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1、HUAWEI TECHNOLOGIES Co.,LHUAWEI Confidential Security Level:Internal Use OnlyATM原理2021/9/27HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 前言前言基于ATM基本原理学习开发此课程。本课程旨在介绍ATM基本原理、信元结构、流量控制等知识。2021/9/271HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 学习指南本课程主要针对本课程主要针对ATM基本原理专题基本原理专题中的内容进行组织。中的内容进行组织。202
2、1/9/272HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 参考资料ATM基本原理专题基本原理专题ATM基础知识专题基础知识专题2021/9/273HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 学习完此课程，您应能：学习完此课程，您应能：了解ATM信元结构了解ATM连接和交换掌握ATM业务类型掌握ATM流量控制原理理解ATM网络特点2021/9/274HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 内容介绍ATM概述概述ATM基本原理基本原理ATM
3、特点特点ATM协议栈协议栈ATM业务及性能业务及性能ATM网络接口及信令网络接口及信令2021/9/275HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 什么是ATMpATM（Asynchronous Transfer Mode）是一种以信元为单位的异）是一种以信元为单位的异步转移模式，异步意味着来自任一用户的信息信元流不必是周期性步转移模式，异步意味着来自任一用户的信息信元流不必是周期性的。的。pATM是一种特殊的分组传送技术，提供是一种特殊的分组传送技术，提供QoS保障，满足实时业务和保障，满足实时业务和非实时业务的需求。非实时业务的需求。2
4、021/9/276HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential p电路交换：面向连接 按时隙交换，独占线路资源p分组交换：面向无连接 包交换，线路资源共享pATM：面向连接 分组交换ATM与电路交换、分组交换的区别2021/9/277HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 无连接交换网络无连接，逐段转发数据报较长，不固定长度网络服务质量无法保证面向连接ATM网络面向连接，高速转发信元53字节，固定长度服务质量（QoS）保证无连接交换网络与面向连接ATM网络2021/9/278HUAWEI
5、TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 传送网：ATM VP交叉连接节点（VPX）和 ATM ADM设备交换网：ATM交换机，窄带向宽带演进的方式Internet网：ATM路由器，采用 IP交换技术、多协议标记交换技术（MPLS）等 局域网：ATM局域网交换机，受到千兆以太网和三层交换机的挑战桌面应用：ATM网卡直接支持高层应用系统软件，已不可能大量使用ATM的应用2021/9/279HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential ITU-T-致力于公网上ATM标准化工作，有代表性的标准：Q.2931/Q
6、.2971、BISUP、I.610ATM Forum（华为是成员之一）-致力于专网上ATM的标准化工作，加速ATM产品的推广和使用，有代表性的标准有：UNI3.1、UNI4.0、ILMI、PNNI、MPOA、VTOA、LANE、TM4.0IETF-致力于ATM网承载IP业务的标准化工作，解决传统路由器的瓶颈问题，有代表性的标准：RFC1483、RFC1577、IP Switch、MPLS制定ATM标准的组织2021/9/2710HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 内容介绍ATM概述概述ATM基本原理基本原理ATM特点特点ATM协议栈协
7、议栈ATM业务及性能业务及性能ATM网络接口及信令网络接口及信令2021/9/2711HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential GFC：一般流量控制，仅用于UNI接口VPI/VCI：虚通道标识和虚通路标识PT：净荷类型CLP：信元丢失优先级HEC：信头差错控制ATM UNI UNI 信元信元ATM NNINNI 信元信元48 48 字节字节字节字节净荷净荷净荷净荷GFC(4)GFC(4)VPI(4)VPI(4)VCI(8)VCI(8)PT(3)PT(3)CLP(1)CLP(1)HEC(8)HEC(8)VCI(4)VCI(4)VCI(4)VC
8、I(4)VPI(4)VPI(4)48 48 字节字节字节字节净荷净荷净荷净荷VPI(8)VPI(8)VCI(8)VCI(8)PT(3)PT(3)CLP(1)CLP(1)HEC(8)HEC(8)VCI(4)VCI(4)VCI(4)VCI(4)VPI(4)VPI(4)ATM信元结构2021/9/2712HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential ATM物理连接虚通路连接（VCC）虚通道（VP）包括多条VC虚通路连接（VCC）包括多条VP虚通路（VC）ATM端节点之间的逻辑通路虚通路（VC）虚通路（VC）E3OC-3OC-12虚通道（VP）虚通道（
9、VP）虚连接标识=VPI/VCI虚通道VP与虚通路VC2021/9/2713HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential VPI、VCI只有局部意义只有局部意义虚通路连接（VCC）虚通道连接（VPC）VP交换VC交换VC交换NNINNIVPI=2 VCI=44VPI=1 VCI=40VPI=3 VCI=44VPI=4 VCI=50UNIUNIABCDEATM连接2021/9/2714HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential VCI 1VCI 2VCI 3VCI 4VPI 2VPI 2VPI
10、3VPI 3VPI 1VPI 1VPI 2VPI 2VPI 3VPI 3VPI 5VPI 1VPI 1VPI 4端口端口端口端口1 1端口端口端口端口2 2端口端口端口端口3 3VCI 1VCI 2VCI 1VCI 2VP交换交换VC 交换交换VCI 3VCI 4VCI 1VCI 2VP交换和VC交换2021/9/2715HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential ATM ATM 交换交换交换交换P PH HY YA AT TMMPort 3P PH HY YA AT TMMPort 4PortPortVPIVPIVCIVCI3 31 151
11、514 43 33939ATM 层层ATM ATM 交换交换交换交换P PH HY YA AT TMMPort 1P PH HY YA AT TMMPort 2PortPortVPIVPIVCIVCI1 12 237372 21 15151ATM 层层P PH HY YA AT TMMA AA AL LP PH HY YA AT TMMA AA AL LVPI=2 VCI=37VPI=3 VCI=39NNIUNIUNIATM交换2021/9/2716HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential pPVC（永久虚通路）：通过网管预先建立，不论是否
12、有业务通过或终端设备接入，PVC一直保持，直到由网管释放。类似于电话网中的租用线路pSVC（交换虚通路）：通过信令建立，通信完成后由信令释放SVC。类似于电话网中的用户线路ATM连接的建立方式2021/9/2717HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 内容介绍ATM概述概述ATM基本原理基本原理ATM特点特点ATM协议栈协议栈ATM业务及性能业务及性能ATM网络接口及信令网络接口及信令2021/9/2718HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 信元话音数据视频面向连接快速分组交换
13、统计复用支持多速率、多业务支持话音、数据和图象对实时业务提供完全的QoS保证ATM的特点2021/9/2719HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential ContractContractATM网络通信契约：流量参数、QoS参数通信契约的签订2021/9/2720HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential PCR 峰值信元速率SCR 可维持信元速率MCR最小信元速率MBS 最大突发度流量参数2021/9/2721HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confid
14、ential p最大信元传递时延MCTD：信元从一个端点到另一个端点所需要的时间p信元抖动容限CDVT：信元间隔的上限p信元丢失率CLR：可以接受的因网络拥塞而导致信元丢失比例QoS参数2021/9/2722HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 连接允许控制（CAC）在呼叫请求建立连接阶段确定网络是否有足够的资源建立一条连接使用/网络参数控制（UPC/NPC）通信过程中对入网流量的监测与控制选择信元丢弃与拥塞指示 拥塞发生后有选择地丢弃掉重要程度相对低的信元以缓解拥塞，同时进行 拥塞状态信息的前向、反向指示ATM网络的拥塞管理2021/
15、9/2723HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 内容介绍ATM概述概述ATM基本原理基本原理ATM特点特点ATM协议栈协议栈ATM业务及性能业务及性能ATM网络接口及信令网络接口及信令2021/9/2724HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential p三个平面：用户面、控制面、管理面p三个功能层：物理层、ATM层、ATM适配层高层高层ATM 层物理层控制面用户面管理面ATM 适配层（AAL）层管理面管理ATM协议栈参考模型2021/9/2725HUAWEI TECHNOLOGIES
16、CO.,LTD.HUAWEI Confidential 会聚分段与组装适配层一般流量控制信元头产生与提取信元VPI/VCI翻译信元复用和解复用ATM层信元速率去耦、HEC序列的产生/检验、信元定界、传输帧适配、传输帧产生/恢复比特定时、物理媒介语声信元视频信元数据信元物理层TCPMSARCSATM各层的功能2021/9/2726HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 语声、视频电路仿真分组视频数据应用B-ISDN承载业务ATM承载业务类比特速率连接模式源和目的定时关系固定可变面向连接无连接需要不需要AAL类型1类型2类型3或4类刑5ATM
17、层物理层ATM网络AAL类型和B-ISDN业务2021/9/2727HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 语音、视频、数据、图象AALATM 处理ATM信元传输处理ATM信元ATM信元帧和开销物理介质处理传输帧结构至传输接口ATM的基本处理过程2021/9/2728HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential AALATMPHIPRFC1483RFC1483R封装RFC1483B封装AALATMPHEthernetRFC1483ATM网络中的数据业务2021/9/2729HUAWEI T
18、ECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 内容介绍ATM概述概述ATM基本原理基本原理ATM特点特点ATM协议栈协议栈ATM业务及性能业务及性能ATM网络接口及信令网络接口及信令2021/9/2730HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential CBR固定比特率业务rt-VBR实时可变比特率业务nrt-VBR非实时可变比特率业务ABR可用比特率业务UBR未指定比特率业务ATM的业务类型2021/9/2731HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 开销Q
19、oS流量参数低高Tolerance1 字节5 字节头47 字节负荷信元抖动信元丢失PCR峰值信元速率实时视频和音频CBR业务2021/9/2732HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 负荷QoS流量参数LOWHIGHTolerance1-8字节5 字节信元头1-47 字节负荷信元丢失(NRT)信元丢失(RT)PCRSCR峰值信元速率可维持信元速率MBS最大突发长度信元丢失分组音频和视频VBR业务2021/9/2733HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 公共广域网负荷5 字节头4
20、4 字节负荷QoS流量参数低高没有质量保证全凭上帝保佑ToleranceCell 丢失Cell 抖动4 字节UBR业务2021/9/2734HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 局域网互联OverheadNo celloverheadUses congestionfeedbackinstead5 ByteHeader48 BytePayloadQoS流量参数低高PCRMCR峰值信元速率最小信元速率Tolerance信元丢失信元抖动ABR业务2021/9/2735HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Con
21、fidential 内容介绍ATM概述概述ATM基本原理基本原理ATM特点特点ATM协议栈协议栈ATM业务及性能业务及性能ATM网络接口及信令网络接口及信令2021/9/2736HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential UNI用户到网络接口NNI网络到网络接口BICI宽带网间接口公共公共 UNIB-ICIUNINNINNINNIATM公网公网ATM专网专网ATM网络和接口2021/9/2737HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential ATM信令用于动态的完成用户呼叫的接续 建立、维持、释放VCC 为VCC连接分配网络资源 支持点到点通信以及点到多点通信 支持对称和非对称呼叫目前有UNI3.0、UNI3.1、UNI4.0、PNNI1.0、IISP、地址注册协议ILMI4.0等等ATM网络的信令2021/9/2738HUAWEI TECHNOLOGIES CO.,LTD.HUAWEI Confidential 问题Q1:Q1:ATM信元头中各字节的功能信元头中各字节的功能Q2:Q2:ATM交换机如何实现交换机如何实现ATM交换交换Q3:Q3:AAL1和和AAL5分别用来适配哪些业务分别用来适配哪些业务2021/9/2739Thank Y