《数据通信与计算机网络》电子教案
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– 使用小信元可以减少高优先级信元的排队延迟
– 使用固定长度的信元使硬件中的交换实现起来更 加容易，从而支持较高的数据速率
• ATM信元有两种不同的格式：UNI和NNI格 式
– UNI格式用在用户－网络接口处
• UNI格式的信元包含通用流量控制字段
– NNI格式则用于网络网络接口处
• NNI格式的信元没有通用流量控制字段，从而把VPI字段 从8位增加到12位
•GFC •虚电路标
•虚电路标
识
识•虚通道标识
•负载类•CLP
型
•头部差错控制
•48个字节的负荷 •a、UNI接口
•虚电路标识
•虚通道标识
•负载类 •CL •头部差错控型制 P
•48个字节的负荷 •b、NNI接口
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《数据通信与计算机网络》电子教案
虚电路（VC）和虚路径（VP）
• ATM是一种面向连接方式的技术，连接标识进 一步分割为虚路径标识VPI和虚电路标识（VCI） 两个部分：
– AAL2：与AAL1类似，只是支持可变比特速率。其 设计并不完全的，很难进行实现。
– AAL3/4 ：支持通过ATM传输数据
• AAL3是为了面向连接的分组服务（比如X.25） • AAL4用于无连接的数据传输（比如IP）。
– AAL5：对AAL3/4作了很多改进 – 实践中采用的AAL为AAL1和AAL5。
– 一条虚路径可以包括许多条虚电路，即它们的VPI 字段都相同
– 骨干网上的交换机把这些VC作为一个整体来看待， 并且采用VP交换，即只根据VPI字段进行交换
– VC交换则意味着根据整个字段（VPI和VCI）进行 交换。
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连接的建立与释放
• •
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连接的建立与释放通过相应的信令协议完成：
– 信令消息的发送和发送数据类似，只是信令协议使用永久虚 电路5（VCI＝5、VPI＝0）。
– 信令信息一般是通过ATM适配层的AAL5进行传输的。
信令协议的基本信令消息包括：
– 建立：用于建立一个呼叫，包括源地址和目的地址，描述了 该连接的传输特征、服务要求的质量和经过的网络。
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AAL的协议结构
• AAL进一步分为集中(汇聚）子层和分段与重 组子层
– 集中子层提供支持相应的AAL服务所必须完成的功 能
– 分段与重组子层负责将从CS层传来的信息分段成信 元，而接收端则再将信元重组
• 物理层处理物理媒体的电气特性、比特定时等
• ATM层是ATM的核心，定义了ATM信元的结构和各个 字段的含义
• ATM适配层定义了几种不同类型的AAL，分别支持不
同类型的服务。
•高层
•ATM适配层
•ATM层
•物理层
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5.2.2 信元
• ATM使用固定长度的信元。每个信元包括5个 字节的头部和48个字节的负荷。
– 呼叫进行：由交换机发送给前一跳的交换机，表明它已经接 收到了一个呼叫建立请求消息，并正在试图处理它。
– 连接：由目的端发送，并被传递给源端，表明目的端已经接 受了这个呼叫。
– 连接确认：由源端发送，并被传递给目的端，表明源端已经 知道目的端接受了这个呼叫请求。
– 释放：可由任何一方提出，然后通过网络传送给另一端。 – 释放确认：由收到释放请求的一端提出，并通过网络传送给
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ATM服务模型
•
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ATM支持四种服务模型：
– CBR（恒定比特速率）：数据按照恒定的速度进行 收发，网络提供预留的带宽和服务保证。
– UBR（未定比特速率）：数据的接收不受约束，如 果带宽充足，则发送，否则丢弃。网络不提供预留 带宽和服务保证。
•ATM
•ATM
•AA L
•ATM
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•PH Y •端系统
•PH Y •ATM交换机
•PH Y •ATM交换机
•PH Y •端系统
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ATM适配层（续）
• ATM定义了4种AAL以支持各种不同类型的服 务
– AAL1：支持要求恒定比特速率的应用（比如音频 应用）
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5.2.1 ATM概述
• ATM采用的是信元交换技术，信元是一 个53个字节的固定长度的分组，其中48 个字节为信息字节，5个字节为信头
• ATM是一种面向连接方式的技术，支持 交换虚电路和永久虚电路
• ATM不支持链路级的重传机制
– 如果交换机检测到信元在传输过程中出现差 错，将利用纠错技术来纠正，如果不行，则 丢弃该信元
另外一端。
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5.2.3 ATM适配层
• AAL允许在ATM上支持不同的高层协议和高层应用 – 处理传输差错 – 分段与重组 – 处理信元丢失与失序情况 – 流量控制
• AAL只在ATM网络的端系统处（主机或路由器）实现，AAL相 当于一个运输层协议。
•AA L •ATM
– ABR（可用比特速率）：与UBR类似，但网络能够 提供拥塞反馈。端节点可以根据网络提供的拥塞反 馈来降低发送的速率，从而减少由于拥塞造成的数 据丢失。
– VBR（可变比特速率）：与CBR类似，当网络不是 处在使用高峰时提供预留带宽，它允许突发的数据 传输。
《数据通信与计算机网络》电子教案
ATM协议参考模型
《数据通信与计算机网 络》电子教案
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2020/11/6
《数据通信与计算机网络》电子教案
本讲内容
第五章 高速网络技术
源自文库5.2 ATM
5.2.1 ATM概述 5.2.2 信元 5.2.3 ATM适配层 5.2.4 ATM的物理层 *5.2.5 局域网仿真
5.3 光纤网络
5.3.1 光链路 5.3.2 波分复用系统 *5.3.3 光网络
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《数据通信与计算机网络》电子教案
ATM信元格式
• 4比特的通用流量控制GFC字段 • 8比特或12比特的虚路径标识（VPI） • 16比特的虚电路标识（VCI） • 3比特的负载类型字段，用来表示网
络管理、用户信令、拥塞指示等负 载指示信息。 • 信元丢失优先级（CLP）比特：在 网络拥塞时优先丢弃CLP为1的信元 • 8个比特的头部差错控制：用于保护 信元的头部，提供差错检测和1比特 的纠错功能
– 使用固定长度的信元使硬件中的交换实现起来更 加容易，从而支持较高的数据速率
• ATM信元有两种不同的格式：UNI和NNI格 式
– UNI格式用在用户－网络接口处
• UNI格式的信元包含通用流量控制字段
– NNI格式则用于网络网络接口处
• NNI格式的信元没有通用流量控制字段，从而把VPI字段 从8位增加到12位
•GFC •虚电路标
•虚电路标
识
识•虚通道标识
•负载类•CLP
型
•头部差错控制
•48个字节的负荷 •a、UNI接口
•虚电路标识
•虚通道标识
•负载类 •CL •头部差错控型制 P
•48个字节的负荷 •b、NNI接口
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虚电路（VC）和虚路径（VP）
• ATM是一种面向连接方式的技术，连接标识进 一步分割为虚路径标识VPI和虚电路标识（VCI） 两个部分：
– AAL2：与AAL1类似，只是支持可变比特速率。其 设计并不完全的，很难进行实现。
– AAL3/4 ：支持通过ATM传输数据
• AAL3是为了面向连接的分组服务（比如X.25） • AAL4用于无连接的数据传输（比如IP）。
– AAL5：对AAL3/4作了很多改进 – 实践中采用的AAL为AAL1和AAL5。
– 一条虚路径可以包括许多条虚电路，即它们的VPI 字段都相同
– 骨干网上的交换机把这些VC作为一个整体来看待， 并且采用VP交换，即只根据VPI字段进行交换
– VC交换则意味着根据整个字段（VPI和VCI）进行 交换。
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连接的建立与释放
• •
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连接的建立与释放通过相应的信令协议完成：
– 信令消息的发送和发送数据类似，只是信令协议使用永久虚 电路5（VCI＝5、VPI＝0）。
– 信令信息一般是通过ATM适配层的AAL5进行传输的。
信令协议的基本信令消息包括：
– 建立：用于建立一个呼叫，包括源地址和目的地址，描述了 该连接的传输特征、服务要求的质量和经过的网络。
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AAL的协议结构
• AAL进一步分为集中(汇聚）子层和分段与重 组子层
– 集中子层提供支持相应的AAL服务所必须完成的功 能
– 分段与重组子层负责将从CS层传来的信息分段成信 元，而接收端则再将信元重组
• 物理层处理物理媒体的电气特性、比特定时等
• ATM层是ATM的核心，定义了ATM信元的结构和各个 字段的含义
• ATM适配层定义了几种不同类型的AAL，分别支持不
同类型的服务。
•高层
•ATM适配层
•ATM层
•物理层
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5.2.2 信元
• ATM使用固定长度的信元。每个信元包括5个 字节的头部和48个字节的负荷。
– 呼叫进行：由交换机发送给前一跳的交换机，表明它已经接 收到了一个呼叫建立请求消息，并正在试图处理它。
– 连接：由目的端发送，并被传递给源端，表明目的端已经接 受了这个呼叫。
– 连接确认：由源端发送，并被传递给目的端，表明源端已经 知道目的端接受了这个呼叫请求。
– 释放：可由任何一方提出，然后通过网络传送给另一端。 – 释放确认：由收到释放请求的一端提出，并通过网络传送给
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《数据通信与计算机网络》电子教案
ATM服务模型
•
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ATM支持四种服务模型：
– CBR（恒定比特速率）：数据按照恒定的速度进行 收发，网络提供预留的带宽和服务保证。
– UBR（未定比特速率）：数据的接收不受约束，如 果带宽充足，则发送，否则丢弃。网络不提供预留 带宽和服务保证。
•ATM
•ATM
•AA L
•ATM
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•PH Y •端系统
•PH Y •ATM交换机
•PH Y •ATM交换机
•PH Y •端系统
《数据通信与计算机网络》电子教案
ATM适配层（续）
• ATM定义了4种AAL以支持各种不同类型的服 务
– AAL1：支持要求恒定比特速率的应用（比如音频 应用）
PPT文档演模板
《数据通信与计算机网络》电子教案
5.2.1 ATM概述
• ATM采用的是信元交换技术，信元是一 个53个字节的固定长度的分组，其中48 个字节为信息字节，5个字节为信头
• ATM是一种面向连接方式的技术，支持 交换虚电路和永久虚电路
• ATM不支持链路级的重传机制
– 如果交换机检测到信元在传输过程中出现差 错，将利用纠错技术来纠正，如果不行，则 丢弃该信元
另外一端。
《数据通信与计算机网络》电子教案
5.2.3 ATM适配层
• AAL允许在ATM上支持不同的高层协议和高层应用 – 处理传输差错 – 分段与重组 – 处理信元丢失与失序情况 – 流量控制
• AAL只在ATM网络的端系统处（主机或路由器）实现，AAL相 当于一个运输层协议。
•AA L •ATM
– ABR（可用比特速率）：与UBR类似，但网络能够 提供拥塞反馈。端节点可以根据网络提供的拥塞反 馈来降低发送的速率，从而减少由于拥塞造成的数 据丢失。
– VBR（可变比特速率）：与CBR类似，当网络不是 处在使用高峰时提供预留带宽，它允许突发的数据 传输。
《数据通信与计算机网络》电子教案
ATM协议参考模型
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2020/11/6
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本讲内容
第五章 高速网络技术
源自文库5.2 ATM
5.2.1 ATM概述 5.2.2 信元 5.2.3 ATM适配层 5.2.4 ATM的物理层 *5.2.5 局域网仿真
5.3 光纤网络
5.3.1 光链路 5.3.2 波分复用系统 *5.3.3 光网络
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ATM信元格式
• 4比特的通用流量控制GFC字段 • 8比特或12比特的虚路径标识（VPI） • 16比特的虚电路标识（VCI） • 3比特的负载类型字段，用来表示网
络管理、用户信令、拥塞指示等负 载指示信息。 • 信元丢失优先级（CLP）比特：在 网络拥塞时优先丢弃CLP为1的信元 • 8个比特的头部差错控制：用于保护 信元的头部，提供差错检测和1比特 的纠错功能