William Stallings Data and Computer Communications第 11 章 异步传递模式1协议体系结构 类似于X.25的分组交换技术以及帧中继技术 以离散数据块的形式发送数据 单物理接口上复用多逻辑连接 每个逻辑连接上的信息流被组织成长度固定的 包信元 极少差错和通信量控制能力 减少开销 物理层数据率范围 25.6Mbps 到 622.08Mbps2Data and Computer Communications协议体系结构管理平面 控制平面用户平面 高层ATM 适配层ATM 层物理层层管理平面管理3Data and Computer Communications参考模型平面 用户平面 传递用户信息及控制信息 控制平面 执行呼叫控制以及连接控制功能 管理平面 平面管理 整个系统的管理功能 层管理 协议实体内部的资源和参数4Data and Computer CommunicationsATM 逻辑连接 虚通路连接 (VCC) 类似 X.25的虚通路 基本的交换单元 端用户之间建立网络 全双工、长度固定的信元流 用于用户网络之间以及网络与网络之间的交换 虚通道连接 (VPC) 一群具有相同端点的VCC5Data and Computer CommunicationsATM 连接的关系物理传输 通路虚通路最基本的交换单元6Data and Computer Communications虚通道的好处 简化了网络结构 提高了网络的性能与可靠性 减少处理过程 缩短连接建立的时间 增强网络的服务7Data and Computer Communications使用虚通道 建立呼叫请求VCCVPC存在？建立一个 新的VPC阻塞VCC或 请求更多容量可以满足 服务质量？请求满足？拒绝VCC请求建立连接8Data and Computer Communications虚通道连接的使用 端用户之间 运载端到端的用户数据 运载控制信令 VPC 提供全部的容量 端用户和网络实体之间 控制信令 两个网络实体之间 网络通信管理 路由选择9Data and Computer Communications控制信令 - VCC 处于互相独立的连接上 半永久 VCC 元信令通道 建立控制信令通道 用户到网络的信令虚通路 为呼叫控制信令建立VCC 用户到用户信令虚通路 在预先建立的 VPC内 两个端用户在没有网络的干预下建立或释放运 载用户数据的用户间的VCC10Data and Computer Communications控制信令 - VPC 半永久性 用户控制的 网络控制的11Data and Computer CommunicationsATM 信元 固定长度 5 个八位组首部，48个八位组信息字段 短小固定长度信元的好处 减少高优先级信元队列的时延 交换时效率更高 硬件上更容易实现12Data and Computer CommunicationsATM 信元格式13Data and Computer Communications首部格式 一般流量控制 用户网络接口中 控制本地用户网络接口 虚通道标识符 虚通路标识符 有效载荷类型 e.g. 网络管理或维护信息 信元丢失优先级 首部差错控制14Data and Computer Communications一般流量控制 控制用户网络接口上的通信量 减轻短期超负荷情况 两组过程 无控制传输 受控传输 每条连接都要标识为服从流量控制或不服从 对于服从流量控制的连接 可能一组受控（默认A） 两组受控连接（A和B） 流量控制由网络一侧在用户到网络的方向上实施15Data and Computer Communications一组受控连接（1） 终端设备TE初始化两个变量 TRANSMIT 标识符设为 1 GO_CNTR 信元计数器为 0 如TRANSMIT=1 不受控连接的信元任 意时间发送 如果 TRANSMIT=0 任何连接上的信元 都不能发送 如果接收到 HALT 信号，TRANSMIT 设为 0 保持直到 NO_HALT信号接收16Data and Computer Communications一组受控连接（2） 如TRANSMIT=1 不受控连接上没有信元传输 如果 GO_CNTR0, TE 可发送受控连接上的信元 信元标记为受控连接上的信元 GO_CNTR 递减 如果 GO_CNTR=0, TE 不能发送受控连接的信元 TE 根据接收到的SET信号设 GO_CNTR 为 GO_VALUE 空信号对GO_CNTR 无影响17Data and Computer CommunicationsHALT的使用 限制ATM的有效数据率 应当是循环的 如，将链路上的数据率降低到一半，发送 HALT使得整个时间的50是有效的 采取可预测的、规则的模式实现18Data and Computer Communications首部差错控制 8 比特差错控制字段 根据首部其余的32比特计算得到 可用作差错纠正19Data and Computer Communications接收器上HEC的操作20Data and Computer Communications信元首部差错的影响21Data and Computer Communications随机比特差错对HEC性能的影响22Data and Computer Communications基于信元的物理层 没有用到帧结构 连续的53个八位组的信元流 信元以首部差错控制字段为基础取得同步23Data and Computer Communications信元定界状态图24Data and Computer Communications随机比特差错对于信元定界性能影响25Data and Computer Communications定界成功时间与比特差错概率的关系26Data and Computer Communications基于SDH的物理层 在 ATM信元流上增加一个结构 添加 STM-1 (STS-3) 帧 运载基于ATM或STM的有效载荷 某些特殊连接可以是使用SDH 通道的电 路交换连接 SDH 同步复用技术，多个 ATM流 特定 地点组合，用比ATM层能够支持的比特 率更高的速率构建接口27Data and Computer Communications基于SDH的ATM信元传输在STM- 1中的有效载荷形式28Data and Computer CommunicationsATM 服务种类 实时服务 恒定比特率 (CBR) 实时可变比特率 (rt-VBR) 非实时服务 非实时可变比特率 (nrt-VBR) 可用比特率 (ABR) 不指明比特率 (UBR) 保证帧速率(GFR)29Data and Computer CommunicationsCBR 连续持续时间内具有可用恒定数据率 对传输时延有相对严格的上限要求 未压缩的声音和视频信息 视频会议 交互语音 声音/视频分发 声音/视频读取30Data and Computer Communicationsrt-VBR 时间敏感的应用 对时延和时延抖动有严格要求的应用 rt-VBR 应用的传输速率随时间变化 e.g. 压缩视频 产生大小不同的图像帧序列 均匀的帧传输速率 数据率变化 能够复用大量连接31Data and Computer Communicationsnrt-VBR 通过描述通信量的特性 丢失和时延方面提供QoS的实质性改进 对于端系统: 峰值信元速率 持续信元速率或平均信元速率 衡量信元突发性或密集程度的度量 e.g. 航空订票, 银行业务32Data and Computer CommunicationsUBR 用于承载 CBR以及VBR通信量 不是所有资源都被利用 VBR通信量突发性 容忍可变时延以及信元丢失的应用 e.g. 基于TCP 的服务 信元以 FIFO原则发送 “尽最大努力”的服务Back33Data and Computer CommunicationsABR 应用指明了所使用的PCR和MCR 资源分配使容量达到它的 MCR值 未使用的容量在全体ABR间公平共享 e.g. LAN 互连Back 34Data and Computer CommunicationsGFR 支持IP骨干子网设计的 对基于帧的通信量做优化处理 提供性能技术，要求网络元素注意帧或分 组的边界 允许用户为每个GFR VC保留容量35Data and Computer CommunicationsATM 适配层 支持那些不基于ATM的信息传递协议 PCM话音 Pcm话音应用从话音信号中产生比特流 将比特组装成能够传输的信元 产生平滑稳定的比特流给接收器 IP 把 IP 分组映射到 ATM信元中 将IP分割分组 在ATM上使用IP现存的IP基础结构36Data and Computer CommunicationsAAL服务 常见的几种服务： 传输差错控制 拆装 允许大块数据能够在ATM信元的信息字段中运 载 丢失和误插入信元情况的处理 流量控制和时延控制37Data and Computer CommunicationsAAL和ATM支持的应用类型 电路仿真 VBR 语音和视频 普通数据业务 IP 在 ATM上（IPOA） ATM上的多协议封装(MPOA) IPX, AppleTalk, DECNET) LAN 仿真38Data and Computer CommunicationsAAL 协议 会聚子层CS 具体应用所需功能 AAL 通过 SAP连接到AAL 上 拆装子层SAR 将从CS接收的信息打包成信元或从信元中将信息解 包 AAL类型 类型1 类型2 类型3/4 类型539Data and Computer CommunicationsAAL 协议40Data and Computer Communications分段与重装 PDU41Data and Computer CommunicationsAAL Types42Data and Computer CommunicationsAAL Type 1 SAR将来自CBR数据源的比特打包和解包 每个数据块（SAR PDU）伴有一个序号SN （4比特） SN由CSI比特和3比特的SC组成 SC便于检测PDU失序或丢失，并提供一个8个信元的帧结构 没有定义CS PDU AAL 1的CS子层功能主要是处理时钟和同步，不需要CS首部 发送与接收过程以及CS/SAR关系 发送：CS CSI SAR SN 接收： 由SC指定的信元1、3、5、7中CSI为4比特计数器值 信元0、2、4、6中CSI支持对高层信息分块 序号保护SNP（4比特） 差错检测码 序号字段纠错43Data and Computer CommunicationsAAL144Data and Computer CommunicationsAAL Type 2 VBR 适用于模拟数据（尤其是视频图像）的应用 低速数据 如电视新闻广播