引言BASET網(wǎng)絡千兆位以太網(wǎng)VG.pptVIP

4.1 引言 4.2 100BASE-T網(wǎng)絡 4.3 千兆位以太網(wǎng) 4.4 100VG-AnyLAN網(wǎng)絡 4.5 FDDI網(wǎng)絡 4.6 ATM網(wǎng)絡 4.7 交換式網(wǎng)絡 4.8 廣域網(wǎng)絡,第4章 多媒體通信網(wǎng)絡環(huán)境,4.1 引 言,圖 4.1 網(wǎng)絡體系結(jié)構(gòu)的層次劃分,4.2 100BASE-T網(wǎng)絡,4.2.1 100BASE-T技術(shù)規(guī)范 100BASE-T技術(shù)規(guī)范主要是物理層規(guī)范, 定義了新的信號收發(fā)標準, 將傳輸速率提高到100 Mb/s。 100BASE-T定義三種物理層規(guī)范: 100BASE-T4、 100BASE-TX和100BASE-FX, 分別支持不同的傳輸介質(zhì)。 MAC層通過一個介質(zhì)獨立接口（MII）與三種物理層規(guī)范中的一個相連接。 由于MAC層通過MII與物理層接口, 且與傳輸速率無關(guān), 因此, 在100BASE-T的MAC層, 其數(shù)據(jù)幀格式、數(shù)據(jù)幀長度、差錯控制及管理信息等均與10BASE-T相同。,1. 物理層 (1) 100BASE-T4 100BASE-T4是4對無屏蔽雙絞線(UTP)電纜系統(tǒng), 支持3、4和5類UTP電纜, 使用RJ45連接器, 傳輸距離為100 m。 在4對線中, 3對用于數(shù)據(jù)傳輸, 1對用于沖突檢測。100BASE-T4是一種新的信號收發(fā)技術(shù), 它采用8B6T編碼方法, 將8位二進制碼編碼成6位三進制碼組, 再經(jīng)過不歸零（NRZ）編碼后輸出到3對數(shù)據(jù)傳輸線上, 每對線的傳輸速率為33.3 Mb/s, 3對線的總傳輸速率為100 Mb/s, 鏈路操作模式為半雙工操作。這樣, 在音頻級3類UTP電纜上可實現(xiàn)100 Mb/s的傳輸速率, 使得那些使用3類UTP電纜布線的10BASE-T網(wǎng)絡也能升級到100BASE-T, 從而保護了用戶已有的投資。,(2) 100BASE-TX 100BASE-TX是一個2對UTP電纜系統(tǒng), 支持5類UTP或1類屏蔽雙絞線(STP)電纜, 5類UTP電纜使用RJ45連接器, 1類STP電纜則使用9芯D型(DB-9)連接器, 傳輸距離為100 m。 100BASE-TX采用的是FDDI物理層標準, 使用相同的4B5B編碼器和收發(fā)器, 鏈路操作模式為全雙工操作。 也就是說, 100BASE-TX是將已標準化的802.3 MAC子層和FDDI的物理介質(zhì)(PMD)子層結(jié)合起來, 形成其信號收發(fā)標準的, 因此, 技術(shù)上比較成熟, 可直接采用為FDDI開發(fā)的物理層芯片。,(4) 10/100 Mb/s 自動協(xié)商 自動協(xié)商（Autonegotiation）是IEEE 802.3規(guī)定的一項標準, 它允許在同一網(wǎng)段上的節(jié)點之間相互通報容量并自動協(xié)商傳輸速率。 對于100BASE-T來說, 站點(網(wǎng)卡)和集線器（HUB）之間允許有兩種通信操作模式: 高速率(100 Mb/s)和低速率(10 Mb/s), 而通信操作模式是由自動協(xié)商功能來確定的。,協(xié)商信息是由一個連接測試脈沖序列傳送的, 該脈沖序列稱為快速連接脈沖序列（FLP）, 并且不占用有效帶寬。當一個100BASE-T站點啟動時將自動產(chǎn)生FLP, 同一電纜段上的另一個站點將會接收到這個FLP。 如果接收站也是一個100BASE-T站點, 便能夠識別FLP, 并根據(jù)從FLP中提取出來的數(shù)據(jù)便可知道對方的速率, 雙方通過協(xié)商自動將通信操作模式設(shè)置成高速率, 以100 Mb/s速率進行通信。 如果該站點是一個10BASE-T站點, 則不能識別FLP, 雙方都要將通信操作模式設(shè)置成低速率, 以10 Mb/s速率進行通信。,例如, 如果一個10/100網(wǎng)卡和一個10BASE-T集線器連接, 該網(wǎng)卡將會產(chǎn)生FLP, 但可能只接收到10BASE-T集線器返回的正常連接脈沖(NLP)。 10/100網(wǎng)卡自動將通信操作模式設(shè)置成低速率, 以10 Mb/s速率與10BASE-T集線器進行通信。 如果將10BASE-T集線器升級為100BASE-T集線器, 10/100網(wǎng)卡將會接收到FLP脈沖, 網(wǎng)卡和集線器通過自動協(xié)商算法自動將通信操作模式設(shè)置成高速率, 以100 Mb/s速率進行通信。在這一速率升級的過程中, 無須人工干預。,2. MAC層 100BASE-T 沿用了原有的IEEE 802.3 MAC層協(xié)議, 即CSMA/CD協(xié)議, 主要完成數(shù)據(jù)幀的封裝與發(fā)送以及數(shù)據(jù)幀的接收與解封等控制。 CSMA/CD是一種分布式隨機型介質(zhì)訪問控制協(xié)議, 網(wǎng)絡中各個站點將根據(jù)網(wǎng)絡工作狀態(tài)自我調(diào)整和控制對介質(zhì)的訪問, 實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。 (1) 幀格式,圖 4.2 CSMA/CD的幀格式,7 1 2/6 2 461500 4,PA（前導碼）: 在定界符之前發(fā)送, 以使信號電路達到穩(wěn)定的同步狀態(tài)。 PA為持續(xù)7個字節(jié)的10101010位序列信號。 SFD（幀定界符）: 它表示有效幀的開始, 其代碼為10101011, 只有一個字節(jié)。 DA, SA（目的地址, 源地址）: 可以選擇16位或48位, 但這兩個地址長度必須保持一致。DA可以是單一地址, 也可以是組播地址或廣播地址, 而SA只有單地址。選用48位地址時, 可用特征位來指示, 作為局部或全局管理地址。,FL（幀長度）:它用兩字節(jié)來表示LLC層的協(xié)議數(shù)據(jù)單元PDU的長度。 PDU（協(xié)議數(shù)據(jù)單元）: 表示要傳送的LLC層數(shù)據(jù), 它所包含的LLC層數(shù)據(jù)應是一個8位位組序列。 PAD（填充）: 為了滿足最小幀長度(64字節(jié))要求, 對超短數(shù)據(jù)幀要填充若干字節(jié)的零。 FCS（幀校驗序列）: 它采用32位CRC校驗, 用規(guī)定的生成多項式去除數(shù)據(jù)信息, 獲得的余數(shù)作為校驗序列, 設(shè)置FCS字段。,(2) 幀發(fā)送控制 在MAC層, 由CSMA/CD協(xié)議控制數(shù)據(jù)幀的發(fā)送, 其工作過程如下: 一個站要發(fā)送數(shù)據(jù)幀, 首先要監(jiān)聽介質(zhì), 以確定介質(zhì)上是否有其它站點正在使用介質(zhì)發(fā)送數(shù)據(jù)幀, 以免破壞正在發(fā)送的數(shù)據(jù)幀。 如果介質(zhì)是空閑的, 則可以發(fā)送; 如果介質(zhì)是忙碌的, 則要繼續(xù)監(jiān)聽, 直到介質(zhì)空閑時方可發(fā)送。 , 在發(fā)送數(shù)據(jù)幀的同時, 還要繼續(xù)監(jiān)聽總線。 一旦監(jiān)聽到?jīng)_突發(fā)生, 便立即停止發(fā)送, 并向介質(zhì)發(fā)出一串特殊的阻塞信號來加強沖突, 以通知介質(zhì)上各個站點已發(fā)生沖突, 以免介質(zhì)帶寬因傳送已損壞的幀而被白白地浪費; 如果無沖突發(fā)生, 則繼續(xù)發(fā)送, 直至數(shù)據(jù)發(fā)送完。 沖突發(fā)生后, 應隨機延遲一個時間量, 再去監(jiān)聽介質(zhì), 重新傳送因沖突而被損壞的數(shù)據(jù)幀。 通常采用二進制指數(shù)退避算法計算延遲時間, 其計算公式為RA2N。 其中, R為一個偽隨機數(shù), A為一個時間片, 1個時間片等于信號從始端傳輸?shù)侥┒怂钑r間的2倍, N為本次傳送所發(fā)生的沖突次數(shù)。, 設(shè)置一個最大重傳次數(shù), 如果沖突次數(shù)超過這個值, 則不再進行重傳, 而向上層報告出錯信息。發(fā)生沖突現(xiàn)象主要是由于兩個及兩個以上的站點同時監(jiān)聽到介質(zhì)空閑, 幾乎同時發(fā)送數(shù)據(jù)幀而引起的。發(fā)生的沖突站點都要通過二進制指數(shù)退避算法隨機延遲一個時間量。由于各個站點延遲的時間量是隨機的、互不相同的， 因而延遲時間短的站點將先于延遲時間長的站點再去監(jiān)聽介質(zhì), 重新傳送數(shù)據(jù)幀; 延遲時間長的站點再去監(jiān)聽介質(zhì)時發(fā)現(xiàn)介質(zhì)已被占用, 就會退出競爭,繼續(xù)等待; 這樣就解決了沖突問題。二進制指數(shù)退避算法是按照后進先出的次序控制的, 即未發(fā)生沖突或很少發(fā)生沖突的站點延遲時間短, 具有優(yōu)先發(fā)送的概率。而發(fā)生過多次沖突的站點延遲時間長, 發(fā)送成功的概率較小。,(3) 幀接收控制 介質(zhì)上的非發(fā)送站點總是處于監(jiān)聽狀態(tài)。 當監(jiān)聽到介質(zhì)上有信號時, 則啟動幀接收過程。 對于接收到的數(shù)據(jù)幀, 要進行如下的有效性檢查。 濾除“幀碎片”。 當接收的數(shù)據(jù)幀長度小于最小幀長(64個字節(jié))限制時, 則認為是因沖突而產(chǎn)生的不完整幀, 將該幀丟棄。 檢查數(shù)據(jù)幀的目的地址字段(DA)是否與本站地址相匹配。 如果不匹配, 則說明不是發(fā)送給本站的, 將該幀丟棄。地址匹配分為兩種情況: 如果幀的目的地址是單一地址, 則必須完全地址匹配; 如果幀的目的地址是組播地址或廣播地址, 則要當作地址匹配接收該幀, 因為這類幀需要提交給高層協(xié)議處理。, 對幀進行CRC校驗。 如果CRC校驗有錯, 則說明發(fā)生傳送錯誤, 將該幀丟棄。 對幀進行幀長度檢驗。 幀長必須是8位的整數(shù)倍, 否則丟棄掉。 最后將有效的幀提交給LLC層。,4.2.2 100BASE - T網(wǎng)絡組成,圖4.3 100BASE - T網(wǎng)絡拓撲規(guī)則,100BASE - T標準定義了兩級中繼器, 即1級中繼器（Class )和2級中繼器(Class ), 一個網(wǎng)段中最多允許有一個1級中繼器或兩個2級中繼器。 100BASE-T網(wǎng)絡的主要拓撲規(guī)則為: 集線器與站點之間的最大UTP電纜長度仍為100 m; 采用半雙工100BASE - FX進行MAC到MAC連接時, 光纖長度可達400 m; 采用兩個2級中繼器時, 中繼器之間的最大電纜長度為5 m;,采用雙中繼器結(jié)構(gòu)時, 兩個站點之間(端點到端點)的最大網(wǎng)絡電纜長度為205 m(100+5+100=205 m UTP); 采用單中繼器結(jié)構(gòu)時, 可連接185 m的光纖。 這種情況下的最大網(wǎng)絡線纜長度為285 m(100 mUTP+185 m光纖下行鏈路); 采用全雙工100BASE - FX進行遠距離連接時, 兩臺設(shè)備之間的連接距離可達2000 m。,千兆位以太網(wǎng)是由千兆位以太網(wǎng)聯(lián)盟開發(fā)的1000 Mb/s以太網(wǎng)技術(shù), IEEE已將它作為IEEE 802.3z和802.3ab標準, 成為802.3標準家族中的新成員。 千兆位以太網(wǎng)標準主要定義了物理層規(guī)范, 而MAC層仍采用CSMA/CD協(xié)議, 但對其規(guī)范進行了重定義, 以維持適當?shù)木W(wǎng)絡傳輸距離。 由于千兆位以太網(wǎng)和其它以太網(wǎng)一樣, 沒有提供對QoS的支持, 這對于多媒體通信來說, 仍然是一種缺陷。,4.3 千兆位以太網(wǎng),1. 千兆位以太網(wǎng)標準 千兆位以太網(wǎng)標準分成兩個部分: IEEE 802.3z和IEEE 802.3ab。 IEEE 802.3z定義的傳輸介質(zhì)為光纖和寬帶同軸電纜, 鏈路操作模式為全雙工操作。 其中: 光纖系統(tǒng): 支持多模光纖和單模光纖系統(tǒng), 多模光纖的傳輸距離為500 m; 單模光纖的傳輸距離為2000 m。 寬帶同軸電纜系統(tǒng): 其傳輸距離為25 m。 IEEE 802.3ab定義的傳輸介質(zhì)為5類UTP電纜, 傳輸距離為為100 m, 鏈路操作模式為半雙工。,2. 向千兆位以太網(wǎng)遷移和升級,圖 4.4 千兆位以太網(wǎng)解決方案,(1) 交換機與交換機之間的連接 一種簡單的升級方案是將交換機與交換機之間的鏈路速率由100 Mb/s升級到1000 Mb/s。 這種升級方案需要在相應的交換機上安裝千兆位以太網(wǎng)的網(wǎng)絡端口模塊, 并通過這些模塊來實現(xiàn)1000 Mb/s鏈路的連接。 升級后的網(wǎng)絡能夠連接更多的交換式或共享式100BASE -T網(wǎng)段, 在更大的范圍內(nèi)為用戶提供高帶寬的訪問能力。,(2) 交換機與服務器之間的連接 另一種升級方案是將企業(yè)網(wǎng)中全局性的超級服務器遷移到交換機的千兆位以太網(wǎng)端口上, 使鏈路速率升級到1000 Mb/s。 這種升級方案需要在交換機和服務器上分別安裝千兆位以太網(wǎng)網(wǎng)絡端口模塊和千兆位以太網(wǎng)網(wǎng)卡, 以實現(xiàn)1000 Mb/s鏈路連接。 升級后的網(wǎng)絡將大大增加企業(yè)服務器的吞吐量, 為用戶提供更快速的信息訪問能力。 千兆位以太網(wǎng)的推出再一次顯示了以太網(wǎng)技術(shù)在構(gòu)造網(wǎng)絡系統(tǒng)上所發(fā)揮的重要作用, 也為多媒體通信提供更大的傳輸帶寬。,4.4 100VG - AnyLAN網(wǎng)絡,4.4.1 100VG-AnyLAN技術(shù)規(guī)范,1. 物理層 (1) PMD子層 PMD子層的主要功能是信道復用（僅用于2對電纜或光纖系統(tǒng)）、 NRZ編碼、 鏈路操作模式和連接狀態(tài)控制等。 100VG標準支持四種介質(zhì)類型: 4對UTP、 2對UTP、2對STP和光纖。 對于2對電纜或光纖系統(tǒng), 由PMD子層通過多路轉(zhuǎn)換的方法將4個通道分別轉(zhuǎn)換成2個或1個通道, 實現(xiàn)信道復用。對于4對電纜系統(tǒng), 每對線都構(gòu)成1個傳送通道, 并以25 MHz的信號速率工作, 那么4個傳送通道的數(shù)據(jù)速率之和可達到100 Mb/s。,在4對電纜系統(tǒng)中, 每對線都構(gòu)成1個傳送通道, 4對線的配對方式是: 線1和線2組成通道0; 線3和線2組成通道1; 線4和線5組成通道2; 線7和線8組成通道3。 根據(jù)傳送的數(shù)據(jù)類型, 鏈路操作可采用全雙工或半雙工方式。 全雙工操作用于在集線器與站點之間傳輸鏈路狀態(tài)控制信息, 從集線器向站點傳輸鏈路狀態(tài)控制信息時要使用通道0和通道1; 從站點向集線器傳輸鏈路狀態(tài)控制信息時要使用通道2和通道3。 半雙工操作用于在集線器與站點之間傳輸數(shù)據(jù), 并使用全部四個通道, 從站點向集線器傳送數(shù)據(jù), 或站點從集線器接收數(shù)據(jù)。,(2) PMI子層 PMI子層的主要功能包括傳輸通道選擇、 5B6B編碼和數(shù)據(jù)幀封裝等, 為PMD子層傳輸幀做好裝備。 通道選擇是把MAC幀8位位組分成5位位組, 并順序地分配給4個通道的過程。 分成5位位組是為了5B6B編碼的需要。 5B6B編碼是將5位位組數(shù)據(jù)編碼成6位符號, 通過這一編碼過程將產(chǎn)生一個平衡的數(shù)據(jù)模式, 以便于接收端的時鐘同步。 每個通道都要進行數(shù)據(jù)幀的封裝, 為數(shù)據(jù)幀添加幀前導碼、 幀起始定界符和幀結(jié)束定界符, 形成最終在網(wǎng)絡上傳輸?shù)膸袷健?2. MAC層 MAC層定義了一種稱為需求優(yōu)先訪問(DPA)的介質(zhì)訪問控制協(xié)議。 DPA協(xié)議是一種集中式確定型協(xié)議, 由集線器對站點的網(wǎng)絡訪問實行集中控制。 當一個站點需要傳送數(shù)據(jù)時, 首先要向集線器發(fā)出傳輸請求，只有當集線器認可請求并指示傳送時, 該站點才能開始傳送數(shù)據(jù)。從理論上講, 這種MAC協(xié)議能夠減少或消除因沖突而產(chǎn)生的重復傳送現(xiàn)象, 有利于提高網(wǎng)絡有效帶寬, 減少網(wǎng)絡延時。,圖 4.5 100VG - AnyLAN網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),(1) 100VG網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),(2) DPA協(xié)議 DPA協(xié)議是一種集中式介質(zhì)訪問控制協(xié)議, 它規(guī)定任何站點需要傳送數(shù)據(jù)時, 必須首先向集線器發(fā)出傳輸請求, 只有在集線器認可請求并指示傳送時, 站點才能開始傳送數(shù)據(jù)。DPA協(xié)議定義了兩種傳輸請求: 正常優(yōu)先權(quán)請求（Normal Priority Request, NPR）和高優(yōu)先級請求（High Priority Request, HPR）。 通常, 傳輸請求優(yōu)先權(quán)是由站點上高層軟件(管理軟件或應用軟件)設(shè)定的。高層軟件將根據(jù)應用對實時性的需求, 選擇適當?shù)姆疹悇e和相應的優(yōu)先級, 然后提交給MAC層。 MAC層將根據(jù)其優(yōu)先級, 向集線器發(fā)出NPR或HPR。,每個集線器為NPR和HPR分別建立和維護一個獨立的請求隊列。NPR是按端口號順序排隊等待處理, 而HPR則按先來先服務的規(guī)則進行處理。 集線器在處理NPR過程中, 如果接收到HPR, 則先存入HPR隊列, 在處理完當前正在進行的數(shù)據(jù)傳輸后, 立即開始處理HPR。當HPR隊列中所有的HPR都處理完后, 再返回繼續(xù)處理NPR隊列中的請求。 為了保證在HPR過分密集的情況下也能對NPR進行適當?shù)奶幚? 集線器將連續(xù)地監(jiān)視節(jié)點的請求發(fā)送時間, 如果時間延時超過規(guī)定的最大時限（大約200300 ms）, 則集線器自動將NPR升級為HPR。,當一個站點發(fā)出一個傳輸請求后, 與該站點直接相連的集線器將接收這個請求。如果該集線器是網(wǎng)絡中惟一的集線器, 那么它就是網(wǎng)絡的中央集線器, 該集線器將根據(jù)站點登記的地址和請求優(yōu)先權(quán)來處理這個傳輸請求。 如果直接相連的集線器不是中央集線器, 它就將傳輸請求傳送給它的上一級集線器, 直至送到中央集線器。中央集線器在循環(huán)掃描周期內(nèi)依次查詢各個端口, 如果有請求的端口是個單節(jié)點（連接的是站點）, 則分配一個時間片, 允許它傳送一個數(shù)據(jù)幀; 如果有請求的端口是個多節(jié)點（連接的是下級集線器）, 則根據(jù)站點數(shù)分配相應數(shù)量的時間片, 允許其下級集線器的每個端口都能傳送一個數(shù)據(jù)幀。例如, 在圖4.5中, NPR的處理順序是: PC1 - 1, PC2 - 1, PC2 - 2, , PC2 - n, PC1 - 3, , PC1 - n。如果其中發(fā)生HPR, 則該請求將得到優(yōu)先處理, 而與端口順序無關(guān)。,(3) 連接準備 連接準備是一個連接的初始化過程。 在連接準備過程中, 集線器與站點之間通過相互交換一些特殊的測試幀來測試電纜連接的正確性。 同時, 站點還要向集線器報告有關(guān)的連接信息, 如設(shè)備類型（集線器或站點）、操作模式（普通或監(jiān)控）、幀格式（802.3或802.5）以及連接到該端口的站地址等。這樣, 集線器在進入連接操作前可以獲得每個端口所連接站點設(shè)備的有關(guān)信息。 連接準備是在站點或集線器初始加電時, 或在站點首次連接到集線器時由站點發(fā)起的。當站點或集線器檢測到特定的錯誤時, 也會發(fā)出連接準備請求。,(4) MAC幀準備 MAC幀準備是一個MAC幀的封裝過程。 MAC層要按所選擇的幀格式（802.3或802.5）對LLC層傳下來的數(shù)據(jù)幀進行封裝, 如填寫源地址字段、 計算并填寫幀校驗和等。封裝后的MAC幀就可提交給物理層進行傳送了。,4.4.2 100VG - AnyLAN網(wǎng)絡組成 100VG網(wǎng)絡采用的是和10BASE - T相一致的星形結(jié)構(gòu), 主要拓撲規(guī)則為: 站點與HUB之間的最大電纜長度為: 3類UTP和1類STP為100 m, 5類UTP為150 m; 對于3類UTP和1類STP電纜, 可支持4個中繼器(即HUB)行程, HUB之間的最大電纜長度 為100 m; 對于5類UTP, 可支持3個中繼器行程, HUB之間的最大電纜長度為100 m; 兩個站點之間(即端 - 端)的最大網(wǎng)絡電纜長度為500 m。 采用半雙工連接時的光纖長度可達2000 m。,4.5 FDDI 網(wǎng) 絡,4.5.1 FDDI技術(shù)規(guī)范 FDDI標準由物理層、 MAC層以及站管理等協(xié)議組成。 其中, 物理層分成物理介質(zhì)相關(guān)（PMD）和物理協(xié)議（PHY）兩個子層。 1. 物理層 (1) PMD子層 PMD子層定義了光纖介質(zhì)以及光纖連接器、 光纖收發(fā)器等連接設(shè)備的技術(shù)特性。 ,PMD子層定義了兩種光纖: 一種是多模光纖; 另一種是單模光纖。 對于多模光纖, 鏈路長度可達4 km; 對于單模光纖, 型收發(fā)器所允許的鏈路長度可達1015 km, 型收發(fā)器所允許的鏈路長度可達4060 km, 并允許單模光纖和多模光纖混合使用。,2. MAC層 MAC層主要定義了一種稱為定時令牌循環(huán)協(xié)議的MAC協(xié)議, 它是IEEE 802.5 MAC協(xié)議的改進型, 在介質(zhì)利用和帶寬分配等方面具有更高的性能。 (1) MAC幀格式,圖 4.6 FDDI的MAC幀格式,PA: 前文, 用于站點的時鐘同步。 SD: 起始定界符, 用于識別有效信息的開始。 FC: 幀控制, 由8位組成, 用于確定幀類型的特征。 如果是令牌幀, 則定義令牌的類型（限制性令牌或非限制性令牌）; 如果是數(shù)據(jù)幀, 則定義服務的類型（同步幀或異步幀）、 地址域長度（16位或48位）、 服務訪問點（SAP)以及其它與類型相關(guān)的信息。 DA、 SA: 目的地址、 源地址。 它們的長度取決于FC的值, 可以是16位或48位。 DA可以是單一地址、 多點地址或廣播地址。,INFO: 信息域, 其最大長度為4500個字節(jié)（基本型FDDI）或者8600個字節(jié)（增強型FDDI）。 FCS: 幀校驗序列, 采用32位循環(huán)冗余校驗碼（CRC）。 ED: 結(jié)束定界符, 令牌幀是8位, 其它幀是4位。 FS: 幀狀態(tài), 用于指示檢錯、 識別地址以及幀復制等狀態(tài)。,(2) 介質(zhì)訪問機理 FDDI和TokenRing(802.5)一樣都采用了令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制協(xié)議, 即只有獲得令牌(Token)的站點, 才有權(quán)發(fā)送數(shù)據(jù)。 802.5采用的是單令牌協(xié)議; 而FDDI 采用的是多令牌協(xié)議,FDDI協(xié)議規(guī)定發(fā)送站在發(fā)送完數(shù)據(jù)幀后, 可立即發(fā)送一個新令牌, 而不必等到數(shù)據(jù)幀返回后才發(fā)送令牌, 這一點與802.5不同。 因此, FDDI具有較高的介質(zhì)利用率。 非發(fā)送站對接收到的幀進行信號整形, 以補償信號的傳輸衰減和時鐘偏移, 同時比較數(shù)據(jù)幀的目的地址是否與本站地址相匹配。如果匹配, 則將數(shù)據(jù)幀復制到本站的緩沖區(qū)中; 否則只轉(zhuǎn)發(fā)幀。數(shù)據(jù)幀繞環(huán)一周, 再由發(fā)送站從環(huán)上取下該幀。,(3) 通信帶寬容量分配 為了保證所有的站點都能以均等的機會訪問介質(zhì), FDDI定義一種定時令牌循環(huán)協(xié)議, 它規(guī)定每個站都要連續(xù)地測算令牌繞環(huán)一周所耗費的時間量。 時間量越大, 說明網(wǎng)絡上的負載(即站點數(shù)量)就越大。 每個站點都要根據(jù)網(wǎng)絡負載的大小自動地調(diào)整占用令牌的時間, 以便公平且有限地使用介質(zhì)。,為了有效利用和控制通信帶寬, FDDI定義了兩種通信方式: 一種是同步方式, 其帶寬和響應時間是保證的, 主要用于傳送音頻、 視頻等多媒體信息, 這類幀稱為同步幀; 另一種是異步方式, 其帶寬是動態(tài)共享的, 主要用于傳送系統(tǒng)控制信息和用戶會話信息, 這類幀稱為異步幀。 各個站點在占用令牌的時間內(nèi), 利用定時令牌循環(huán)控制機制, 確定發(fā)送同步幀的數(shù)量, 并動態(tài)地確定是否發(fā)送異步幀以及發(fā)送異步幀的數(shù)量。 此外, 在異步通信方式下, 令牌被分成限制性令牌和非限制性令牌兩種。限制性令牌主要用于實現(xiàn)多幀對話功能; 非限制性令牌則用于傳送對實時性要求不高的數(shù)據(jù), 它提供了8個優(yōu)先級別以及相應的優(yōu)先級調(diào)度功能, 允許高層軟件通過優(yōu)先級對異步帶寬進行調(diào)整和控制。,定時令牌循環(huán)協(xié)議規(guī)定每個FDDI站點設(shè)有三個計數(shù)器: 目標令牌循環(huán)時間(TTRT): 在初始化時設(shè)置的, 并且固定不變。 令牌循環(huán)時間(TRT): 一個站點從發(fā)送令牌后到再次得到令牌所經(jīng)歷的時間。 TRT值大小反映了當前網(wǎng)絡負載情況, 該值越大, 說明網(wǎng)絡負載越大。 令牌持有時間(THT): 一個站點得到令牌后可用于發(fā)送數(shù)據(jù)幀的時間。 當THT值減為0后, 該站點必須向下游站點發(fā)送令牌。 如果這時還有數(shù)據(jù)未發(fā)送完, 則要等到下次得到令牌后再發(fā)送。,每個FDDI 站點將按下列方式確定同步和異步時間片: 同步時間片:TTTRTN, N為環(huán)中同步站點數(shù); 異步時間片: THT=TTRTTRT。 每個FDDI站點所采用的數(shù)據(jù)發(fā)送策略是: 首先在同步時間片內(nèi)發(fā)送同步幀, 然后再在異步時間片內(nèi)發(fā)送異步幀。 這樣, 一個令牌的繞環(huán)時間最長為2TTRT, 這就是一個站點最遲可獲得令牌的時間。它也說明了FDDI所采用的定時令牌循環(huán)協(xié)議是一種分布式確定型訪問控制協(xié)議。,3. 站管理 站管理協(xié)議主要定義了若干管理服務功能, 用于管理和協(xié)調(diào)FDDI中各個子層的操作, 以保證環(huán)網(wǎng)上的所有站點都能協(xié)調(diào)一致地工作。 站管理服務主要有連接管理(站的插入和刪除)、站點初始化管理、內(nèi)部配置管理、 故障的隔離與恢復、外部控制接口協(xié)議、 統(tǒng)計信息的收集以及地址管理等。,4.5.2 FDDI網(wǎng)絡組成,圖 4.7 FDDI環(huán)網(wǎng)的組成, 雙連接站（DAS）。 DAS有兩個光收發(fā)器, 連接到雙環(huán)網(wǎng)絡的兩個環(huán)上, 能夠在兩個環(huán)上接收和中繼光信號。DAS規(guī)定了兩個光纖連接口, 一個是A接口, 內(nèi)含主環(huán)的輸入和次環(huán)的輸出; 另一個是B接口, 內(nèi)含主環(huán)的輸出和次環(huán)的輸入。 當其中的一個光收發(fā)器失靈或一條物理鏈路發(fā)生故障時, DAS仍可正常工作, 具有較高的可靠性。 單連接站（SAS）。 SAS只有一個光收發(fā)器, 只能連接到一個環(huán)路上。SAS的物理接口稱為從口（即S口）, 必須通過集中器與雙環(huán)網(wǎng)絡連接。, 集中器（Concentrator）。 集中器本身可以是DAS（連接到雙環(huán)上）, 也可以是SAS（連接到另一個集中器上）。 集中器提供的附加口稱為主口（即M口）, 用于將SAS連接到雙環(huán)網(wǎng)絡上。 集中器接收來自主環(huán)上的數(shù)據(jù), 然后依次轉(zhuǎn)發(fā)到主口所連接的設(shè)備上, 在最后一個主口收到數(shù)據(jù)后, 再轉(zhuǎn)發(fā)到主環(huán)上。 當集中器所連接的設(shè)備發(fā)生故障或主口空閑時, 有關(guān)鏈路在其內(nèi)部被旁路, 使環(huán)網(wǎng)仍能保持連通。,在FDDI網(wǎng)絡中, 站點內(nèi)部設(shè)置了若干監(jiān)控機制, 用于識別鏈路或站點出現(xiàn)的故障、 站的刪除、 掉電以及鏈路誤碼率與噪音的監(jiān)測等。 集中器內(nèi)部采用旁路機構(gòu)來繞開故障, 而DAS則采用短路方式來繞開故障。在短路情況下, 站點上正常工作一側(cè)得到的輸入信號將直接送到同一側(cè)的輸出光纖上; 另外, 在故障一側(cè)最近的鄰接站也要作短路處理, 從而繞開了故障。 這時, 雙環(huán)網(wǎng)變成單環(huán)網(wǎng)。如果同時出現(xiàn)兩個短路情況, 則雙環(huán)被分成兩個不相連的子網(wǎng)。當故障消除后, 網(wǎng)絡將會自動恢復原來的雙環(huán)操作方式。,4.6 ATM 網(wǎng) 絡,ATM（Asynchronous Transfer Mode, 異步傳輸模式）是一種面向連接的交換式網(wǎng)絡, 支持多種不同的服務類別, 提供155 Mb/s、 622 Mb/s或者更高的傳輸速率。 ATM作為寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)（B - ISDN）的核心技術(shù), 將WAN和LAN綜合在一個統(tǒng)一的公共網(wǎng)絡基礎(chǔ)平臺上, 以滿足不斷增長的多媒體通信業(yè)務的需要。 傳統(tǒng)網(wǎng)絡技術(shù)在推動網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展和應用上發(fā)揮了巨大的作用, 目前仍然是網(wǎng)絡技術(shù)的主體。 但隨著多媒體通信業(yè)務量的發(fā)展, 越來越暴露出以下幾個方面的缺陷。, 基于非連接的地址匹配規(guī)則。 數(shù)據(jù)傳輸是以可變長度的數(shù)據(jù)幀為單位, 并且是以“目的站點是可用的”的假設(shè)條件為前提的。 在數(shù)據(jù)幀中要包含源地址和目的地址, 每個站點都要檢查數(shù)據(jù)幀中的目的地址是否與本站地址相匹配來決定是否接收該數(shù)據(jù)幀。 這時, 如果目的站點沒有準備好, 則該數(shù)據(jù)幀將會成為一次無效的傳輸, 白白浪費寶貴的傳輸帶寬。 共享同一條傳輸介質(zhì)。網(wǎng)絡中的所有站點都共享同一條傳輸介質(zhì), 如果當前傳輸介質(zhì)被占用, 則所有其它要傳送信息的站點都必須要等待, 結(jié)果產(chǎn)生網(wǎng)絡延遲, 影響網(wǎng)絡傳輸?shù)膶崟r性。, 共享相同的網(wǎng)絡帶寬。 網(wǎng)絡中的所有站點都采用單一傳輸速率, 并共享相同的網(wǎng)絡帶寬, 難以適應不斷發(fā)展的應用對傳輸速率的不同需求。 雖然通過采用交換式網(wǎng)絡和提高傳輸速率等手段使傳統(tǒng)網(wǎng)絡對多媒體通信的支持能力有了一定程度的提高, 但無法克服傳統(tǒng)網(wǎng)絡技術(shù)固有的缺陷。,ATM網(wǎng)絡采用先進的網(wǎng)絡傳輸機制, 從根本上克服了傳統(tǒng)網(wǎng)絡技術(shù)的缺陷, 提供了很高的網(wǎng)絡性能, 其優(yōu)點主要表現(xiàn)為: 面向連接的傳輸機制。 以信元(Cell)為信息傳輸單位。 基于ATM交換機的交換式網(wǎng)絡。 多種速率接口。 多種服務類型。,4.6.1 ATM網(wǎng)絡參考模型,圖 4.8 ATM網(wǎng)絡參考模型,1. ATM物理層 ATM物理層由傳輸匯聚（Transmission Convergence）子層和物理介質(zhì)相關(guān)(Physical Medium Department)子層組成, 主要完成物理線路編碼和信息傳輸?shù)墓δ堋?傳輸匯聚子層的功能是實現(xiàn)物理層匯聚協(xié)議(PLCP), 如信元頭差錯校正、 信元同步、 信元速率匹配和傳輸幀生成等, 以保證整個物理鏈路上信號的傳送和接收。物理介質(zhì)相關(guān)子層負責物理介質(zhì)性質(zhì)、 位同步定時以及線路編碼等。,ATM論壇定義了下列物理層接口: SONET: SONET(同步光纖網(wǎng))是一種以光纖為傳輸介質(zhì)的物理網(wǎng)絡, 主要應用于公用數(shù)據(jù)網(wǎng)。 SONET定義了五個速率等級, 并且都是51.84 Mb/s的倍數(shù), 即51.84 Mb/s2488.32 Mb/s。 國際上采用SONET作為國際信令系統(tǒng)時, 則將這種系統(tǒng)稱為SDH（同步數(shù)字系列), SDH的操作基本上與SONET相同。 ATM將SONET 中STS - 3作為廣域連接接口, 其速率為155.52 Mb/s。, DS - 3: DS（Digital Signal）接口也是用于ATM網(wǎng)絡的廣域連接, 其中DS-3的傳輸速率為44.736 Mb/s。 DS - 3和SONET都使用了幀結(jié)構(gòu), 即將一組信元封裝在一個幀結(jié)構(gòu)中進行傳送的, 而且每幀之間要有指定的間隔。 由于這些幀是以固定的間隔進行傳輸?shù)? 如果用戶信息未能按固定的規(guī)律達到, 則對應的幀只能填入空信元。 4B5B: 4B5B用于實現(xiàn)ATM網(wǎng)絡的局域連接, 其傳輸速率是100 Mb/s。 4B5B接口是面向信元傳輸?shù)? 只有在用戶信元有效情況下才啟動信元傳送, 故稱4B5B為信元接口。, 8B10B: 8B10B接口也是用于實現(xiàn)ATM網(wǎng)絡的局域連接, 其傳輸速率是155.52 Mb/s。 這一速率與SONET、 STS-3C數(shù)據(jù)速率嚴格匹配。 8B10B接口與4B5B接口不同的是使用了幀結(jié)構(gòu), 每個幀由27個信元組成, 即每次傳送27個信元, 故稱8B10B為數(shù)據(jù)塊接口。 ATM物理接口描述了特定的信號編碼, 使ATM信元以可識別的格式傳送到目的地。,2. ATM層 ATM層主要定義了面向連接的信元傳輸服務機制和通信規(guī)程。 ATM連接是基于虛電路概念的, 并分為永久虛電路（PVC）和交換虛電路（SVC）兩種。永久虛電路是通過人工方式在ATM網(wǎng)絡端點之間進行網(wǎng)絡路徑映射而建立的連接, 必須由人工干預才能撤銷; 交換虛電路是通過ATM信令協(xié)議動態(tài)地在ATM網(wǎng)絡端點之間建立的連接或撤銷, 而無需人工干預。 不論是永久虛電路還是交換虛電路, 它們都是建立在虛路徑 (VP)和虛通道（VC)概念基礎(chǔ)上的。虛路徑是虛通道的集束, 一個虛路徑內(nèi)可以有多個虛通道, 允許ATM交換設(shè)備將多個虛通道捆綁在一個虛路徑上以相同的方式進行公共處理。,在建立連接時, 每個連接都被分配一個惟一的虛路徑標識符(VPI)和虛通道標識符(VCI)。 VPI和VCI的組合則可惟一地標識ATM網(wǎng)絡內(nèi)部的一個連接, 也可以在ATM網(wǎng)絡上實現(xiàn)多個端點間的相互映射。 在ATM網(wǎng)絡中, 一個ATM端點可支持256個虛路徑, 每個虛路徑可支持65 536個虛通道, 組合起來可支持多達16 777 216個連接。 ATM網(wǎng)絡定義了兩種網(wǎng)絡節(jié)點: 端點和中間點。 端點是用戶節(jié)點, 如工作站、服務器或其它設(shè)備; 中間點是ATM交換節(jié)點, 如ATM交換機。端到端的連接要通過中間點才能連接起來, 中間點一般不關(guān)心信息的內(nèi)容,只提供信息轉(zhuǎn)發(fā)服務。在轉(zhuǎn)發(fā)過程中, 中間點要保證在建立連接時所承諾的服務質(zhì)量。,(1) ATM信元格式,圖 4.9 ATM信元結(jié)構(gòu),信元頭各個字段的意義如下: GFC為一般流量控制標志, 用來實現(xiàn)端點到交換機的流量控制。 GFC是針對UNI信元的, 對于NNI信元, 該字段為VPI。 VPI為虛路徑標識符, 用來定義ATM網(wǎng)絡中的一條虛路徑連接。 VCI為虛通道標識符, 用來定義ATM網(wǎng)絡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, 用于網(wǎng)絡擁塞處理。 當發(fā)生網(wǎng)絡擁塞時, 交換機將丟棄CLP=1的信元, 而保留CLP=0的信元。 HEC為信元頭錯誤控制, 用來保證信元頭的正確性。,(2) 信元處理 根據(jù)ATM節(jié)點性質(zhì)(端點和中間點)不同, ATM層提供的信元處理功能也不同。 對于端點, ATM層提供的信元處理功能相對比較簡單, 即: 信元頭的生成。 當ATM層從ATM適配層接收到信元體后, 生成一個信元頭, 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, 只是把它當作要傳送的二進制位流, 也就是說, ATM層與服務級別無關(guān)。, 信元頭的分離。當ATM層從物理層接收到信元時, 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適配層進行處理, 這些信息包含了用戶信元類型、接收優(yōu)先級以及阻塞指示等。 對于中間點(即交換機), ATM層的信元處理功能要復雜一些, 即: 信元頭的轉(zhuǎn)換。由于VPI和VCI只有局部意義, 當信元通過網(wǎng)絡時這些值可能會發(fā)生變化。中間點必須將輸入的VPI/VCI值轉(zhuǎn)換成輸出的VPI/VCI值。 每當信元頭被轉(zhuǎn)換時, 必須對HEC值重新進行計算。, 信元的選徑。 對于從端口輸入的信元, 首先進行信元分撿, 然后根據(jù)信元的VPI和VCI值選擇適當?shù)亩丝谳敵?。對于多個端口輸入的信元, 有些信元可能需要匯集到同一個端口輸出, 有些信元也可能需要匯集到不同的端口輸出。 信元的差錯處理。 當發(fā)生下列情況之一時, 信元將被丟棄: 無效的信元頭, 即信元頭的HEC值校驗錯誤。 信元頭的VPI和VCI值標識了一個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, 將丟棄CLP=1的信元, 不能支持更多的交通。, 信元的流量管理。 在建立連接時, 端點將根據(jù)ATM適配層的服務級別要求向交換機提交網(wǎng)絡特性參數(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)實際上規(guī)定了用戶對網(wǎng)絡傳輸?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, 交換機必須按上述特性參數(shù)要求對信元流量實施控制和管理, 提供信元轉(zhuǎn)發(fā)服務, 并保證與建立連接時相一致的服務質(zhì)量。, 網(wǎng)絡阻塞控制。當一條鏈路的流量大于該鏈路的容量時, 將產(chǎn)生網(wǎng)絡阻塞現(xiàn)象。網(wǎng)絡阻塞將會造成信元的丟失。通常, 當網(wǎng)絡負載超過交換機最大容量的90% 以上時, 交換機將通過修改信元頭來指示阻塞事件的發(fā)生, 其它節(jié)點收到這個信元后便知道網(wǎng)絡上發(fā)生阻塞。當發(fā)生阻塞后, 交換機將按信元的優(yōu)先級別由低到高地丟棄信元, 直到阻塞緩解或消除。,(3) 信令協(xié)議 在ATM網(wǎng)絡中, 連接的建立、 維護和拆除以及其它的網(wǎng)絡控制和管理操作是由信令協(xié)議實現(xiàn)的。ATM定義兩類信令協(xié)議: UNI(User to Network Interface)信令和NNI(Network to Network Interface)信令。 UNI用于端點與交換機之間的連接, NNI用于交換機與交換機之間的連接。信令協(xié)議由一系列用服務原語描述的過程組成, 定義了建立、維護和拆除連接所需的操作。在建立連接時, 端點使用相應的UNI信令原語向中間點發(fā)出建立連接請求, 該連接請求包含有特性參數(shù)信息。交換機將為該連接分配VPI和VCI標識符, 并按特性參數(shù)預留網(wǎng)絡資源。 ,3. ATM適配層 ATM適配層主要負責將用戶層的信息轉(zhuǎn)換成ATM網(wǎng)絡可用的格式。當用戶層把一個較長的數(shù)據(jù)包提交給ATM適配層后, ATM適配層按規(guī)定長度將數(shù)據(jù)包分割成若干信元體, 再傳送給ATM層。 ATM適配層由匯聚子層（Convergence Sublayer）和分割組裝子層(Segmentation and Reassembly Sublayer)組成。 匯聚子層為分割用戶信息作準備。為了使目的端點的ATM 適配層能夠重新裝配數(shù)據(jù)包, 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。分割組裝子層在發(fā)送數(shù)據(jù)時負責將匯聚子層傳來的信息單元（稱為匯聚子層協(xié)議數(shù)據(jù)單元CS - PDU)精確地分割成48字節(jié)的信元體, 然后提交給ATM層; 接收數(shù)據(jù)時負責將ATM層傳來的信元體重新組裝成原始數(shù)據(jù)包, 然后再傳送給用戶層。,ATM的傳輸服務分成五種類型: A類(Class A）服務: 其特點是端點間保持定時同步、 數(shù)據(jù)率固定、 面向連接。這種服務也稱恒定比特率（CBR）業(yè)務, 主要用于64 kb/s PCM語音以及靜止圖像的傳輸服務。 B類(Class B）服務: 其特點是端點間保持定時同步、 數(shù)據(jù)率可變、 面向連接。 這種服務也稱可變比特率（VBR）業(yè)務, 可用于支持變速率的語音和壓縮視頻信息的傳輸服務。, C（Class C）類服務: 其特點是端點間不要求定時同步、 數(shù)據(jù)率可變、 面向連接。 這種服務也稱可用比特率（ABR）業(yè)務, 可用于支持面向數(shù)據(jù)的傳輸服務。 D類（Class D）服務: 其特點是端點間不要求定時同步、 數(shù)據(jù)率可變、非連接。這種服務也稱未確定比特率（UBR）業(yè)務, 主要用于QoS要求較低或不要求的場合。 X類（Class X）服務: 由用戶或廠家自定義的服務。 通常, A、B類用于支持面向語音和視頻的應用以及DS電路的模擬; C、 D類用于支持面向數(shù)據(jù)的應用。 ATM適配層提供了五個AAL子層, 即AAL1、 AAL2、 AAL3、 AAL4及AAL5與上述服務類型相適配。,4.6.2 ATM網(wǎng)絡路由選擇,ATM地址: 標識ATM終端, 全局惟一。 其編碼格式有三種, 均為國際標準地址代碼: 兩種為ISO 8348格式, 長度為20字節(jié); 一種為ITU E.164 的ISDN格式, 長度為15個十進制數(shù)。 ATM地址分成兩部分: 網(wǎng)絡地址和用戶地址, 網(wǎng)絡地址由有關(guān)組織統(tǒng)一分配, 用戶地址由ATM終端自行定義(ATM網(wǎng)卡)。 虛電路號: 標識虛電路及其局部地址。其編碼格式為: 虛路徑號(VPI)。 虛通道號(VCI)。 UNI使用8位VPI, 16位VCI; NNI使用12位VPI, 16位VCI。 由交換機動態(tài)分配(SVC)。 其中, ATM地址是在建立連接階段使用的, 虛電路號是在數(shù)據(jù)傳輸階段使用的。,ATM網(wǎng)絡的連接建立和數(shù)據(jù)傳輸過程如下: 每個ATM終端接入ATM交換機時, 都要通過UNI信令執(zhí)行客戶注冊過程。 客戶注冊主要有兩個目的。一是ATM終端聲明自己的存在; 二是ATM終端與UNI上的ATM交換機交換尋址信息。 ATM終端將用戶地址提供給ATM交換機, ATM交換機將網(wǎng)絡地址提供給ATM終端, 并且為已注冊成功的ATM終端分配VPI和VCI。 在建立連接階段, 呼叫方通過UNI信令Setup發(fā)送連接請求, 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。, Setup信令在經(jīng)過ATM網(wǎng)絡時, NNI上的ATM交換機根據(jù)其被叫方ATM地址選擇傳輸路由, 分配VPI(ATM交換機只處理VPI), 并記錄在交換機的路徑表中。注意, UNI信令和NNI信令不同。 最靠近被叫方的ATM交換機查找客戶注冊表, 確定該客戶是否存在以及它所對應的虛電路號(VPI和VCI), 然后使用UNI信令Setup通知被叫方, 該Setup信令包含了為被叫方分配的虛電路號。, 被叫方如果同意連接, 則使用UNI信令Connect進行響應。 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上, 通過查找客戶注冊表來確定該客戶是否存在以及它所對應的虛電路號(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。 至此, 這條虛電路已建立起來, 可轉(zhuǎn)入數(shù)據(jù)傳輸階段。 在數(shù)據(jù)傳輸階段, 通信雙方使用信元進行數(shù)據(jù)傳輸, 信元中所包含的虛電路號就是在建立連接時ATM網(wǎng)絡為雙方各自分配的虛電路號。 在單條虛電路上，可以進行點到點的單向或雙向數(shù)據(jù)傳輸。如果要進行點到多點傳輸, 則必須建立多條虛電路, 但只能進行單向數(shù)據(jù)傳輸。 在數(shù)據(jù)傳輸過程中, ATM交換機按建立連接時所承諾的QoS提供相應的服務質(zhì)量。, 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4.10所示。,圖 4.10 ATM SVC數(shù)據(jù)交換過程,4.6.3 ATM網(wǎng)絡應用模式,圖4.11 ATM網(wǎng)絡連接方式,4.6.3.1 ATM上的IP（IPOA）,1. IP數(shù)據(jù)報封裝 IPOA協(xié)議規(guī)定, IP數(shù)據(jù)報將放置在ATM適配層5（AAL5）的協(xié)議數(shù)據(jù)單元（PDU）中。每個PDU都有一個包含邏輯鏈路控制/子網(wǎng)訪問協(xié)議（LLC/SNAP）標識的協(xié)議頭, 以及用于有效性檢查的填充、 長度和校驗和（CRC）字段。,IPOA的IP數(shù)據(jù)報長度缺省為9180字節(jié), 最大為64 K字節(jié)。其缺省長度足以包容以太網(wǎng)、令牌環(huán)以及FDDI的最大幀長。也就是說, IPOA所提供的傳輸特性要優(yōu)于基于傳統(tǒng)LAN上的IP。因為IP數(shù)據(jù)報長度是受物理的最大幀長的限制, 如果超過最大幀長, 則IP數(shù)據(jù)報必須進行分段。而單一數(shù)據(jù)報越長, 其文件傳輸性能越好。在一個子網(wǎng)內(nèi), 所有站點的IP數(shù)據(jù)報長度必須設(shè)置成是相同的。當所有站點的IP數(shù)據(jù)報長度都按最大長度設(shè)置時, 單一IP數(shù)據(jù)報的長度可達64 K字節(jié)。,2. ATM地址解析,圖 4.12 ATM地址解析過程,3. IP邏輯子網(wǎng)互連 常規(guī)的IP網(wǎng)絡是使用路由器實現(xiàn)IP邏輯子網(wǎng)間互連。 IPOA完全支持這種基于路由器的互連方式。由于IP只把ATM看作是一種物理網(wǎng)絡, 與以太網(wǎng)、令牌環(huán)以及FDDI等傳統(tǒng)網(wǎng)絡同等對待, 因此很容易實現(xiàn)與這些常規(guī)網(wǎng)絡的互連。 在ATM互連網(wǎng)絡中,每個IP邏輯子網(wǎng)都要配置一個ATMARP服務器, 并且邏輯子網(wǎng)間使用路由器實現(xiàn)互連。一個ATMARP服務器經(jīng)過配置后可以為多個子網(wǎng)提供地址解析服務, 而不必設(shè)置多個物理服務器。,當一個IP邏輯子網(wǎng)的用戶試圖與另一個IP邏輯子網(wǎng)的用戶進行通信時, 首先由發(fā)送站建立與路由器的ATM連接, 然后由路由器建立與接收站的ATM連接, 其連接過程如上所述。 在數(shù)據(jù)傳輸時, 發(fā)送站將IP數(shù)據(jù)報分割成ATM信元（Cell）, 以便在ATM網(wǎng)絡上傳輸。路由器將ATM信元組裝成IP數(shù)據(jù)報, 根據(jù)IP報頭來查找轉(zhuǎn)發(fā)路由。對于要轉(zhuǎn)發(fā)的IP數(shù)據(jù)報必須重新分割成ATM信元, 通過另一個ATM連接傳輸給接收站。 接收站再把ATM信元組裝成IP數(shù)據(jù)報。,4.6.3.2 局域網(wǎng)仿真（LANE）,LANE主要由下列網(wǎng)絡部件組成: LANE客戶機（LEC）: 提供LAN客戶機與ATM網(wǎng)絡的接口和仿真功能。 LANE服務器（LES）: 提供MAC地址注冊, 以及MAC地址與ATM地址的映射功能。 LANE配置服務器（LECS）: 為LEC提供配置信息及LES地址。 廣播和未知數(shù)據(jù)類型服務器（BUS）: 提供在ATM網(wǎng)絡上進行廣播和組播傳輸?shù)墓δ堋?下面簡述LANE的工作過程。 (1) 初始化 (2) 建立與LES的連接 (3) 客戶注冊 (4) 地址映射 (5) 建立連接 (6) 數(shù)據(jù)傳輸 (7) 斷開連接,4.7 交 換 式 網(wǎng) 絡,4.7.1 交換機的技術(shù)特性,圖 4.13 集線器結(jié)構(gòu) (a) 單網(wǎng)段集線器； (b) 多網(wǎng)段集線器,圖 4.14 交換機結(jié)構(gòu) (a) 模塊交換; (b) 端口交換,4.7.2 虛擬網(wǎng)絡,圖 4.15 虛擬網(wǎng)絡的構(gòu)成 (a) 點到點的通信； (b) 廣播到虛擬