ATM技术的协议结构

网络
ATM 技术的协议结构
○赵恩昌
序的注册而实现的。

在安装期间,应用程序以下列格式在S OFT W ARE 键下创建子键进行注册:
\公司名称\软件名称\版本号
例如安装好L otus N otes 4.0软件后,登录表中增加了下列子键:
H K EY —LO C A L —M A C H I N E\SO FTW A R E\Lot us \N ot e s \4.0
它对应的值项为:
D a t a Pa t h :R EG —SZ :C :\N O TES\D A TA \D e s c r i p t i on :R EG —SZ :N ot e s I ns t T yp e :R EG —SZ :STA N D A R D N a m e :R EG —SZ :N O TES .EX
E Pa t h :R EG —SZ :C :\N O TES\
在计算机上安装同一公司的多个产品时可以在\公司名称下创建多个子键,分别登记不同的软件。

有关文件关联和OL E 信息存放在S OFT WAR E\C la sses 子键下。

C la sses 下的子键根据它们的作用不同可以划分为两类:
文件类型描述子键:它们储存文件的关联信息。

例如\x 子键的值项为<N N >R G —SZ x f 它说明与*x 类型文件相关联的应用程序类型为
txtf ile ,具体的应用程序名称在下面介绍的应用程序类型定义子键中定义。

文件关联信息可以使用File M ana ger 的As -soc iate 命令进行创建或修改。

应用程序类型定义子键:它说明外壳程序的名称和OL E 属性,定义了打开文件的命令格式。

例如tx tf ile 的打开子键和值项分别为:
...\C l a s se s \t xt f i l e \s he l l \o pe n\c om m a nd <N o N a m e >:R EG —SZ :not e pa d.e xe %1
其中%1参数代表在F ile M ana g er 里选中的文件名。

3.系统帐号与安全管理
在Windo w s NT 操作系统中,计算机所包含的用户帐号、组帐号、用户权限、口令和域的安全信息等都集中存储在登录表数据库的HK EY —L OC AL —M AC HI NE\S A M 和HKEY —L O -C AL —M A C HI NE\S EC UR ITY 键下,但是这些信息是以二进制格式存放,不能用登录表编辑器浏览,可以使用User M ana g -er 等管理工具修改。

综上所述,Window s N T 登录表数据库的功能完全覆盖并远远超过了W indo w s 3.X 下的初始化文件的功能。

以上介绍的只是它在系统资源管理方面的应用,利用它还可以控制系统引导和用户登录、恢复系统的一些运行故障等。

研究登录表数据库及其各值项的意义对于维护W NT 系统以保证其正常运行是非常有用的。

异步传递方式(AT M )是实现宽带综合业务数字网(B -I SD N )的最佳方式。

国际电信联盟IT U 在1988年正式建议将AT M 作为B -I SD N 的交换方式,并在1990年的建议中作了详细说明。

一、A TM 的技术特点
AT M 是一种异步时分交换信息方式。

AT M 的技术有以下几个方面特点。

①AT M 采用固定长度的信元作为信息的传输单位,即把数字化的语音、数据和图像等用户信息分解成固定长度的信元,每个信元长度为53个字节(48个字节的数据信息,5个字节的信元头)。

这种固定长度的信元,使得交换技术可以用硬件来实现,即在协议处理上用硬件对固定长度的信
元头进行识别,缩短了信息处理时间,从而使信息传送速度更高,容量更大。

②能支持不同速率的业务。

AT M 对汇集到一起的来自不同终端的信元,按先到先服务的原则,按统一传输速率将信元插入空闲时隙,把不同类型的业务复合在一起。

高速率信元占较多时隙,交换设备只需按网络最大速率来设置。

③AT M 是一种面向连接的技术。

AT M 在通信启动之前,源和目的点之间必须建立连接,以保证信息送到接收站点。

AT M 支持点到点和点到多点连接。

④AT M 具有动态频带分配与路由功能。

对用户可根据需要灵活地配置网络接口所用带宽,使带宽对用户按需分配,合理利用。

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C la sse s .t t :
o a m e :E :t t i l e
.t t indow s
网络
图V V 交换原理
图1
传输通道、VC 和VP 的关系
图3AT M 协议参考模型
⑤AT M 网络取消了逐段链路的差错控制和流量控制,而采用端到端的差错控制,这样减少了操作复杂性,提高了网络的通信处理能力。

二、A TM 交换原理
因为AT M 是一种面向连接的技术,所以通信开始要先建立一条虚电路,同时虚电路上所有中继点都建立虚电路接续路由表。

这个虚电路是建立在虚信道和虚路径的概念上的。

虚信道(VC )是一个逻辑信道,所有在这个信道上传送的AT M 信元具有相同的虚信道标志(V C I)。

虚路径(VP )是一组具有相同源端点和目的端点的VC 的集合,它由虚路径标志符(VPI )来标识。

一个传输通道(如155M b/s)中,可以分成若干个VP 。

传输通道、V C 和V P 三者之间的关系如图1所示。

VPI 和V CI 都包含在信元头中,实现嵌套式层次结构寻址机制。

AT M 交换在交换节点上进行,它可以分成二类交换:VP 交换和VC 交换。

VP 交换时,交换节点根据VP 连接的目的地,将输入信元的V PI 值改为可将信元导向接收端的新VPI 值赋予信头并输出。

在V P 交换过程中VC I 值可以不变,VP 交换可单独进行,这时物理实现简单,通常只是传输通道中某个等级数字复用线交叉连接。

VC 交换需要与
V P 交换同时进行,在交换时,交换节点终止VC 连接和VP 连接,信元中的VPI 和V C I 将同时被改为新值。

当一个V C 连接终止时,相应的V P 连接也就终止了,在这个VP 连接上的VC 连接可以加入到不同方向上的新的VP 连接中去V P 交换和VC 交换原理如图2所示。

三、ATM 协议参考模型和层次功能
AT M 参考模型与O SI 参考模型有相似之处,又有本质差别。

OS I 参考模型是一种自上而下的平面模型,而AT M 参
考模型是一种三维立体模型,如图3所示,从纵向看,有三个功能面,即用户面、控制面、管理面组成。

它们的主要功能为:
用户面:采用分层结构,负责数据的传输。

控制面:提供呼叫和连接的控制功能,也采用分层结构。

管理面:提供面管理和层管理。

从横向看,AT M 协议模型分为4层:物理层、AT M 层、AT M 适配层和高层,而高层协议基本上能代表OS I 参考模型中的传送层至应用层。

1.物理层
物理层主要功能是控制数据位在物理介质上的传输。

由于AT M 信元可以通过多种不同的物理介质传输,物理层被分为两个子层:物理介质(P M )子层和传输收敛(T C )子层。

(1)物理介质(P M )子层
P M 子层主要负责信息的发送和接收,完成物理介质的
相关功能,如线路编码、解码、光电转换和比特定时等。

(2)传输收敛(T C )子层
T C 子层主要完成以下五个方面的功能:
①信元定界:按照一定的算法去搜索确定信元流的边界,即信元流的起始位置。

②信头的差错控制(HE C ):信头差错控制技术采用C R C 方式,其生成的多项式为g(x )=x 8
+x 2
+x+1。

发端将信头前个字节对应的多项式与x 相乘后,用(x )去除,所得余数多项式就是所对应的码,写入信头的第5
个字
VPI/VCI 对照表入出
V PI 112
VCI 121
VPI 5335
VCI 1
419
2
P /C 48
g HEC 2
4
2
网络
图T M 信头结构
节。

在收端进行校验。

③传输帧的生成与恢复:将信元流封装成适合传输的帧,送到物理介质(P M )子层,以及将PM 子层送来的传输帧恢复成信元流。

④传输帧的自适应:它完成信元流与传输帧转换时的格式适应。

在发端使信元流适应传输帧的有效载荷结构,在收端信元流从传输中被提取。

⑤信元速率的解耦:为了使AT M 层信元流的速率适应传输介质的速率,在发端插入一些空闲信元,在收端识别并丢弃这些空闲信元。

2.ATM 层
AT M 层是协议参考模型最重要的一层,其主要任务是给ATM 信元流建立一个逻辑连接并通过ATM 网络传送信元。

(1)信头格式
在AT M 中采用二种信头格式:一种是用于用户—网络接口(U NI),另一种用在网络内部,称为网络—节点接口(N NI ),如图4所示。

GF C :一般流量控制,其编码和具体功能尚未确定,目前取值为0000。

VPI :为信元选择的虚路径标志。

VC I :为信元选择的虚信道标志。

PT:表示信元类型。

如信息信元、管理信元、测试信元等。

CL P :信元丢失优先级。

C L P =1,当网络拥塞时可丢掉;CL P =0为重要信元不能丢。

HEC :信头差错控制,用于检查信头是否正确,只要信头正确,认为整个信元无误,否则视整个信元出错丢弃。

(2)AT M 层主要功能
①信元的复用和分路。

在发端将不同连接(虚电路)的
信元复用成单一信元流,在收端分离恢复各连接的信元。

②信头的添加和删除。

在发端将A AL 层送来的信元净荷添加信头,在收端信头被删除。

③信元交换。

在虚电路建立时,VC I/VPI 接续路由表就已做好,当信元进入交换机后,AT M 层读出信头中的V CI /VP I ,然后根据接续路由表找到它们的新值并写入信头中,信元被送往新值对应的VC /VP 链路,完成了交换。

④一般流量控制。

在U NI 接口上通过信头上的GF C 码,AT M 层做些流量控制,以便减轻可能发生的瞬间业务量超载。

3.ATM 适配层(AA L)
AAL 介于ATM 层和高层之间,它是为了使AT M 层能适应不同业务类型的需要而设置的。

将各种业务在AT M 适配层(AAL )中分成五类:A AL1为固定比特率(C BR )业务,A AL2为可变比特(V BR )业务,A AL3/4与AAL 5为可用比特率(A BR )业务。

A AL1和A AL2适用于实时业务,如话音、图像等。

其余为非实时业务,如数据。

业务与AAL 的对应关系如附表所示。

附表
ATM 业务与AAL 对应关系
业务分类A 类B 类
C 类
D 类AAL 类型AAL 1
AAL 2AAL 1/5AAL 3/4AAL 5
AAL 3/4
源和目的之
间是否要求定时关系比特速率固定
可变
连接方式
无连接
业务举例
固定比特率的话音、图像可变比特率
的话音、图
像
X .25/帧中继数据通信
L AN 间连接
面向连接
要求
不要求10
4A。