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华为ATM原理教程 网络技术培训之 ATM 原理 ATM概述 ATM技术的根本概念 ATM协议栈 ATM业务类型 流量控制和拥塞控制与算法 IPOA协议和RFC1483 ATM信令 IMA协议 ATM网络维护ATM概述ATM ForumIETFITU-TATM的标准化组织ATM概述传统的交换方式电路交换Circuit Switching浪费带宽分组交换Packet Switching系统延迟的不确定性ATM与传统交换方式比拟-1ATM概述 ATMAsynchronous Transfer Mode是一种以信元为单位的异步转移模式异步意味着来自任一用户的信息信元流不必是周期性的 ATM结合了电路交换和分组交换的优点能在单一的主体网络中携带多种信息媒体承载多种通信业务并且能够保证QosATM与传统交换方式比拟-2ATM概述转移模式 综合了传输复用交叉连接和交换的技术ATM是快速分组交换技术采用统计复用方式 一种结合了电路交换和分组交换的各自优点的技术ATM能传送所有类型的业务量话音数据图像ATM与传统交换方式比拟-3ATM网面向连接有N2 问题靠链路层选路基于VPIVCI或标记有阻塞通知与信元丧失优先级指示业务质量有保证可保证实时业务网络ATM化进程的重新定位IP网无连接无N2 问题基于网络层选路基于IP地址无业务量控制与阻塞控制业务质量无保证ATM网与IP网的比拟ATM概述 ATM概述 ATM技术的根本概念 ATM协议栈 ATM业务类型 流量控制和拥塞控制与算法 IPOA协议和RFC1483 ATM信令 IMA协议 ATM网络维护PTI - 净荷类型CLP - 信元丧失优先级HEC - 信头误码控制Payload - 载荷48 字节信头5字节包括GFCVPI VCI PTICLPHECGFC - 一般流量控制VPI - 虚通道标识VCI - 虚通路标识1234553UNI 信元格式NNI 信元格式ATM信元格式ATM技术的根本概念ATM信元类型信元包括空闲信元VPI0VCI0PTI0CLP1用于速率适配未赋值信元VPI0VCI0PTI任意值CLP0OAM信元信令信元VP子层VCI3用于VP链路VCI4用于VP连接VC子层PTI4用于VC链路PTI5用于VC连接元信令信元VPI任意值VCI1一般播送信元信令VPI任意值VCI2点对点信令信元VPI任意值VCI5用户信元ATM技术的根本概念虚通道VP与虚通路VCATM物理连接虚通路连接VCC虚通道VP包括多条VC虚通路连接VCC包括多条VP虚通路VCATM端节点之间的逻辑通路虚通路VC虚通路VCE3OC-3OC-12虚通道VP虚通道VP连接标识 VPIVCIATM技术的根本概念ATM交换的实现ATM 交换机翻译VPIVCI值每个接口的VPIVCI值唯一452637186412293329336412114526371823VPIVCI端口VPIVCI端口输入输出ATM技术的根本概念VP交换和VC交换-1ATM技术的根本概念这种逐跳转发被称为信元转发VP交换和VC交换-2ATM技术的根本概念面向连接的特点ATM技术的根本概念 ATM是一种面向连接的技术SetupSetupSetupSetup无连接逐段转发数据报较长不固定长度网络效劳质量无法保证面向连接一次呼叫高速转发信元53字节固定长度效劳质量Qos保证无连接交换网络面向连接ATM网络ATM技术的根本概念ATM技术的根本概念ATM的统计复用 ATM概述 ATM技术的根本概念 ATM协议栈 ATM业务类型 流量控制和拥塞控制与算法 IPOA协议和RFC1483 ATM信令 IMA协议 ATM网络维护信令信息ATM协议参考模型ATM协议栈ATM 适配层AALATM 层物理层2个子层传输会聚TCFramingHEC物理媒介PM物理媒介译码ATM物理层ATM协议栈信元头的产生和提取信元丧失优先级处理处理CLP载荷类型指示处理通过PTI提取EFCI信息区分F5 OAM信元RM信元与用户信元通用流量控制GFC信元接续标识处理VPIVCI值验证识别变换等处理信元交换UPCNPC算法等F4F5 OAM功能ATM 适配层AALATM 层物理层ATM层ATM协议栈ATM层功能ATM层完成信元交换ATM协议栈2个子层会聚子层CS 分段和重组SARATM 适配层AALATM 层物理层ATM适配层ATM协议栈AAL 流量参数 QoS参数 SARCS分配不同的效劳质量的业务以不同的流量类型SAR信元 - 包ATM适配层的功能ATM协议栈ATM适配层等级ATM协议栈ATM协议栈ATM适配层-AAL1AAL1主要适用于信源和信宿间有严格定时关系且面向连接的CBR类业务CSI标识不同的应用如时钟信号传递和结构化数据传递等SC放置每个信元的序号用于检测信元丧失及误插入CRC-3和奇偶校验位用来保证序号域中信元序号的正确传输ATM协议栈ATM适配层-AAL5AAL5用于信源和信宿间不要求时间同步的业务以提供面向连接或非面向连接的数据传输且传输速率可变CPCS-PDU载荷用于承载CPCS用户信息如SSCS-PDUPAD0到47字节用于将CPCS-PDU补充为48字节的整数倍CPCS-UU用于透明装载CPCS用户到用户的信息公共局部指示CPI用于将CPCS尾调整到8字节默认的编码为0这一字段也可被用于消息类型功能LENGTH长度用于指示出按字节计算的CPCS-PDU载荷的长度当被置为0时它指示出异常终止功能ATM协议栈ATM适配层-AAL5AAL5 SAR将CPCS-PDU分割成48字节的SAR-PDU或根据ATM层提供的信息ATM-UU重组CPCS-PDU因协议简单而被大量使用 ATM概述 ATM技术的根本概念 ATM协议栈 ATM业务类型 流量控制和拥塞控制与算法 IPOA协议和RFC1483 ATM信令 IMA协议 ATM网络维护ATM业务分类Constant bit rateCBRVariable bit rate-real timeVBR-RTVBR-non real timeVBR-NRTUnspecified bit rateUBRAvailable bit rateABRATM业务类型峰值信元率PCR最大数据速率在不丧失数据的情况下一条连接能够传递的速率可维持速率SCR应用产生的平均信元速率最大突发长度MBS最大的信元突发长度最小信元速率MCR应用应付延迟的能力信元抖动容限CDVT信元间隔的上限ATM 流量参数ATM业务类型包括峰峰信元时延抖动peak-to-peak CDV最大信元传递时延 CTD信元从一个端点到另一个端点所需要的时间信元丧失率CLR可以接受的因网络拥塞而导致信元丧失比例ATM QoS参数ATM业务类型ATM业务类型业务类型与参数描述CBR业务类型ATM业务类型VBR业务类型ATM业务类型UBR业务类型ATM业务类型ABR业务类型ATM业务类型 ATM概述 ATM技术的根本概念 ATM协议栈 ATM业务类型 流量控制和拥塞控制与算法 IPOA协议和RFC1483 ATM信令 IMA协议 ATM网络维护ATM网的流量管理机制流量控制和拥塞控制与算法呼叫请求建立连接阶段 关键技术是连接允许控制通信过程中对入网流量的监测与控制 关键技术是使用参数控制拥塞控制阶段 关键技术是选择信元丢弃与拥塞指示ATM 网络我需要一个VCX MbpsY 抖动Z 信元丧失网络的资源是否足够保证QoS请求契约QoS的保证机制CAC流量控制和拥塞控制与算法QoS的保证机制UPC流量控制和拥塞控制与算法QoS的保证机制UPC流量控制和拥塞控制与算法QoS的保证机制UPC流量控制和拥塞控制与算法1让信元通过信元被UPC认为是守约的2将信元打标签仅仅只对CLP0的信元打标签将CLP位改为1允许其通过3丢弃信元信元违规不能被继续向下传输QoS的保证机制EPDPPD流量控制和拥塞控制与算法早期包丢弃EPD和局部包丢弃PPD1当发送流量超过申请带宽的时候UPC开始丢弃信元PPD发挥作用丢弃同一个AAL5包中的除去包尾的其余信元2PPD功能并不能保证UPC不丢弃AAL5包的最后一个信元因此会出现上一个包的最后一个信元被丢弃了影响到下一个包使两个包成为了一个坏包3EPD功能在交换机发生拥塞的时候起作用当拥塞发生的时候交换机将按照包而不是信元来丢弃但是EPD功能并不能区分哪些包是正常的包哪些包是坏包因此并不能选择性地丢弃坏包QoS的保证机制流量整形流量控制和拥塞控制与算法流量控制和拥塞控制与算法流量控制算法通常采用漏桶算法GCRA一般信元速率算法Generic Cell Rate Algorithm 我们假设一用户向网络申请一项业务所申请的最大网络带宽为PCR 记T1PCR 那么T意味着用户每隔不小于T的时间向网络发送一个信元流量控制和拥塞控制与算法信元到达交换机的时间信元预期到达 后续的信元2在信元1到达T时间后准时到达而且信元3预期在t2T也就是t12T时刻到达记初始时刻交换机在此时收到用户信元1为t1流量控制和拥塞控制与算法信元到达交换机的时间信元迟到达 信元2迟到了信元2本来预期在t1T时刻到达但它实际到达交换机的时刻t2 t1T需要注意的是虽然信元2迟到了但是信元3预期到达交换机的时间为t2T 并不是t12T 流量控制和拥塞控制与算法信元到达交换机的时间信元提早到达 用户端发送的速率大于所约定的PCR值导致信元2到达交换机的时间早于所预期的t1T 虽然此时t2 t1T但是t1T-t2 L 流量控制和拥塞控制与算法信元到达交换机的时间信元过早到达 用户的信元发送速率太大导致信元2到达交换机太早t1T-t2 L 交换机认为用户所发送过来的信元2违约流量控制和拥塞控制与算法信元到达交换机的时间信元到达总结流量控制和拥塞控制与算法信元到达交换机的时间信元到达时间在容限内假设用户端连续以大于PCR的速率突发了4个信元右图第一个信元到达交换机的时间比预期的t0T早了时间e 其中eL3 由于信元1提前的时间e