计算机广域网第8章

桂林电子科技大学信息科技学院
第八章 异步传输模式（ATM） 异步传输模式（ ）
桂林电子科技大学信息科技学院
内容提要
8.1 异步传输模式的发展背景 8.2 ATM概念 概念 8.3 传输模式 8.4 ATM信元 信元 8.5 B-ISDN协议参考模型 B-ISDN协议参考模型 8.6 ATM的实现 的实现 8.7 ATM设备 设备 8.8 虚拟局域网和 虚拟局域网和ATM 8.9 局域网仿真 8.10 MPOA协议 协议
这些业务的速率高达每秒几兆比特到每秒几百兆比特。 这些业务的速率高达每秒几兆比特到每秒几百兆比特。不仅 速率高而且种类多， 速率高而且种类多，与此同时通信的保留时间和信息流量特性又 特别离散。 特别离散。
例如，会议电视一般需 小时， 例如，会议电视一般需1~2小时，而高速传真只几秒至几分钟便可完 小时 成通信； 间通信一般需要相对固定的容量， 成通信；PBX间通信一般需要相对固定的容量，而数据通信和某种活动 间通信一般需要相对固定的容量 图像通信，其信息的传送具有突发性。 图像通信，其信息的传送具有突发性。这些在现有通信网中是难以解决 的。
2
桂林电子科技大学信息科技学院
8.1 异步传输模式的发展背景
1.通信业务向多功能化方向发展 通信业务向多功能化方向发展 2.对B-ISDN的需求 对 的需求 3.ATM的技术环境 的技术环境 4.ATM的技术优势 的技术优势
3
桂林电子科技大学信息科技学院
1.通信业务向多功能化方向发展 通信业务向多功能化方向发展
随着信息社会的到来，社会各个领域对通信提出了更新、 随着信息社会的到来，社会各个领域对通信提出了更新、更高 的要求。未来的社会将是一个全球经济、 的要求。未来的社会将是一个全球经济、全球通信网的信息化 社会。 社会。 面对人们对通信的需求， 面对人们对通信的需求，通信网提供的通信业务向着高速化 宽带化、大容量化）、综合化（多样化、多媒体化） ）、综合化 （宽带化、大容量化）、综合化（多样化、多媒体化）及智能 化方向发展。 化方向发展。
9
桂林电子科技大学信息科技学院
3. ATM的技术环境 的技术环境
如果说需求是异步传输模式（ 如果说需求是异步传输模式（ATM）技术发展的躯动力，那么技 ）技术发展的躯动力， 术进步为ATM的成功打下了坚实的基础。 的成功打下了坚实的基础。 术进步为 的成功打下了坚实的基础 ATM网络既能传送窄带（低速）信号，同时也能传送宽带（高速） 网络既能传送窄带（ 网络既能传送窄带 低速）信号，同时也能传送宽带（高速） 信号；既能适应语音信号的时延特性， 信号；既能适应语音信号的时延特性，又能适应数据信号的误码 特性，进而也能适应图像信号的时延和误码两种特性。 特性，进而也能适应图像信号的时延和误码两种特性。这是现有 的电路交换网和分组交换网等任何一个网所无法实现的。 的电路交换网和分组交换网等任何一个网所无法实现的。 以信元为单位对各种信息进行多路复用、传输、交换和自理的 以信元为单位对各种信息进行多路复用、传输、 ATM技术为 技术为B-ISDN创造了条件，ATM技术不仅综合了以往电路 创造了条件， 技术为 创造了条件 技术不仅综合了以往电路 交换方式和分组交换方式的优点， 交换方式和分组交换方式的优点，同时也克服了电路交换方式网 络资源的利用率低、分组交换方式信息时延大和抖动的缺点。 络资源的利用率低、分组交换方式信息时延大和抖动的缺点。可 以把包括语音、数据、图像（包括动图像）在内的各种媒体信息， 以把包括语音、数据、图像（包括动图像）在内的各种媒体信息， 进行一元化的处理、加工、传递和交换，可大大提高网络速率， 进行一元化的处理、加工、传递和交换，可大大提高网络速率， 称为未来B-ISDN的唯一选择。 的唯一选择。 称为未来 的唯一选择 光纤技术的发展和应用为ATM技术的应用创造了良好的环境。光 技术的应用创造了良好的环境。 光纤技术的发展和应用为 技术的应用创造了良好的环境 纤通信的应用已从长途系统向用户环路系统延伸。 纤通信的应用已从长途系统向用户环路系统延伸。光纤通信系统 交换机是现代通信的最佳搭档之一。 与ATM交换机是现代通信的最佳搭档之一。 交换机是现代通信的最佳搭档之一
11
桂林电子科技大学信息科技学院
4.ATM的技术优势 的技术优势
到目前为止通信网主要采用两种交换方式， 到目前为止通信网主要采用两种交换方式，即电路交换方式和分 组交换方式。 组交换方式。 ATM是在分组交换技术上发展起来的快速分组交换。它综合吸取 是在分组交换技术上发展起来的快速分组交换。 是在分组交换技术上发展起来的快速分组交换 了分组交换高效率和电路交换高速率之优点， 了分组交换高效率和电路交换高速率之优点，针对分组交换速率 低的弱点，用电路交换处理完全与协议无关的特点，通过高性能 低的弱点，用电路交换处理完全与协议无关的特点， LS-1的硬件设备来提高处理速度，以实现高速化，因此也可以说 的硬件设备来提高处理速度， 的硬件设备来提高处理速度 以实现高速化， ATM技术是在克服了分组交换方式和电路交换方式局限性的基础 技术是在克服了分组交换方式和电路交换方式局限性的基础 上产生的。 上产生的。

桂林电子科技大学信息科技学院
组网系统要能不断更新，要求网络具有灵活性、 组网系统要能不断更新，要求网络具有灵活性、资源利用高效性 及网络开放性。其基本思想是客户所需的各种业务（服务） 及网络开放性。其基本思想是客户所需的各种业务（服务）可以 很容易地在与网络的接口处得到， 很容易地在与网络的接口处得到，降低网络的复杂性并减少信息 处理时间，提高网络吞吐量，从而实现： 处理时间，提高网络吞吐量，从而实现： （1）网络传输质量大大提高，信息端到端传输几乎无差错，即语 ）网络传输质量大大提高，信息端到端传输几乎无差错， 义透明性； 义透明性； （2）信息以最短时间送到目的端而不发生业务信息的时间问题， ）信息以最短时间送到目的端而不发生业务信息的时间问题， 即时间透明性。 即时间透明性。 综上所述，微电子技术的发展为实现 综上所述，微电子技术的发展为实现ATM网路设备打下了坚实的 网路设备打下了坚实的 基础，光纤系统的广泛应用为ATM网线路的实施创造了环境，而 网线路的实施创造了环境， 基础，光纤系统的广泛应用为 网线路的实施创造了环境 系统的更新使ATM技术有了优异的灵活性。 技术有了优异的灵活性。 系统的更新使 技术有了优异的灵活性
6
桂林电子科技大学信息科技学院
2.对B-ISDN的需求 对 的需求
多功能化的业务，对于现今的任何网（包括电话网、用户电报网、 多功能化的业务，对于现今的任何网（包括电话网、用户电报网、 传真网、公共分组交换数据网、电路交换数据网、数字数据网、 传真网、公共分组交换数据网、电路交换数据网、数字数据网、 LAN、MAN、WAN、ISDN和CATV等）来说都是无法完成的， 、 、 、 和 等 来说都是无法完成的， 因为这些网都是面向特定的业务需要。 因为这些网都是面向特定的业务需要。 如当前的通信网、电话网提供双向语音通信； 如当前的通信网、电话网提供双向语音通信；电报网传送低速率 （最高也只有 300 Kbps）的字符信息；基于 ）的字符信息；基于X.25与X.21的电路 与 的电路 交换网传递计算机间的数据信息；数字数据网（ 交换网传递计算机间的数据信息；数字数据网（DNN）是为专用 ） 线业务和帧中继业务等而建的；它们各有专长， 线业务和帧中继业务等而建的；它们各有专长，其中任何一种网 络都不能经济有效地支持其他网络的业务。 络都不能经济有效地支持其他网络的业务。
桂林电子科技大学信息科技学院
总之， 总之，相对地说这些专业网络既满足不了未来用户对业务的高速 多样化及灵活性的要求， 度、多样化及灵活性的要求，也克服不了在网络的维护和管理上 给网络运营者带来的困难，更重要的是无法适应未来网络的发展。 给网络运营者带来的困难，更重要的是无法适应未来网络的发展。 因此，无论是从用户的角度还是从网络运营者的角度， 因此，无论是从用户的角度还是从网络运营者的角度，都希望对 未来网络的设计思想有一个根本的转变， 未来网络的设计思想有一个根本的转变，即建立一个单一的多功 能网络，这个网便是宽带综合业务数字网（ 能网络，这个网便是宽带综合业务数字网（B-ISDN）。 ）。
12
桂林电子科技大学信息科技学院
8.2 ATM概念 概念
13
桂林电子科技大学信息科技学院
14
桂林电子科技大学信息科技学院
在这种固定时隙的传输及交换模式中， 在这种固定时隙的传输及交换模式中，即使在通信过程中的 某一时刻，用户无数据传递，所分配给他的时隙处于空闲状态， 某一时刻，用户无数据传递，所分配给他的时隙处于空闲状态， 但该时隙仍属他所有，其他的用户不能使用；相反， 但该时隙仍属他所有，其他的用户不能使用；相反，若其有大 量突发性数据要求传送， 量突发性数据要求传送，仍只能借助于固定的时隙来传输和交 尽管这有可能造成信号的延时甚至是信元的丢失。 换，尽管这有可能造成信号的延时甚至是信元的丢失。
4
桂林电子科技大学信息科技学院
（1）高速化 ） 高速化也可称宽带化或大容量化。 高速化也可称宽带化或大容量化。伴随着办公自动化和工厂自 动化的发展，通信业务产生了新的需求， 动化的发展，通信业务产生了新的需求，即：
·高速数据通信，例如，LAN间的连接，PBX间的通信、大容量文件 高速数据通信，例如， 间的连接， 间的通信、 高速数据通信 间的连接 间的通信 传送，高速CAD/CAM（计算机辅助设计），高清晰度传真、高清晰度 ），高清晰度传真 传送，高速 （计算机辅助设计），高清晰度传真、 可视图文以及计算机间的通信等。 可视图文以及计算机间的通信等。 ·影像、语音通信，例如．TV会议、TV电话、HDTV（高清晰度电 影像、 会议、 电话 电话、 影像 语音通信，例如． 会议 （ ）、CATV（电缆电视）和动态可视图文等。 视）、 （电缆电视）和动态可视图文等。
7
桂林电子科技大学信息科技学院
面对未来通信业务的高速化、综合化、智能化发展， 面对未来通信业务的高速化、综合化、智能化发展，目 前的通信网主要存在以下问题。 前的通信网主要存在以下问题。