第3章廣域網(wǎng)技術(shù)3.1引言

3.2分組交換網(wǎng)

3.3幀中繼網(wǎng)

3.4

ISDN3.5

ATM網(wǎng)

3.6無線通信網(wǎng)

3.7網(wǎng)絡(luò)互連3.8Internet

3.1引

言

廣域網(wǎng)是指覆蓋范圍廣、傳輸速率相對(duì)較低的以數(shù)據(jù)通信為主要目的的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。隨著社會(huì)信息化的迅猛發(fā)展，很多通信發(fā)達(dá)國家的數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)率已超過電話業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)率，特別是Internet的逐步實(shí)用化和商業(yè)化，大大促進(jìn)和刺激了數(shù)據(jù)通信網(wǎng)技術(shù)和數(shù)據(jù)傳送業(yè)務(wù)的發(fā)展，使得廣域網(wǎng)技術(shù)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。隨著光纖通信、幀中繼、寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(B-ISDN)等新一代通信技術(shù)的成熟和應(yīng)用，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)將以更快的傳輸速率、更大的網(wǎng)絡(luò)帶寬、更好的技術(shù)性能和更高的可靠性為現(xiàn)在和將來的多媒體信息傳輸提供高質(zhì)量的服務(wù)。

通常，公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)是由政府通信部門來建立和管理的，這也是它區(qū)別于局域網(wǎng)的重要標(biāo)志之一。很多國家的通信部門建立了電路交換公用數(shù)據(jù)網(wǎng)(CSPDN)、分組交換公用數(shù)據(jù)網(wǎng)(PSPDN)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)網(wǎng)(DDN)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)和幀中繼(FR)網(wǎng)等，以此為基礎(chǔ)提供電路交換數(shù)據(jù)傳送業(yè)務(wù)、分組交換數(shù)據(jù)傳送業(yè)務(wù)、租用電路數(shù)據(jù)傳送業(yè)務(wù)、幀中繼數(shù)據(jù)傳送業(yè)務(wù)和利用公用電話網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳送業(yè)務(wù)。我國已建立了PSPDN(CHINAPAC)和DDN(CHINADDN)，并開放了分組數(shù)據(jù)、租用電路和部分的幀中繼業(yè)務(wù)。隨著社會(huì)信息化事業(yè)的發(fā)展，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)的應(yīng)用不斷地?cái)U(kuò)大和普及，越來越顯示出數(shù)據(jù)通信網(wǎng)在社會(huì)信息化中所占的重要地位。

3.2分

組

交

換

網(wǎng)

3.2.1X.25分組交換網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)

X.25建議是指在公用數(shù)據(jù)網(wǎng)上，以分組方式進(jìn)行操作的DTE和DCE之間的接口。X.25建議作為一項(xiàng)國際標(biāo)準(zhǔn)于1976年正式公布，1980年又作了適當(dāng)補(bǔ)充和修訂。

X.25分組交換網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)由三層通信協(xié)議，即物理層、鏈路層和分組層組成，參見圖3.1。

圖3.1X.25分組交換網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

(1)物理層。本層對(duì)應(yīng)于ISO/OSI參考模型的物理層。X.25建議書對(duì)物理層的功能做了如下定義：利用物理的、電氣的、功能的和規(guī)程的特性在DTE和DCE之間實(shí)現(xiàn)對(duì)物理鏈路的建立、保持和拆除功能。

這里的DTE(DataTerminalEquipment)為數(shù)據(jù)終端設(shè)備，是指數(shù)據(jù)輸入/輸出設(shè)備、終端設(shè)備或計(jì)算機(jī)等終端裝置；DCE(DataCircuit-terminatingEquipment)為數(shù)據(jù)電路端接設(shè)備，是指自動(dòng)呼叫應(yīng)答設(shè)備、分組交換機(jī)以及其他一些中間設(shè)備的集合。

物理層接口協(xié)議是用于定義DTE與DCE之間的物理接口，并為物理接口規(guī)定了機(jī)械連接特性、電氣信號(hào)特性、信號(hào)的功能特性以及交換電路的規(guī)程特性。這樣就保證了各個(gè)廠商按統(tǒng)一的物理層接口標(biāo)準(zhǔn)所生產(chǎn)出來的通信設(shè)備能夠完全兼容。

總之，物理層接口協(xié)議規(guī)定了DTE與DCE接口間的電氣和物理等特性。DTE利用此接口可通過租用線路或電路交換網(wǎng)連入本地分組交換機(jī)。物理層提供了同步的、全雙工的、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的串行位流傳輸，X.25建議對(duì)此沒有作出具體的規(guī)定，而是建議參考兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：X.21和X.21bis，它們分別定義了數(shù)字和模擬接口。其中，X字號(hào)規(guī)程是專門為公用數(shù)據(jù)網(wǎng)規(guī)定的；bis表示能與V系列調(diào)制解調(diào)器相連，等效于RS-232C和V.24標(biāo)準(zhǔn)。

(2)鏈路層。本層對(duì)應(yīng)于ISO/OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層。最常用的數(shù)據(jù)鏈路層通信規(guī)程是ISO的高級(jí)數(shù)據(jù)鏈路控制(HighlevelDataLinkControl，HDLC)規(guī)程，其功能是將不可靠的物理鏈路提升為可靠的、無差錯(cuò)的邏輯鏈路。

X.25建議中的鏈路級(jí)采用的是一種HDLC規(guī)程的變種，稱為鏈路訪問規(guī)程(LinkAccessProcedure，LAP)或平衡鏈路訪問規(guī)程(LinkAccessProcedureBalanced，LAPB)，并以LAPB為主要模式。這些通信規(guī)程盡管在一些細(xì)節(jié)上存在著一定的差異，但總的來說是大同小異的。

(3)分組層。本層對(duì)應(yīng)于ISO/OSI參考模型的網(wǎng)絡(luò)層，它規(guī)定了DTE和DCE之間進(jìn)行信息交換的分組格式，并規(guī)定了采用分組交換的方法，在一條邏輯信道上對(duì)分組流量、分組傳送差錯(cuò)執(zhí)行獨(dú)立的控制。

X.25建議將分組層以上的實(shí)體統(tǒng)稱為用戶層，未作具體規(guī)定。

X.25建議的著重點(diǎn)是描述了分組層協(xié)議，該協(xié)議的主要內(nèi)容有：分組級(jí)DTE/DCE接口的描述、虛電路規(guī)程、數(shù)據(jù)報(bào)規(guī)程、分組的格式、用戶自選業(yè)務(wù)的規(guī)程與格式以及分組級(jí)DTE/DCE接口狀態(tài)變化等。

1．分組格式

分組(Packet)是分組層上傳輸信息的基本單位，無論是在兩個(gè)DTE之間傳送用戶數(shù)據(jù)，還是在DTE和DCE之間傳送網(wǎng)絡(luò)所用的控制信息，都要表示成分組格式。分組在數(shù)據(jù)鏈路上傳輸時(shí)，由鏈路層協(xié)議HDLC裝配成幀格式。一種簡(jiǎn)單的形式是一個(gè)幀的信息字段內(nèi)包含一個(gè)分組，每個(gè)分組由分組頭和數(shù)據(jù)兩部分組成，參見圖3.2。

圖3.2X.25分組格式(a)X.25一般分組頭格式；(b)X.25數(shù)據(jù)分組頭格式

X.25分組格式中，幀格式的各個(gè)字段含義如下：

(1)F：幀頭、幀尾標(biāo)志，占用一個(gè)字節(jié)(01111110)。

(2)A：地址字段，用于尋址目的節(jié)點(diǎn)，占用一個(gè)字節(jié)。

(3)C：控制字段，用于定義各種命令和響應(yīng)，占用一個(gè)字節(jié)。

(4)I：信息字段，用于傳輸分組信息，可變長(zhǎng)度。分組信息要按分組格式來表示。

(5)FCS：幀校驗(yàn)序列，采用16位CRC校驗(yàn)方式。

分組格式由分組頭和數(shù)據(jù)兩部分組成。其中，分組頭中各個(gè)字段的含義如下：

(1)通用格式標(biāo)識(shí)：用于指出分組頭中其他部分的一般格式，占用第一個(gè)字節(jié)的高4位。具體格式是“QDEG”?！馫位：表示數(shù)據(jù)是用戶數(shù)據(jù)(Q=1)，還是網(wǎng)絡(luò)信息(Q=0)?！馜位：傳送確認(rèn)位，用于捎帶確認(rèn)。●E位：擴(kuò)展分組編號(hào)模數(shù)，E=1表示分組以128為模編號(hào)。●

G位：普通分組編號(hào)模數(shù)，G=1表示分組以8為模編號(hào)。

(2)邏輯信道組號(hào)：用于標(biāo)識(shí)邏輯信道(虛電路)，占用第一個(gè)字節(jié)的低4位。

(3)邏輯信道號(hào)：用于標(biāo)識(shí)邏輯信道，占用一個(gè)字節(jié)。邏輯信道標(biāo)識(shí)包括邏輯信道組號(hào)和邏輯信道號(hào)兩部分，占用12位。邏輯信道標(biāo)識(shí)在DTE/DCE接口上只具有本地意義，即本地和遠(yuǎn)程DTE/DCE分別各自獨(dú)立地選擇邏輯信道來傳送分組。X.25定義的分組大都有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。例如，呼叫請(qǐng)求與呼叫連通分組、呼叫指示與呼叫接受分組等都有相互對(duì)應(yīng)的關(guān)系。有對(duì)應(yīng)關(guān)系的兩個(gè)分組必須使用同一條邏輯信道。

(4)分組類型標(biāo)識(shí)：用于區(qū)別分組的類型和功能，占用一個(gè)字節(jié)。X.25共定義了七類分組，分別用于支持虛電路和數(shù)據(jù)報(bào)兩種通信業(yè)務(wù)，參見表3.1。例如，在虛電路通信中，必須使用特定的控制分組來建立、維護(hù)和拆除虛電路，以及在傳輸數(shù)據(jù)過程中進(jìn)行流控、差錯(cuò)處理等。每種分組的分組類型標(biāo)識(shí)符都是不相同的。圖3.2(b)為X.25數(shù)據(jù)分組格式，其中，P(R)和P(S)分別為接收分組編號(hào)(序號(hào))和發(fā)送分組編號(hào)，用于在傳輸數(shù)據(jù)過程中的流控、差錯(cuò)處理和分組排序等。

(5)呼叫方和被叫方DTE地址信息：用于標(biāo)識(shí)DET終端，全局惟一。其編碼格式為：國家碼.地區(qū)碼.區(qū)域碼.用戶碼，由有關(guān)組織統(tǒng)一分配相應(yīng)部分的代碼，與電話號(hào)碼相類似。DTE地址主要在呼叫請(qǐng)求分組中使用，用于在呼叫方和被叫方之間建立一條虛電路。一旦虛電路建立起來后，數(shù)據(jù)傳輸、鏈路維護(hù)、流控、差錯(cuò)處理以及拆除虛電路等操作都要使用邏輯通道組號(hào)和邏輯通道號(hào)來標(biāo)識(shí)這條虛電路，而不使用DTE地址。

表3.1X.25分組的類型

2．分組交換方式

1)虛電路交換方式

虛電路是兩個(gè)用戶終端(DTE)在通信之前預(yù)先通過網(wǎng)絡(luò)建立的邏輯連接，它是由主叫用戶與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系并與被叫端協(xié)商而建立的。虛電路提供的是一條雙向的、無差錯(cuò)的及有序的邏輯連接。所謂的雙向是指通信雙方都可以利用已建立的虛電路進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送；無差錯(cuò)是指虛電路提供的是一條可靠的邏輯信道；有序是指虛電路保證接收端所接收到的分組次序是與發(fā)送的次序相一致的。

在虛電路方式中，一次數(shù)據(jù)交換要經(jīng)歷建立虛電路、數(shù)據(jù)傳輸和拆除虛電路三個(gè)階段。一旦建立虛電路后，該虛電路不管有無數(shù)據(jù)傳輸都要保持到虛電路被拆除或因故障而中斷為止。中斷后需要重新建立虛電路，以繼續(xù)進(jìn)行未完成的數(shù)據(jù)傳輸。但虛電路無法處理網(wǎng)絡(luò)發(fā)生的擁塞情況。圖3.3基于虛電路方式的數(shù)據(jù)交換過程

虛電路方式的數(shù)據(jù)交換過程說明如下：

(1)在建立虛電路階段，呼叫方(DTE)通過發(fā)送“呼叫請(qǐng)求”分組呼叫被叫方(DTE)?！昂艚姓?qǐng)求”分組中包含有被叫方(目的)地址、呼叫方(信源)DTE地址和呼叫方使用的虛電路號(hào)。

(2)“呼叫請(qǐng)求”分組通過網(wǎng)絡(luò)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)分組交換機(jī)根據(jù)其被叫方地址選擇路由，分配虛電路號(hào)(用邏輯通道組號(hào)和邏輯通道號(hào)表示)，并記錄在交換機(jī)的路徑表中。

(3)最靠近被叫方的交換機(jī)用“呼叫指示”分組通知被叫方?！昂艚兄甘尽狈纸M格式與“呼叫請(qǐng)求”分組相同，但使用不同的虛電路號(hào)。

(4)呼叫方采用由高向低分配策略從當(dāng)前空閑虛電路號(hào)中為“呼叫請(qǐng)求”分組分配虛電路號(hào)；網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)采用由低向高分配策略從當(dāng)前空閑虛電路號(hào)中為“呼叫指示”分組分配虛電路號(hào)，以避免虛電路號(hào)的分配沖突。

(5)被叫方如果同意連接，則回送“呼叫接受”分組，該分組沿著已建立的虛電路傳輸給呼叫方，到達(dá)最靠近呼叫方的交換機(jī)后，以“呼叫連通”分組通知呼叫方，其分組格式與“呼叫請(qǐng)求”分組相同。至此，這條虛電路已建立起來，可轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)傳輸階段。

(6)在單條虛電路上使用“數(shù)據(jù)”分組可以進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)的雙向數(shù)據(jù)傳輸。如果要進(jìn)行點(diǎn)到多點(diǎn)傳輸，則必須建立多條虛電路。

(7)在虛電路上可以使用“流控”分組進(jìn)行流量控制和差錯(cuò)處理，可以使用“鏈路維護(hù)”分組進(jìn)行虛電路的維護(hù)。

(8)數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，任何一方要使用“拆除請(qǐng)求”分組拆除虛電路，釋放所占有的系統(tǒng)資源。拆除虛電路過程與建立虛電路過程基本相同，但在“拆除請(qǐng)求”分組中使用的是虛電路號(hào)。在X.25的虛電路交換中，分成交換虛電路(SVC)和永久虛電路(PVC)兩種，SVC工作過程如上。而在PVC中，源DTE與目的DTE之間的虛電路是預(yù)先分配好的，并已記錄在轉(zhuǎn)發(fā)路徑表中。兩者可直接使用虛電路號(hào)進(jìn)行通信，而無需動(dòng)態(tài)地分配和清除這些虛電路號(hào)，即無建立連接和拆除連接階段，如同一條專線一般。

2)數(shù)據(jù)報(bào)交換方式在數(shù)據(jù)報(bào)方式中，每個(gè)數(shù)據(jù)分組都作為獨(dú)立的報(bào)文進(jìn)行傳輸。每次傳輸，交換機(jī)都要根據(jù)分組中所包含的目的地址信息為其選擇路由。這樣，同一個(gè)用戶發(fā)送的分組不一定沿著同一條路徑達(dá)到目的端點(diǎn)，目的端點(diǎn)必須根據(jù)分組序列號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)分組的排序，組裝成一個(gè)完整的報(bào)文。

在X.25分組交換網(wǎng)中主要以提供虛電路傳輸服務(wù)為主。

3．路由選擇路由選擇是交換機(jī)的一個(gè)重要功能，每個(gè)交換機(jī)都要維護(hù)一個(gè)路由表，路由表是采用人工方法或路由協(xié)議建立起來的。在虛電路方式中，通過建立虛電路，每個(gè)交換機(jī)都要根據(jù)被叫DTE地址，查找路由表，計(jì)算最佳路由，生成一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)路徑表；以后在轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組時(shí)，通過查找該轉(zhuǎn)發(fā)路徑表就可確定其轉(zhuǎn)發(fā)路徑；拆除虛電路時(shí)，要清除該路徑表中有關(guān)信息。圖3.4給出一個(gè)建立轉(zhuǎn)發(fā)路徑表信息的例子。

圖3.4建立轉(zhuǎn)發(fā)路徑表信息的例子

圖3.4建立轉(zhuǎn)發(fā)路徑表信息的例子

4．流量控制

由于分組交換方式允許不同速率的數(shù)據(jù)終端之間互通，并且網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)器的容量以及線路資源等都是動(dòng)態(tài)分配的，因此，如果對(duì)數(shù)據(jù)流不采取任何控制措施就可能出現(xiàn)網(wǎng)上數(shù)據(jù)流的嚴(yán)重不均衡，甚至超過交換機(jī)與通信線路的承受能力，造成網(wǎng)絡(luò)擁擠。而網(wǎng)絡(luò)擁擠會(huì)導(dǎo)致分組丟失，丟失的分組需要重傳，若如此惡性循環(huán)而不加控制的話，最終將會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)擁塞。擁塞現(xiàn)象將會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)吞吐能力的急劇下降和網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的迅速增加，從而嚴(yán)重影響網(wǎng)絡(luò)的性能。

3.2.2分組交換網(wǎng)的組成

1．分組交換機(jī)分組交換機(jī)是分組交換網(wǎng)的樞紐，根據(jù)它在網(wǎng)中所處的地位，可分為中轉(zhuǎn)交換機(jī)和本地交換機(jī)。無論何種交換機(jī)均具有以下主要功能：①提供網(wǎng)絡(luò)的基本業(yè)務(wù)和可選業(yè)務(wù)；②提供路由選擇和流量控制；③實(shí)現(xiàn)X.25、X.75等多種協(xié)議的互連；

④

完成局部的維護(hù)、運(yùn)行管理、故障報(bào)告與診斷、網(wǎng)絡(luò)計(jì)費(fèi)和統(tǒng)計(jì)等功能。

2．用戶接入設(shè)備

分組交換網(wǎng)的用戶接入設(shè)備主要是用戶終端和路由器。用戶終端是一種面向個(gè)體的用戶接入設(shè)備，終端分為分組型終端(PDTE)和非分組型終端(NPDTE)兩種。非分組型終端要使用分組裝配器和拆裝器(PacketAssemblerDisassembler，PAD)接入分組交換網(wǎng)，有些分組交換網(wǎng)還支持非標(biāo)準(zhǔn)的同步終端，如SDLC終端等。路由器是一種面向團(tuán)體的用戶接入設(shè)備，用于將LAN接入分組交換網(wǎng)。分組交換網(wǎng)根據(jù)不同的用戶接入設(shè)備來劃分用戶業(yè)務(wù)類別，提供不同速率的數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。

3．傳輸線路傳輸線路可以說是整個(gè)分組交換網(wǎng)的神經(jīng)系統(tǒng)。目前分組交換網(wǎng)的中繼傳輸線路主要有模擬和數(shù)字兩種形式。模擬信道利用調(diào)制解調(diào)器可轉(zhuǎn)換成數(shù)字信道，速率為9600b/s、48kb/s和64kb/s；而PCM數(shù)字信道的速率為64kb/s、128kb/s和2Mb/s。用戶線路也有模擬和數(shù)字兩種形式，模擬信道利用電話線路和調(diào)制解調(diào)器接入分組交換網(wǎng)，速率為1200b/s～64kb/s。

分組交換技術(shù)自20世紀(jì)70年代開始應(yīng)用，到了80年代，世界上幾乎所有的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)都采用了這一技術(shù)，這是因?yàn)榉纸M交換技術(shù)在降低通信成本、提高通信可靠性和靈活性等方面取得了巨大成功?，F(xiàn)在，分組交換網(wǎng)的分組處理能力、中繼線速率以及傳輸時(shí)延等性能都有了很大的提高，分組交換網(wǎng)的能力幾乎達(dá)到了極限，這促使人們研究和開發(fā)新的分組交換技術(shù)，于是，幀中繼、ATM等快速分組交換技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生。

3.2.3中國公用分組交換網(wǎng)中國公用分組交換網(wǎng)(CHINAPAC)由原郵電部統(tǒng)一組建，引進(jìn)加拿大北方電信公司的DPN-100分組交換系統(tǒng)，全網(wǎng)由全國中心城市的32個(gè)交換機(jī)組成。北京、上海、南京、武漢、西安、成都、廣州、沈陽等八座城市為匯接中心，各個(gè)匯接中心采用完全網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，其他中心之間為不完全網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，但每個(gè)交換機(jī)至少有兩條以上的中繼路由，并逐步向完全網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)過渡。北京為國際出入口局，上海也按國際出入口局配置，廣州為港、澳地區(qū)出入口局。建網(wǎng)初期，網(wǎng)絡(luò)采用集中管理方式，只在北京設(shè)立一個(gè)網(wǎng)管中心。

CHINAPAC的中繼電路的速率為4800b/s、9600b/s、64kb/s，用戶電路的速率為1200b/s、2400b/s、4800b/s、9600b/s、19.2kb/s、48kb/s、64kb/s，國際出入口局電路的速率為9600b/s、64kb/s。

CHINAPAC與公用電話網(wǎng)、用戶電報(bào)網(wǎng)、DDN、VSAT、CHINANET以及各省市的地區(qū)網(wǎng)、各大企事業(yè)單位的局域網(wǎng)均可實(shí)現(xiàn)互連。目前，CHINAPAC已經(jīng)與世界上20多個(gè)國家和地區(qū)的40多個(gè)公用分組交換網(wǎng)實(shí)現(xiàn)了互連。這樣，國內(nèi)的任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)均可通過CHINAPAC進(jìn)行國際間的數(shù)據(jù)傳輸和通信。

圖3.5用戶接入CHINAPAC的示意圖

1．用戶接入方式

(1)分組型終端：采用同步工作方式，具有發(fā)送和接收分組的功能，DTE和DCE之間使用X.25或X.32規(guī)程進(jìn)行通信。①通過專線電路接入分組交換網(wǎng)的用戶，使用X.25接口規(guī)程，可提供2400b/s、4800b/s、9600b/s、19.2kb/s、48kb/s、64kb/s速率的數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。②

通過公用電話交換網(wǎng)接入分組網(wǎng)的用戶，使用X.32規(guī)程，可提供2400b/s、4800b/s、9600b/s速率的數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。

(2)非分組型終端：采用起止式異步工作方式，只具有發(fā)送和接收字符的功能，DTE和DCE之間使用X.28規(guī)程進(jìn)行通信。通過公用電話交換網(wǎng)接入分組交換網(wǎng)的用戶，使用X.28規(guī)程，可提供1200b/s、2400b/s、4800b/s、9600b/s、19.2kb/s速率的數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。

(3)SNA/SDLC終端：遵循IBM公司SNA/SDLC規(guī)程的同步終端，DTE和DCE之間使用SNA/SDLC規(guī)程進(jìn)行通信。SNA/SDLC同步終端經(jīng)專線電路接入分組交換網(wǎng)的用戶，可以提供2400b/s、4800b/s、9600b/s、19.2kb/s、64kb/s速率的數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)。

表3.2用戶類別和接入方式的有關(guān)參數(shù)

2．CHINAPAC提供的業(yè)務(wù)功能

1)基本業(yè)務(wù)功能

(1)交換虛電路(SVC)。數(shù)據(jù)終端在進(jìn)行通信之前，必須先建立虛電路；通信結(jié)束后再拆除虛電路。用戶可隨時(shí)呼叫進(jìn)行通信。

(2)永久虛電路(PVC)。兩個(gè)數(shù)據(jù)終端之間的虛電路連接是永久的，無需呼叫請(qǐng)求建立連接。這樣可省略建立和釋放虛電路的過程，通信快捷而方便。

2)用戶任選業(yè)務(wù)功能

(1)速率、分組長(zhǎng)度、流量控制等參數(shù)的協(xié)商和選用?？筛鶕?jù)信息量大小靈活處理，提高效率，方便用戶。

(2)呼叫封阻。在正常情況下，一個(gè)用戶可發(fā)出呼叫也可接收呼叫，CHINAPAC可提供用戶選擇來電和去電，這樣可阻止無關(guān)人員的打擾。

(3)閉合用戶群。閉合用戶群是由若干個(gè)用戶組成的封閉通信群體。群體內(nèi)的用戶之間可以相互呼叫，阻止群內(nèi)用戶呼出以及群外用戶呼入，為某些要求通信保密的用戶提供了方便。

(4)反向計(jì)費(fèi)和反向計(jì)費(fèi)認(rèn)可。在一般情況下，一對(duì)用戶之間的通信費(fèi)用是由發(fā)起呼叫的用戶負(fù)擔(dān)的，但是主呼叫指明此次呼叫由被呼方付費(fèi)并得到認(rèn)可后，網(wǎng)絡(luò)才向被呼方收取費(fèi)用。因此，反向計(jì)費(fèi)是用戶在呼叫開始時(shí)臨時(shí)向網(wǎng)絡(luò)設(shè)備申請(qǐng)使用的業(yè)務(wù)；而反向計(jì)費(fèi)認(rèn)可是指某用戶是否接受來自另一個(gè)用戶的反向計(jì)費(fèi)請(qǐng)求的功能。這是由用戶向主管部門預(yù)約并在一段時(shí)間內(nèi)有效的業(yè)務(wù)，它允許用戶自由靈活地選擇付費(fèi)方式。

(5)計(jì)費(fèi)信息顯示。對(duì)于選擇該功能的用戶，在每次通話結(jié)束時(shí)，都會(huì)接收到來自網(wǎng)絡(luò)的有關(guān)計(jì)費(fèi)信息，使用戶可隨時(shí)了解自己的通信費(fèi)用。

(6)網(wǎng)絡(luò)用戶識(shí)別。該功能相當(dāng)于用戶密碼，在每次發(fā)起呼叫之前，必須向網(wǎng)絡(luò)輸入自己的密碼。只有正確輸入了密碼，呼叫請(qǐng)求才能被網(wǎng)絡(luò)接受。這樣可提高網(wǎng)絡(luò)通信的安全性。

(7)呼叫轉(zhuǎn)移。當(dāng)被叫用戶終端因某種原因不能接受一個(gè)用戶終端的呼叫時(shí)，網(wǎng)絡(luò)可將該呼叫轉(zhuǎn)移到用戶事先規(guī)定的另一個(gè)終端，然后網(wǎng)絡(luò)會(huì)向被叫終端說明轉(zhuǎn)移呼叫的原因和該終端的地址。

(8)用戶連選組。用戶連選組是由若干個(gè)用戶終端組成一個(gè)搜索群組，其中每個(gè)終端除了具有自己的地址外，還具有群組的專用代號(hào)。當(dāng)某一主叫用戶向連選組的用戶發(fā)起呼叫后，網(wǎng)絡(luò)將在該群組中選擇一個(gè)空閑的、有能力接收呼叫的終端，并在它和主叫方用戶之間建立連接，同時(shí)向主叫用戶說明選中的被叫終端地址。這樣可減少用戶對(duì)地址的記憶量。

(9)直接呼叫。該功能是指在一個(gè)用戶終端開機(jī)后，網(wǎng)絡(luò)能夠立即與一個(gè)事先設(shè)定的用戶終端建立連接，免除了用戶的呼叫過程，接續(xù)快捷。連接建立起來后，用戶還可以拆除連接，轉(zhuǎn)而呼叫其他用戶終端。

3)新業(yè)務(wù)功能

(1)虛擬專用網(wǎng)。虛擬專用網(wǎng)是指建立在公用分組交換網(wǎng)基礎(chǔ)上，利用公用網(wǎng)資源組成的專用網(wǎng)，通常由用戶自己的網(wǎng)管設(shè)備對(duì)專用網(wǎng)的用戶獨(dú)自進(jìn)行管理。這樣，用戶可以用較小的費(fèi)用獲得專用網(wǎng)性能。

(2)廣播功能?？蔀榫W(wǎng)上事先約定好的用戶提供點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳送業(yè)務(wù)。

(3)快速選擇業(yè)務(wù)?？梢詫⒄５囊淮魏艚兄械娜齻€(gè)階段，即呼叫建立、數(shù)據(jù)傳輸、拆除連接，合并為兩個(gè)階段。也就是在用戶發(fā)起呼叫請(qǐng)求時(shí)，允許同時(shí)攜帶少量的數(shù)據(jù)信息；而在拆除連接時(shí)，拆除確認(rèn)又可攜帶一定的數(shù)據(jù)量返回。這種業(yè)務(wù)比較適合于要求實(shí)時(shí)性較高而數(shù)據(jù)傳輸量較小的用戶使用，如銀行系統(tǒng)信用卡的驗(yàn)證等一些快速事務(wù)處理業(yè)務(wù)。

(4)SNA網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。IBM主機(jī)、終端可以利用CHINAPAC構(gòu)成SNA網(wǎng)絡(luò)。

(5)令牌環(huán)網(wǎng)智能網(wǎng)橋功能。為令牌環(huán)網(wǎng)接入CHINAPAC提供基于網(wǎng)橋的互連功能。

(6)異步輪詢接口功能。該功能使得主機(jī)(Host)可通過CHINAPAC與遠(yuǎn)程終端進(jìn)行輪詢式通信，比較適合于銷售點(diǎn)、信用卡、股票及金融電子資金轉(zhuǎn)賬等業(yè)務(wù)。

4)增值業(yè)務(wù)功能

(1)電子郵件業(yè)務(wù)。電子郵件(E-mail)是在分組交換網(wǎng)上利用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)提供的一種個(gè)人通信業(yè)務(wù)，可實(shí)現(xiàn)各類信件和文件的傳送、接收、存儲(chǔ)、投送，為用戶提供隨時(shí)隨地的通信。

(2)電子數(shù)據(jù)交換業(yè)務(wù)。電子數(shù)據(jù)交換(EDI)是計(jì)算機(jī)通信在商業(yè)上的應(yīng)用，ISO對(duì)EDI定義為“將商業(yè)或行政事務(wù)處理，按照一個(gè)公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)而形成結(jié)構(gòu)化的事務(wù)處理或報(bào)文數(shù)據(jù)格式，從計(jì)算機(jī)到計(jì)算機(jī)的電子傳輸方法”。EDI為公司或行政機(jī)構(gòu)之間傳輸商業(yè)文件(如訂單、發(fā)票等)，或?yàn)樾姓聞?wù)文件(如商檢單、報(bào)關(guān)單等)提供一個(gè)電子化手段，目前已廣泛應(yīng)用在貿(mào)易、海關(guān)及銀行等部門。由于使用EDI可以減少貿(mào)易過程中的紙面文件，故稱EDI為“無紙貿(mào)易”。使用EDI將為用戶帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，即提高了文件處理、傳遞的速度和效率；大大簡(jiǎn)化了中間環(huán)節(jié)，減少了差錯(cuò)率，提高了辦公效率和服務(wù)質(zhì)量；降低成本，加快資金的周轉(zhuǎn)速度，有效地控制庫存和組織生產(chǎn)；大大增強(qiáng)企業(yè)的貿(mào)易機(jī)會(huì)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，使貿(mào)易各方建立起一種新型的貿(mào)易合作伙伴關(guān)系。

(3)傳真存儲(chǔ)—轉(zhuǎn)發(fā)業(yè)務(wù)。在用戶傳真機(jī)之間設(shè)立存儲(chǔ)—轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，使用戶間的傳真都要經(jīng)過存儲(chǔ)—轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)的處理。存儲(chǔ)—轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)之間通過分組交換網(wǎng)或高速數(shù)字專線互連，以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳真的交換和轉(zhuǎn)發(fā)，并具有圖文傳真，不同類型傳真機(jī)間互通能力，提供ASCII碼終端與傳真機(jī)間的通信、定時(shí)投遞、傳真信箱、重新呼叫、重新發(fā)送、傳真測(cè)試、信息查詢、傳遞成功或失敗報(bào)告等功能。該業(yè)務(wù)具有如下的特點(diǎn)：適合于大業(yè)務(wù)的傳真通信，適合于用戶對(duì)傳真業(yè)務(wù)的組織和管理，適合于集團(tuán)傳真業(yè)務(wù)的組織和發(fā)展，安全保密性強(qiáng)。

(4)可視圖文業(yè)務(wù)。這是一種公用的開放性的信息服務(wù)系統(tǒng)，它利用現(xiàn)有的電話交換網(wǎng)和分組交換網(wǎng)將各種數(shù)據(jù)庫資源有機(jī)地組織起來，向公眾開放信息服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)更大范圍的信息資源共享?？梢晥D文系統(tǒng)提供的信息服務(wù)包括天氣預(yù)報(bào)、新聞、體育、市場(chǎng)、金融、火車和飛機(jī)時(shí)刻表等信息的查詢，以及訂票、銀行電子轉(zhuǎn)賬、電子購物等。此外，隨著社會(huì)信息化的發(fā)展和進(jìn)步，還可以開發(fā)出許多新的數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)，如銀行信用卡業(yè)務(wù)、電子銀行、電子購物、家庭教學(xué)等。

3.3幀

中

繼

網(wǎng)

3.3.1幀中繼網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)

1．幀中繼的幀格式幀中繼的鏈路層采用了ITUQ.922核心協(xié)議，其幀格式如圖3.6所示。

圖3.6幀中繼的幀格式

幀格式中各個(gè)字段的意義如下：●F：幀頭、幀尾標(biāo)志?！馎：地址字段，長(zhǎng)度一般為2個(gè)字節(jié)，必要時(shí)可擴(kuò)展到4個(gè)字節(jié)?！?/p>

I：信息字段，可變長(zhǎng)度，理論上的最大長(zhǎng)度為4096個(gè)字節(jié)(取決于FCS的檢錯(cuò)能力)，具體實(shí)現(xiàn)可由各個(gè)廠商決定，一般為1600個(gè)字節(jié)到2048個(gè)字節(jié)不等。信息字段用來承載用戶數(shù)據(jù)，對(duì)幀中繼網(wǎng)絡(luò)是完全透明的，即網(wǎng)絡(luò)對(duì)信息內(nèi)容不做任何處理。

●FCS：幀校驗(yàn)序列，通常采用16位CRC校驗(yàn)序列。●DLCI：數(shù)據(jù)鏈路標(biāo)識(shí)符，用10比特的DLCI來標(biāo)識(shí)虛電路，可標(biāo)識(shí)210=1024個(gè)虛電路?！馛/R：命令/響應(yīng)位，保留給上層軟件使用，幀中繼本身并不使用。●EA：地址擴(kuò)展標(biāo)志，可將地址字段擴(kuò)展到4個(gè)字節(jié)?！?/p>

FECN：正向阻塞通知，當(dāng)虛電路發(fā)生阻塞時(shí)，利用FECN向幀的接收方發(fā)出阻塞警告通知。

●BECN：反向阻塞通知，當(dāng)虛電路發(fā)生阻塞時(shí)，利用BECN向幀的發(fā)送方發(fā)出阻塞警告通知?！馜E：幀丟棄許可指示，用戶通過DE來指示網(wǎng)絡(luò)發(fā)生阻塞時(shí)可以丟棄的幀(DE=1)和優(yōu)先傳送的幀(DE=0)。與HDLC幀格式相比，幀中繼的幀格式中沒有控制字段(C)，這就意味著幀中繼只有單一的數(shù)據(jù)幀，而無其他的控制幀，從而簡(jiǎn)化了協(xié)議。并且，幀中繼的幀格式中也沒有提供用于差錯(cuò)處理和流控的相應(yīng)字段，這說明幀中繼網(wǎng)絡(luò)不提供差錯(cuò)處理和流控功能。

在幀中繼的幀格式中，只是為上層軟件實(shí)現(xiàn)擁塞管理提供了相應(yīng)的指示位：FECN、BECN和DE位。例如，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)檢測(cè)到某一條虛電路發(fā)生某種程度的阻塞現(xiàn)象時(shí)，可以利用FECN或BECN指示位向幀的接收方或發(fā)送方發(fā)出阻塞警告通知，使用戶終端適當(dāng)?shù)亟档蛿?shù)據(jù)率或利用窗口機(jī)制適當(dāng)?shù)乜刂屏髁?。?dāng)網(wǎng)絡(luò)發(fā)生阻塞時(shí)，為了疏導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)交通，交換機(jī)必須丟棄某些幀。那么，用戶終端可使用DE來指示網(wǎng)絡(luò)發(fā)生阻塞時(shí)可以丟棄的幀(DE=1)和優(yōu)先轉(zhuǎn)發(fā)的幀(DE=0)。

2．幀中繼的尋址方式幀中繼采用虛電路方式來傳輸數(shù)據(jù)幀，幀中繼的每個(gè)幀沿著各自的虛電路在網(wǎng)絡(luò)中傳送。幀中繼的虛電路有交換虛電路(SVC)和永久虛電路(PVC)兩種類型。對(duì)于SVC，一次虛電路交換要經(jīng)歷三個(gè)階段：建立連接、數(shù)據(jù)傳輸、拆除連接。對(duì)于PVC，服務(wù)提供者為用戶預(yù)先分配好了虛電路(DLCI)號(hào)，用戶可直接使用DLCI進(jìn)行通信，而無需動(dòng)態(tài)地分配和清除這些虛電路號(hào)，即無建立連接和拆除連接階段，如同專用的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)電路一樣。

在SVC中，幀中繼是使用UNI信令來建立連接和拆除連接的，這與X.25中使用特定的控制分組來建立和拆除連接的處理方法完全不同。在建立連接時(shí)，主叫用戶使用SetupUNI信令發(fā)送連接請(qǐng)求，在SetupUNI信令中包含被叫用戶地址和服務(wù)質(zhì)量(QoS)參數(shù)，并且信令使用的虛電路(DLCI0)是周知的。幀中繼交換機(jī)將根據(jù)被叫用戶地址選擇適當(dāng)?shù)穆酚?，并分配相?yīng)的DLCI來標(biāo)識(shí)該路由。這樣，一條由DLCI標(biāo)識(shí)的虛電路便建立起來了，并一直保持到用戶使用ReleaseUNI信令拆除虛電路為止。在虛電路保持期間，兩端用戶直接使用所分配的DLCI進(jìn)行通信。注意，DLCI只有本地意義，并不是用單一的DLCI來標(biāo)識(shí)全程虛電路，用戶終端與幀中繼交換機(jī)、交換機(jī)與交換機(jī)之間的虛電路是逐段用DLCI標(biāo)識(shí)的，這些DLCI可能是不同的。

ITU建議的DLCI分配規(guī)則如下：●DLCI0為UNI信令通道，用于用戶終端和幀中繼交換機(jī)之間交換控制信息?！馜LCI1～DLCI15和DLCI1008～DLCI1022保留給將來使用?！馜LCI1023為本地管理接口(LMI)使用?！?/p>

DLCI16～DLCI1007為幀中繼數(shù)據(jù)傳輸使用，可以標(biāo)識(shí)992個(gè)虛電路，并動(dòng)態(tài)分配這些DLCI。

3．本地管理接口本地管理接口(LMI)是美國ANSI標(biāo)準(zhǔn)定義的規(guī)范，ITU采納了這個(gè)規(guī)范的部分內(nèi)容，定義了相應(yīng)的綜合鏈路層管理(CLLM)。LMI的目的是加強(qiáng)幀中繼UNI的功能，擴(kuò)大幀中繼的尋址能力，使幀中繼更符合LAN的互連要求。此外，它還傳遞鏈路狀態(tài)信息、DLCI的變化以及PVC的狀態(tài)等信息。

3.3.2幀中繼網(wǎng)的組成與用戶接入形式

1．幀中繼網(wǎng)的組成幀中繼網(wǎng)由三個(gè)部分組成：幀中繼接入設(shè)備、幀中繼交換設(shè)備和公用幀中繼業(yè)務(wù)。

(1)幀中繼接入設(shè)備(FRAD)。幀中繼接入設(shè)備可以是具有幀中繼接口的任何類型的接入設(shè)備，如主機(jī)、路由器、分組交換機(jī)以及特殊的幀中繼“PAD”等，通常采用56kb/s、64kb/s鏈路入網(wǎng)。電路兩端傳輸設(shè)備的速率可以是不同的。

(2)幀中繼交換設(shè)備。幀中繼交換設(shè)備有幀中繼交換機(jī)以及具有幀中繼接口的分組交換機(jī)和其他復(fù)用設(shè)備等。這些設(shè)備的共同點(diǎn)是為用戶提供標(biāo)準(zhǔn)幀中繼接口。幀中繼網(wǎng)絡(luò)是以可變長(zhǎng)的信息幀或固定長(zhǎng)度的信元為單位實(shí)現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)傳輸?shù)摹?/p>

(3)公用幀中繼業(yè)務(wù)。該業(yè)務(wù)提供者將通過公用幀中繼網(wǎng)絡(luò)提供幀中繼業(yè)務(wù)。幀中繼接入設(shè)備與專用幀中繼設(shè)備之間可通過標(biāo)準(zhǔn)幀中繼接口實(shí)現(xiàn)與公用幀中繼網(wǎng)的互連。

幀中繼業(yè)務(wù)是通過UNI提供的，UNI的用戶一側(cè)是幀中繼接入設(shè)備，用于將本地用戶設(shè)備接入幀中繼網(wǎng)絡(luò)；UNI的網(wǎng)絡(luò)一側(cè)是幀中繼交換設(shè)備，用于幀中繼接口與骨干網(wǎng)之間的連接。

2．用戶接入形式用戶在接入幀中繼網(wǎng)時(shí)，通常采用下列兩種主要形式，參見圖3.7。

(1)LAN接入形式。LAN用戶一般通過具有標(biāo)準(zhǔn)UNI接口的路由器接入幀中繼網(wǎng)，還可通過其他的互連設(shè)備，如集中器、PAD、協(xié)議轉(zhuǎn)換器等接入幀中繼網(wǎng)。

圖3.7用戶接入幀中繼網(wǎng)的形式

(2)終端接入形式。對(duì)于具有標(biāo)準(zhǔn)UNI接口的幀中繼終端(FDTE)可直接接入幀中繼網(wǎng)；對(duì)于非幀中繼終端(NFDTE)，如各類計(jì)算機(jī)要通過幀中繼接入設(shè)備(FRAD)接入幀中繼網(wǎng)，F(xiàn)RAD負(fù)責(zé)將非標(biāo)準(zhǔn)的接口規(guī)程轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的UNI接口規(guī)程。目前，用戶接入速率大都在56kb/s～2Mb/s范圍內(nèi)。隨著幀中繼業(yè)務(wù)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，幀中繼作為ATM廣域網(wǎng)的接入網(wǎng)將會(huì)為用戶提供更高的接入速率。

3.3.3幀中繼業(yè)務(wù)與應(yīng)用

1．LAN互連利用幀中繼網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行LAN互連是幀中繼業(yè)務(wù)最典型的一種應(yīng)用，90%以上的用戶采用這種方式接入幀中繼網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)閹欣^網(wǎng)絡(luò)比較適合為L(zhǎng)AN用戶傳送大量的突發(fā)性數(shù)據(jù)。在許多大企業(yè)、銀行、政府部門中，其總部和各地分支機(jī)構(gòu)所建立的LAN需要通過WAN互連，而LAN中往往會(huì)產(chǎn)生大量的突發(fā)數(shù)據(jù)來爭(zhēng)用網(wǎng)絡(luò)的帶寬資源。如果采用幀中繼技術(shù)進(jìn)行互連，既可節(jié)省費(fèi)用，又可充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。

幀中繼網(wǎng)絡(luò)在業(yè)務(wù)量少時(shí)，通過帶寬的動(dòng)態(tài)分配技術(shù)，允許某些用戶利用其他用戶的空閑帶寬來傳送突發(fā)數(shù)據(jù)。這樣就實(shí)現(xiàn)了帶寬資源共享，從而降低了用戶的通信費(fèi)用。幀中繼網(wǎng)絡(luò)在業(yè)務(wù)量大甚至發(fā)生阻塞的情況下，由于每個(gè)用戶都分配了網(wǎng)絡(luò)所承諾的QoS(如信息速率CIR)，因此網(wǎng)絡(luò)將根據(jù)用戶的傳輸優(yōu)先級(jí)和公平性原則，把某些超過CIR的幀丟棄，并盡量保證未超過CIR的幀可靠地傳送，從而使用戶不會(huì)因阻塞造成數(shù)據(jù)不合理丟失。由此可見，幀中繼網(wǎng)絡(luò)非常適合為L(zhǎng)AN用戶提供網(wǎng)絡(luò)互連服務(wù)。

2．圖像傳送幀中繼網(wǎng)絡(luò)具有的高速率、低延時(shí)、低費(fèi)用以及動(dòng)態(tài)帶寬分配等特點(diǎn)，非常適合傳輸圖片和圖像等多媒體信息，而傳送這些信息需要很大的網(wǎng)絡(luò)帶寬。例如，在遠(yuǎn)程醫(yī)療系統(tǒng)中，傳送一張普通的X光胸透照片需要占用8Mb/s的帶寬。如果采用分組交換網(wǎng)傳送，則端到端的延時(shí)過長(zhǎng)，用戶難以接受；如果采用電路交換網(wǎng)傳送，則通信費(fèi)用太高，用戶難以承受；而幀中繼網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)延時(shí)和通信費(fèi)用等方面都可以被用戶接受。

3．虛擬專用網(wǎng)虛擬專用網(wǎng)是一種邏輯網(wǎng)絡(luò)，利用幀中繼網(wǎng)絡(luò)的交換功能和管理軟件可以將網(wǎng)絡(luò)中的某些節(jié)點(diǎn)設(shè)置成一個(gè)虛擬網(wǎng)，并由相對(duì)獨(dú)立的管理機(jī)構(gòu)對(duì)虛擬網(wǎng)內(nèi)的數(shù)據(jù)流量和各種資源進(jìn)行管理。虛擬網(wǎng)內(nèi)的各個(gè)節(jié)點(diǎn)可以共享本虛擬網(wǎng)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)資源，數(shù)據(jù)流量限制在本虛擬網(wǎng)內(nèi)，對(duì)虛擬網(wǎng)外的用戶不產(chǎn)生任何影響，它不僅可以提高傳輸服務(wù)質(zhì)量，而且也有利于信息傳輸?shù)陌踩Ｃ苄?。采用虛擬專用網(wǎng)比建造一個(gè)實(shí)際的專用網(wǎng)要經(jīng)濟(jì)合算，尤其適合于大企業(yè)用戶。

綜上所述，幀中繼是一種簡(jiǎn)化的分組交換技術(shù)，在保留傳統(tǒng)分組交換技術(shù)優(yōu)點(diǎn)(如帶寬和設(shè)備利用率)的同時(shí)，大幅度提高了網(wǎng)絡(luò)的通過量，并減少了網(wǎng)絡(luò)延時(shí)，比較適合于構(gòu)造專用或公用數(shù)據(jù)通信網(wǎng)。幀中繼業(yè)務(wù)兼有X.25分組交換業(yè)務(wù)和電路交換業(yè)務(wù)的長(zhǎng)處，實(shí)現(xiàn)上又比ATM技術(shù)簡(jiǎn)單。下面是幀中繼業(yè)務(wù)與幾種傳輸業(yè)務(wù)的簡(jiǎn)單比較：

(1)與電路交換業(yè)務(wù)的比較。幀中繼和電路交換業(yè)務(wù)都能為用戶提供高速率、低時(shí)延的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)。由于用戶使用電路交換業(yè)務(wù)時(shí)要獨(dú)占帶寬資源，因此通信費(fèi)用昂貴。幀中繼采用動(dòng)態(tài)分配帶寬技術(shù)，允許用戶占用其他用戶的空閑帶寬來傳送大量的突發(fā)性數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)帶寬資源共享，使用戶的通信費(fèi)用低于專線。

(2)與X.25分組交換業(yè)務(wù)的比較。幀中繼和X.25分組交換業(yè)務(wù)都采用虛電路交換技術(shù)，以充分利用網(wǎng)絡(luò)帶寬資源，降低用戶通信費(fèi)用。但在業(yè)務(wù)質(zhì)量上，由于幀中繼網(wǎng)絡(luò)對(duì)數(shù)據(jù)幀不進(jìn)行差錯(cuò)處理，簡(jiǎn)化了通信協(xié)議，使幀中繼交換機(jī)處理每幀所需的時(shí)間大大縮短，端到端數(shù)據(jù)傳送延時(shí)低于分組交換網(wǎng)，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)吞吐量高于分組交換網(wǎng)。幀中繼還具有一套有效的帶寬管理和阻塞管理措施，在帶寬的動(dòng)態(tài)分配技術(shù)上比分組交換網(wǎng)更具優(yōu)越性。

(3)與ATM業(yè)務(wù)的比較。ATM業(yè)務(wù)也可為用戶提供高速率、低延時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸業(yè)務(wù)，但需要大量網(wǎng)絡(luò)硬件的更新，其代價(jià)十分昂貴。幀中繼技術(shù)可直接利用現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)硬件資源，只需更新網(wǎng)絡(luò)軟件就可實(shí)現(xiàn)，所需費(fèi)用比較低，因此對(duì)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)部門很有吸引力。例如，我國的幀中繼網(wǎng)絡(luò)就是以DDN為物理傳輸基礎(chǔ)的。ATM比較適合構(gòu)造高速寬帶網(wǎng)的骨干網(wǎng)，而幀中繼網(wǎng)可作為寬帶業(yè)務(wù)的接入網(wǎng)。

3.4

ISDN3.4.1ISDN的體系結(jié)構(gòu)①用戶線交換功能；②電路交換功能(64kb/s、384kb/s和2Mb/s等不同速率)；③中、高速專用線功能；④分組交換功能；

⑤

公共信道信令功能。

1．ISDN結(jié)構(gòu)與參考模型

ISDN協(xié)議參考模型的基本概念是建立在ISO/OSI參考模型的層次結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的，但兩者又有一定的差別，因?yàn)镺SI參考模型主要適用于分組交換數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。它們的主要差別在于ISDN的多信道訪問接口結(jié)構(gòu)以及公共信道信令所包含的多種通信模式和能力，即：●在公共信道信令控制下的電路交換連接；

●

在B信道和D信道上的分組交換連接；

●用戶和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的信令；●用戶之間端到端的信令；●

在公共信道信令控制下同時(shí)實(shí)現(xiàn)多種模式的通信。圖3.8ISDN網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)ISDN的電路交換網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);(b)將B信道連接到分組交換網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu);(c)D信道用于分組交換時(shí)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

在D信道上，用戶與ISDN之間的接口由三層組成：●物理層；●數(shù)據(jù)鏈路層，主要解決多種信息的多路復(fù)用問題；●

對(duì)控制信息來說，第三層是ITU的標(biāo)準(zhǔn)公共信道信令系統(tǒng)CCSSNo.7，即7號(hào)信令系統(tǒng)。

2．ISDN的用戶—網(wǎng)絡(luò)接口從用戶角度來認(rèn)識(shí)綜合業(yè)務(wù)是實(shí)現(xiàn)綜合業(yè)務(wù)的關(guān)鍵所在。為此，ISDN通過提供用戶—網(wǎng)絡(luò)接口(UNI)來支持用戶接入ISDN。對(duì)于ISDN的UNI，應(yīng)滿足下列要求：

(1)能提供具有各種業(yè)務(wù)能力的業(yè)務(wù)綜合化接口。要求能在傳輸容量的范圍內(nèi)提供任意速率的電路交換業(yè)務(wù)和分組交換業(yè)務(wù)。

(2)具有連接多個(gè)終端的能力。多個(gè)終端可共用一個(gè)UNI，主叫用戶可以任意使用其中一個(gè)終端與被叫用戶的任意終端進(jìn)行通信(同類型終端)。

(3)具有終端的可移動(dòng)性。利用標(biāo)準(zhǔn)插座，使終端能在通信過程中移動(dòng)和重新連接。

(4)具有終端的通用性。

(5)具有公共信道7號(hào)信令和網(wǎng)絡(luò)分層協(xié)議，UNI對(duì)應(yīng)于ISO/OSI參考模型的低三層。

UNI的功能可以組合成以下的功能群：

(1)TE1：ISDN終端。它符合ISDN的UNI規(guī)范。

(2)TE2：非ISDN終端。它不支持ISDNUNI協(xié)議，要通過適配器TA將TE2連接到ISDNUNI中。

(3)TA：適配器。用于將TE2接入ISDNUNI中。

(4)NT1：1型網(wǎng)絡(luò)終端。它是用戶傳輸線終端裝置，具有OSI參考模型物理層的所有功能。

(5)NT2：2型網(wǎng)絡(luò)終端。它相當(dāng)于用戶交換機(jī)(PABX)和局域網(wǎng)等終端控制裝置。

ITU規(guī)定了ISDNUNI四個(gè)參考點(diǎn)：R、S、T和U，參見圖3.9。其中，U參考點(diǎn)連接ISDN交換系統(tǒng)和NT1，可采用銅介質(zhì)或光纖；T參考點(diǎn)是NT1提供給用戶的連接器；S參考點(diǎn)是NT2與TE1或TA的接口；R參考點(diǎn)是TA與TE2的接口。當(dāng)不使用NT2時(shí)，S參考點(diǎn)和T參考點(diǎn)可以合并成一個(gè)參考點(diǎn)，稱為S/T參考點(diǎn)。

圖3.9ISDN系統(tǒng)構(gòu)成

在ISDNUNI中提供了兩種類型的信道：一種是信息信道，用于傳送各種信息流；另一種是信令信道，用于傳送對(duì)用戶和網(wǎng)絡(luò)實(shí)施控制的信令信息。對(duì)于電路交換來說，ISDN信道有以下幾種：

(1)信息信道分為B信道和H信道。B信道為速率64kb/s的信道，幾個(gè)B信道合成H信道；H信道分為384kb/s和1920kb/s的信道。

(2)信令信道為D信道。D信道的速率根據(jù)不同的接口結(jié)構(gòu)分為16kb/s和64kb/s兩種。在某種情況下，D信道也能用于傳送分組交換數(shù)據(jù)。

ITU規(guī)定了兩種UNI，即基本接口(BRI)和基群速率接口(PRI)。

(1)基本接口。它是為將現(xiàn)有電話網(wǎng)的普通用戶線作為ISDN的用戶線而規(guī)定的接口，也是ISDN最基本的UNI。它的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)稱為2B+D，即由2條64kb/s的B信道和1條16kb/s的D信道組成。2條B信道可以獨(dú)立地用來傳輸用戶信息；而D信道則可以用來傳輸信令信息，也可以用來傳輸數(shù)據(jù)。

(2)基群速率接口。它主要用于高速傳輸大業(yè)務(wù)量的場(chǎng)合，如召開視頻會(huì)議等。我國采用的基群速率為2048kb/s。它可提供30條速率為64kb/s的B信道和1條速率為64kb/s的D信道，或者可提供5條速率為384kb/s的H信道和1條速率為64kb/s的D信道，或者將它們混合起來而組成混合信道接口。

用戶線是指用戶終端連接到程控交換機(jī)的線路和設(shè)備。在只開展電話業(yè)務(wù)時(shí)，它傳輸?shù)氖且纛l話音信號(hào)，并且是雙向二線傳輸。在開展數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)時(shí)，數(shù)字傳輸一般要求采用四線傳輸，而現(xiàn)有的用戶線大都是二線電路。因此，必須解決在二線用戶線上雙向傳輸數(shù)字信號(hào)的問題。常用的有兩種方法：時(shí)間壓縮復(fù)用法(又稱乒乓法)和回波抵消法(又稱單頻雙工法)。前者較簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，但要求傳輸速率高，故傳輸距離較近;后者較復(fù)雜，但要求傳輸速率低，傳輸距離較長(zhǎng)。我國主要采用回波抵消法。

3.4.2ISDN業(yè)務(wù)與應(yīng)用

1．基本業(yè)務(wù)

ISDN的基本業(yè)務(wù)有兩種：承載業(yè)務(wù)和用戶終端業(yè)務(wù)。

1)承載業(yè)務(wù)

ISDN在參考點(diǎn)T和參考點(diǎn)S提供的電信業(yè)務(wù)稱為承載業(yè)務(wù)。在承載業(yè)務(wù)中，網(wǎng)絡(luò)向用戶提供的只是一種低層的信息轉(zhuǎn)移能力，與終端的類型無關(guān)。承載業(yè)務(wù)分為電路交換方式的承載業(yè)務(wù)和分組交換的承載業(yè)務(wù)。前者有話音業(yè)務(wù)、2類/3類傳真業(yè)務(wù)以及超高速傳真和電視圖像等；后者有永久虛電路等。

2)用戶終端業(yè)務(wù)①數(shù)字電話；②智能用戶電報(bào)；③4類傳真；④文電和傳真相結(jié)合的混合通信；⑤可視圖文；⑥數(shù)據(jù)通信；⑦視頻圖像；

⑧

遠(yuǎn)程控制。

2．?dāng)U展業(yè)務(wù)

(1)號(hào)碼識(shí)別類。包括直線撥入(DDI)、多用戶號(hào)碼(MSN)、主叫用戶號(hào)碼識(shí)別(CLIP)、主叫用戶號(hào)碼限制(CLIR)、被叫用戶號(hào)碼識(shí)別(COLP)和被叫用戶號(hào)碼限制(COLR)。

(2)呼叫提供類。包括呼叫轉(zhuǎn)移(CT)、呼叫傳送(CF)和尋線(LH)。

(3)呼叫完成類。包括呼叫等待(CW)和呼叫保持(HOLD)。

(4)多方通信類。包括會(huì)議呼叫(CONF)和三方通信(3PTY)。

(5)社團(tuán)類。包括封閉用戶群(CUG)。

(6)計(jì)費(fèi)類。包括計(jì)費(fèi)通知(AOC)和信用卡呼叫(CCA)。

(7)附加信息傳輸類。包括ISDN用戶至用戶信令業(yè)務(wù)。

3.5

ATM網(wǎng)

3.5.1ATM網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)

ATM網(wǎng)絡(luò)的目的是給出一套與網(wǎng)絡(luò)所傳輸?shù)男畔㈩愋蜔o關(guān)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。ATM提供的服務(wù)是由B-ISDN參考模型定義的，該參考模型定義了對(duì)高層的服務(wù)和操作以及維護(hù)ATM網(wǎng)絡(luò)所需的功能。圖3.10為簡(jiǎn)化的B-ISDN參考模型。

圖3.10簡(jiǎn)化的B-ISDN參考模型

1．ATM物理層

ATM物理層由傳輸匯聚(TransmissionConvergence)子層和物理介質(zhì)相關(guān)(PhysicalMediumDepartment)子層組成，主要完成物理線路信號(hào)編碼和傳輸?shù)墓δ?。傳輸匯聚子層的功能是由物理層匯聚協(xié)議(PLCP)實(shí)現(xiàn)的；物理介質(zhì)相關(guān)子層負(fù)責(zé)物理介質(zhì)性質(zhì)、信號(hào)定時(shí)及編碼。ATM論壇定義的物理層接口有SONET、DS-3、4B5B和8B10B等。

1)SONET接口同步光纖網(wǎng)(SONET)接口用于實(shí)現(xiàn)ATM網(wǎng)絡(luò)的廣域連接，它提供一種有效的、一致的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施，以滿足遠(yuǎn)程通信所需的可伸縮能力。SONET是建立在同步傳輸信號(hào)(STS)基本信號(hào)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上的，STS也稱為光載波(OC)信號(hào)，SONET提供了一個(gè)信號(hào)速率序列，且以51.84Mb/s速率為基礎(chǔ)，這個(gè)基本信號(hào)稱為STS-1/OC-1，其他的信號(hào)速率都是51.84Mb/s的倍數(shù)，參見表3.3。

表3.3STS/OC與SDH的信號(hào)等級(jí)和速率

2)DS-3接口

DS-3(DigitalSignal-3)接口用于實(shí)現(xiàn)ATM網(wǎng)絡(luò)與公用數(shù)據(jù)網(wǎng)的廣域連接，其傳輸速率為44.736Mb/s。在連接公用數(shù)據(jù)網(wǎng)時(shí)，允許使用DS-3、DS-1或SONET接口。當(dāng)使用DS-3接口時(shí)，ATM網(wǎng)絡(luò)傳輸匯聚協(xié)議將用DS-3幀格式來封裝ATM信元，并以串行方式來傳輸DS-3幀。DS-3幀結(jié)構(gòu)由DS-3子幀組成，ATM信元將放在DS-3子幀的信息域。

3)4B5B接口

4B5B是FDDI網(wǎng)絡(luò)所定義和開發(fā)的一種物理接口，其傳輸速率是100Mb/s。ATM使用4B5B接口來實(shí)現(xiàn)ATM網(wǎng)絡(luò)的局域連接，其操作方式與FDDI網(wǎng)絡(luò)相類似。在信元傳輸方法上，4B5B接口不同于SONET和DS-3接口。SONET和DS-3是在鏈路上附加一個(gè)組幀協(xié)議，把一組信元裝在幀結(jié)構(gòu)中進(jìn)行傳輸，每幀之間要有指定的間隔，這些幀以固定的間隔進(jìn)行傳輸。如果用戶信息未能按固定的規(guī)律達(dá)到，則對(duì)應(yīng)的幀只能填入空信元。

4B5B接口是面向信元傳輸?shù)?，也稱為信元接口，只是在數(shù)據(jù)信元有效時(shí)才啟動(dòng)傳輸，并且從起始信元開始逐個(gè)傳輸。4B5B接口將信息字節(jié)分成兩個(gè)四位碼組，然后把四位碼組編碼成五位碼組進(jìn)行傳輸。接收端再把五位碼組轉(zhuǎn)換成四位碼組，完成原始信息的還原。同時(shí)，在4B5B的解碼過程中可實(shí)現(xiàn)接收時(shí)鐘與相鄰的傳輸時(shí)鐘相同步。4B5B編碼將產(chǎn)生20%的開銷，數(shù)據(jù)速率是100Mb/s，而線路信號(hào)速率則為125Mb/s，額外開銷是25Mb/s。

4)8B10B接口

8B10B接口也是用于實(shí)現(xiàn)ATM網(wǎng)絡(luò)的局域連接，其傳輸速率是155.52Mb/s。這一速率與SONET、STS-3C數(shù)據(jù)速率相一致，以實(shí)現(xiàn)基于ATM的局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的平滑連接。

8B10B接口與4B5B接口有些類似，它將八位數(shù)據(jù)編碼成10位符號(hào)進(jìn)行傳輸。接收端再把10位符號(hào)組轉(zhuǎn)換成八位數(shù)據(jù)，完成原始信息的還原。同樣，在8B10B的解碼過程中可實(shí)現(xiàn)接收時(shí)鐘與相鄰的傳輸時(shí)鐘相同步。與4B5B接口不同的是，8B10B接口利用了幀結(jié)構(gòu)，每個(gè)幀結(jié)構(gòu)由27個(gè)信元組成，即每次傳輸27個(gè)信元。這種接口也稱為數(shù)據(jù)塊接口。

2．ATM層

ATM層的目標(biāo)是為網(wǎng)絡(luò)中的用戶和應(yīng)用提供一套公共的傳輸服務(wù)。應(yīng)用類型可以是數(shù)據(jù)、語音或視頻應(yīng)用等。

ATM網(wǎng)絡(luò)有兩種主要的設(shè)備類型，即端點(diǎn)和中間點(diǎn)。端點(diǎn)是服務(wù)用戶，如計(jì)算機(jī)、服務(wù)器或其他設(shè)備；中間點(diǎn)是ATM交換節(jié)點(diǎn)，如ATM交換機(jī)。ATM層的基本服務(wù)是提供基于連接的信息傳輸服務(wù)。這種連接是按ATM網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)間的虛連接或虛電路概念來建立的，并且可使用各種不同的物理層介質(zhì)和接口來建立。

1)ATM連接所有的ATM連接都是端到端的，而中間點(diǎn)提供的是一種交換設(shè)備，對(duì)端點(diǎn)傳來的信息進(jìn)行中繼傳輸。連接是利用UNI信令和一套指定的連接參數(shù)建立的，這些連接參數(shù)將建立傳輸所需的QoS級(jí)別，如所需的傳輸速率、可接受的最大延遲等。ATM連接分為永久虛電路和交換虛電路：

(1)永久虛電路(PVC)：它是通過人工的網(wǎng)絡(luò)路徑映射在ATM網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)之間建立的連接，必須由人工干預(yù)才能釋放。

(2)交換虛電路(SVC)：它是通過UNI信令協(xié)議動(dòng)態(tài)地在ATM網(wǎng)絡(luò)端點(diǎn)之間建立的連接，這種連接可根據(jù)應(yīng)用、設(shè)備以及ATM設(shè)施的要求動(dòng)態(tài)地建立或撤銷，而無需人工干預(yù)。不論是永久虛電路還是交換虛電路，都是使用了虛路徑連接(VPC)和虛通道連接(VCC)來建立連接的。虛路徑和虛通道是一種邏輯機(jī)構(gòu)，主要用來標(biāo)識(shí)在ATM網(wǎng)絡(luò)中所建立的多條單一連接。虛路徑是一種可適應(yīng)所有虛通道的邏輯結(jié)構(gòu)，一個(gè)虛路徑標(biāo)識(shí)符內(nèi)可以包含多個(gè)虛通道。也就是說，路徑可以將許多通道捆綁在一起作公共處理。路徑和通道概念的使用將允許ATM交換設(shè)備以相同的方式在一個(gè)路徑上處理它所包含的所有通道。虛路徑與虛通道的關(guān)系類似于X.25中邏輯信道組號(hào)與邏輯信道號(hào)的關(guān)系。

每個(gè)連接都分配一個(gè)惟一的虛路徑標(biāo)識(shí)符(VPI)和虛通道標(biāo)識(shí)符(VCI)，VPI和VCI的組合則可以區(qū)分ATM網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的一個(gè)連接，也就可以在ATM網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)多個(gè)端點(diǎn)的相互連接。在ATM網(wǎng)絡(luò)中，一個(gè)ATM端點(diǎn)可支持256(28)個(gè)虛路徑，每個(gè)虛路徑可支持65536(216)個(gè)虛通道。這樣，ATM網(wǎng)絡(luò)上單一物理UNI可支持的路徑和通道的組合總數(shù)可達(dá)16777216個(gè)連接。

圖3.11

ATM信元結(jié)構(gòu)

2)ATM信元格式在ATM網(wǎng)絡(luò)中，信息傳輸是以信元(Cell)為單位的，每個(gè)信元為53個(gè)字節(jié)，其中，信元頭為5個(gè)字節(jié)；信元載體為48個(gè)字節(jié)。ATM信元格式如圖3.11所示。信元中各個(gè)字段的意義如下：

·GFC為一般流量控制域，用來實(shí)現(xiàn)端點(diǎn)到交換機(jī)的流量控制。GFC是針對(duì)UNI信元的，對(duì)于NNI信元，該字段為VPI。

VPI為虛路徑標(biāo)識(shí)符，用來定義ATM網(wǎng)絡(luò)中的一條虛路徑連接。

·VCI為虛通道標(biāo)識(shí)符，用來定義ATM網(wǎng)絡(luò)中的一條虛通道連接。

·PT為信元載體類型，用來定義該信元是用戶信元，還是管理信元。

·CLP為信元的優(yōu)先級(jí)，用于指示在網(wǎng)絡(luò)擁塞時(shí)可丟棄(CLP=1)或保留(CLP=0)的信元。

·HEC為信元頭錯(cuò)誤控制，用來保證信元頭的正確性

3)ATM信元的處理根據(jù)ATM節(jié)點(diǎn)性質(zhì)(端點(diǎn)和中間點(diǎn))不同，ATM層提供的信元處理功能也不同。對(duì)于端點(diǎn)，ATM層提供的信元處理功能相對(duì)比較簡(jiǎn)單，即：

(1)信元頭的生成。當(dāng)ATM層從ATM適配層接收到信元體后，生成一個(gè)信元頭，附加在信元體上，形成完整的信元格式，然后再傳送給物理層。ATM層并不關(guān)心信元體的內(nèi)容，只是把它當(dāng)作要傳送的二進(jìn)制位流，也就是說，ATM層與服務(wù)級(jí)別無關(guān)。

(2)信元頭的分離。當(dāng)ATM層從物理層接收到信元時(shí)，先分離信元頭，將信元體傳送給ATM適配層。然后再把信元頭提交給ATM適配層進(jìn)行處理，這些信息包含了用戶信元類型、接收優(yōu)先級(jí)以及阻塞指示等。

對(duì)于中間點(diǎn)(即交換機(jī))，ATM層的信元處理功能要復(fù)雜一些，即：

(1)信元頭的轉(zhuǎn)換。由于VPI和VCI只有局部意義，當(dāng)信元通過網(wǎng)絡(luò)時(shí)這些值可能會(huì)發(fā)生變化。因此，中間點(diǎn)必須將輸入的VPI/VCI值轉(zhuǎn)換成輸出的VPI/VCI值。每當(dāng)信元頭被轉(zhuǎn)換時(shí)，必須對(duì)HEC值重新進(jìn)行計(jì)算。

(2)信元的選徑。對(duì)于從端口輸入的信元，首先進(jìn)行信元分撿，然后根據(jù)信元的VPI和VCI選擇適當(dāng)?shù)亩丝谳敵?。?duì)于多個(gè)端口輸入的信元，有些信元可能需要匯集到同一個(gè)端口輸出，有些信元也可能需要匯集到不同的端口輸出。

(3)信元的差錯(cuò)處理。當(dāng)發(fā)生下列情況之一時(shí)，信元將被丟棄：

·無效的信元頭，即信元頭的HEC值校驗(yàn)錯(cuò)誤；

·

信元頭的VPI和VCI值標(biāo)識(shí)了一個(gè)尚未建立的連接或超出指定的范圍；

·

信元頭的PT值為2(即系統(tǒng)保留值)；

·在鏈路上發(fā)生阻塞時(shí)，將丟棄CLP=1的信元，以疏導(dǎo)交通。

(4)信元的流量管理。在建立連接時(shí)，端點(diǎn)將根據(jù)ATM適配層的服務(wù)級(jí)別要求，向交換機(jī)提交網(wǎng)絡(luò)特性參數(shù)來描述該連接的性能需求，這些特性參數(shù)主要有峰值信元速率、可支持信元的速率、速率變化的最大范圍以及可容許的信元延遲等，這些特性參數(shù)實(shí)際上規(guī)定了用戶對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)腝oS需求。一旦雙方按商定的特性參數(shù)建立起連接，在以后的信元傳輸過程中，交換機(jī)必須按上述特性參數(shù)要求對(duì)信元流量實(shí)施控制和管理，提供信元轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，并保證與建立連接時(shí)相一致的服務(wù)質(zhì)量。

(5)網(wǎng)絡(luò)阻塞控制。當(dāng)一條鏈路的流量大于該鏈路的容量時(shí)，將產(chǎn)生網(wǎng)絡(luò)阻塞現(xiàn)象。網(wǎng)絡(luò)阻塞將會(huì)造成信元的丟失。通常，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載超過交換機(jī)最大容量的90%時(shí)，交換機(jī)將通過修改信元頭來指示阻塞事件的發(fā)生，其他節(jié)點(diǎn)收到這個(gè)信元后便知道網(wǎng)絡(luò)上發(fā)生了阻塞。當(dāng)發(fā)生阻塞后，交換機(jī)將按信元的優(yōu)先級(jí)別由低到高地丟棄信元，直到阻塞緩解或消除。

4)信令協(xié)議

在ATM網(wǎng)絡(luò)中，連接的建立、維護(hù)和拆除以及其他的網(wǎng)絡(luò)控制和管理操作是由信令協(xié)議實(shí)現(xiàn)的。信令協(xié)議由一系列用服務(wù)原語描述的過程組成，定義了建立、維護(hù)和拆除連接所需的操作。在建立連接時(shí)，端點(diǎn)使用相應(yīng)的UNI信令原語向中間點(diǎn)發(fā)出建立連接請(qǐng)求，該連接請(qǐng)求包含有特性參數(shù)信息。交換機(jī)將為該連接分配VPI和VCI標(biāo)識(shí)符，并按特性參數(shù)預(yù)留網(wǎng)絡(luò)資源。ATM論壇定義了兩類信令協(xié)議：用戶—網(wǎng)絡(luò)接口(UsertoNetworkInterface，UNI)信令和網(wǎng)絡(luò)—網(wǎng)絡(luò)接口(NetworktoNetworkInterface，NNI)信令。

UNI信令協(xié)議定義了ATM端點(diǎn)和ATM交換節(jié)點(diǎn)的接口，UNI信令協(xié)議提供了下列功能：

·動(dòng)態(tài)地分配連接(交換虛電路方式)；

·點(diǎn)到點(diǎn)或點(diǎn)到多點(diǎn)的連接；

·客戶注冊(cè)進(jìn)程；

·支持A～D及X類的ATM傳輸服務(wù)；

·建立虛連接標(biāo)識(shí)；

·公用和專用UNI地址；

·對(duì)信令功能分離的信令通道；

·錯(cuò)誤恢復(fù)。

通常，由端點(diǎn)服務(wù)請(qǐng)求程序使用相應(yīng)的UNI信令發(fā)出建立連接請(qǐng)求，該連接請(qǐng)求將包含相應(yīng)的連接參數(shù)，如目標(biāo)端點(diǎn)地址以及QoS參數(shù)等信息。ATM層使用這些信息去建立端點(diǎn)和中間點(diǎn)之間的連接，并通過VPI和VCI值來標(biāo)識(shí)連接。

NNI信令協(xié)議定義了公用ATM網(wǎng)絡(luò)中兩個(gè)交換節(jié)點(diǎn)之間的接口，以保證不同廠商ATM交換機(jī)之間的平滑互連。

5)ATM層的管理功能

(1)故障管理包含了報(bào)警監(jiān)視和連接驗(yàn)證。報(bào)警監(jiān)視是一個(gè)監(jiān)視虛路徑和虛通道是否出錯(cuò)的過程。連接驗(yàn)證是一個(gè)回饋過程，以確保在一條指定的虛電路連接上管理程序之間的可靠通信。

(2)流量管理主要負(fù)責(zé)監(jiān)視和控制流量，以確保網(wǎng)絡(luò)負(fù)載與建立連接時(shí)所設(shè)定的連接參數(shù)相一致。

3．ATM適配層

ATM適配層主要負(fù)責(zé)將用戶層的信息轉(zhuǎn)換成ATM網(wǎng)絡(luò)可用的格式。當(dāng)用戶層把一個(gè)較長(zhǎng)的數(shù)據(jù)包提交給ATM適配層后，ATM適配層按規(guī)定長(zhǎng)度將數(shù)據(jù)分組分割成若干信元體，再傳送給ATM層。ATM適配層由匯聚子層(ConvergenceSublayer)和分割組裝子層(SegmentationandReassemblySublayer)組成。匯聚子層為分割用戶信息做準(zhǔn)備。為了使目的端點(diǎn)的ATM適配層能夠重新裝配數(shù)據(jù)分組，匯聚子層需要將一些控制信息附加在用戶信息上。也就是說，48字節(jié)的信元體將包含控制信息和用戶信息兩部分內(nèi)容。

ATM的傳輸服務(wù)分成五種類型：

(1)A類(ClassA)服務(wù)：其特點(diǎn)是端點(diǎn)間保持定時(shí)同步、比特率恒定、面向連接。這種服務(wù)也稱恒定比特率(CBR)業(yè)務(wù)，主要用于語音以及靜態(tài)圖像的傳輸服務(wù)，如64kb/sPCM語音、T1電路。由AAL1子層適配于A類服務(wù)。

(2)B類(ClassB)服務(wù)：其特點(diǎn)是端點(diǎn)間保持定時(shí)同步、比特率可變、面向連接。這種服務(wù)也稱實(shí)時(shí)可變比特率(RT-VBR)業(yè)務(wù)，可用于支持可變速率語音和壓縮視頻圖像的傳輸服務(wù)，如多媒體會(huì)議、視頻點(diǎn)播點(diǎn)。由AAL2子層適配于B類服務(wù)。

(3)C類(ClassC)服務(wù)：其特點(diǎn)是端點(diǎn)間不要求定時(shí)同步、比特率可變、面向連接。這種服務(wù)也稱非實(shí)時(shí)可變比特率(NRT-VBR)業(yè)務(wù)，可用于支持突發(fā)性數(shù)據(jù)的傳輸服務(wù)，如多媒體電子郵件。由AAL3/AAL4或AAL5子層適配于C類服務(wù)。

(4)D類(ClassD)服務(wù)：其特點(diǎn)是端點(diǎn)間不要求定時(shí)同步、比特率可變、無連接，主要用于QoS要求較低或不要求的場(chǎng)合。如果提供擁塞反饋機(jī)制，則稱可用比特率(ABR)業(yè)務(wù)；否則，稱為未確定比特率(UBR)業(yè)務(wù)。由AAL3/AAL4或AAL5子層適配于D類服務(wù)。

(5)X類(ClassX)服務(wù)：由用戶或廠家自定義的服務(wù)。

用戶所期望的服務(wù)質(zhì)量(QoS)應(yīng)當(dāng)與某一ATM服務(wù)類型相對(duì)應(yīng)，通過ATM適配層，與五個(gè)AAL子層相適配，轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的QoS參數(shù)。在建立ATM連接時(shí)，ATM層使用這些QoS參數(shù)與ATM網(wǎng)絡(luò)協(xié)商QoS級(jí)。一旦連接建立起來，該連接上的各個(gè)節(jié)點(diǎn)必須遵守所協(xié)商的QoS級(jí)，保證提供相應(yīng)的服務(wù)質(zhì)量。下面是ITU定義的QoS參數(shù)集：

·峰值信元速率(PeakCellRate，PCR)：用戶發(fā)送信元的最大瞬間速率。

·

持續(xù)信元速率(SustainedCellRate，SCR)：經(jīng)過一個(gè)長(zhǎng)時(shí)期測(cè)量到的平均信元速率。

·最小信元速率(MinimumCellRate，MCR)：用戶期望至少要達(dá)到的最小信元速率。

·最大突發(fā)長(zhǎng)度(MuximumBurstSize，MBS)：允許以PCR發(fā)速的最大突發(fā)長(zhǎng)度。

·信元丟失率(CellLossRate，CLR)：在信元傳輸過程中丟失的信元所占的百分比。

·信元傳輸延遲(CellTransferDelay，CTD)：一個(gè)信元從進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)到離去所經(jīng)歷的延遲。

·

信元延遲變化范圍(CellDelayVariation，CDV)：CTD的變化范圍。

4．用戶層

ATM用戶層由用戶平面、控制平面和管理平面組成。

(1)用戶平面是指用戶所要求的應(yīng)用、協(xié)議以及服務(wù)，包含了數(shù)據(jù)、語音以及視頻等方面的應(yīng)用。

(2)控制平面將包含連接的建立、維護(hù)和拆除等有關(guān)功能。ATM適配層和ATM層的管理項(xiàng)功能將保證對(duì)特殊層進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮鳌?/p>

(3)管理平面包括層次管理和平面管理功能。層次管理與物理層、ATM層、ATM適配層相銜接。平面管理負(fù)責(zé)層次和平面的協(xié)調(diào)，通過層次管理支持用戶平面和管理平面。

3.5.2ATM網(wǎng)的組成與應(yīng)用

1．ATM廣域網(wǎng)

ATM廣域網(wǎng)由廣域ATM交換機(jī)、光纖傳輸線路和用戶接入設(shè)備(ATM終端或路由器)組成，通過廣域ATM交換機(jī)的互連構(gòu)成ATM廣域網(wǎng)。

ATM廣域網(wǎng)主要提供虛電路交換方式，并分成交換虛電路(SVC)和永久虛電路(PVC)兩種。在虛電路連接上可以進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)雙向和點(diǎn)到多點(diǎn)單向的數(shù)據(jù)傳輸。由于虛電路連接共享線路資源，通過QoS機(jī)制，可以保證網(wǎng)絡(luò)帶寬和延遲，進(jìn)而保證了網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)質(zhì)量。

1)ATM地址表示對(duì)于SVC，在建立連接時(shí)，必須使用一個(gè)全局惟一的ATM地址來標(biāo)識(shí)被叫ATM終端。ATM地址的編碼格式有三種，均為國際標(biāo)準(zhǔn)地址代碼。兩種為ISO8348格式，長(zhǎng)度為20字節(jié)。一種為ITUE.164的ISDN格式，長(zhǎng)度為15個(gè)十進(jìn)制數(shù)，分成兩部分：網(wǎng)絡(luò)地址和用戶地址。網(wǎng)絡(luò)地址由有關(guān)組織統(tǒng)一分配，用戶地址由ATM終端自行定義(ATM網(wǎng)卡)。一旦建立連接后，該連接用虛電路號(hào)來標(biāo)識(shí)，虛電路號(hào)是局部地址，其編碼格式為：虛路徑號(hào)(VPI)．虛通道號(hào)(VCI)。UNI使用8位VPI，16位VCI；NNI使用12位VPI，16位VCI。虛電路號(hào)由交換機(jī)動(dòng)態(tài)分配。

2)基于SVC數(shù)據(jù)交換過程每個(gè)ATM終端接入ATM交換機(jī)時(shí)，都要通過UNI信令執(zhí)行客戶注冊(cè)過程。客戶注冊(cè)主要有兩個(gè)目的，一是ATM終端聲明自己的存在；二是ATM終端與UNI上的ATM交換機(jī)交換尋址信息，ATM終端將用戶地址提供給ATM交換機(jī)，ATM交換機(jī)將網(wǎng)絡(luò)地址提供給ATM終端，并且為已注冊(cè)成功的ATM終端分配VPI和VCI?；赟VC的數(shù)據(jù)交換過程如下：

(1)在建立連接階段，呼叫方通過UNI信令Setup發(fā)送連接請(qǐng)求。在Setup中包含被叫方的ATM地址和QoS參數(shù)，信令虛電路是周知的，VPI=0，VCI=5。

(2)Setup信令在經(jīng)過ATM網(wǎng)絡(luò)時(shí)，NNI上的ATM交換機(jī)根據(jù)被叫方ATM地址進(jìn)行路由選擇，計(jì)算最佳路徑，分配適當(dāng)?shù)腣PI(ATM交換機(jī)只處理VPI)，并記錄在交換機(jī)的路徑表中。注意，UNI信令和NNI信令不同。

(3)最靠近被叫方的ATM交換機(jī)查找客戶注冊(cè)表，確定該客戶是否存在以及它所對(duì)應(yīng)的虛電路號(hào)(VPI和VCI)，然后使用UNI信令Setup通知被叫方，Setup信令包含的是為被叫方分配的虛電路號(hào)。

(4)被叫方如果同意連接，則使用UNI信令Connect進(jìn)行響應(yīng)，該信令沿著已建立的虛電路傳輸給呼叫方，在最靠近呼叫方的交換機(jī)上，通過查找客戶注冊(cè)表來確定該客戶是否存在以及它所對(duì)應(yīng)的虛電路號(hào)(VPI和VCI)，然后使用UNI信令Connect通知呼叫方。Connect信令包含的是為呼叫方分配的虛電路號(hào)。

(5)至此，這條虛電路已建立起來，可轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)傳輸階段。在單條虛電路上可以進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)的單向或雙向數(shù)據(jù)傳輸。如果要進(jìn)行點(diǎn)到多點(diǎn)傳輸，則必須建立多條虛電路，但只能進(jìn)行單向數(shù)據(jù)傳輸。

(6)數(shù)據(jù)傳輸結(jié)束后，任何一方要使用UNI信令Release拆除虛電路，釋放所占有的系統(tǒng)資源。其過程如圖3.12所示。

每個(gè)ATM交換機(jī)路由表采用人工方法或路由協(xié)議建立。在建立連接時(shí)，根據(jù)被叫ATM地址查找路由表，計(jì)算出最佳路徑，存放在轉(zhuǎn)發(fā)路徑表中，以后轉(zhuǎn)發(fā)Cell時(shí)通過查找該轉(zhuǎn)發(fā)路徑表來確定轉(zhuǎn)發(fā)路徑。拆除該連接時(shí)，要清除該路徑表中的有關(guān)信息。圖3.13給出了一個(gè)建立轉(zhuǎn)發(fā)路徑表信息的例子。

圖3.12ATMSVC數(shù)據(jù)交換過程

圖3.13建立轉(zhuǎn)發(fā)路徑表信息的例子

圖3.13建立轉(zhuǎn)發(fā)路徑表信息的例子

2．ATM局域網(wǎng)

ATM技術(shù)將廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)綜合起來考慮，提供一個(gè)公共的、統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺(tái)。因此，ATM技術(shù)不僅可用來構(gòu)造廣域網(wǎng)，也可用來構(gòu)造局域網(wǎng)。

ATM局域網(wǎng)由ATM局域交換機(jī)和用戶接