廣域網(wǎng)技術(shù)課件

1、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)教程王建平 山西呂梁高專汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系本章內(nèi)容:1.電話交換網(wǎng)PSTN2.非對(duì)稱的數(shù)字用戶環(huán)線ADSL3.CABLE MODEM4.綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)ISDN5.ATM網(wǎng)絡(luò)6.幀中繼網(wǎng)絡(luò)(FR)7.SONET/SDH接口8.新一代網(wǎng)絡(luò)第七章 廣域網(wǎng)技術(shù)2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系本章概述本章將從我們身邊的公共電話交換網(wǎng)開始，進(jìn)而介紹近幾年興起的ISDN和ADSL，最后討論幀中繼和ATM技術(shù)2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.1公用電話交換網(wǎng)（PSTN）利用電話網(wǎng)傳送計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.1電話交換網(wǎng)PSTNPST

2、N是面向連接的，用戶線上是模擬傳輸，但可以使用MODEM通過PSTN實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信PCPCPCSERVER拔號(hào)訪問服務(wù)器PSTNMODEMMODEMPCPC2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系 PSTN的特點(diǎn)：PSTN即許多家庭或單位個(gè)人使用的撥號(hào)網(wǎng)絡(luò)。PSTN即指一般的公用電話網(wǎng)，是一種以模擬技術(shù)為基礎(chǔ)的電路交換網(wǎng)絡(luò)。用它構(gòu)造計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信費(fèi)用最低，但其數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量和傳輸速率也最差。最方便之處是：凡是電話線所到處均可通過一個(gè)Modem接入計(jì)算機(jī)，構(gòu)成計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。由于PSTN用戶線的信道頻帶已按話音傳輸要求設(shè)計(jì)為很窄的4kHz，所以數(shù)據(jù)終端設(shè)備聯(lián)接PSTN的接口速度很難提高，即使采用高速M(fèi)odem

3、技術(shù)也只達(dá)56kbps（一路數(shù)字話路速率在64kbps以下）。其系統(tǒng)為多級(jí)多層次的網(wǎng)絡(luò)型結(jié)構(gòu)，典型結(jié)構(gòu)為：DTE+Modem+用戶專用小型交換機(jī)PBX（Private Branch eXchange）+市話局交換機(jī)+長(zhǎng)途局交換機(jī)+多路復(fù)用載波機(jī)+長(zhǎng)途寬帶信道。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.1電話交換網(wǎng)PSTN PSTN （公用電話交換網(wǎng)） DTE+Modem+電話交換機(jī)2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.2 xDSL（非對(duì)稱數(shù)字用戶環(huán)路） DTE + ADSL Modem+交換機(jī) xDSL是一組數(shù)字用戶環(huán)路(Digital Subscriber Loop）技術(shù)，其中x表示有若干種（見

4、下表），它利用現(xiàn)在電話線銅纜用戶線中的2對(duì)或3對(duì)雙絞線實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)接入。XDSL有對(duì)稱（如HDSL）與非對(duì)稱（如ADSL）之分來(lái)滿足不同的用戶需求，所謂對(duì)稱與非對(duì)稱是指上行與下行的帶寬是否相同。 簡(jiǎn)稱含義下行傳輸速率上行傳輸速率傳輸距離ADSL非對(duì)稱DSL1.58 Mbps64kbps2Mpbs3000 6000米HDSL高速DSL1.58 Mbps1.58 Mbps2/3ADSLVDSL甚高速DSL5155 Mbps1.62.3 Mbps1000 6000英尺SDSL對(duì)稱DSL384 kbps384 kbpsRADSL速率自適應(yīng)DSL7 Mbps1 Mbps2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系

5、 ADSL：通過電話線實(shí)現(xiàn)寬帶接入 目前最常用的是中國(guó)電信開通的ADSL業(yè)務(wù)（Asymmetric Digital Subscriber Line）即“非對(duì)稱數(shù)字用戶線”。它在普通電話線的底頻語(yǔ)音上疊加高頻數(shù)字信號(hào)，能夠提供高達(dá)8Mbps的高速下行速率和2Mbps的上行速率，傳輸距離可達(dá)36千米。它無(wú)需修改任何現(xiàn)有協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) (只需在電信公司的線路出口和用戶的電話線路入口各加一臺(tái) ADSL調(diào)制解調(diào)器)，即可在電訊公司與最終用戶間架起一座高速通道。當(dāng)在你身邊的電話線兩端分別放置ADSL Modem時(shí)，在這段電話線上便產(chǎn)生了三個(gè)信息通道： 一個(gè)速率為 1.5Mbps-9Mbps的高速下行通道，

6、用于用戶下載信息； 一個(gè)速率為 16Kbps-1Mbps的中速雙工通道，用于用戶上傳信息； 一個(gè)普通的老式電話服務(wù)通道，用于普通電話服務(wù)。 且這三個(gè)通道可以同時(shí)工作。在銅線兩端安裝ADSL Modem的作用是接收基帶數(shù)據(jù)，然后通過調(diào)制技術(shù)形成高速模擬信號(hào)進(jìn)行傳輸。 2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系A(chǔ)DSL標(biāo)準(zhǔn) G.DMT標(biāo)準(zhǔn) 所謂“全速率ADSL”； 支持8Mbps高速下行和 1.5Mbps上行速率； 要求用戶端安裝分離器，成本高，適用于網(wǎng)吧和小型 網(wǎng)絡(luò)的共享接入。 G.LITE標(biāo)準(zhǔn) 所謂“輕型ADSL“； 支持1.5Mbps高速下行和512Kbps上行速率； 省去復(fù)雜的分離器，適用于普通家

7、庭用戶。目前所有ADSL局端設(shè)備都支持以上兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，用戶可根據(jù)需要選擇支持不同標(biāo)準(zhǔn)的客戶端設(shè)備。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系A(chǔ)DSL的特點(diǎn) 高速Internet接入 （相比PSTN和ISDN）數(shù)據(jù)和語(yǔ)音同時(shí)傳輸接入費(fèi)用低廉 （相比DDN）可以擁有靜態(tài)IP始終在線軟硬件安裝簡(jiǎn)單 （普通電話線/申請(qǐng)ADSL業(yè)務(wù)/準(zhǔn)備ADSL Modem/設(shè)置）2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系A(chǔ)DSL接入及計(jì)費(fèi)方式 專線接入 靜態(tài)IP，無(wú)須撥號(hào)（無(wú)用戶名和密碼）。通常采用包月制計(jì)費(fèi)。虛擬撥號(hào) 連接時(shí)獲得動(dòng)態(tài)IP，需“撥號(hào)”（輸入用戶名和密碼），但并非真撥號(hào)，只是系統(tǒng)記錄撥入和離線時(shí)間以便計(jì)費(fèi)的一種技術(shù)方式。

8、故可采用計(jì)時(shí)收費(fèi)。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系A(chǔ)DSL接入方式之一：家庭接入用戶設(shè)備：ADSL MODEM卡（內(nèi)置式）； ADSL分離器（采用全速率接入時(shí)，通常由局方提供） 。 2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系A(chǔ)DSL接入方式之二：家庭接入用戶設(shè)備：帶USB接口的ADSL MODEM（外置式）； ADSL分離器（采用全速率接入時(shí)，通常由局方提供） 。 2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系 (a)ADSL MODEM卡(內(nèi)置式) (b)(c)帶USB接口的ADSL MODEM(外置式)(a)(b)(c)2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系A(chǔ)DSL接入方式之三：網(wǎng)吧或單位接入用戶設(shè)備： 帶RJ

9、-45接口的ADSL MODEM（外置式）； ADSL分離器（采用全速率接入時(shí)，通常由局方提供）； 可后接集線器，實(shí)現(xiàn)小型網(wǎng)絡(luò)的Internet共享。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系A(chǔ)DSL接入方式之四：要求網(wǎng)絡(luò)安全性好的單位接入用戶設(shè)備： ADSL路由器（價(jià)格高）,通常還后接有交換機(jī)或集線器； ADSL分離器（采用全速率接入時(shí)，通常由局方提供）； 可提供地址轉(zhuǎn)換、一個(gè)IP共享Internet連接等功能。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系（2）DDN （數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)） DTE+基帶Modem+DCCS交換機(jī) 由數(shù)字交叉聯(lián)接設(shè)備DCCS（Digital Cross Connect System）

10、及各種數(shù)字信道組成的、以傳送計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)為目的的公共服務(wù)通信網(wǎng)。 2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系 DDN （數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)）網(wǎng)絡(luò)示意圖2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系 DDN （數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)）的特點(diǎn)：采用數(shù)字傳輸信道傳輸數(shù)據(jù)信號(hào)的通信網(wǎng)，用戶的終端設(shè)備通過DTU（基帶MODEM）與就近的DCCS節(jié)點(diǎn)機(jī)相連。DCCS是一種具有交換功能的多路復(fù)用/分用設(shè)備，其基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能與PSTN中的局間數(shù)字程控交換機(jī)無(wú)本質(zhì)區(qū)別，但其交換控制（輸入和輸出的連接選擇）由DDN網(wǎng)管中心NMC統(tǒng)一集中控制，而PSTN由用戶撥號(hào)自動(dòng)尋址。因此，用戶要使用一條從某地到某地的DDN信道，必須向NMC申請(qǐng)。國(guó)內(nèi)主要是中國(guó)公

11、用數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(CHINADDN)。DDN的主干傳輸為光纖傳輸，采用數(shù)字信道直接傳送數(shù)據(jù)，所以傳輸質(zhì)量高。 采用專線連接的方式而不必選擇路由，直接進(jìn)入主干網(wǎng)絡(luò)，傳輸速度快，網(wǎng)絡(luò)時(shí)延小，線路質(zhì)量好，是目前使用最多、影響最大的廣域網(wǎng)接入技術(shù)。 但DDN專線需要鋪設(shè)專用線路從用戶端進(jìn)入主干網(wǎng)絡(luò)，用戶 除了需要交納昂貴的網(wǎng)絡(luò)流量費(fèi)，還有一筆可觀的線路月租費(fèi)，相同帶寬費(fèi)用是其他上網(wǎng)方式的很多倍，用戶端還需要專用的接入設(shè)備和路由器，不適合普通的互聯(lián)網(wǎng)用戶。 2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系 Cable Modem，即電纜調(diào)制解調(diào)器，它利用有線電視網(wǎng)來(lái)提供數(shù)據(jù)傳輸?shù)膹V域網(wǎng)接入技術(shù)。Cable Modem充分

12、發(fā)揮了有線電視網(wǎng)同軸電纜的寬帶優(yōu)勢(shì)，利用一條電視信道高速傳輸數(shù)據(jù)，很適合用來(lái)提供寬帶功能業(yè)務(wù)。Cable Modem和普通的撥號(hào)上網(wǎng)的Modem類似，都是通過對(duì)數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行調(diào)制或解調(diào)后來(lái)進(jìn)行傳輸?shù)?。但Cable Modem屬于共享介質(zhì)系統(tǒng)，它是利用有線電視網(wǎng)的一小部分傳輸頻帶來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的調(diào)制和解調(diào)的。因而，用戶在上網(wǎng)的同時(shí)，也可以收看電視和使用電話。Cable Modem集普通Modem功能、橋接加解密功能、網(wǎng)卡及以太網(wǎng)集線器等功能于一體。當(dāng)數(shù)據(jù)信號(hào)通過光纖同軸混合網(wǎng)（HFC）傳至用戶家中時(shí)，Cable Modem將數(shù)字信號(hào)傳送到PC機(jī)。反過來(lái)，Cable Modem接收PC機(jī)傳來(lái)的數(shù)字信號(hào)，

13、處理后再將其傳送到有線電視網(wǎng)上傳送。1. Cable Modem概述2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系 通過Cable Modem系統(tǒng)，用戶可在有線電視網(wǎng)絡(luò)內(nèi)實(shí)現(xiàn)Internet訪問、IP電話、視頻會(huì)議、視頻點(diǎn)播、遠(yuǎn)程教育及網(wǎng)絡(luò)游戲等功能。它的典型結(jié)構(gòu)如下圖所示： 2. Cable Modem的連接結(jié)構(gòu)Cable Modem 連接結(jié)構(gòu)示意圖2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系 傳輸速率快，費(fèi)用低 具有較強(qiáng)的抗干擾能力 傳輸距離遠(yuǎn) Cable Modem上行數(shù)據(jù)速率可達(dá)31.2kbit/s10Mbit/s；下行速率可達(dá)3Mbit/s38Mbit/s，從網(wǎng)上下載信息的速度比現(xiàn)有的電話Modem要快至

14、少1000倍，另外，Cable Modem在單位時(shí)間內(nèi)獲得的信息量也比其它方式要多得多。 Cable Modem從理論上講，沒有距離限制，它可以覆蓋的地域很廣。 Cable Modem的入戶連接介質(zhì)是同軸電纜，它的結(jié)構(gòu)優(yōu)于電話線，對(duì)信號(hào)具有相當(dāng)強(qiáng)的屏蔽作用，不易受外界干擾。3Cable Modem的主要特點(diǎn) 即插即用、安裝方便 共享網(wǎng)絡(luò)帶寬 Cable Modem支持即插即用，安裝起來(lái)十分方便，而且接入Internet不需要撥號(hào)。即使每天24小時(shí)都連在網(wǎng)上，但只要不發(fā)送或接收數(shù)據(jù)就不會(huì)占用任何網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)資源。 Cable Modem用戶是共享帶寬的，若有多個(gè)Cable Modem用戶同時(shí)接入I

15、nternet時(shí)，數(shù)據(jù)帶寬由這些用戶均分，速率也將會(huì)相應(yīng)降低。這是Cable Modem的最大缺點(diǎn) 。返回本節(jié)首頁(yè)返回本章首頁(yè)3Cable Modem的主要特點(diǎn)7.3.1 HFC（光纖/同軸電纜混合網(wǎng)） DTE+Cable Modem+有線電視傳輸系統(tǒng)近年來(lái)，有線電視(CATV)正在由同軸電纜向HFC（Hybrid Fiber Coaxial)發(fā)展，即主干采用光纖，而光結(jié)點(diǎn)小區(qū)仍采用同軸電纜。與PSTN相比，CATV帶寬可達(dá)550/750MHz，在城市幾十公里內(nèi)仍具有良好的傳輸特性。一個(gè)光結(jié)點(diǎn)小區(qū)可容納2000個(gè)家庭接入。目前我國(guó)有5000多萬(wàn)戶CATV用戶，而且以每年新增500萬(wàn)戶速度發(fā)展。

16、兩大技術(shù)難題：（1）變單向傳輸為雙向傳輸 （2）采用CableModem (電纜調(diào)制解調(diào)器)CATVHFC給我們帶來(lái)了什么？高速聯(lián)接訪問Internet 10-30Mbps，是PSTN的100倍推動(dòng)多媒體應(yīng)用 VOD（視頻點(diǎn)播），在家點(diǎn)看電影不是夢(mèng)想電視、電話共纜傳輸 2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.3.2HFC（有線電視網(wǎng)） DTE+Cable Modem+有線電視傳輸系統(tǒng)HFC網(wǎng)是一種新型的用于解決“最后一公里”接入問題的寬帶網(wǎng)絡(luò)，它有效地利用了當(dāng)前的先進(jìn)成熟電視傳輸技術(shù)，融數(shù)字與模擬傳輸為一體，集光電功能于一身，同時(shí)提供較高質(zhì)量和較多頻道的傳統(tǒng)模擬廣播電視節(jié)目、較好性能價(jià)格比的電話

17、服務(wù)、高速數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)和多種信息增值服務(wù)，還可以逐步開展交互式數(shù)字視頻應(yīng)用。HFC的優(yōu)點(diǎn)是利用現(xiàn)有的有線電視網(wǎng)絡(luò)，不需要再單獨(dú)架設(shè)網(wǎng)絡(luò)，且速度比較快，缺點(diǎn)是HFC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)是樹型的，Cable Modem上行10M下行38M的信道帶寬是整個(gè)社區(qū)用戶共享的，用戶數(shù)增多，每個(gè)用戶的帶寬就急劇下降，而且共享型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲旅娜毕菥褪撬陌踩裕ㄕ麄€(gè)社區(qū)屬于一個(gè)網(wǎng)段），數(shù)據(jù)傳送基于廣播機(jī)制，同一個(gè)社區(qū)的所有用戶都可以接收到他人的數(shù)據(jù)包。 還有一種利用CATV的方法是使用“數(shù)字機(jī)頂盒”：讓電視兼任電腦2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.4 ISDN（綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）DTE+（TA）+NT2+NT1+ISD

18、N交換機(jī) ISDN（Integrated Services Digital Network）,中國(guó)電信將其俗稱為”一線通”,是通過對(duì)電話網(wǎng)進(jìn)行數(shù)字化發(fā)展起來(lái)的。它采用數(shù)字傳輸和數(shù)字交換技術(shù),將電話、傳真、可視圖文及數(shù)據(jù)通信等多種業(yè)務(wù)綜合在一個(gè)統(tǒng)一的數(shù)字網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸和處理。ISDN向用戶提供兩種接口: 基本速率接口BRI（Basic Rate Interface）提供2B+D信道，即兩個(gè)64kbps 的B信道，用于話音、數(shù)據(jù)和圖像的傳輸，一個(gè)16kbps 的D信道，用于傳輸信令或分組信息，總帶寬144kbps。 （常用于個(gè)人用戶） 基群速率接口PRI（Primary Rate Interface

19、）提供23B+D（1.54Mpbs）或32B+D（2.048Mbps）信道。（常用于網(wǎng)吧類LAN與Internet的連接或重要部門的DDN備份）。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系 ISDN（綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)）網(wǎng)絡(luò)示意圖：2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系（12）B-ISDN（寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)） 使用基于SDH的ATM（ATM over SDH）網(wǎng)絡(luò)作為基本交換網(wǎng)絡(luò)。SDH利用同步時(shí)分復(fù)用技術(shù)（STDM）和統(tǒng)一的同步時(shí)鐘，著重于解決以光纖為基礎(chǔ)的高速數(shù)字傳輸問題。ATM則是利用異步（統(tǒng)計(jì)）時(shí)分復(fù)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)高速傳輸和交換的一種模式。它更著眼于解決高速交換方面的問題。所以B-ISDN就是將

20、SDH的高速傳輸能力與ATM的高速交換能力結(jié)合起來(lái)而形成的一種寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字傳輸網(wǎng)絡(luò)。 2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.5 ATM網(wǎng)絡(luò)1 ATM網(wǎng)絡(luò)概述 ATM是異步轉(zhuǎn)移模式（Asynchronous Transfer Mode）的縮寫，是寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的傳輸技術(shù)。ATM是一種傳遞模式，在這一模式中，信息被組成信元（Cell），因包含一段信息的信元不需要周期性的出現(xiàn)，因此這種傳遞模式是異步的。 2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.5 ATM的結(jié)構(gòu) 公用ATM網(wǎng)絡(luò)作為ATM骨干網(wǎng)絡(luò)，可以連接各種專用ATM網(wǎng)及ATM終端。公用ATM網(wǎng)內(nèi)部交換機(jī)之間的接口稱為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口（NNI），公

21、用ATM網(wǎng)和專用ATM網(wǎng)及用戶終端之間的接口稱為公用用戶網(wǎng)絡(luò)接口（Public UNI）。專用ATM網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部交換機(jī)和用戶終端之間的接口為專用用戶網(wǎng)絡(luò)接口（Private UNI）。 除了專用網(wǎng)的ATM交換機(jī)外，我們還可以通過ATM集線器（Hub）、ATM路由器（Router）、ATM網(wǎng)橋（Bridge）、 ATM復(fù)接器等多種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備將現(xiàn)有各種終端（電視、電話、計(jì)算機(jī)等）及各種網(wǎng)絡(luò)（如電話網(wǎng)、DDN、以太網(wǎng)、FDDI、幀中繼等）適配和接入到ATM網(wǎng)絡(luò)。 2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.5 ATM的結(jié)構(gòu)1 ATM網(wǎng)絡(luò)概述 ATM是異步轉(zhuǎn)移模式（Asynchronous Transfer Mo

22、de）的縮寫，是寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)的傳輸技術(shù)。ATM是一種傳遞模式，在這一模式中，信息被組成信元（Cell），因包含一段信息的信元不需要周期性的出現(xiàn)，因此這種傳遞模式是異步的。 2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.5 ATM的協(xié)議參考模型2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.5 ATM的協(xié)議參考模型ATM的協(xié)議參考模型共有三層，大體上與OSI的最低兩層相當(dāng)(但無(wú)法嚴(yán)格與OSI的層次相對(duì)應(yīng))。1物理層 物理層又分為兩個(gè)子層。靠下面的是物理媒體相關(guān)(Physical Medium Dependent)子層，即PMD子層。PMD子層的上面是傳輸匯聚(Transmission Convergence

23、)子層，即TC子層。（1）PMD子層（2）TC子層圖6-17給出了一個(gè)例子，說明ATM的信元流是怎樣裝入到一個(gè)STM-1幀(STM-1的速率就是OC-3的速率)中。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.5 ATM的協(xié)議參考模型2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.5 ATM層下圖表示了使用VPI和VCI來(lái)標(biāo)識(shí)VP和VC的方法。ATM層的功能是：（1）信元的復(fù)用與分用；（2）信元的VPI/VCI轉(zhuǎn)換(就是將一個(gè)入信元的PI/VCI轉(zhuǎn)換成新的數(shù)值)；（3）信元首部的產(chǎn)生與提?。唬?）一般的流量控制。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.5 ATM層2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.5 ATM適

24、配層 ATM適配層記為AAL (ATM Adaptation Layer)，其作用是增強(qiáng)ATM層所提供的服務(wù)，并向上面高層提供各種不同的服務(wù)。ITU-T的I.362規(guī)定了AAL向上提供的服務(wù)是：（1）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；（2）對(duì)比特差錯(cuò)進(jìn)行監(jiān)控和處理；（3）處理丟失和錯(cuò)誤交付的信元；（4）流量控制和定時(shí)控制。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.5 ATM適配層ITU-T規(guī)定了ATM網(wǎng)絡(luò)可向用戶提供四種類別(class)的服務(wù)，從A類到D類。服務(wù)類別的劃分是根據(jù)：比特率是固定的還是可變的；源站和目的站的定時(shí)是否需要同步；是面向連接還是無(wú)連接。

25、表6-2是這4個(gè)類別服務(wù)的比較。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.5 ATM適配層2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.5 ATM適配層AAL層又劃分為兩個(gè)子層：（1）匯聚子層CS (Convergence Sublayer) （2）拆裝子層SAR (Segmentation And Reassembly以上所述可歸納為圖6-19所示的砂漏模型(即樣子是上下寬、中間窄的砂漏)。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.5 ATM適配層2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.5 ATM的信元結(jié)構(gòu)ATM信元的格式2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.5 ATM的信元結(jié)構(gòu)ATM信元的格式ATM信元首部

26、中各字段的作用。（1）類屬流量控制GFC (Generic Flow Control)：4 bit字段，通常置為0。（2）VPI/VCI：即路由字段。（3）有效載荷類型PT (Payload Type)3 bit字段，用來(lái)區(qū)分該信元是用戶信息或非用戶信息。此字段又稱為有效載荷類型指示PTI (I表示Indicator)。（4）信元丟失優(yōu)先級(jí)CLP (Cell Loss Priority)：16 bit字段，指示信元的丟失優(yōu)先級(jí)。網(wǎng)絡(luò)還可能將違反通信量合約(contract)的信元的CLP從0改為1，這個(gè)過程稱為“打標(biāo)記”(tagging)。（5）首部差錯(cuò)控制HEC (Header Error

27、Control)：8 bit字段，提供覆蓋信元首部所有字段(但不包括有效載荷部分)的差錯(cuò)控制。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.5 ATM的邏輯連接機(jī)制在ATM中使用的虛通路是一種邏輯連接，它和X.25中的虛電路或幀中繼中的數(shù)據(jù)鏈路連接相似。虛通路是ATM網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)基本交換單元。在下面圖6-21的例子中，我們?cè)O(shè)從端點(diǎn)A到端點(diǎn)B經(jīng)過ATM交換機(jī)X, Y和Z。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.5 ATM的邏輯連接機(jī)制2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.5 ATM的邏輯連接機(jī)制電話交換機(jī)采用了交叉連接交換機(jī)(crossconnect switch)對(duì)群路進(jìn)行交換。一個(gè)虛通道包括許多個(gè)虛通

28、路，而每一個(gè)虛通道具有一個(gè)惟一的虛通道標(biāo)識(shí)符VPI。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系（1）選擇固定長(zhǎng)度的短信元作為信息傳輸?shù)膯挝?，有利于寬帶高速交換。（2）能支持不同速率的各種業(yè)務(wù)。（3）所有信息在最低層是以面向連接的方式傳送，以保持電路交換適合于傳送實(shí)時(shí)性很強(qiáng)的業(yè)務(wù)的優(yōu)點(diǎn)。（4）ATM使用光纖信道傳輸。ATM的一個(gè)明顯缺點(diǎn)就是信元首部的開銷太大。返回ATM的主要優(yōu)點(diǎn)如下：2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.5 ATM網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) 支持一切現(xiàn)有通信業(yè)務(wù)及未來(lái)的新業(yè)務(wù) 有效地利用網(wǎng)絡(luò)資源 減小了交換的復(fù)雜性 減小了中間節(jié)點(diǎn)的處理時(shí)間，支持高速傳輸 減小延遲及網(wǎng)絡(luò)管理的復(fù)雜性 保證現(xiàn)有及未來(lái)各種

29、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的性能指標(biāo)2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.5 ATM規(guī)程 ATM的規(guī)程分為三層：下面是物理層，中間是ATM層，上面是ATM適配層。 物理層規(guī)定了ATM數(shù)據(jù)流和物理介質(zhì)之間的接口，其中包括兩個(gè)子層：物理介質(zhì)相關(guān)子層和傳輸會(huì)聚子層。 ATM層負(fù)責(zé)信元的選路、復(fù)用、和分路 ATM規(guī)程的最高層是ATM適配層（AAL）。它將高層來(lái)的用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成ATM中凈荷的格式和長(zhǎng)度,到目的站后將它再轉(zhuǎn)換成原來(lái)的用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)格式。該層包括五個(gè)子層(AAL1-AAL5)，不同的ATM適配子層與ATM所支持的不同業(yè)務(wù)相一致。 2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.5 ATM的傳輸控制 1.ATM通信

30、類型 ATM網(wǎng)有三種通信類型:CRB（Constant bit rate恒定位速率）、VRB(Variable bit rate變化位速率)和ARB（Available bit rate可用位速率） 2.傳輸控制 傳輸管制(Traffic Policing) 傳輸整形（Traffic Shaping） 阻塞控制2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.5 ATM優(yōu)于其它的組網(wǎng)技術(shù)的特點(diǎn) ATM可以在用戶之間共享帶寬，按需分配帶寬。 ATM可以提供多種業(yè)務(wù)，如幀中繼(FR)業(yè)務(wù)、交換型多兆比特?cái)?shù)據(jù)業(yè)務(wù)(SMDS)。 ATM是目前唯一有服務(wù)質(zhì)量特性的技術(shù)，ATM業(yè)務(wù)分類使用戶有一系列可選項(xiàng)目，在費(fèi)用、

31、性能之間作出折衷。 ATM網(wǎng)具有可延性，擴(kuò)容方便。 ATM不僅是公用網(wǎng)采用的技術(shù)，專用網(wǎng)、LAN都可以使用。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.6幀中繼網(wǎng) 1 幀中繼概述 幀中繼是在 X.25協(xié)議基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)化了差錯(cuò)控制（包括監(jiān)測(cè)、重發(fā)和確認(rèn)）、流量控制和路由選擇功能，而形成的一種新型的交換技術(shù)。 幀中繼是一個(gè)簡(jiǎn)單的面向連接的虛電路分組業(yè)務(wù)，它既提供交換虛電路，也提供永久虛電路。幀中繼只使用物理層和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的一部分執(zhí)行它的交換功能，在幀中繼結(jié)點(diǎn)中不進(jìn)行差錯(cuò)糾正。幀中繼的優(yōu)點(diǎn)是由于它不需要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)層的處理，所以能夠在每個(gè)交換機(jī)中讓幀直接通過，從而提高了吞吐量，減少了網(wǎng)絡(luò)延遲。一些網(wǎng)絡(luò)層的處

32、理如流量控制，留給了智能終端去處理。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.6幀中繼網(wǎng) 1 幀中繼概述 幀中繼就是一種減少結(jié)點(diǎn)處理時(shí)間的技術(shù)。幀中繼的原理很簡(jiǎn)單。當(dāng)幀中繼交換機(jī)收到一個(gè)幀的首部時(shí)，只要一查出幀的目的地址就立即開始轉(zhuǎn)發(fā)該幀。因此在幀中繼網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)幀的處理時(shí)間比X.25網(wǎng)約減少一個(gè)數(shù)量級(jí)。這種傳輸數(shù)據(jù)的幀中繼方式也稱為X.25的流水線方式。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.6幀中繼網(wǎng) 1 幀中繼概述 僅當(dāng)幀中繼網(wǎng)絡(luò)本身的誤比特率非常低時(shí)，幀中繼技術(shù)才是可行的。 像上面這樣一面接收幀就一面轉(zhuǎn)發(fā)此幀，就稱為快速分組交換(fast packet switching)。幀中繼的幀長(zhǎng)是可

33、變的。還有一種叫做信元中繼(Cell Relay)的快速分組交換，它采用固定幀長(zhǎng)，每一個(gè)幀叫做一個(gè)信元。 圖6-11(a)和(b)分別是一般分組交換網(wǎng)絡(luò)和幀中繼這兩種方式從層次上來(lái)看的對(duì)比。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.6幀中繼網(wǎng) 1 幀中繼概述 2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.6幀中繼網(wǎng) 1 幀中繼概述 比較了兩種情況下從源站到目的站傳送一幀在網(wǎng)絡(luò)的各鏈路上所要傳送的信息。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.6幀中繼網(wǎng) 1 幀中繼概述 2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.6幀中繼網(wǎng) 1 幀中繼概述 進(jìn)一步給出了幀中繼服務(wù)的幾個(gè)主要組成部分。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系

34、7.6幀中繼網(wǎng) 1 幀中繼概述 用戶通過幀中繼用戶接入電路(user access circuit)連接到幀中繼網(wǎng)絡(luò)。 UNI有兩個(gè)端口。在用戶的一側(cè)叫做用戶接入端口(user access port)，而在幀中繼網(wǎng)絡(luò)一側(cè)的叫做網(wǎng)絡(luò)接入端口(network access port)。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.6幀中繼的主要優(yōu)點(diǎn)：（1）減少了網(wǎng)絡(luò)互連的代價(jià)。（2）網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性減少但性能卻提高了。（3）由于使用了國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，增加了互操作性。（4）協(xié)議的獨(dú)立性。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.6幀中繼的體系結(jié)構(gòu)和幀格式幀中繼只用到了Q.922中的下列核心功能：（1）幀定界、對(duì)齊和透明

35、性；（2）用地址字段實(shí)現(xiàn)幀復(fù)用和分用；（3）對(duì)幀進(jìn)行檢查，保證在0比特插入前和抽出后的幀長(zhǎng)是整數(shù)倍的字節(jié)；（4）對(duì)幀進(jìn)行檢查，以保證其長(zhǎng)度不超長(zhǎng)或過短；（5）檢測(cè)傳輸差錯(cuò)；（6）擁塞控制。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.6幀中繼的特點(diǎn)：幀中繼提供面向連接的數(shù)據(jù)鏈路層服務(wù)，具有下列特點(diǎn)：（1）保持網(wǎng)絡(luò)入口處和出口處所傳輸?shù)膸捻樞颍唬?）保證不交付重復(fù)幀；（3）幀丟失率很少。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.6幀中繼的幀格式是幀中繼的幀格式，它是由最小功能(minimum-function)的LAPF協(xié)議即LAPF核心協(xié)議(core protocol)所定義的。2007-5-5汾陽(yáng)師范

36、信息技術(shù)系7.6幀中繼的幀格式各字段的作用。（1）標(biāo)志字段：它是一個(gè)和PPP幀格式的標(biāo)志字段一樣的獨(dú)特的01111110的比特序列，用于指示一個(gè)幀的起始和結(jié)束。（2）信息字段：它是長(zhǎng)度可變的用戶數(shù)據(jù)。如果用戶要選擇實(shí)現(xiàn)附加的端到端的數(shù)據(jù)鏈路控制功能，那么可以在信息字段中再放入一個(gè)數(shù)據(jù)鏈路幀。特別是，用戶通常的選擇是使用完全的LAPF協(xié)議(full LAPF protocol)，也就是LAPF控制協(xié)議(control protocol)，以便完成在LAPF核心功能之上的一些功能。（3）幀檢驗(yàn)序列字段：它包括2字節(jié)的循環(huán)冗余檢驗(yàn)。（4）地址字段：地址字段一般為2字節(jié)，但也可擴(kuò)展為3或4字節(jié)。200

37、7-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.6幀中繼的幀格式地址字段中的幾個(gè)重要部分是： 數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識(shí)符 前向顯式擁塞通知 反向顯式擁塞通知 丟棄指示應(yīng)當(dāng)注意：數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識(shí)符DLCI只具有本地意義。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.6幀中繼的擁塞控制1幀中繼的擁塞控制方法幀中繼使用的擁塞控制方法有以下三種：（1）丟棄策略。（2）擁塞避免。（3）擁塞恢復(fù)。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.6幀中繼的擁塞控制2承諾的信息速率 若數(shù)據(jù)率小于CIR，在一般情況下傳輸是有保證的。 若數(shù)據(jù)率大于CIR但小于所設(shè)定的最高速率，則在可能的情況下進(jìn)行傳送。 若數(shù)據(jù)率大于所設(shè)定的最高速率，則立即丟棄。3利用顯式信令避免擁塞4利用隱式信令進(jìn)行擁塞恢復(fù)當(dāng)網(wǎng)絡(luò)丟棄幀時(shí)就產(chǎn)生了隱式信令(implicit signaling)。2007-5-5汾陽(yáng)師范信息技術(shù)系7.6幀中繼網(wǎng) 幀中繼設(shè)備和幀中繼的用戶接入幀中繼網(wǎng)由用戶終端、接入設(shè)備、幀中繼交換機(jī)和數(shù)據(jù)鏈路組成。 幀中繼的用戶接入方式是用戶