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ATM基本原理交换接入网工程部ATM基本原理及应用华为技术传统的交换方式：电路交换（CircuitSwitching）浪费带宽分组交换（PacketSwitching）系统延迟的不确定性ATM基本原理及应用华为技术ATM（AsynchronousTransferMode）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的。ATM结合了电路交换和分组交换的优点，能在单一的主体网络中携带多种信息媒体，承载多种通信业务，并且能够保证Qos。ATM基本原理及应用华为技术各种通信网的可靠性思想•早期传输媒介质量差,X.25采用点到点的完全差错控制：帧定位、比特透明、差错检验(CRC)、差错恢复(重传）IP网：43213322114321IP无差错控制IP无差错控制TCP端到端可靠性路由器终端终端321332211321点到点可靠性X.25网：点到点可靠性•IP“尽力传递”：不验证，不重传，不保证顺序ATM基本原理及应用华为技术•X.25FR，提高了节点的交换速度•FR的2a子层只完成链路层的核心功能：帧定位、比特透明、差错检验，无差错恢复。FR网：32b2a12a2a1132b2a1有限差错控制端到端可靠性ATM网：•ATM网络节点无任何差错控制可实现快速交换。有限差错控制321b1a1b1b1a1a321b1aCell无差错控制端到端可靠性Cell无差错控制简化ATM基本原理及应用华为技术ATM交换网和电话交换网的比较HW1HWn电话交换网络入端口1入端口nATM交换网络信元2信元1信元2信元1出端口1出端口nHW1HWnTS2TS1TS2TS1要求有组播和广播能力支持点到多点信元拷贝要求有流控和拥塞控制功能提供QoS功能：复杂的排队控制多级网络的内部拥塞问题复杂一般不支持组播和广播功能不需要流控不提供QoS功能简单ATM基本原理及应用华为技术ATM是一种面向连接的技术。虚通道（VirtualPath）虚通路（VirtualChannel）连接的建立：信令（SVC、SVP）网管（PVC、PVP）ATM基本原理及应用华为技术ATM是一种面向连接的技术无连接,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,一次呼叫,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面向连接ATM网络ATM基本原理及应用华为技术ATM连接分为虚通道(VP)连接和虚通路(VC)连接物理传输媒体和VC,VP的关系VPI和VCI仅在两个物理节点间有局部意义STM-1/OC-3155MbpsVPI-10VPI-20VCI-100VCI-101VCI-100VCI-101Cell*ATM虚电路(VirtualCircuit)ATM基本原理及应用华为技术ATM连接的类型VC交换VP交换VP交换：也称VP交叉连接。VC2VC1VCVCVC2VC1VC1VC2VC2VC1VPVPVPVPATM基本原理及应用华为技术ATM传送网的分层结构：VC子层VP子层ATM层传输通道子层数字段子层再生段子层物理层引入VP子层的目的在于：管理的需要：支持端到端的半固定连接（VPC），每个半固定连接可传输多种成份业务（VCC）。在主干网上加快交换速度。SDH或PDH管道VP1VP2VC1VC2ATM基本原理及应用华为技术VPI=76VCI=19,26,39VPIinVPIout5376VPI=53VCI=19,26,39ATMNode3VPI=76VCI=19,26,39VPIinVPIout7653VPIinVPIout773122332666ATMNode1VPI=69VCI=34,48VPI=77VCI=22,26VPI=31VCI=33,66ATMNode2VP交换:VCs在节点间保持不变INOUTVPI-6977VCI-3422VPI-4826INOUTVPI-6977VCI-3422VPI-4826VC交换:VCs在节点间改变VPLVPLVPCVCCATM基本原理及应用华为技术PTI-净荷类型CLP-信元丢失优先级HEC-信头误码控制Payload-载荷,48字节信头5字节(包括GFC,VPI,VCI,PTI,CLP,HEC)GFC-一般流量控制VPI-虚通道标识VCI-虚通路标识*ATM信元是固定长度的短分组,适合硬件高速处理8765432112345...53VPIVCIVCIVCIPTICLPHECPAYLOADGFCVPI12345...53UNI信元格式NNI信元格式87654321VPIVCIVCIVCIPTICLPHECPAYLOADVPIATM信元格式HeaderPayload5Bytes48BytesATM基本原理及应用华为技术ATM信元类型信元包括空闲信元：VPI=0，VCI=0，PTI=0，CLP=1，用于速率适配未赋值信元：VPI=0，VCI=0，PTI=任意值，CLP=0。OAM信元信令信元VP子层：VCI=3用于VP链路，VCI=4用于VP连接VC子层：PTI=4用于VC链路，PTI=5用于VC连接元信令信元：VPI=任意值，VCI=1一般广播信元信令：VPI=任意值，VCI=2点对点信令信元：VPI=任意值，VCI=5用户信元ATM基本原理及应用华为技术面管理层管理控制平面用户平面高层高层SAALAALATM层物理层信令信息ATM协议参考模型ATM基本原理及应用华为技术ATM网络中的信令接口PrivateUNIPNNIPublicUNIBISUPBISUPBICIATM专网公用ATM网(运营商1)公用ATM网(运营商2)ATM基本原理及应用华为技术UNI（UserNetworkInterface）信令关于UNI信令的协议主要有：1、Q.2931、Q.2971（ITU-T）2、UNI3.1、UNI4.0（ATMForum）ATM基本原理及应用华为技术有两种形式的UNI接口：※PublicUNI：用于ATM用户设备与公用ATM网络间的接口、专用ATM网络与公用ATM网络间的接口。※PrivateUNI：用于ATM用户与专用ATM网络间的接口。ATM基本原理及应用华为技术UNI3.1支持两种ATM地址：◆公用ATM地址（E.164地址）：地址由最多15个十进制数字（IA5字符）组成。◆专用ATM地址（NSAP地址）：ATM的NSAP地址占用20字节，目前定义了三种格式：1、DCCATMformat2、ICDATMformat3、E.164ATMformatATM基本原理及应用华为技术Q.2931/2971Q.2931/2971是ITU制定的UNI协议。Q.2931/Q.2971与UNI3.1的区别基本上是细节上的。★Q.2931用于点到点呼叫；★Q.2971用于点到多点呼叫。ATM基本原理及应用华为技术IISPIISP是ATMForum制定的NNI协议。它从UNI3.1而来，它的信令部分与UNI3.1信令基本相同，差别主要在于IISP增加了一个简单的路由功能。ATM基本原理及应用华为技术UNI4.0UNI4.0是ATMForum制定的UNI协议。相对于Q.2931/2971，它增加了几项重要的功能：▲LIJ（LeafInitiatedJoin）：叶节点启动加入功能。这样的，对于一个点到多点呼叫，叶节点可以主动向根节点或者网络请求加入该呼叫。▲支持ABR功能。▲支持Anycast功能。▲支持流量参数协商。▲其他一些差别。ATM基本原理及应用华为技术PNNI1.0PNNI1.0是ATMForum制定的NNI协议。它是建立在UNI4.0之上的，提供对UNI3.0/3.1的完全支持和对UNI4.0的部分支持，它最大的改变就是增加一个功能非常强大的路由功能。它的信令部分与UNI4.0相似，它不支持LIJ，在其他方面也有一些小差别。ATM基本原理及应用华为技术★提供对UNI3.0/3.1的完全支持和对UNI4.0的部分支持，可实现点到点和点到多点连接。★采用分层结构，具有伸缩性，可提供对更大规模网络的支持。★支持分级路由结构。★支持QOS。★支持PVPC/PVCC（SoftPVPC/PVCC）。★提供源路由选择，即由发出请求的交换系统寻找到达目的地的端到端通路。★自动更新网络拓扑信息，提供动态路由功能。★连接失败时可重新计算路由，提供回溯功能和备用路由功能。★可与外部路由域（externalroutingdomains）进行互操作。PNNI1.0的特点ATM基本原理及应用华为技术※ILMI实现的主要功能就是地址注册（自动产生ATM地址并交换地址信息）；自动交换网络的配置信息，为信令建立提供重要的参数，实现设备的即插即通，减少手工配置的复杂性。※ILMI在3.0版本以前是InterimLocalManagementInterface（临时本地管理接口）的缩写，到4.0后改为IntegratedLocalManagementInterface（集中本地管理接口）的简称，由这一点也可以看出该软件模块在用户网络接口部分发挥越来越重要的作用。ILMI协议ATM基本原理及应用华为技术ATMLAN•LANE(LANEmulation)主要标准:ATMForumaf-lane-0021.000•CIPOA(ClassicIPOverATM)主要标准:IETFRFC1577,RFC1483•MPOA(Multi_ProtocolOverATM)主要标准:ATMForumaf-mpoa-0087.000ATM基本原理及应用华为技术LECATMSwitchATMSwitchATMSwitchATMSwitchLECLESBUSLECSLANEmulation(LANE)Version1.0ATM基本原理及应用华为技术结构ATMDeviceATMSwitchATMSwitchATMSwitchATMSwitchATMDeviceATMDeviceATMARPServer192.168.10.100192.168.10.101192.168.10.102ClassicalIPoverATM(RFC1577)ATM基本原理及应用华为技术WHYMPLS(Multi-protocolLabelSwitching)?MPLS技术结合了标签交换转发和网络层的寻路(routing)功能，它可以支持任意的网络层协议，如：IPv6，IPX，AppleTalk等，和任意的链路层协议，如：ATM，Frame-Relay，PPP等。ATM基本原理及应用华为技术MPLS协议栈MPLS协议栈DataLinkLayerPhysicalLayerNetworkLayerDataLinkLayerPhysicalLayerNetworkLayerMPLSMPLS是介于DLL和网MPLS是介于DLL和网络层的一个薄层络层的一个薄层MPLS取代了ATM的MPLS取代了ATM的控制平面控制平面ATM基本原理及应用华为技术MPLS技术特点简化转发。MPLS使用短的，固定长度的标签，而不是使用类似IP地址的最大匹配。但对于是否会提高转发速度，业界还存在争议，因为传统的IP转发现在也可以达到OC-48的速度。但无论如何，MPLS对于那些现存的路由器来说还是有着积极意义的。ExplicitRouting。MPLS有利于发挥ExplicitRouting的好处。因为MPLS可以事先建立LSP，这样每个报文就不需要携带用于ExplicitRouting的路由信息。流量工程(TrafficEngineering)。MPLS便于实现流量工程，因为在传统的基于IP的网络中，实现流量工程主要靠调整路由的metrics参数来平衡负载，但在网络复杂的环境中，这种调整方法所起的作用就很有限了。而MPLS可以唯一确认数据流，因此可以提供更直接的方法支持流量工程。ATM基本原理及应用华为技术(续)QOSRouting。由于QOSRouting需要使用ExplicitRouting，而MPLS可以更好地支持ExplicitRouting，所