1、计算机网络计算机网络12022-7-31第三章第三章 广域网技术广域网技术第1页，共70页。计算机网络计算机网络22022-7-31互联网局域网局域网广域网路由器结点交换机n 广域网是单个的网络，它使用结点交换机结点交换机连接各主机而不是用路由器路由器连接各网络。n 结点交换机结点交换机在单个网络中转发分组，而路由器路由器在多个网络构成的互联网中转发分组。第2页，共70页。计算机网络计算机网络32022-7-31nWANWAN的特点：的特点：n范围广：地区、国家、洲际、全球范围广：地区、国家、洲际、全球n建立在电信网络的基础上建立在电信网络的基础上n应用环境复杂：线路、技术、协议、设备应用环境
2、复杂：线路、技术、协议、设备n介质：双绞线、同轴、光纤、地面微波、卫星介质：双绞线、同轴、光纤、地面微波、卫星n传输速率：主干网高，但接入速率低（成本？）传输速率：主干网高，但接入速率低（成本？）n误码率高：复杂的错误控制技术，开销？误码率高：复杂的错误控制技术，开销？n拓扑结构：点到点连接构成的网状结构拓扑结构：点到点连接构成的网状结构第3页，共70页。计算机网络计算机网络42022-7-31nX.25：公共分组交换网：公共分组交换网n使用使用X.25X.25协议进行分组交换的数据通信技术协议进行分组交换的数据通信技术nFrame Relay：帧中继（：帧中继（FR）n一种高速的在链路层进行
3、分组交换的技术一种高速的在链路层进行分组交换的技术nATM：异步传输模式：异步传输模式n一种基于异步时分多路复用的、采用信元交换代替分一种基于异步时分多路复用的、采用信元交换代替分组交换的技术组交换的技术第4页，共70页。计算机网络计算机网络52022-7-31nISDN：综合业务数据网：综合业务数据网n一种可以在电话线路上同时提供音频、视频和数据服务的数一种可以在电话线路上同时提供音频、视频和数据服务的数字网络字网络nDDN：数字数据网：数字数据网n一种利用数字信道提供半永久性连接电路的数字网络一种利用数字信道提供半永久性连接电路的数字网络nxDSL：数字用户线：数字用户线n一种利用电话线路
4、进行数字传输的高速接入技术一种利用电话线路进行数字传输的高速接入技术第5页，共70页。计算机网络计算机网络62022-7-313.1 引言3.2 分组交换网3.3 帧中继网3.5 ATM网3.6 无线通信网3.7 网络互连3.4 ISDN3.8 Internet第6页，共70页。计算机网络计算机网络72022-7-31n 分组交换技术分组交换技术始于20世纪70年代，盛于80年代。n X.25X.25建议建议是针对分组交换网而制定的国际标准，因此。n X.25网络采用端到端端到端差错处理和流量控制机制，保证了较低级模拟线路条件下较高质量的数据传输服务。n 随着技术发展，分组交换网的分组处理能力
5、、中继线速率以及传输时延等性能极高。n 新的分组交换技术：帧中继帧中继、ATMATM等快速分组交换技术。第7页，共70页。计算机网络计算机网络82022-7-31n 分组交换机分组交换机、用户接入设备用户接入设备、传输线路传输线路。n 分组交换机：枢纽；转发、路由选择。分组交换机：枢纽；转发、路由选择。转发转发是当交换结点收到分组后，根据其目的地址查找路由表，并找出应从结点的哪一个接口将该分组发送出去。路由选择路由选择是构造路由表(routing table)的过程。第8页，共70页。计算机网络计算机网络92022-7-312,1456745674 5 6 7交换机1交换机 2交换机31,11
6、,33,23,3每个交换机都有两组端口。一组是和本地主机相连的低速端口，另一组是和其他交换机相连的高速端口。1231231 2 32,2第9页，共70页。计算机网络计算机网络102022-7-312,145674567交换机 2交换机31,13,23,3每个主机地址中后面的数字是指该交换机的低速端口主机地址3,2是指连接在交换机 3 的 2 号低速端口交换机11,3主机地址1,3是指连接在交换机 1 的 3 号低速端口1231234 5 6 71 2 32,2第10页，共70页。计算机网络计算机网络112022-7-312,1 2,245674567交换机 2交换机31,13,23,3这里给出
7、结点交换机 2 中的转发表作为例子 例如，一个欲发往主机3,2的分组到达了交换机 2。交换机11,3交换机 2 的转发表目的站 下一跳 1,1 交换机1 1,3 交换机1 3,2 交换机3 3,3 交换机3 2,1 直接 2,2 直接这时应查找交换机 2 的转发表，找目的站为3,2的项目。4 5 6 71 2 3123123第11页，共70页。计算机网络计算机网络122022-7-312,1 2,212341234交换机 2交换机31,13,23,3目的站是3,2吗？交换机11,3交换机 2 的转发表目的站 下一跳 1,1 交换机1 1,3 交换机1 3,2 交换机3 3,3 交换机3 2,1
8、 直接 2,2 直接查找转发表中的下一个项目。否1231234 5 6 71 2 3第12页，共70页。计算机网络计算机网络132022-7-312,1 2,212341234交换机 2交换机31,13,23,3目的站是3,2吗？交换机11,3交换机 2 的转发表目的站 下一跳 1,1 交换机1 1,3 交换机1 3,2 交换机3 3,3 交换机3 2,1 直接 2,2 直接查找转发表中的下一个项目。否1231234 5 6 71 2 3第13页，共70页。计算机网络计算机网络142022-7-312,1 2,212341234交换机 2交换机31,13,23,3目的站是3,2吗？交换机11,
9、3交换机 2 的转发表目的站 下一跳 1,1 交换机1 1,3 交换机1 3,2 交换机3 3,3 交换机3 2,1 直接 2,2 直接根据转发表指出的下一跳把分组转发到交换机 3。是1231234 5 6 71 2 3第14页，共70页。计算机网络计算机网络152022-7-312,1 2,212341234交换机 2交换机31,13,23,3交换机11,3分组转发到交换机 3 后就查找交换机 3 的转发表。从转发表（此处省略了）可知不必再转发分组了，把该分组直接交付给主机3,2即可。1231234 5 6 71 2 3第15页，共70页。计算机网络计算机网络162022-7-31n X.2
10、5分组交换网体系结构由三层通信协议，即物理层物理层、链链路层路层和分组层分组层组成；n 物理层物理层，对应于ISO/OSI参考模型的物理层。n 链路层链路层，对应于ISO/OSI参考模型的数据链路层。n 分组层分组层，对应于ISO/OSI参考模型的网络层，它规定了数据终端设备DTE和数据电路端接设备DCE之间进行信息交换的分分组组格式，并规定了采用分组交换的方法，在一条逻辑信道上对分组流量、分组传送差错执行独立的控制。第16页，共70页。计算机网络计算机网络172022-7-317(HDLC帧)(X.25分组)FACIFCSF分组头数据通用格式标识逻辑信道组号逻辑信道号分组类型标识呼叫方和被叫
11、方DTE地址信息其他辅助信息Q D 0 1逻辑信道组号分组类型标识P(R)MP(S)0430n Q:用户数据还是网络信息n D：传送确认位n E,G:分组编号的位数 第17页，共70页。计算机网络计算机网络182022-7-31 分组交换方式有虚电路虚电路和数据报数据报两种。由分组格式中的“分组类型标识符分组类型标识符”规定具体的数据分组。n 虚电路交换方式 虚电路是两个用户终端在通信之前预先建立的逻辑连接逻辑连接，它提供的是一条双向双向的、无差错无差错的及有序有序的逻辑连接。在X.25的虚电路交换中，分为交换虚电路交换虚电路(SVC)(SVC)和永久虚电路永久虚电路(PVC)(PVC)两种。
12、第18页，共70页。计算机网络计算机网络192022-7-31H1H5H2H4H3ACDBH6E分组交换网H1 要和 H5 通信虚电路H1 向 H5 发送的所有分组都沿此虚电路传送。第19页，共70页。计算机网络计算机网络202022-7-31拆除确认数据数据拆除指示拆除请求数据呼叫连通呼叫指示呼叫请求被叫方(DTE)呼叫方(DTE)分组交换网路由选择建立连接呼叫接受数据传输数据拆除连接差错处理、流控和链路维护第20页，共70页。计算机网络计算机网络212022-7-31 交换虚电路方式SVC的数据交换过程说明如下：l 在建立虚电路阶段，呼叫方(DTE)通过发送“呼叫请求呼叫请求”分组分组呼叫
13、被叫方(DTE)。“呼叫请求呼叫请求”分组分组中包含有被叫方(目的)地址、呼叫方(信源)DTE地址和呼叫方使用的虚电路号。l “呼叫请求呼叫请求”分组分组通过网络时，网络中的各个分组交换机根据其被叫方地址选择路由，分配虚电路号(用逻辑信道组号和逻辑信道号表示)，并记录在交换机的路径表中。第21页，共70页。计算机网络计算机网络222022-7-31l 最靠近被叫方的交换机用“呼叫指示呼叫指示”分组分组通知被叫方。“呼叫指示呼叫指示”分组分组格式与“呼叫请求呼叫请求”分组分组相同，但使用不同的虚电路号。l 呼叫方采用由高向低分配策略从当前空闲虚电路号中为“呼叫请呼叫请求求”分组分组分配虚电路号；
14、网络交换机采用由低向高分配策略从当前空闲虚电路号中为“呼叫指示呼叫指示”分组分组分配虚电路号，以避免虚电路号的分配冲突。第22页，共70页。计算机网络计算机网络232022-7-31l 被叫方如果同意连接，则回送“呼叫接受呼叫接受”分组分组，该分组沿着已建立的虚电路传输给呼叫方，到达最靠近呼叫方的交换机后，以“呼叫连通呼叫连通”分组分组通知呼叫方，其分组格式与“呼叫请求呼叫请求”分分组组相同。至此，这条虚电路已建立起来，可转入数据传输阶段。l 在单条虚电路上使用“数据数据”分组分组可以进行点到点的双向数据传输。如果要进行点到多点传输，则必须建立多条虚电路。第23页，共70页。计算机网络计算机网
15、络242022-7-31l 在虚电路上使用“流量控制流量控制”分组分组进行流量控制和差错处理，使用“链路维护链路维护”分组分组进行虚电路的维护。l 数据传输结束后，任何一方要使用“拆除请求拆除请求”分组分组拆除虚电路，释放所占有的系统资源。拆除虚电路过程与建立虚电路过程基本相同。第24页，共70页。计算机网络计算机网络252022-7-31拆除确认数据数据拆除指示拆除请求数据呼叫连通呼叫指示呼叫请求被叫方(DTE)呼叫方(DTE)分组交换网路由选择建立连接呼叫接受数据传输数据拆除连接差错处理、流控和链路维护第25页，共70页。计算机网络计算机网络262022-7-31 在永久虚电路永久虚电路P
16、VCPVC中，源DTE与目的DTE之间的虚电路是预先分配好的，并已记录在转发路径表中。在永久虚电路永久虚电路PVCPVC中，源DTE与目的DTE之间可直接使用虚电路号进行通信，而无需动态地分配和清除这些虚电路号，即无建立连接和拆除连接阶段，如同一条专线一般。在X.25分组交换网中主要以提供虚电路虚电路传输服务为主。第26页，共70页。计算机网络计算机网络272022-7-31H1H5H2H4H3ACDBH6E分组交换网H1 向 H5 发送分组路径可能变化第27页，共70页。计算机网络计算机网络282022-7-31对比的方面 虚电路服务 数据报服务 思路 可靠通信应当 可靠通信应当 由网络来保
17、证 由用户主机来保证连接的建立 必须有 不要目的站地址 仅在连接建立阶段 每个分组都有 使用，每个分组使 目的站的全地址 用短的虚电路号第28页，共70页。计算机网络计算机网络292022-7-31对比的方面 虚电路服务 数据报服务分组的转发 属于同一条虚电路 每个分组独立选择 的分组均按照同一 路由进行转发 路由进行转发当结点出 所有通过出故障的 故障结点可能丢失 故障时 结点的虚电路 分组，一些路由 均不能工作 可能会发生变化第29页，共70页。计算机网络计算机网络302022-7-31对比的方面 虚电路服务 数据报服务分组的顺序 总是按发送顺序 到达目的站时不一定 到达目的站 按发送顺序
18、 端到端的 可以由分组交换网 由用户主机负责差错处理和 负责也可以由用户 流量控制 主机负责第30页，共70页。计算机网络计算机网络312022-7-31n 虚电路服务虚电路服务的思路来源于传统的电信网。电信网负责保证可靠通信的一切措施，因此电信网的节点交换机复杂而昂贵。n 数据报服务数据报服务力求使网络生存性好和使对网络的控制功能分散，因而只能要求网络提供尽最大努力的服务。可靠通信由用户终端中的软件来保证。n 关于网络层应当采用数据报服务还是虚电路服务，在网络界一直在进行争论，焦点是网络要不要提供网络端到端的可靠服务。InternetInternet在网络层采用了数据报服务。在网络层采用了数
19、据报服务。第31页，共70页。计算机网络计算机网络322022-7-31n 在早期在早期，线路传输质量较差时，因为虚电路服务能保证服务质量，因此能提供虚电路传输服务的X.25 网在三十多年前，曾经是颇受欢迎的一种计算机网络。n 到了 20 世纪 90 90 年代年代，情况就发生了很大的变化。通信主干线路已大量使用光纤技术，数据传输质量大大提高使得误码率降低好几个数量级，而 X.25 十分复杂的数据链路层协议和分组层协议已成为多余的。n 让网络只提供数据报服务可以大大简化简化网络层的结构。第32页，共70页。计算机网络计算机网络332022-7-31n PC 机的价格急剧下降使得无硬盘的哑终端退
20、出了通信市场。这正好符合因特网当初的设计思想：网络应尽量简单而智能应尽可能放在网络以外的用户端。n 技术的进步使得网络出错的概率已越来越小，因而让主机负责端到端的可靠性不但不会给主机增加更多的负担，反而能够使更多的应用在这种简单的网络上运行。n X.25 网逐渐退出了历史舞台。因特网发展到今天的规模，充分说明了在网络层提供数据报服务是非常成功的。第33页，共70页。计算机网络计算机网络342022-7-313.1 引言3.2 分组交换网3.3 帧中继网3.5 ATM网3.6 无线通信网3.7 网络互连3.4 ISDN3.8 Internet第34页，共70页。计算机网络计算机网络352022-
21、7-31n 到20世纪80年代后期，许多应用迫切要求增加分组交换服务的速率。n 低误码率允许减少节点对每个分组的处理时间，则各分组通过网络的时延亦可减少，同时节点对分组的处理能力也就增大了。n 帧中继帧中继 FR(Frame Relay)FR(Frame Relay)就是一种减少节点处理时间减少节点处理时间，支持高速交换的网络体系结构。n 帧中继在许多方面非常类似于 X.25，因此常被称为第二代的 X.25。第35页，共70页。计算机网络计算机网络362022-7-31n 帧中继网的主要特点主要特点是，简化了大量的网络功能，将用于保证数据可靠传输的功能，如差错恢复差错恢复和流量控制流量控制机制
22、，转移给用户终端或本地节点来完成。n 当帧中继交换机收到一个帧的首部时，只要一查出帧的目的地址就立即进行转发。当正在接收一个帧时就转发此帧的技术，通常被称为快速分组交换快速分组交换。n 因此在帧中继网络中，一个帧的处理时间比 X.25 网约减少一一个数量级个数量级。这样，帧中继网络的吞吐量要比 X.25 网络的提高一个数量级以上。第36页，共70页。计算机网络计算机网络372022-7-31n 帧中继网使用的拥塞控制方法：丢弃策略丢弃策略。当拥塞足够严重时，网络就要被迫将帧丢弃。拥塞避免拥塞避免。在刚一出现轻微的拥塞迹象时，用一些信令机制及时使 拥塞避免过程拥塞避免过程 开始工作。拥塞恢复拥塞
23、恢复。在已出现拥塞时，拥塞恢复过程拥塞恢复过程可阻止网络彻底崩溃。n 为了进行拥塞控制，设定了帧的优先级帧的优先级。第37页，共70页。计算机网络计算机网络382022-7-31n 在帧中继网络中，所有的帧中继帧被划分为高优先级高优先级和低优低优先级先级。n 高优先级帧高优先级帧在首部的地址字段中的可丢弃指示 DE DE 比特置比特置为为 0 0，表示网络尽可能尽可能不要丢弃这类帧（即使网络发生了拥塞）。n 低优先级帧的低优先级帧的 DE DE 比特置为比特置为1 1，表示这是相对较为不重要的帧，在网络发生了拥塞时可丢弃这类帧。第38页，共70页。计算机网络计算机网络392022-7-31帧中
24、继帧发送在前标 志标 志地 址信 息帧检验序列字节12241长度 可变首部尾部IP 数据报标志字段是一个 01111110 的比特序列，用于指示帧中继帧的起始和结束。它的惟一性是通过比特填充法来确保的。第39页，共70页。计算机网络计算机网络402022-7-31帧中继帧发送在前标 志标 志地 址信 息帧检验序列字节12241可 变首部尾部IP 数据报信息字段是长度可变的用户数据。第40页，共70页。计算机网络计算机网络412022-7-31帧中继帧发送在前标 志标 志地 址信 息帧检验序列字节12241可 变首部尾部IP 数据报帧检验序列字段是 2 字节的 CRC 检验。当检测出差错时，就将
25、此帧丢弃。第41页，共70页。计算机网络计算机网络422022-7-31帧中继帧发送在前标 志标 志地 址信 息帧检验序列字节12241可 变首部尾部IP 数据报地址字段地址字段第42页，共70页。计算机网络计算机网络432022-7-31n 数据链路连接标识符数据链路连接标识符DLCIDLCI，用来标识虚电路，只具有本地意义。n 正向阻塞通知正向阻塞通知FECNFECN，若某结点将 FECN 置为1，表明与该帧在同方向传输的帧可能受网络拥塞的影响而产生时延。n 反向阻塞通知反向阻塞通知BECNBECN，若某结点将BECN置为1即指示接受者，与该帧反方向传输的帧可能受网络拥塞的影响产生时延。n
26、 帧丢弃许可指示帧丢弃许可指示DEDE。第43页，共70页。计算机网络计算机网络442022-7-31n 与HDLCHDLC帧格式帧格式相比，帧中继的帧格式中没有控制字段没有控制字段(C)，这就意味着帧中继只有单一的数据帧，而无其他的控制帧，从而简化了协议。n 并且，帧中继的帧格式中也没有提供用于差错处理差错处理和流量流量控制控制的相应字段，这说明帧中继网络不提供差错处理和流控功能。第44页，共70页。计算机网络计算机网络452022-7-31n 与电路交换电路交换业务的比较。帧中继和电路交换业务都能为用户提供高速率、低时延的数据传输业务。由于用户使用电路交换业务时要独占带宽资源，因此通信费用
27、昂贵。帧中继采用动态分配带宽技术，允许用户占用其他用户的空闲带宽来传送大量的突发性数据，实现带宽资源共享，使用户的通信费用低于专线。第45页，共70页。计算机网络计算机网络462022-7-31n 与X.25X.25分组交换分组交换业务的比较。帧中继和X.25分组交换业务都采用虚电路交换技术，以充分利用网络带宽资源，降低用户通信费用。但在业务质量上，由于帧中继网络对数据帧不进行差错处理，简化了通信协议，使帧中继交换机处理每帧所需的时间大大缩短，端到端数据传送延时低于分组交换网，整个网络的业务吞吐量高于分组交换网。帧中继还具有一套有效的带宽管理和阻塞管理措施，在带宽的动态分配技术上比分组交换网更
28、具优越性。第46页，共70页。计算机网络计算机网络472022-7-31n 与ATMATM业务的比较。ATM业务也可为用户提供高速率、低延时的数据传输业务，但需要大量网络硬件的更新，其代价十分昂贵。帧中继技术可直接利用现有的网络硬件资源，只需更新网络软件就可实现，所需费用比较低，因此对网络运营部门很有吸引力。第47页，共70页。计算机网络计算机网络482022-7-313.1 引言3.2 分组交换网3.3 帧中继网3.5 ATM网3.6 无线通信网3.7 网络互连3.4 ISDN3.8 Internet第48页，共70页。计算机网络计算机网络492022-7-31n ATMATM 是建立在电路
29、交换和分组交换的基础上的一种面向连接面向连接的快速分组交换技术快速分组交换技术。n ATMATM 采用定长分组作为传输和交换的单位，这是ATM网的重要特点之一。这种定长分组叫做信元信元(cell)。n ATMATM网的主要如下：选择固定长度的短信元作为信息传输的单位，这种短小而固定的信元传输，有利于宽带高速交换，缩小网络传输延迟：信元长度为 53 字节，其首部（可简称为信头）为 5 字节。第49页，共70页。计算机网络计算机网络502022-7-31 定义了多种不同速率的物理接口，对不同应用提供不同带不同带宽宽，并能支持不同速率不同速率(包括高传输速率)的各种业务，同时定义了多种服务级别多种服
30、务级别。端节点可以根据要传输的媒体信息性质选择适当的QoS：声音、数据、传真、实时视频、CD质量音频和图象。采用虚电路交换方式，所有信息在最低层是以面向连接的方式传送，保持了电路交换在保证实时性和服务质量方面的优点。第50页，共70页。计算机网络计算机网络512022-7-31 简化了网络功能简化了网络功能：ATM 使用光纤信道传输，由于光纤信道的误码率极低，且容量很大，因此在ATM 网内不进行网内不进行差错控制和流量控制，而是留给用户终端去处理，因而明显地提高了信元在网络中的传送速率。n ATM网的主要如下：信元首部的开销太大，即 5 字节的信元首部在整个 53 字节的信元中所占的比例相当大
31、。技术复杂且价格较高。第51页，共70页。计算机网络计算机网络522022-7-31n ATM 的协议参考模型共有三层，大体上与 OSI的最低两层相当（但无法严格对应）。ATM 层物理层PMD 子层TC 子层ATM 适配层(AAL 层)SAR子层CS子层321 ATM的层次第52页，共70页。计算机网络计算机网络532022-7-31n ATM 物理层分为两个子层：靠下面的是物理媒体相关子层物理媒体相关子层(Physical Medium Department)PMD子层；靠上面的是传输汇聚子层传输汇聚子层(Transmission Convergence)TC子层。PMD PMD 子层子层负
32、责在物理媒体上正确传输和接收比特流。它完成只和媒体相关的功能，如线路编码和解码、比特定时以及光电转换等。对不对不同的传输媒体，同的传输媒体，PMDPMD子层是不同的。子层是不同的。第53页，共70页。计算机网络计算机网络542022-7-31 TC TC 子层子层主要实现信元流和比特流的转换。在发送时在发送时，TC 子层将 ATM 层交下来的信元流转换成比特流，再交给下面的 PMD 子层。在接收时在接收时，TC 子层将 PMD 子层交上来的比特流转换成信元流，标记出每一个信元的开始和结束，并交给 ATM 层。TC 子层的存在，使得 ATM 层实现了与下面的传输媒体完全无关。第54页，共70页。
33、计算机网络计算机网络552022-7-31n ATM层的基本服务是提供基于连接基于连接的信息传输服务。n 在ATM网络中，两个端用户要进行通信，首先必须建立虚通路连接，然后才能在这个端到端连接上以固定信元长度和可变速率进行全双工的通信。n 所有的ATM连接都是端到端的，而中间点提供的是一种交换设备，对端点传来的信息进行中继传输。n 连接是利用信令和一套指定的连接参数建立的，这些连接参数将建立传输所需的QoS级别，如所需的传输速率、可接受的最大延迟等。第55页，共70页。计算机网络计算机网络562022-7-31n ATM 信元有两种两种不同的首部1485首 部有 效 载 荷VCIVPIGFCH
34、ECPTVCIHECVPI字节318121648CLP1683在 UNI在 NNI比特比特PTATM 信元用户到网络接口 UNI(User-to-Network Interface)网络到网络接口 NNI(Network-to-Network Interface)第56页，共70页。计算机网络计算机网络572022-7-311485首 部有 效 载 荷VCIVPIGFCHECPTVCIHECVPI字节318121648CLP1683在 UNI在 NNI比特比特PTATM 信元第57页，共70页。计算机网络计算机网络582022-7-31n 一般流量控制一般流量控制GFCGFC(Generic
35、Flow Control)，用来实现端点到交换机的流量控制，交换机到交换机不需要配置这一控制功能。485首 部有 效 载 荷VCIVPIGFCHECPTVCIHECVPI字节CLP在 UNI在 NNIPTATM 信元第58页，共70页。计算机网络计算机网络592022-7-31n PT为信元载体类型信元载体类型，用来定义该信元是用户信元，还是管理信元。1485首 部有 效 载 荷VCIVPIGFCHECVCIHECVPI字节318121648CLP1683在 UNI在 NNI比特比特PTPTATM 信元第59页，共70页。计算机网络计算机网络602022-7-31n CLP为信元的优先级信元的
36、优先级，用于指示在网络拥塞时可丢弃(CLP=1)或保留(CLP=0)的信元。1485首 部有 效 载 荷VCIVPIGFCHECPTVCIHECVPI字节3181216481683CLP在 UNI在 NNI比特比特PTATM 信元第60页，共70页。计算机网络计算机网络612022-7-31n 首部差错控制首部差错控制HECHEC，只对首部的前四个字节（不包括有效载荷部分）进行CRC校验，并将校验码放在HEC字段中。485首 部有 效 载 荷VCIVPIGFCPTVCIHECHECVPI字节CLP在 UNI在 NNIPTATM 信元第61页，共70页。计算机网络计算机网络622022-7-31
37、n 根据ATM节点性质(端点端点和中间点中间点)不同，ATM层提供的信元处理功能也不同。n 对于端点端点，ATM层提供的信元处理功能为：信元头的生成信元头的生成：当ATM层从ATM适配层接收到信元体后，生成一个信元头，附加在信元体上，形成完整的信元格式，然后再传送给物理层。ATM层并不关心信元体的内容，只是把它当作要传送的二进制位流，也就是说，ATM层与服务级别无关。第62页，共70页。计算机网络计算机网络632022-7-31 信元头的分离信元头的分离：当ATM层从物理层接收到信元时，先分离信元头，将信元体传送给ATM适配层。然后再把信元头提交给ATM适配层进行处理。n 对于中间节点中间节点
38、，ATM层提供的信元处理功能为：信元头的转换信元头的转换。由于VPI和VCI只有局部意义，中间点必须将输入的VPI/VCI值转换成输出的VPI/VCI值。然后对HEC值重新进行计算。信元的选径信元的选径：对于从端口输入的信元，首先进行信元分捡，然后根据信元的VPI和VCI选择适当的端口输出。第63页，共70页。计算机网络计算机网络642022-7-31 信元的差错处理信元的差错处理。当发生下列情况之一时，信元将被丢弃：无效的信元头，即信元头的HEC值校验错误；信元头的VPI和VCI值标识了一个尚未建立的连接或超出指定的范围；信元头的PT值为2(即系统保留值)；在链路上发生阻塞时，将丢弃CLP=
39、1的信元，以疏导交通。第64页，共70页。计算机网络计算机网络652022-7-31n 信元的流量管理信元的流量管理。在建立连接时，端点将根据ATM适配层的服务级别要求，向交换机提交网络特性参数来描述该连接的性能需求，这些特性参数规定了用户对网络传输的QoS需求。一旦双方按商定的特性参数建立起连接，在以后的信元传输过程中，交换机必须按上述特性参数要求对信元流量实施控制和管理，提供信元转发服务。n 网络阻塞控制网络阻塞控制。第65页，共70页。计算机网络计算机网络662022-7-31n ATM 信元在 ATM 网络中传输时，一定是在某个特定的虚连接上按序传送的。n ATM 信元的首部一定要有这
40、个虚连接的标识符 VPI/VCI，以便惟一地标识该信元属于哪一个虚通路。n 所有的 VPI/VCI 值只在每一段物理链路上具有惟一的值。每经过一段链路，信元的 VPI/VCI 值都可能改变数值。n VPI/VCI 和帧中继中的 DLCI 字段的作用相似。第66页，共70页。计算机网络计算机网络672022-7-31传输链路虚通道 VPxVPzVPyVCxVCxVCyVCzVCzVCyVCyVCx虚通路n ATM 连接用信元首部中的两级标号来识别。n 虚通道标识符虚通道标识符 VPIVPI(Virtual Path Identifier)n 虚通路标识虚通路标识 VCIVCI(Virtual C
41、hannel Identifier)第67页，共70页。计算机网络计算机网络682022-7-31ATM 网络AB交换机 X交换机 Y交换机 Z121232343414 入 入 出 出端口 VPI/VCI 端口 VPI/VCI 4 3/17 2 9/353/1742/556/359/35 交换机 X 的 VPI/VCI 转换表 交换机 Y 的 VPI/VCI 转换表 交换机 Z 的 VPI/VCI 转换表 入 入 出 出端口 VPI/VCI 端口 VPI/VCI 1 9/35 4 6/35 入 入 出 出端口 VPI/VCI 端口 VPI/VCI 4 6/35 2 42/55第68页，共70页
42、。计算机网络计算机网络692022-7-31n ATM适配层主要负责将用户层的信息转换成ATM网络可用的格式：当用户层把一个较长的数据包较长的数据包提交给ATM适配层后，ATM适配层按规定长度将数据分组分割成若干信元体分割成若干信元体，再传送给ATM层。ATM 层物理层PMD 子层TC 子层ATM 适配层(AAL 层)SAR子层CS子层321 ATM的层次第69页，共70页。计算机网络计算机网络702022-7-31话音信号A/DAAL 层ATM 层48 字节数据块数字化的采样信号53 字节信元数据信号长度可变的突发数据分组AAL 层48 字节数据块ATM 层53 字节信元视频信号A/D图像帧 压缩的编码信号AAL 层48 字节数据块ATM 层53 字节信元n 当用户层把一个较长的数据包提交给AAL层后，AAL层将数据分组分割成48 字节长的数据块。第70页，共70页。
