CCIE学习指南实验室操作 05 异步传输模式.pdf

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1、下载第5章异步传输模式本章主题 AT M技术概述 Cisco 4500 AT M配置 Cisco AT M回路 AT M疑难问题5.1 引言异步传输模式（AT M）是一项令人兴奋的广域网 WA N技术，它在过去的几年中是许多观注的焦点。C i s c o广泛地支持AT M网络技术。本章将详细分析 AT M技术，用两个小实验来了解Cisco IOS如何支持AT M。5.1.1 ATM 技术概述AT M是一个用于信元交换的标准，多种类型的信息如数据、声音、图像都用固定长度 5 3字的信元传输。如图 5-1和图5-2所示，由于AT M是唯一的保持信元格式一致和端到端协议的协议，AT M有别于其他网络

2、协议。AT M有别于其他协议的另一个因素，在于 AT M是一个交换协议。AT M所有的端用户设备都直接连到一个交换机。在图5-1中，我们看到了一个传统的 L A N/WA N结构，用以太网互连的工作站位于共享的以太网局域网上，它们和一个路由器相连，两个路由器通过帧中继链路相连，两个路由器通过H D L C链路相连，在这种结构下，传输在两个以太网局域网间的业务的数据链路封装将在每个路由器中继段改变一次，信息由以太局域网发出时用 8 0 2.3封装，离开第一个路由器时用帧中继封装。图5-1 传统的局域网（LAN）/广域网（WAN）帧中继以太网以太网路由器路由器路由器图5-2 ATM网络数据离开第二

3、个路由器时用 H D L C封装，最后，数据离开第三个路由器时又用 8 0 2.3以太网封装，传统的L A N/WA N结构在执行以下动作时会有增加开销的不利：在信息从一个数据链路格式传到另一个数据链路格式时要进行逐跳法的封装/解封/封装操作。图5-2所示的是一个AT M网络。在这个环境下，数据离开工作站时是 AT M信息，用相同的AT M帧格式通过整个网络在每一跳中都没有封装/解封的过程。AT M是一个信元交换和多路复用技术，它结合了线路交换的好处（保证容量和常数传输延时）和分组交换的好处（对中间的信息流具有弹性和效率）。AT M被说成是异步的，是因为数据可以在任何可用的时隙中传输，与之相反

4、的是T D M，T D M用户被分配到一个指定的时隙，如果 T D M用户无数据发送，那么它们的时隙将为空。信息流的源由每个AT M信息头的地址信息识别。AT M网络是面向连接的，意思是在数据传输之前必须建立一条虚链路，这些虚链路或者是永久性的或者是交换的。5.1.2 ATM 协议栈如图5-3所示，AT M不使用O S I七层参考模型。它使用自己的协议栈。图5-3 ATM协议栈AT M协议栈由以下部分组成：1)物理层：AT M物理层负责与介质相关的传输。把5 3字节大小的AT M信元转换成输出的位流和把输入的位流转换成 5 3字节大小的AT M信元。第5章 异步传输模式使用185下载带ATM

5、NIC的工作站带ATM NIC的工作站带ATM NIC的工作站带ATM NIC的工作站ATM信元带ATM NIC的工作站带ATM NIC的工作站ATM适配层ATM层物理层 记录AT M信元边界。电器物理特性。2)AT M层：AT M层负责建立连接和通过AT M网络传输信元,为完成这项工作，AT M层使用每个AT M信元的头中的信息，这层完成的工作如下：VPI和V C I转换 信元多路复用和多路分解 流量控制 头错误控制 信元损失优先级（C L P）处理 QOS支持3）AT M适配层（A A L）：A A L层负责隔离上层协议和AT M处理细节，A A L完成如下工作 分段和数据重装 荷载错误控

6、制 端到端定时5.1.3 ATM 信元基本格式AT M传输信息的固定长度单位叫做信元，如图 5-4所示，每个信元有 5 3个字节，前5个字节包含信元头信息，其余 4 8个字节包含用户信息或荷载。小而尺寸固定的信元在防止大信元导致的长延时的延迟上有好处。固定大小的信元能用硬件实现转发，这使AT M转发特别快。AT M的一个优势是能传输同步信息流，即信息流中的每两个相连信元间的延迟是有限制的，同步信息流对实时应用如视频信息和声音很重要的。图5-4 ATM信元格式5.1.4 ATM 信元信息头图5-5说明了AT M信元信息头的结构，5个字节的AT M信元信息头中包含了转发 AT M信元到下一个目的地

7、所需的信息，AT M信元信息头在每个转发器上都要被查看和更新。AT M信息头各域解释如下：标准流量控制（G F C）：一个4位的域，一般没有使用。虚路径标识符（V P I）：一个8位的域和V C I一起，在信元通过 AT M网络到达最终目标时用于识别信元的目标。虚信道标识符（V C I）：一个1 6位的域，和V P I一起，在信元通过AT M网络时，用于识别信元的下目标。荷载类型标识符（P T）：一个3位的域，指示这个信元是用户数据还是控制数据，这个域还用于指示拥塞。信元损失优先级（C L P）：一个1位的域，指示当信元通过网络时若遇上特别拥塞的情况，186使用CCIE 学习指南：实验室操作下

8、载头荷载48字节5字节它是否可以被丢弃。信息头错误控制（H E C）：H E C计算一个AT M信元信息头的校验和，AT M信元的荷载的部分没有校验和，H E C能检、纠一位错。多位错能被检出，相应的 AT M信元将被丢弃。当信元通过一个交换机时，V P I和V C I的值将改变。在帧中继中，有几个预先指定的V P I/V C I对保留下来用于信令、广播、操作和维护用途。AT M信元信息头有两种格式：用户网络接口（U N I）信息头和网络网络接口（N N I）信息头。U N I信息头，如图5-5所示，用于AT M端用户设备和AT M交换机之间的通信。N N I信息头，如图5-6所示，用于AT

9、M交换机之间的通信，ATM NNI信元信息头和U N I信元信息头在以下几方面不同：NNI信息头没有标准流量控制域（G F C）。NNI信息头有一个1 2位的V P I，用于公用AT M交换机间的较大的干线。5.1.5 ATM 寻址AT M链路是基于面向连接的、端到端的链路，寻址信息都包含在 AT M信元头的V P I和V C I中。如图5-7所示，虚通道被认为是一个信元的传输单位，一个虚路径是一组虚通道。图5-7 VPI、VCI和传输通路5.1.6 ATM 网络的组成部分AT M网络由AT M交换机和AT M端用户设备组成，AT M交换机负责通过AT M网络传输AT M信元，AT M交换机取

10、一个输入信元，读且更新其信息头，例如，V P I和V C I值可能更改，交换第5章 异步传输模式使用187下载一般流控虚通路标识符虚通道标识符虚通路标识符虚通道标识符虚通道标识符负载类型标识符头差错控制信元丢失虚通路标识符虚通路标识符虚通道标识符虚通道标识符虚通道标识符头差错控制负载类型指示符信元丢失图5-5 ATM UNI 信息头图5-6 ATM NNI信息头传输路径虚通路虚通道虚通道虚通路机再把这个信元转发到它的目的地。AT M端用户设备，与AT M交换机相连，负责产生和发送AT M信息流到网络上。如图5-8所示，AT M网络由一组点到点的AT M链路互连起来的AT M交换机组成，AT M

11、链路常被说成是AT M干线，AT M交换机支持两种类型的接口：用户网络接口（U N I）和网络网络（N N I）接口。U N I连接AT M端系统（如主机和路由器）和AT M交换机，N N I连接两个AT M交换机。5.1.7 ATM 物理接口AT M支持多种物理接口，速率从T 1到S O N E T，虽然AT M能在低速链路，如T 1上工作，但由于T1 成帧和AT M信元开销使得AT M在这种链路上效率很低。几种流行的AT M接口如下：T1（1.5 4 M b p s）25Mb/sec DS-3(44.7Mbps)OC-3(155Mbps)OC-12(622Mbps)OC-48(2448Mb

12、ps)5.1.8 ATM 呼叫类型AT M支持P V C和S V C。P V C与帧中继的P V C相似，它定义了一端到端的链路，在某个中间结点不能工作时，它的路径可以重新路由。S V C是交换式AT M链路，它由端用户设备和 AT M交换机之间的信令建立、维护和释放，信令发生在一个专用的 V P I/V C I对上：U N I请求信令由一个众所周知的默认链接运送：V P I=0和V P I=5。当一个AT M设备要和另一个AT M设备建立连接时，它向与它直接相连的交换机发送一个信令请求报文。这个请求包括目的 AT M端点的AT M地址和这个连接的Q O S参数，AT MU N I规范基于Q.

13、2 9 3 1公用网络信令协议。Q.2 9 3 1信令协议与ISDN Q.931信令标准类似，它包括建立和释放AT M连接的命令如Setup,Call,Proceeding Connect和R e l e a s e等。5.1.9 ATM 交换操作AT M交换操作如图5-9所示，AT M信元通过一个已知V P I/V C I值的链路接收，交换机在本地转换表中查找连接值，确定这个连接的输出端口和在这个链路上此连接的新的 V P I/V C I值，然后，交换机重发在这输出端口用合适的 V P I和V C I值重发这个信元，由于所有的 V P I和V C I在特定的链路上只有局部的定义，这些值在每个

14、交换机上在必要时重新映射。有两类AT M连接：虚路径，由虚路径标识符识别（V P I），虚通道，由虚路径标识（V P I）188使用CCIE 学习指南：实验室操作下载专用用户网络接口用户网络接口网经网络接口ATM网络专用网络图5-8 ATM UNI和NNI接口和虚通道标识（V C I）的组合标识。图5-9 ATM交换例子虚路径是一组虚通道，所有这些虚通道在 AT M网上基于共同的 V P I透明的交换，所有的V C I和V P I，在特定的链路上只有局部意义，这些值在每个交换机合适地重新映射。5.1.10 ATM服务类型AT M的一个主要优点是它能在一个网络上处理多种类型的流量，即服务类型。A

15、T M适配层负责映射这些服务类型到实际的 AT M流量。让我们看一看每种服务类型及其特点：恒定位速率（C B R）C B R指定一个面向连接的同步信息流，这个服务模仿传统的租用线路，对端用户来说，像一个点到点的线路。C B R需要端到端的时序关系。实时可变位速率（V B R-RT）V B R-RT支持实时的面向连接的同步信息流。V B R-RT需要端到端的时序关系。有效位速率（A B R）A B R支持可变的位速率、异步信息流，用于提供类似帧中继和AT M上的X.2 5的服务。A B R不需要端到端的时序关系。不指定位速率（U B R）U B R支持无连接数据报数据。不保证丢失、延时、用户有效

16、带宽。U B R不需要端到端的时序关系。5.1.11 ATM 服务质量AT M广泛地支持服务质量(Q O S)，一个Q O S约定能指定一些参数值，如峰值带宽、平均保持带宽、信元延时误差、触发数据大小。这些 Q O S参数通过流量整形来保证。流量整形用AT M交换机输入输出缓冲队列来限制数据传输率和控制触发数据，因此数据流形状会基本上满足商定的 Q O S参数。AT M交换机能设置那些没有 Q O S约定的数据流的信元丢失优先级（C L P）位，当网络拥塞时，这一特点使得丢弃信元合理。5.1.12 用非ATM设备的ATM没有AT M接口的路由器也能从 AT M网络上获益，正如 RFC 1483

17、指出的，C i s c o路由器的一个串口能配置用于AT M-D X I封装。RFC 1483描述了两种方法用于在 AT M网上传输多种协议数据流。第一种方法能在一个P V C上多路复用多个协议。第二种方法，每个协议用一个 P V C传送。C i s c o支持这两种D X I封装方法，C i s c o能在D X I封装接口上传输以下协议：Apollo Domain Appletalk Banyan VINES第5章 异步传输模式使用189带ATM NIC的工作站带ATM NIC的工作站下载 DE Cn e t IP Novell IPX ISO C L N S XNS traff i c如

18、图5-1 0所示，AT M-D X I通过连接路由器的D X I封装路由器串口和一个ATM DSU（又叫A D S U）实现，在A D S U中，D X I的信息头被剥掉，数据按信元大小分段后，通过 AT M网络传输。图5-10 ATM ADSU DSU例子5.1.13 Cisco ATM 功能Cisco 出售AT M交换机和支持AT M的路由器，C i s c o路由器从2 6 0 0 1 2 0 0 0都能支持多种AT M接口。5.2 本章所讨论的命令命令的定义 atm pvc：这个接口配置命令在 C i s c o路由器的AT M接口上创建一个P V C，参数v c d给路由器指定一个唯

19、一的VPI VCI对。atm vc：这个映射表配置命令给 ATM PVC定义一个映射语句，这个命令与 m a p-l i s t一起使用。debug atm packet：这个调试命令显示所有出入路由器的 AT M信元。loopback diagnostic：这个接口命令使一个 AT M接口进入闭环模式。所有从这个接口出去的AT M信元都从这个接口送回。190使用CCIE 学习指南：实验室操作下载V.35串行接口DXI封装ATM信元 loopback line：这个接口命令使一个 AT M接口进入闭环模式。所有从这个接口进入的AT M信元都从这个接口送回发出的接口。map-group：这个接口

20、配置命令使一个AT M映射表关联一个AT M接口。map-list：这个全局配置命令为一个P V C或S V C定义一个映射语句。show atm map：这个执行命令显示配置的AT M所有静态映射表。show atm traff i c：这个执行命令显示路由器上所有接口出入的信息。show atm vc：这个执行命令显示所有活跃的虚电路（P V C和S V C）。当这个命令与可选参数v c d一起使用时，这个命令显示（P V C和S V C）单个虚电路的信息。show interface：这个执行命令显示AT M接口状态，显示各种状态信息，如接收和发送的总信息量。5.3 IOS需求这个实验在

21、IOS 11.2下做，本章讲的多数AT M命令是在IOS 10.0引入的。5.4 实验17：在Cisco 4500上配置ATM5.4.1 所需设备这个实验练习需下列设备：1)两台C i s c o路由器，每台都有一个ATM OC-3接口，运行IOS 11.2；2)两根多模光纤；3)一根用于连接显示口和路由器的扁平电缆；4)一台AT M交换机（这个实验可以用一根光纤直接连接两个 AT M接口）。5.4.2 配置概述这个实验将演示一个简单的在 Cisco 4500、O C-3、多模光纤、155Mbps AT M接口上配置AT M。这个实验可以用以下两种方式之一，如图 5-11所示，如果有AT M交

22、换机，那么两个路由器连到AT M交换机。这种方式是推荐方式，因为 AT M交换的真实方式。图 5-1 2所示，如果没有AT M交换机，那么两个路由器直接用多模光纤互连，图中还指出了 I P编址方案。注意不论是两路由器直接连接，还是通过一个AT M交换机连接，实验中的配置将不改变。图5-11 有一个ATM交换器的配置第5章 异步传输模式使用191下载多模光纤AscendATM交换机路由器A路由器B图5-12 没有ATM交换机器的配置5.4.3 路由器配置这个例子中的路由器配置如下：1.路由器A2.路由器B192使用CCIE 学习指南：实验室操作下载多模光纤路由器A路由器B我们看到，在两个路由器的

23、配置中，我们必须手工地定义哪个 V P I/V C I组合将出现在AT M接口上，在这个实验中我们在每个路由器的 AT M接口定义了V P I=0/V C I=3 2。静态映射表也要创建，静态映射表定义了ATM PVC的另一端的I P地址。5.4.4 监测配置首先，连接路由器A和用show interface atm 0命令检查AT M状态。我们看到接口处于通/通状态。show controller atm 0 命令用于检查AT M网络模块是否安装并正常运行。现在，连接路由器B，检查AT M接口是否处于通/通状态。第5章 异步传输模式使用193下载重新连接路由器A。用show atm vc命令

24、显示在路由器上配置的所有虚电路的状态，我们看到P V C（V P I=0/V C I=3 2）在AT M 0接口处于激活状态。输入show atm vc命令和P V C的虚电路描述符，将显示该 P V C的详细信息。输入show atmvc 1，来显示P V C的详细信息。show atm map命令显示该路由器配置的任何 AT M映射表，我们看到有一个映射表。这个映射表是把I P地址1 9 5.1.1.1与映射表1关联，映射表1指向ATM PVC的远端I P地址1 9 5.1.1.1。show atm traff i c命令每个AT M接口收发了多少个分组。检查你能否p i n g在I P地

25、址1 9 5.1.1.1的路由B。p i n g结束之后，再输入type atm traff i c命令，注意到现在有3 0个输入，输出分组。194使用CCIE 学习指南：实验室操作下载现在，连接路由器B，输入show atm vc命令，确认在路由器B上的P V C处于激活状态。用debug atm packet命令启动AT M分组调试功能。现在，p i n g I P地址1 9 5.1.1.2上的路由器A。每个由路由器B送上的p i n g分组将被标记上（0），每个从路由器A接收的p i n g分组将标记上（I）这是从debug atm packet的输出截取的开始的一部分，实际的输出将包括

26、五对输入输出分组的具体样子。5.5 实验18：Cisco 4500上的ATM回送5.5.1 所需设备这个实验需要的设备如下：1)两台C i s c o路由器，每台有一个ATM OC-3接口运行IOS 11.2。2)两根多模光纤。3)一根用于连结显示口和路由器的电缆。4)一台AT M交换机（这个实验也可以把两个AT M接口接在一起）。第5章 异步传输模式使用195下载5.5.2 配置概述这个实验中，将演示Cisco 4500的ATM OC-3接口的回送功能。这个实验可以用以下两个方式之一。如图 5-1 3所示，如果有一个 AT M交换机，两个路由器连到AT M交换机。这种方式是推荐方式，因为这是

27、真实世界里 AT M交换的工作方式。如图5-1 4所示，若没有AT M交换机，则两个路由器可以用一根多模光纤直接连接。回送是网络可测试性的一个重要因素，它们提供明确定义的测试点，用于当一条线路出故障时确定哪一个点出故障。Cisco 4500的AT M结点有两种回送模式，图5-1 5所示的是回送诊断模式，通过在路由器的一个将用于回送的AT M接口下输入loopback diagnostic命令进入这种回送模式。这种回送模式将使任何从这个AT M接口送出的分组，送回产生这个信息的路由器，路由器状态将从通/通状态到通/通（回绕）状态。图5-13 有ATM交换机的配置图5-14 没有ATM交换机的配置

28、图5-15 回送诊断模式如图5-1 6所示的回送线路模式，你通过在路由器将用于回送的 AT M接口下输入l o o p b a c kl i n e命令，进入这种模式，这种回送模式将使进入这个路由器的信息传回网络。图5-16 回送线路模式196使用CCIE 学习指南：实验室操作下载多模光纤路由器A路由器BAscend ATM交换机多模光纤路由器B路由器A回送诊断模式关掉ATMOAscend ATM交换机反馈线Ascend ATM交换机路由器A路由器A路由器B路由器B注意不论两个路由器直接连接还是通过AT M交换机连接，这个实验中的配置将不会改变。5.5.3 路由器配置这个例子中路由器的启始配置

29、如下：1.路由器A2.路由器B第5章 异步传输模式使用197下载我们看到，在两个路由器的配置中，必须手工定义哪个V P I/V C I组合将出现在AT M接口上，本实验中，在每个路由器的 AT M接口定义V P I=0/V C I=3 2，静态映射也要创建，静态映射表定义ATM PVC的另一端的I P地址。5.5.4 监测配置让我们从连接路由器A和用show interface atm 0检测AT M接口是否处于通/通状态开始。现在，连接路由器B，用show interface atm 0检测AT M接口是否处于通/通状态。让我们重新连接路由器A并p i n g在I P地址1 9 5.1.1.

30、1上的路由器B，p i n g应该1 0 0%地成功。198使用CCIE 学习指南：实验室操作下载现在，连接路由器 B。我们将在ATM 0接口下用s h u t d o w n命令关闭路由器 B上的AT M接口。用命令show interace atm 0 检查路由器B的AT M接口处于断状态。现在，重新连接到路由器A，用debug atm packet命令使接口进入AT M分组调试状态。现在，ping IP地址为1 9 5.1.1.1的路由器B，这次p i n g将失败，因为路由器B的AT M接口被关闭。其它三个p i n g分组没有在这写出，但与其他的相同的。第5章 异步传输模式使用199

31、下载用config term命令，使路由器 A进入配置模式，在路由器 A的AT M接口下输入l o o p b a c kd i a g n o s t i c命令。输入show run命令，查看路由器的配置，注意到 loopback diagnostic路由器配置的ATM 0接口下面。ping IP地址为1 9 5.1.1.1的路由器B，我们看到p i n g不通，但调试输出告诉我们每个送出去的分组，又被收到了，这种情况的发生，是因为在路由器 A的AT M接口上有一个回送。200使用CCIE 学习指南：实验室操作下载现在解除我们建立的回送，进入路由器配置模式在ATM 0接口下输入 no lo

32、opbackd i a g n o s t i c命令。连接路由器B，打开AT M接口，记住为演示loopback diagnostic命令，我们曾使接口处于s h u t d o w n（停止）状态。在接口配置模式下，输入 loopback line命令。回想图5-1 6，这个命令使路由器B从AT M接口来的所有信号回送网络。在路由器B上输入show interface atm 0命令，显示AT M接口的状态，这个接口应处于通/通（回送）状态。第5章 异步传输模式使用201下载连接路由器A，用debug atm packet命令使接口进入AT M分组调试状态。ping IP地址为1 9 5.

33、1.1.1的路由器B，我们看到p i n g失败了，因为所有进入路由器 B的信息回送网络，注意到p i n g分组都从路由器B回送上返回。五个输出分组被送出，五个输入分组被接收。5.6 ATM 故障查找本节将讨论用于监视和查错 AT M配置的命令，show interface atm这个命令用于显示路由器上AT M接口的状态。202使用CCIE 学习指南：实验室操作下载show controller atm这个命令用于检查AT M网络模块是否安装，并正常工作。show atm vc这个命令用于提供路由器上所有激活的 P V C的信息。输入show atm vc并且带上P V C虚电路描述符作为参数，用于显示P V C的详细信息。show atm map这个命令用于显示路由器上配置的所有 AT M映射。show atm traff i c这个命令用于显示每个AT M接口接到和送出了多少分组。5.7 结论本章探讨了AT M技术，我们看到AT M比传统的网络协议有许多优势，我们做的实验演示了Cisco AT M的一些功能。第5章 异步传输模式使用203下载