25將將PC接入局域網(wǎng)接入局域網(wǎng) PC端端X.25網(wǎng)卡，同步網(wǎng)卡，同步MODEM LAN端端路由器，同步路由器，同步MODEM 2.通過通過X.25實現(xiàn)實現(xiàn)LAN的遠(yuǎn)程互連的遠(yuǎn)程互連 雙方均需路由

10、器，同步雙方均需路由器，同步MODEMPage 182022/3/2364kX.2564kLAN1路由器路由器LAN2路由器路由器同步同步MODEM同步同步MODEMPage 192022/3/23 在數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)分組交換在數(shù)據(jù)鏈路層實現(xiàn)分組交換 幀中繼使用幀中繼使用永久虛電路（永久虛電路（PVC）來建立通信連來建立通信連接，并通過虛電路實現(xiàn)多路復(fù)用接，并通過虛電路實現(xiàn)多路復(fù)用 用鏈路層的幀來封裝各種不同的高層協(xié)議，如用鏈路層的幀來封裝各種不同的高層協(xié)議，如IP、IPX、AppleTalk等等 適用于在適用于在WAN上實現(xiàn)上實現(xiàn)LAN的互聯(lián)的互聯(lián) 傳輸速率一般為傳輸速率一般為64kbit/s

11、45Mbit/sPage 202022/3/23F.R網(wǎng)絡(luò)的組成網(wǎng)絡(luò)的組成FRSFRSFRSFRS網(wǎng)橋網(wǎng)橋CSU/DSURouterRouter廣域網(wǎng)廣域網(wǎng)PSTN, X.25, DDNRouter幀中繼在幀中繼在這里工作這里工作HostBridgeLANLANLANPage 212022/3/23幀中繼網(wǎng)中的設(shè)備分兩類：幀中繼網(wǎng)中的設(shè)備分兩類：幀中繼網(wǎng)接入設(shè)備幀中繼網(wǎng)接入設(shè)備FRAD： 屬于用戶設(shè)備。屬于用戶設(shè)備。 如支持幀中繼的主機、橋接器、路由器等。如支持幀中繼的主機、橋接器、路由器等。幀中繼網(wǎng)交換設(shè)備幀中繼網(wǎng)交換設(shè)備FRS： 屬于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者設(shè)備。屬于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者設(shè)備。 如如T1/

12、E1一次群復(fù)用設(shè)備和幀交換結(jié)點機。一次群復(fù)用設(shè)備和幀交換結(jié)點機。Page 222022/3/23FR的工作原理的工作原理 本質(zhì)上仍是分組交換技術(shù)，但舍去了本質(zhì)上仍是分組交換技術(shù)，但舍去了X.25的分組層，僅的分組層，僅保留物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，以幀為單位在鏈路層上進(jìn)行保留物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，以幀為單位在鏈路層上進(jìn)行發(fā)送、接收、處理。發(fā)送、接收、處理。 在鏈路層上完成統(tǒng)計復(fù)用，實現(xiàn)幀定界、尋址、差錯在鏈路層上完成統(tǒng)計復(fù)用，實現(xiàn)幀定界、尋址、差錯檢測；但省略了幀編號、重傳、流控、窗口、應(yīng)答、監(jiān)檢測；但省略了幀編號、重傳、流控、窗口、應(yīng)答、監(jiān)視等功能。視等功能。 幀出錯或發(fā)生阻塞時，僅僅簡單地丟棄；重

13、傳、糾錯幀出錯或發(fā)生阻塞時，僅僅簡單地丟棄；重傳、糾錯和流控和流控在端設(shè)備中由上層協(xié)議在端設(shè)備中由上層協(xié)議( (如如TCP) )完成完成。（這是因為這是因為F.R是基于光纖線路的，而是基于光纖線路的，而光纖線路誤碼率很低，無需點光纖線路誤碼率很低，無需點到點糾錯）到點糾錯） FR用數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識符用數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識符DLCI（Data Link Connection Identifier)來標(biāo)識虛電路來標(biāo)識虛電路(最多最多1024個個)，不同的，不同的DLCI在鏈路在鏈路層上實現(xiàn)了復(fù)用。層上實現(xiàn)了復(fù)用。Page 232022/3/23192.168.0.110.0.0.1LAN 10.0.0

14、.0LAN 192.168.0.0R1R2ABCDLCI=222DLCI=333幀中繼交換機幀中繼交換機DA=10.0.0.1DLCI=111R1把把10.0.0.1映射為映射為DLCI=111A把把DLCI=111 映射為映射為DLCI=222B把把DLCI=222 映射為映射為DLCI=333Page 242022/3/23R1R2ABC102101100103105104106107IN DLCIOUTDLCI1110012103111011310411102141051112131422313221IN DLCIOUTDLCI3110432107交換機交換機A的路由表的路由表交換機交換

15、機C的路由表的路由表IN DLCIOUTDLCI2110322106交換機交換機B的路由表的路由表R3R4Page 252022/3/23l在ITU-T建議Q.922中，規(guī)定的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議和規(guī)程是LAPF(Link Access Procedures to Frame Mode Bearer Services)， LAPF的一個子集，用來支持幀中繼。這個子集稱為數(shù)據(jù)鏈路核心協(xié)議(DL-CORE)。LAPF的其余部分稱為數(shù)據(jù)鏈路控制協(xié)議(DL-CONTROL)。這是因為， 幀中繼無需LAPF提供的包括差錯控制和尋址等全部數(shù)據(jù)鏈路服務(wù)。只需它的核心部分協(xié)議作為數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，如圖5-5。例如，幀

16、中繼不需要在每段鏈路進(jìn)行差錯控制而僅需端到端的差錯控制。 Page 262022/3/23LAPF(核心核心)FR的協(xié)議層次與的協(xié)議層次與OSI/RM的對應(yīng)關(guān)系的對應(yīng)關(guān)系FR是是CCITT和和ANSI標(biāo)準(zhǔn)，定義了在公共數(shù)據(jù)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，定義了在公共數(shù)據(jù)網(wǎng)(PDN)上發(fā)上發(fā)送數(shù)據(jù)的流程，屬于鏈路層協(xié)議送數(shù)據(jù)的流程，屬于鏈路層協(xié)議。它對應(yīng)于。它對應(yīng)于OSI層次模型的層次模型的最下二層。最下二層。 網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層高層高層網(wǎng)絡(luò)層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層物理層物理層X.25OSIFRLAPF(Q.922)V.35/I.430/I.431Q.931Q.933控制控制用戶用戶Pag

17、e 272022/3/23標(biāo)志標(biāo)志DLCI、FECN、BECN、DE等等數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)FCS標(biāo)志標(biāo)志122 1可變可變標(biāo)志：幀的開始和結(jié)束標(biāo)志：幀的開始和結(jié)束DLCI數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識符數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識符:標(biāo)識一個虛電路標(biāo)識一個虛電路FECN正向擁塞通知正向擁塞通知 (Front Explicit Congestion Notification):由網(wǎng)絡(luò)中的交換設(shè)備置位，由網(wǎng)絡(luò)中的交換設(shè)備置位，通知接收方與本幀同方向傳輸時曾經(jīng)出現(xiàn)擁塞現(xiàn)象，并可能繼續(xù)擁塞；通知接收方與本幀同方向傳輸時曾經(jīng)出現(xiàn)擁塞現(xiàn)象，并可能繼續(xù)擁塞； BECN反向擁塞通知反向擁塞通知 :由網(wǎng)絡(luò)中的交換設(shè)備置位，通知接收方與本幀反方向由

18、網(wǎng)絡(luò)中的交換設(shè)備置位，通知接收方與本幀反方向傳輸時曾經(jīng)發(fā)生擁塞，并可能繼續(xù)擁塞；傳輸時曾經(jīng)發(fā)生擁塞，并可能繼續(xù)擁塞； DE丟棄指示丟棄指示:用戶置位時，表明本幀在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞時可以優(yōu)先丟棄；用戶置位時，表明本幀在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞時可以優(yōu)先丟棄； FR的幀結(jié)構(gòu)的幀結(jié)構(gòu)(LAPF核心功能核心功能)FR用于承載用戶數(shù)據(jù)的協(xié)議是用于承載用戶數(shù)據(jù)的協(xié)議是LAPF(Link Access Procedure for Frame-mode Bearer Services)的核心功能。的核心功能。Page 282022/3/23主要介紹以下內(nèi)容： ATM技術(shù)的產(chǎn)生背景 ATM的基本概念 ATM協(xié)議的參考模型及各層

19、次功能 了解ATM與IP的結(jié)合 Page 292022/3/235. 4 .1 ATM技術(shù)概述技術(shù)概述ATM的由來的由來20世紀(jì)70年代出現(xiàn)的ISDN（Integrated Services Digital Network）是綜合服務(wù)數(shù)字網(wǎng) 20世紀(jì)80年代以來，跨越廣域網(wǎng)實現(xiàn)LAN的互聯(lián)越來越多。同時隨著多媒體技術(shù)的出現(xiàn)，人們對可視圖文、視頻電話、視頻會議、圖像傳輸?shù)韧ㄐ艠I(yè)務(wù)需求迅速增加，對帶寬的需求也越來越高。結(jié)果是B-ISDN (Broadband-ISDN, 寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)) 標(biāo)準(zhǔn)的問世。 ATM是支持B-ISDN服務(wù)的一種交換技術(shù)。Page 302022/3/235. 4 . 1

20、 ATM技術(shù)概述技術(shù)概述ATM的由來的由來異步傳輸模式ATM (Asynchronous Transfer Mode) 是建立在電路交換和分組交換基礎(chǔ)上的一種新的交換技術(shù)。ATM是面向連接的，它通過建立虛電路來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。ATM采用固定長度的數(shù)據(jù)包，稱作信元。ATM采用統(tǒng)計時分復(fù)用的方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。統(tǒng)計復(fù)用就是根據(jù)各種業(yè)務(wù)的統(tǒng)計特性，在保證業(yè)務(wù)質(zhì)量要求的情況下，在各個業(yè)務(wù)之間動態(tài)地分配網(wǎng)絡(luò)帶寬，以達(dá)到最佳的資源利用率。Page 312022/3/235. 4 . 1 ATM技術(shù)概述技術(shù)概述同步光纖網(wǎng)絡(luò)同步光纖網(wǎng)絡(luò)SONET和同步數(shù)字系列和同步數(shù)字系列SDHATM的物理基礎(chǔ)目前主要是采用標(biāo)

21、淮的光纖傳輸網(wǎng)絡(luò)。SONET和SDH是以光纜作為傳輸媒體的數(shù)字傳輸速率標(biāo)準(zhǔn)。美 國 首 先 在 1 9 8 8 年 推 出 了 標(biāo) 準(zhǔn) 同 步 光 纖 網(wǎng) S O N E T (Synchronous Optical Network)，為光纖傳輸系統(tǒng)定義了線路速率的等級結(jié)構(gòu)，其傳輸速率以51.84Mb/s為基礎(chǔ)，大約對應(yīng)于T3E3的傳輸速率。ITU-T以美國標(biāo)準(zhǔn)SONET為基礎(chǔ)，制訂出國際標(biāo)準(zhǔn)同步數(shù)字系列SDH (Synchronous Digital Hierarchy)，即1988年通過的G.707709等三個建議書。SDH/SONET定義了標(biāo)準(zhǔn)光信號，規(guī)定了波長為1310nm和1550n

22、m的激光源。在物理層為寬帶接口并使用了幀技術(shù)以傳遞信息，為數(shù)字信號的復(fù)用和操作過程定義了幀結(jié)構(gòu)。Page 322022/3/235. 4 .1 ATM技術(shù)概述技術(shù)概述ATM網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成ATM網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括兩種網(wǎng)絡(luò)元素，即ATM端點和ATM交換機。ATM端點就是在網(wǎng)絡(luò)中能夠產(chǎn)生或接收信元的源站或目的站。ATM端點與ATM交換機相連。ATM交換機與ATM交換機相連，構(gòu)成ATM網(wǎng)絡(luò)。Page 332022/3/23ATM網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成Page 342022/3/235. 4 .1 ATM技術(shù)概述技術(shù)概述ATM網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)成用戶網(wǎng)絡(luò)接口UNI(User-Network I

23、nterface) 這是ATM端點與它們所連接的ATM交換機之間的接口。網(wǎng)絡(luò)結(jié)點接口NNI(Network-Node Interface) 這是在ATM網(wǎng)絡(luò)中兩個ATM交換機之間或兩個ATM網(wǎng)絡(luò)之間的接口。Page 352022/3/235. 4 . 2 ATM的體系結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu) ITU-T制定的ATM參考模型借鑒了ISO的OSI參考模型，但同時引入了“平面”的概念。為了便于理解，我們暫時略去“平面”的問題，先給出ATM的分層結(jié)構(gòu)，如圖。 Page 362022/3/235. 4 . 2 ATM的體系結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)1. ATM物理層物理層ATM物理層分物理層分:媒體有關(guān)的物理媒體子層 PMD

24、 (Physical Medium Dependent) 和傳輸匯聚子層TC (Transmission Convergence)。PMD子層的作用子層的作用是在適當(dāng)?shù)奈锢砻襟w上正確地發(fā)送和接收比特以及負(fù)責(zé)比特在物理媒體上的正確傳輸。TC子層的作用子層的作用是為其上的ATM層提供一個統(tǒng)一的接口。在發(fā)送方，它從ATM層接收信元，組裝成特定的形式 (如信元、SONET數(shù)據(jù)幀、FDDI數(shù)據(jù)幀等) 以使其在物理媒體子層上傳輸。在接收方，TC從來自PMD子層的比特或字節(jié)流中提取信元，驗證信元頭，并將有效信元傳遞給ATM層 .Page 372022/3/235. 4 . 2 ATM的體系結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)2.

25、 ATM層層 ATM層主要完成交換和復(fù)用功能。在ATM層構(gòu)成53字節(jié)的信元并實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)傳輸。 ATM層提供的基本服務(wù)是完成ATM網(wǎng)上用戶用戶和設(shè)備之間的信息傳輸和設(shè)備之間的信息傳輸。其功能主要有：其功能主要有：信元頭生成和去除、一般流量控制、連接的分配和取消、信元復(fù)用和交換、網(wǎng)絡(luò)阻塞控制、匯集信元到物理接口以及從物理接口分檢信元等。Page 382022/3/235. 4 . 2 ATM的體系結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)2. ATM層層-ATM信元頭的格式信元頭的格式Page 392022/3/235. 4 . 2 ATM的體系結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)ATM信元頭各字段的含義和作用：信元頭各字段的含義和作用：GFC（G

26、eneric Flow Control）/一般流量控制字段一般流量控制字段 ：為了公平而有效地處理各個終端的發(fā)送請求，實現(xiàn)流為了公平而有效地處理各個終端的發(fā)送請求，實現(xiàn)流量控制。量控制。 PT(Payload Type Indicator)/凈荷類型指示字段：用來凈荷類型指示字段：用來標(biāo)識信息字段中的內(nèi)容是用戶信息還是控制信息。標(biāo)識信息字段中的內(nèi)容是用戶信息還是控制信息。 CLP(Cell Loss Priority)/信元丟失優(yōu)先級指示字段：當(dāng)信元丟失優(yōu)先級指示字段：當(dāng)網(wǎng)絡(luò)擁塞時用信元丟失優(yōu)先指示字段來指示應(yīng)優(yōu)先拋網(wǎng)絡(luò)擁塞時用信元丟失優(yōu)先指示字段來指示應(yīng)優(yōu)先拋棄的信元。棄的信元。 HEC(H

27、eader Error Control)/信頭差錯控制字段：用于信頭差錯控制字段：用于信頭的差錯控制和信元定界。信頭的差錯控制和信元定界。 Page 402022/3/23l連接標(biāo)識VPI和VCI定義了信元所屬的虛通道VP（Virtual Path）和虛通路VC（Virtual Channel）；在UNI和NNI中VPI/VCI字段的長度分別是24比特和28比特。l虛通道虛通道VPIVPI和虛通路和虛通路VCIVCI l在ATM系統(tǒng)中采用光纖作為傳輸介質(zhì)。它具有特別寬的頻帶； 為了能充分利用光纖的帶寬，在 ATM中規(guī)定，可將一條物理信道劃分成數(shù)百條、乃至上千條虛通道 VP（Virtual Pa

28、th），每條虛通道有一個標(biāo)識符 VPI。 一條虛通道又可分為成千上萬條虛通路 VC（VirtualChannel），每條虛通路也有一個標(biāo)識符 VCI。通常信息的傳輸都是在一條虛通道中的某條虛通路上進(jìn)行的。圖5-10表示了VP和VC的關(guān)系。Page 412022/3/23Page 422022/3/235. 4 . 2 ATM的體系結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)一條一條VC可由傳輸線路的端口號、可由傳輸線路的端口號、VPI值和值和VCI值的組合唯一確定。值的組合唯一確定。和分組交換類似，同一呼叫的上、下行方向采和分組交換類似，同一呼叫的上、下行方向采用相同的用相同的 VPIVCI值。值。用戶按呼叫來選取用戶按呼

29、叫來選取 UNI的的 VPIVCI進(jìn)行通信。進(jìn)行通信。VCI字段有字段有 16比特，故對每個比特，故對每個VP定義了定義了21665536條虛通路。條虛通路。UNI和和NNI中的中的VP字段分別含有字段分別含有8比特和比特和12比特，可分別標(biāo)識比特，可分別標(biāo)識256條和條和4096條條VP。在多媒體工作站上可以按話音、動圖像等不同的在多媒體工作站上可以按話音、動圖像等不同的媒體利用不同的媒體利用不同的VC，也可按不同的信息處理進(jìn)程，也可按不同的信息處理進(jìn)程分配分配VC。 Page 432022/3/235. 4 . 2 ATM的體系結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)3. ATM適配層適配層AAL AAL (ATM

30、 Adaptation Layer)，其作用是增強ATM層所提供的服務(wù)功能，并向上面高層提供各種不同的服務(wù)。AAL的主要功能是： 將用戶的應(yīng)用數(shù)據(jù)單元ADU劃分為信元或?qū)⑿旁匮b成為應(yīng)用數(shù)據(jù)單元ADU； 對比特差錯進(jìn)行監(jiān)控和處理； 處理丟失和錯誤交付的信元； 流量控制和定時控制。Page 442022/3/235. 4 . 2 ATM的體系結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)3 ATM適配層適配層AAL為實現(xiàn)上的方便，AAL層又劃分為兩個子層，即CS子層和SAR子層。匯聚子層匯聚子層CS (Convergence Sublayer) 使ATM系統(tǒng)可以對不同的應(yīng)用(如文件傳送、點播視像等)提供不同的服務(wù)。每一個AAL

31、用戶通過服務(wù)訪問點SAP (即應(yīng)用程序的地址)接入到AAL層。在CS子層形成的協(xié)議數(shù)據(jù)單元叫做CS-PDU。拆裝子層拆裝子層SAR (Segmentation And Reassembly) 在發(fā)送時，將CS子層傳下來的協(xié)議數(shù)據(jù)單元CS-PDU劃分成為長度為48字節(jié)的單元，交給ATM層作為信元的凈負(fù)荷。在接收時，SAR子層進(jìn)行相反的操作，將ATM層交上來的48字節(jié)長的凈負(fù)荷裝配成CS-PDU。這樣，SAR子層就使得ATM層與上面的應(yīng)用無關(guān)。Page 452022/3/235. 4 . 2 ATM的體系結(jié)構(gòu)的體系結(jié)構(gòu)AAL子層協(xié)議數(shù)據(jù)單元 Page 462022/3/23ATMATM參考模型參考

32、模型 ITU-T制定的ATM參考模型不但具有層次結(jié)構(gòu)，還具有平面的概念，是一個立體的體系結(jié)構(gòu)。 用戶平面用戶平面 用來傳送用戶數(shù)據(jù)、流量控制、差錯控制和其他用戶功能信息； 控制平面控制平面 處理為建立和釋放連接所需的信令； 管理平面管理平面 提供層管理和平面管理兩種不同的功能 ； 高 層 高 層管理平面ATM適配層（AAL）CSSAR ATM 層物理層TCPMD控制平面 用戶平面 層管理平面管理Page 472022/3/235.4.35.4.3 ATMATM的交換與工作原理的交換與工作原理 ATM的交換原理的交換原理（1 1）虛通道交換）虛通道交換 ：信元在通過信元在通過ATMATM時只是改

33、變時只是改變VPIVPI而不改變而不改變VCIVCI。下圖顯示出虛通道交換的過程。下圖顯示出虛通道交換的過程。 （2）虛通路交換 ：對于虛通路交換，信元在通過ATM時，不僅要改變VC1，而且還要改變VP1。 Page 482022/3/235.4.35.4.3 ATMATM的交換與工作原理的交換與工作原理Page 492022/3/23lATM技術(shù)是支持多媒體通信的核心技術(shù)，它是為實現(xiàn)的B-ISDN而開發(fā)的，但也適用于局域網(wǎng)（LAN），即ATM-LAN。l至今為止，局域網(wǎng)的通信協(xié)議和公用網(wǎng)的通信協(xié)議彼此獨立的發(fā)展，需要通過復(fù)雜的協(xié)議轉(zhuǎn)換才能實現(xiàn)局域網(wǎng)與公用網(wǎng)的互通。l由于ATM協(xié)議的通用性，利

34、用它很容易實現(xiàn)B-ISDN與ATM-LAN的無縫連接（seamless connection）。lATM技術(shù)的具體應(yīng)用有：局域網(wǎng)仿真（LANE）、IP over ATM和多協(xié)議加載到 ATM（MPOA）。Page 502022/3/23l局域網(wǎng)仿真利用 ATM技術(shù)在鏈路層仿真局域網(wǎng)。lIP over ATM是在網(wǎng)絡(luò)層組網(wǎng)。lMPOA則為不同子網(wǎng)的仿真LAN客戶提供地址解析功能，實現(xiàn)了跨越多個IP子網(wǎng)的高速數(shù)據(jù)通信。 Page 512022/3/23局域網(wǎng)仿真局域網(wǎng)仿真LANE LAN LAN仿真（仿真（LAN EmulationLAN Emulation）方式又稱）方式又稱 MAC MAC o

35、ver ATMover ATM方式，它在數(shù)據(jù)鏈路層上對以太網(wǎng)等傳統(tǒng)局方式，它在數(shù)據(jù)鏈路層上對以太網(wǎng)等傳統(tǒng)局域網(wǎng)進(jìn)行仿真。換句話說，域網(wǎng)進(jìn)行仿真。換句話說，LANLAN仿真在網(wǎng)橋級上實現(xiàn)仿真在網(wǎng)橋級上實現(xiàn)ATMATMLANLAN與傳統(tǒng)與傳統(tǒng)LANLAN的互連，使連在的互連，使連在ATM交換機下的交換機下的傳統(tǒng)網(wǎng)的計算機察覺不到自己是否以傳統(tǒng)網(wǎng)的計算機察覺不到自己是否以ATM方式入網(wǎng)，方式入網(wǎng)，仍可原封不動地利用已有的應(yīng)用程序。由于利用了仍可原封不動地利用已有的應(yīng)用程序。由于利用了LAN仿真功能，從而可實現(xiàn)仿真功能，從而可實現(xiàn)ATMLAN上的直連計上的直連計算機與傳統(tǒng)算機與傳統(tǒng)LAN上的計算機間的

36、無縫橋接。上的計算機間的無縫橋接。 如圖如圖5-125-12所示，所示，ATMATM仿真局域網(wǎng)由原局域網(wǎng)、仿真局域網(wǎng)由原局域網(wǎng)、ATMATM交換網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)仿真客戶交換網(wǎng)絡(luò)、局域網(wǎng)仿真客戶LECLEC（LAN Emulation LAN Emulation ClientClient）軟件、局域網(wǎng)仿真服務(wù)器）軟件、局域網(wǎng)仿真服務(wù)器LESLES（LAN LAN Emulation ServerEmulation Server）軟件等部分組成。）軟件等部分組成。 Page 522022/3/23Page 532022/3/23lIP over ATM是在網(wǎng)絡(luò)層上仿真?zhèn)鹘y(tǒng)的局域網(wǎng)。l以太網(wǎng)的二個計算機

37、發(fā)送接收IP分組的情況:（1）假定發(fā)送方已知對方計算機的IP地址，利用ARP功能獲取其下層的物理地址（MAC地址）。（2）為此發(fā)送廣播分組（ARP Request）。（3）以太網(wǎng)采用非連接方式，也就是說，發(fā)送IP分組時不建立連接，在幀頭內(nèi)置入對方MAC地址后立即發(fā)送出去。lATM-LAN如何傳送IP分組的情況:(1）ATM中的物理地址不是MAC地址，而是ATM地址。因此需要具備從目的計算機的IP地址獲取 ATM地址的功能。我們將這種功能稱作 ATM ARP（ATM地址轉(zhuǎn)換協(xié)議）。 Page 542022/3/23lATM-LAN如何傳送IP分組的情況:（2 2）在以太網(wǎng)中利用廣播分組實現(xiàn)）在以

38、太網(wǎng)中利用廣播分組實現(xiàn)ARPARP（地址轉(zhuǎn)換）功能，而在（地址轉(zhuǎn)換）功能，而在ATM-LANATM-LAN中因不能進(jìn)行廣播。因此在中因不能進(jìn)行廣播。因此在 IP over ATMIP over ATM方式中配置了方式中配置了 ARPARP服務(wù)器。各個服務(wù)器。各個ATMATM計算機為了獲取目的計算機的計算機為了獲取目的計算機的 ATMATM地址，需地址，需向向 ATM ARPATM ARP服務(wù)器進(jìn)行查詢。服務(wù)器進(jìn)行查詢。（3 3）在以太網(wǎng)中一旦獲得目的計算機的）在以太網(wǎng)中一旦獲得目的計算機的MACMAC地址，即可將以太幀發(fā)地址，即可將以太幀發(fā)送出去。由于送出去。由于ATM-LANATM-LAN采

39、用面向連接通信方式，在發(fā)送數(shù)據(jù)之前采用面向連接通信方式，在發(fā)送數(shù)據(jù)之前必須建立必須建立ATMATM連接。換句話說，在連接。換句話說，在ATM-LANATM-LAN上進(jìn)上進(jìn)行行TCPTCPIPIP通信需通信需經(jīng)過利用經(jīng)過利用ATM ARPATM ARP服務(wù)器獲取對方服務(wù)器獲取對方ATMATM地址，利用地址，利用ATMATM地址與目的地址與目的計算機建立計算機建立ATMATM連接，在此連接上傳送連接，在此連接上傳送IPIP分組。分組。圖5-13表示了IP Over ATM 方式下的ATM網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)。 Page 552022/3/23Page 562022/3/23lATM技術(shù)可以應(yīng)用于專用網(wǎng)、交換

40、網(wǎng)和接入網(wǎng)這三個領(lǐng)域之中。目前，它應(yīng)用于局域網(wǎng)（LAN）和城域網(wǎng)（MAN）等專用網(wǎng)中.lATMATM技術(shù)雖然有許多長處，技術(shù)雖然有許多長處，ITUITUT T也曾斷言，基于也曾斷言，基于ATMATM的寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（的寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（B-ISDNB-ISDN）是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然）是網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢。但是目前趨勢。但是目前InternetInternet的互連通路仍主要采用電信的互連通路仍主要采用電信網(wǎng)的傳統(tǒng)線路，因特網(wǎng)以其網(wǎng)的傳統(tǒng)線路，因特網(wǎng)以其TCP/IPTCP/IP協(xié)議的開放性將各協(xié)議的開放性將各種不同的網(wǎng)絡(luò)（電話網(wǎng)及種不同的網(wǎng)絡(luò)（電話網(wǎng)及ISDNISDN、ATMATM網(wǎng)及幀中繼網(wǎng)

41、、移網(wǎng)及幀中繼網(wǎng)、移動通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)乃至電力網(wǎng)）融動通信網(wǎng)、衛(wèi)星通信網(wǎng)、有線電視網(wǎng)乃至電力網(wǎng)）融合為一個全球邏輯大網(wǎng)合為一個全球邏輯大網(wǎng)信息網(wǎng)絡(luò)。信息網(wǎng)絡(luò)。ATMATM未能實現(xiàn)其未能實現(xiàn)其預(yù)定目標(biāo)，僅分別扮演了因特網(wǎng)部分的接入網(wǎng)和傳輸預(yù)定目標(biāo)，僅分別扮演了因特網(wǎng)部分的接入網(wǎng)和傳輸網(wǎng)的輔助角色。網(wǎng)的輔助角色。lB-ISDNB-ISDN提供的業(yè)務(wù)因價格高昂很難推廣，提供的業(yè)務(wù)因價格高昂很難推廣，B-ISDNB-ISDN計算計算機至今未曾露面。相反，接入因特網(wǎng)的高性能低價位機至今未曾露面。相反，接入因特網(wǎng)的高性能低價位的個人計算機搶先實現(xiàn)了綜合業(yè)務(wù)。的個人計算機搶先實現(xiàn)了綜合業(yè)務(wù)。

42、Page 572022/3/23 為滿足為滿足VOD、多媒體等需要高帶寬的應(yīng)用而開發(fā)。、多媒體等需要高帶寬的應(yīng)用而開發(fā)。 在普通在普通電話線路上實現(xiàn)了高速傳輸電話線路上實現(xiàn)了高速傳輸(1.552Mbit/s)。 主要用于廣域網(wǎng)的用戶接入。主要用于廣域網(wǎng)的用戶接入。 包括以下幾種技術(shù)：包括以下幾種技術(shù)：ADSL 非對稱數(shù)字用戶線非對稱數(shù)字用戶線RADSL 速率自適應(yīng)數(shù)字用戶線速率自適應(yīng)數(shù)字用戶線HDSL 高速數(shù)字用戶線高速數(shù)字用戶線VDSL 甚高速數(shù)字用戶線甚高速數(shù)字用戶線SDSL 單線數(shù)字用戶線單線數(shù)字用戶線 屬于點對點專線，協(xié)議層次與屬于點對點專線，協(xié)議層次與DDN基本相同?；鞠嗤?。 我國

43、使用最廣泛的是我國使用最廣泛的是ADSL。Page 582022/3/23技術(shù)技術(shù)速度速度距離距離應(yīng)用應(yīng)用ADSL/RADSL1.5-8Mbit/s下行16-640kbit/s上行3.5-5.5km因特網(wǎng)訪問、VOD、遠(yuǎn)程訪問HDSL1.544Mbit/s(T1)2.048Mbit/s(E1)4.5km中繼線、幀中繼接入SDSL1.544Mbit/s(T1)2.048Mbit/s(E1)3km中繼線、LAN互連VDSL15-52Mbit/s下行1.5-2.3Mbit/s上行0.3-1.2km高清晰度電視、多媒體網(wǎng)絡(luò)訪問 幾種用戶數(shù)字線的比較幾種用戶數(shù)字線的比較Page 592022/3/23 上行速率與下行速率不相同上行速率與下行速率不相同“非對稱非對稱” 上行上行16 64kbit/s 下行下行1.5 8Mbit/s 與因特網(wǎng)訪問特點相適應(yīng)與因特網(wǎng)訪問特點相適應(yīng)(要求的下傳速率高要求的下傳速率高)。 僅使用一對雙絞線，可直接利用用戶原有的電話線。僅使用一對雙絞線，可直接利用用戶原有的電話線。 語音和數(shù)據(jù)同時傳輸，互不干擾；語音和數(shù)據(jù)同時傳輸，互不干擾； 上網(wǎng)時不用撥號，永遠(yuǎn)在線（打電話仍需撥號）。上網(wǎng)時不用撥號，永遠(yuǎn)在線（打電話仍需撥號）。Page 602022/3/23l銅質(zhì)雙絞線在4km的距離內(nèi)帶寬可達(dá)1.1MHzlADSL把1.1MH