第3章分組交換技術(shù)

現(xiàn)代交換技術(shù)

ModernSwitchingTechnology2026/1/9《現(xiàn)代交換技術(shù)》1第3章分組交換技術(shù)

3.4ATM交換技術(shù)第3章分組交換技術(shù)3.2局域網(wǎng)交換技術(shù)3.3IP路由與交換技術(shù)3.1分組交換原理3.4ATM交換技術(shù)3.5寬帶IP網(wǎng)絡(luò)3.6MPLS2026/1/9《現(xiàn)代交換技術(shù)》33.4ATM交換技術(shù)3.4.1ATM產(chǎn)生背景3.4.2ATM信元結(jié)構(gòu)3.4.3ATM交換原理3.4.4ATM協(xié)議模型2026/1/9《現(xiàn)代交換技術(shù)》4一

、ATM產(chǎn)生背景現(xiàn)代通信的主要業(yè)務(wù)類別：傳統(tǒng)的電話話音、傳真數(shù)據(jù)傳統(tǒng)的廣播與電視節(jié)目信號(hào)互聯(lián)網(wǎng)上的各種數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)交互式的視頻會(huì)議語(yǔ)音、圖像、文字、圖形信息數(shù)據(jù)各種測(cè)控信息數(shù)據(jù)2026/1/9《現(xiàn)代交換技術(shù)》5一

、ATM產(chǎn)生背景為適應(yīng)不同傳輸要求構(gòu)建的不同網(wǎng)絡(luò)：共用電話交換網(wǎng)廣播電視網(wǎng)分組數(shù)據(jù)交換網(wǎng)（公共的廣域計(jì)算機(jī)網(wǎng)）計(jì)算機(jī)網(wǎng)（以太網(wǎng)/令牌環(huán)網(wǎng)/令牌總線網(wǎng)，局域網(wǎng)）各種專用的測(cè)控網(wǎng)

這些不同的網(wǎng)絡(luò)使用不同的交換技術(shù)。2026/1/9能否構(gòu)建一個(gè)可傳輸各種業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)？ ——綜合業(yè)務(wù)網(wǎng)ISDN《現(xiàn)代交換技術(shù)》6一

、ATM產(chǎn)生背景2026/1/9ISDN中心局電話數(shù)據(jù)終端PBXLAN數(shù)字管道E1/E2/E3…T1/T2/T3…分組交換網(wǎng)電路交換網(wǎng)其它交換網(wǎng)N-ISDN組網(wǎng)《現(xiàn)代交換技術(shù)》7一

、ATM產(chǎn)生背景2026/1/9ATM網(wǎng)絡(luò)ATM網(wǎng)絡(luò)多媒體服務(wù)器X.25FRPSTNFRX.25互聯(lián)邏輯接入IP客戶：多業(yè)務(wù)融合運(yùn)營(yíng)商：節(jié)約成本B-ISDN核心——ATM《現(xiàn)代交換技術(shù)》82026/1/9ATMNetworkHHHHHHHHVoice

Video

DataVoice

Video

DataBISDNServicesBISDNServicesReassembly

UserApplications

UserApplications

Workstation

WorkstationMultiplexingDemultiplexingHHHHHHSegmentation一

、ATM產(chǎn)生背景BISDN網(wǎng)絡(luò)基本構(gòu)成《現(xiàn)代交換技術(shù)》92026/1/9一

、ATM產(chǎn)生背景ATM定義（ITU-TI.113建議）：AtransferModeinwhichtheinformationisorganizedintocells;itisasynchronousinthesensethattherecurrenceofcellscontaininginformationfromanindividualuserisnotnecessarilyperiodic.信元話音數(shù)據(jù)視頻《現(xiàn)代交換技術(shù)》10一

、ATM產(chǎn)生背景ATM即異步轉(zhuǎn)移模式:AsynchronousTransferMode異步分組交換（按需分配帶寬）各信元不需要嚴(yán)格按照一定的規(guī)律出現(xiàn)信元就是分組傳遞模式:信息從一點(diǎn)“傳遞”到另一點(diǎn)所用的傳遞方式傳輸:取消了鏈路的逐段差錯(cuò)和流量控制，面向連接方式，提供Qos保證復(fù)用:統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用交換:以信元為單位進(jìn)行交換2026/1/9ATM的定義《現(xiàn)代交換技術(shù)》112026/1/9ATM與IP的競(jìng)爭(zhēng)：ServicesTechnologyMarketing服務(wù)商客戶IP設(shè)備商IPonEverythingEverythingOverIPATMATM

＝

Another

Technical

Mistake?《現(xiàn)代交換技術(shù)》122026/1/9二、ATM信元結(jié)構(gòu)固定長(zhǎng)度：53字節(jié)信頭：5字節(jié)控制信息。如信元邏輯地址，維護(hù)信息，優(yōu)先級(jí)，信頭的糾錯(cuò)碼等。凈荷：48字節(jié)用戶信息，透明地穿過網(wǎng)絡(luò)。53BytePayloadHeader5Byte48Byte信元cell《現(xiàn)代交換技術(shù)》13二、ATM信元結(jié)構(gòu)ITU-TStudyGroupXVIIIinJune19892026/1/9Why53Bytes?64+532+448+5《現(xiàn)代交換技術(shù)》14ATM信元結(jié)構(gòu)2026/1/9在UNI在NNI31812161VCIVPIGFCHECPTIVCIHECVPI48CLP1683比特比特PTICLPCellCellCellCellCellCellCell485信頭凈荷字節(jié)ATM信元物理線路《現(xiàn)代交換技術(shù)》15三、ATM交換2026/1/9

ATM提供虛電路服務(wù)，各交換節(jié)點(diǎn)預(yù)先建立入/出口間的通道。

虛電路兩種形式？PVCSVC《現(xiàn)代交換技術(shù)》16三、ATM交換2026/1/9端點(diǎn)A通過ATM交換機(jī)X,Y和Z與端點(diǎn)B建立了一條邏輯連接ATM網(wǎng)絡(luò)AB交換機(jī)

X交換機(jī)

Y交換機(jī)

Z1212323434143/1742/556/359/35交換機(jī)X的VPI/VCI轉(zhuǎn)換表交換機(jī)Y的VPI/VCI轉(zhuǎn)換表交換機(jī)Z的VPI/VCI轉(zhuǎn)換表端口VPI/VCI端口VPI/VCI19/3546/35端口VPI/VCI端口VPI/VCI46/35242/55ATM虛連接《現(xiàn)代交換技術(shù)》172026/1/918虛信道（VC)與虛通路(VP)VC（VirtualChannel）：虛信道傳送ATM信元的邏輯信道，用VCI(VirtualChannelIdentifier)標(biāo)識(shí)。

VP（VirtualPath）：虛通路一組具有相同端點(diǎn)的VC集合，由VPI（VirtualPathIdentifier）標(biāo)識(shí)，每個(gè)VP最多有65535個(gè)VC。VPVCVC《現(xiàn)代交換技術(shù)》182026/1/9

同屬一個(gè)VP的各個(gè)VC具有不同的VCI，而分屬不同VP的VC可有相同的VCI

接口必須同時(shí)用VPI和VCI才能標(biāo)識(shí)一個(gè)VCVCI、VPI在虛連接的每段鏈路上具有局部意義VPI和VCI物理鏈路VCI=3VC=I=7VCI=4VCI=5VCI=9VCI=5VCI=8VCI=4虛信道VPI=1VPI=2VPI=3虛通路VPx思考：理論上，UNI接口和NNI接口上最多允許多少條虛鏈接？《現(xiàn)代交換技術(shù)》19VP交換輸入輸出端口VPI端口VPI122425121632…………2026/1/96/171232312/17VPI/VCIVP交換：更新信元VPI值，VCI保持不變，計(jì)算HEC《現(xiàn)代交換技術(shù)》20VC交換輸入輸出端口VPI/VCI端口VPI/VCI12/3924/5524/5512/3916/1732/89…………2026/1/96/171232312/89VPI/VCIVC交換：更新信元VPI和VCI值,計(jì)算HEC《現(xiàn)代交換技術(shù)》21VP/VC交換2026/1/9三、ATM交換《現(xiàn)代交換技術(shù)》22四、ATM協(xié)議參考模型2026/1/9高層ATM適配層（SAAL）ATM層物理層ATM適配層（AAL）高層用戶業(yè)務(wù)和信令上層信息與ATM信元間的轉(zhuǎn)換信元交換和復(fù)用解復(fù)用幀結(jié)構(gòu)、物理介質(zhì)處理各層間協(xié)調(diào)，無分層結(jié)構(gòu)分別管理各層協(xié)議實(shí)體中的資源和參數(shù)呼叫連接與控制用戶信息傳輸、流量控制和差錯(cuò)恢復(fù)面管理層管理控制平面用戶平面《現(xiàn)代交換技術(shù)》23四、ATM協(xié)議參考模型DataCellVideoCellVoiceCellATMSystemArchitecture2026/1/9《現(xiàn)代交換技術(shù)》24四、ATM協(xié)議參考模型2026/1/9話音信號(hào)A/DAAL層ATM層48字節(jié)數(shù)據(jù)塊數(shù)字化的采樣信號(hào)53字節(jié)信元數(shù)據(jù)信號(hào)長(zhǎng)度可變的突發(fā)數(shù)據(jù)分組AAL層48字節(jié)數(shù)據(jù)塊ATM層53字節(jié)信元視頻信號(hào)A/D圖像幀壓縮的編碼信號(hào)AAL層48字節(jié)數(shù)據(jù)塊ATM層53字節(jié)信元

AAL層將應(yīng)用層數(shù)據(jù)分割成48字節(jié)長(zhǎng)的數(shù)據(jù)塊，交給ATM層，加上5字節(jié)的首部后變成53字節(jié)的信元。《現(xiàn)代交換技術(shù)》25ATM網(wǎng)絡(luò)接口協(xié)議棧2026/1/9ATM終端AALx高層物理層ATM層AALx高層物理層ATM層ATM網(wǎng)絡(luò)ATM層物理層物理層物理層ATM層物理層ATM終端UNIUNIATM網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)交換機(jī)NNI四、ATM協(xié)議參考模型《現(xiàn)代交換技術(shù)》26ATM層功能信元交換服務(wù)質(zhì)量保證信元頭的插入/移動(dòng)凈荷類型的有關(guān)功能復(fù)用/去復(fù)用不同連接的信元2026/1/9適配層ATM層物理層《現(xiàn)代交換技術(shù)》272026/1/9AAL層是為使ATM層能適應(yīng)不同業(yè)務(wù)類型而設(shè)置的，故ATM對(duì)各種業(yè)務(wù)承載能力集中體現(xiàn)在AAL層。把各種高層信息（如語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)等）轉(zhuǎn)化為48字節(jié)的ATM信元凈荷，以進(jìn)行ATM網(wǎng)絡(luò)的傳輸。在接收端，AAL把凈荷轉(zhuǎn)變成高層信息。InfoAALATMInfoAALATMCellsCells《現(xiàn)代交換技術(shù)》28ATM協(xié)議參考模型四種業(yè)務(wù)類型2026/1/9AAL1AAL2AAL3/4AAL5《現(xiàn)代交換技術(shù)》29

AAL5將用戶數(shù)據(jù)交給ATM層2026/1/9SAR-PDUAAL5層CS子層尾部1~65535字節(jié)填充長(zhǎng)度CRC檢驗(yàn)保留字節(jié)224SAR子層ATM層CS-PDU用戶數(shù)據(jù)（例如，IP數(shù)據(jù)報(bào)）ATM信元53字節(jié)發(fā)送ATM信元53字節(jié)ATM信元53字節(jié)ATM信元53字節(jié)48字節(jié)48字節(jié)48字節(jié)48字節(jié)PT＝000PT＝000PT＝000PT＝001表示是最后一個(gè)信元《現(xiàn)代交換技術(shù)》30ATM主要應(yīng)用電路仿真（CES）局域網(wǎng)仿真(LANE)ADSL接入骨干網(wǎng)傳輸。。。2026/1/9《現(xiàn)代交換技術(shù)