数据通信课件11

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1、《数据通信与计算机网络（第二版）》电子教案笫十二讲ATM和光纤网络本讲内容第五章高速网络技术5.2ATM5.2.1ATM概述5.2.2信元5.2.3ATM适配层5.2.4ATM的物理层*5.2.5局域网仿真5.3光纤网络5.3.1光链路5.3.2波分复用系统*5.3.3光网络*是要求同学了解的，这些内容在本电子教案中并未讲解而是要求同学自己阅读教材。5.2.1ATM概述ATM采用的是信元交换技术，信元是一个53个字节的固定长度的分组，其中48个字节为信息字节，5个字节为信头ATM是一种面向连接方式的技术，支持交换虚电路和永久虚电

2、路ATM不支持链路级的重传机制如果交换机检测到信元在传输过程中出现差错，将利用纠错技术来纠正，如果不行，则丢弃该信元ATM既可直接（或通过适配层）处理面向连接型业务，也可通过适配层处理无连接型业务。ATM服务模型ATM支持四种服务模型：CBR（恒定比特速率）：数据按照恒定的速度进行收发，网络提供预留的带宽和服务保证。UBR（未定比特速率）：数据的接收不受约束，如果带宽充足，则发送，否则丢弃。网络不提供预留带宽和服务保证。ABR（可用比特速率）：与UBR类似，但网络能够提供拥塞反馈。端节点可以根据网络提供的拥塞反馈来降低发送的速率

3、，从而减少由于拥塞造成的数据丢失。VBR（可变比特速率）：与CBR类似，当网络不是处在使用高峰时提供预留带宽，它允许突发的数据传输。ATM协议参考模型物理层处理物理媒体的电气特性、比特定时等ATM层是ATM的核心，定义了ATM信元的结构和各个字段的含义ATM适配层定义了几种不同类型的AAL，分别支持不同类型的服务。高层ATM适配层ATM层物理层5.2.2信元ATM使用固定长度的信元。每个信元包括5个字节的头部和48个字节的负荷。使用小信元可以减少高优先级信元的排队延迟使用固定长度的信元使硬件中的交换实现起来更加容易，从而支持较高

4、的数据速率ATM信元有两种不同的格式：UNI和NNI格式UNI格式用在用户－网络接口处UNI格式的信元包含通用流量控制字段NNI格式则用于网络网络接口处NNI格式的信元没有通用流量控制字段，从而把VPI字段从8位增加到12位ATM信元格式4比特的通用流量控制GFC字段8比特或12比特的虚路径标识（VPI）16比特的虚电路标识（VCI）3比特的负载类型字段信元丢失优先级（CLP）比特：在网络拥塞时优先丢弃CLP为1的信元8个比特的头部差错控制：用于保护信元的头部，提供差错检测和1比特的纠错功能GFC负载类型CLP虚电路标识虚电路标

5、识虚通道标识头部差错控制48个字节的负荷a、UNI接口CLP负载类型虚电路标识虚通道标识头部差错控制48个字节的负荷b、NNI接口虚电路（VC）和虚路径（VP）ATM是一种面向连接方式的技术，连接标识进一步分割为虚路径标识VPI和虚电路标识（VCI）两个部分：一条虚路径可以包括许多条虚电路，即它们的VPI字段都相同骨干网上的交换机把这些VC作为一个整体来看待，并且采用VP交换，即只根据VPI字段进行交换VC交换则意味着根据整个字段（VPI和VCI）进行交换。连接的建立与释放连接的建立与释放通过相应的信令协议完成：信令消息的发送和

6、发送数据类似，只是信令协议使用永久虚电路5（VCI＝5、VPI＝0）。信令信息一般是通过ATM适配层的AAL5进行传输的。信令协议的基本信令消息包括：建立：用于建立一个呼叫，包括源地址和目的地址，描述了该连接的传输特征、服务要求的质量和经过的网络。呼叫进行：由交换机发送给前一跳的交换机，表明它已经接收到了一个呼叫建立请求消息，并正在试图处理它。连接：由目的端发送，并被传递给源端，表明目的端已经接受了这个呼叫。连接确认：由源端发送，并被传递给目的端，表明源端已经知道目的端接受了这个呼叫请求。释放：可由任何一方提出，然后通过网络传送

7、给另一端。释放确认：由收到释放请求的一端提出，并通过网络传送给另外一端。5.2.3ATM适配层AAL允许在ATM上支持不同的高层协议和高层应用处理传输差错分段与重组处理信元丢失与失序情况流量控制AAL只在ATM网络的端系统处实现，AAL相当于一个运输层协议。AAL端系统ATMPHYPHYATMPHYATMAALATMPHY端系统ATM交换机ATM交换机ATM适配层（续）ATM定义了4种AAL以支持各种不同类型的服务AAL1：支持要求恒定比特速率的应用（比如音频应用）AAL2：与AAL1类似，只是支持可变比特速率。其设计并不完全的

8、，很难进行实现。AAL3/4：支持通过ATM传输数据AAL3是为了面向连接的分组服务（比如X.25）AAL4用于无连接的数据传输（比如IP）。AAL5：对AAL3/4作了很多改进实践中采用的AAL为AAL1和AAL5。AAL的协议结构AAL进一步分为集中子层和分