网络技术培训之 atm 原理

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网络技术培训之 ATM 原理. ATM 概述 ATM 技术的基本概念 ATM 协议栈 ATM 业务类型 流量控制和拥塞控制与算法 IPOA 协议和 RFC1483 ATM 信令 IMA 协议 ATM 网络维护. ATM 概述. ATM 的标准化组织. ATM Forum IETF ITU-T. ATM 概述. ATM 与传统交换方式比较 -1. 传统的交换方式: 电路交换( Circuit Switching ) 浪费带宽 分组交换( Packet Switching ) 系统延迟的不确定性. ATM 概述. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: 网络技术培训之 ATM  原理

1

网络技术培训之

ATM 原理

Page 2: 网络技术培训之 ATM  原理

2

ATM 概述 ATM 技术的基本概念 ATM 协议栈 ATM 业务类型 流量控制和拥塞控制与算法 IPOA 协议和 RFC1483 ATM 信令 IMA 协议 ATM 网络维护

Page 3: 网络技术培训之 ATM  原理

3

ATM 概述

• ATM Forum

• IETF

• ITU-T

ATM 的标准化组织

Page 4: 网络技术培训之 ATM  原理

4

ATM 概述

传统的交换方式:

电路交换( Circuit Switching )

浪费带宽

分组交换( Packet Switching )

系统延迟的不确定性

ATM 与传统交换方式比较 -1

Page 5: 网络技术培训之 ATM  原理

5

ATM 概述

ATM ( Asynchronous Transfer Mode )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 与传统交换方式比较 -2

Page 6: 网络技术培训之 ATM  原理

6

ATM 概述

• 转移模式 : 综合了传输、复用、交叉连接和交换的技术

• ATM 是快速分组交换技术、采用统计复用方式 一种结合了电路交换和分组交换的各自优点的技术

• ATM 能传送所有类型的业务量 ( 话音、数据、图像 )

固定比特率

简单

可变比特率

复杂

电路交换 多速率 电路交换

快速电路交换 ATM 快速分组

交换

帧中继 分组交换

交 换 技 术

ATM 与传统交换方式比较 -3

Page 7: 网络技术培训之 ATM  原理

7

•ATM 网面向连接,有 N2 问题靠链路层选路,基于 VPI/VCI 或标记有阻塞通知与信元丢失优先级指示业务质量有保证,可保证实时业务网络 ATM 化进程的重新定位

•IP 网无连接,无 N2 问题基于网络层选路,基于 IP 地址无业务量控制与阻塞控制业务质量无保证

ATMATM 网与网与 IPIP 网的比较网的比较ATM 概述

Page 8: 网络技术培训之 ATM  原理

8

ATM 概述 ATM 技术的基本概念 ATM 协议栈 ATM 业务类型 流量控制和拥塞控制与算法 IPOA 协议和 RFC1483 ATM 信令 IMA 协议 ATM 网络维护

Page 9: 网络技术培训之 ATM  原理

9

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

8 7 6 5 4 3 2 11

2

3

4

5...53

VPI VCI

VCI

VCI PTI CLP

HEC

PAYLOAD

GFC VPI

1

2

3

4

5...53

UNI 信元格式 NNI 信元格式

8 7 6 5 4 3 2 1

VPI VCI

VCI

VCI PTI CLP

HEC

PAYLOAD

VPI

ATM 信元格式

ATM 技术的基本概念

Page 10: 网络技术培训之 ATM  原理

10

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 技术的基本概念

Page 11: 网络技术培训之 ATM  原理

11

虚通道虚通道 VPVP 与虚通路与虚通路 VCVC

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-3

OC-12虚通道 (VP)

虚通道 (VP)

连接标识 = VPI/VCIVPI/VCI

ATM 技术的基本概念

Page 12: 网络技术培训之 ATM  原理

12

ATM 交换的实现

• ATM 交换机翻译 VPI/VCI 值• 每个接口的 VPI/VCI 值唯一

45/26

37/1837/18

33

22

11

64/1264/1229/3329/33

64/1264/12

1

11

45/26

37/1837/18

2

33

VPI/VCI端口 VPI/VCI端口输入 输出

ATM 技术的基本概念

Page 13: 网络技术培训之 ATM  原理

13

VP 交换和 VC 交换 -1

VCI 1 VCI 2 VCI 3 VCI 4

VPI 2VPI 2VPI 3VPI 3VPI 1VPI 1

VPI 2VPI 2

VPI 3VPI 3

VPI 5

VPI 1VPI 1

VPI 4

端口端口 11

端口端口 22

端口端口 33

VCI 1

VCI 2

VCI 1

VCI 2

VP 交换

VC 交换

ATM 技术的基本概念

Page 14: 网络技术培训之 ATM  原理

14

虚通路连接 (VCC)

虚通道连接 (VPC)

VP交换

VC交换

VC交换

NNI NNI

VPI = 2VCI = 44

VPI = 1VCI = 1

VPI = 26VCI = 44

VPI = 20VCI = 30

UNIUNI

• 这种逐跳转发被称为信元转发

VP 交换和 VC 交换 -2

ATM 技术的基本概念

Page 15: 网络技术培训之 ATM  原理

15

无连接:包路由• 路径 1 = S1, S2, S6, S8

• 路径 2 = S1, S4, S7, S8

• 数据能够走不同的路径、不按照顺序到达

面向连接:信元交换VC = S1, S4, S7, S8

• 数据沿着相同的连接按照顺序到达• 时延比较固定、易控制

S2 S6

S4 S7

S3 S5

S1 S8

1

1

1

2 2

2

S2 S6

S4 S7

VC

S1 S8S3 S5

面向连接的特点ATM 技术的基本概念

Page 16: 网络技术培训之 ATM  原理

16

ATM 是一种面向连接的技术

Setup

Setup

Setup

Setup

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

无连接交换网络无连接交换网络 面向连接面向连接 ATMATM 网络网络

ATM 技术的基本概念

Page 17: 网络技术培训之 ATM  原理

17

ATM 技术的基本概念ATM 的统计复用

Page 18: 网络技术培训之 ATM  原理

18

ATM 概述 ATM 技术的基本概念 ATM 协议栈 ATM 业务类型 流量控制和拥塞控制与算法 IPOA 协议和 RFC1483 ATM 信令 IMA 协议 ATM 网络维护

Page 19: 网络技术培训之 ATM  原理

19

面管理面管理层管理层管理

控制平面控制平面 用户平面用户平面高层高层 高层

SAALSAAL AALAAL

ATMATM 层

物理层物理层

信令信令 信息信息

ATM 协议参考模型

ATM 协议栈

Page 20: 网络技术培训之 ATM  原理

20

ATM ATM 适配层适配层(AAL)(AAL)

ATM ATM 层层

物理层物理层

2 个子层 :

• 传输汇聚 (TC)• Framing

• HEC

• 物理媒介 (PM)• 物理媒介译码

ATMATM 物理层

ATM 协议栈

Page 21: 网络技术培训之 ATM  原理

21

• 信元头的产生和提取;• 信元丢失优先级处理,处理 CLP ;• 载荷类型指示处理,通过 PTI 提取 EFCI

信息,区分 F5 OAM 信元, RM 信元与用户信元

• 通用流量控制, GFC ;• 信元接续标识处理, VPI/VCI 值验证、识

别、变换等处理,信元交换;• UPC/NPC 算法等;• F4 , F5 OAM功能。

ATM ATM 适配层适配层(AAL)(AAL)

ATM ATM 层层

物理层物理层

ATMATM 层层

ATM 协议栈

ATM 层功能

Page 22: 网络技术培训之 ATM  原理

22

ATM ATM 交换交换

PPHHYY

AATTMM

Port 1

PPHHYY

AATTMM

Port 2

PortPort VPIVPI VCIVCI

11 11 5151

22 33 3939

ATM 层

ATM ATM 交换交换

PPHHYY

AATTMM

Port 1

PPHHYY

AATTMM

Port 2

PortPort VPIVPI VCIVCI

11 22 3737

22 11 5151

ATM 层

PPHHYY

AATTMM

AAAALL

PPHHYY

AATTMM

AAAALL

VPI 2VCI 37

VPI 3VCI 39

NNI

UNI

UNI

ATMATM 层完成信元交换ATM 协议栈

Page 23: 网络技术培训之 ATM  原理

23

2 个子层:

• 汇聚子层 (CS)

• 分段和重组 (SAR)

ATM ATM 适配层适配层(AAL)(AAL)

ATM ATM 层层

物理层物理层

ATM 适配层适配层

ATM 协议栈

Page 24: 网络技术培训之 ATM  原理

24

SAR

CS

AALPBX

AAL = 流量参数 + QoS参数 + SAR

• CS :分配不同的服务质量的业务以不同的流量类型• SAR :信元 <-> 包

ATMATM 适配层的功能适配层的功能ATM 协议栈

Page 25: 网络技术培训之 ATM  原理

25

ATMATM 适配层等级适配层等级ATM 协议栈

ATM ServiceClass A B C D

AAL 1 2 3/4 5

¶ Ê̈ ± Ò ªÇ ó Ò ªÇ ó ² »Ò ªÇ ó ² »Ò ªÇ ó

Ë ÙÂ Ê º 㶠¨ ¿ ɱ ä ¿ ɱ ä ¿ ɱ ä

CS

SAR

SSCS£ ºÒ µÎ ñÌ Ø¶ ¹̈ ¦Ä Ü£ ¬È ç£ ºÊ ±Ñ Ó́ ¦À í¡ ¢Á ÷Á ¿¿ ØÖ Æµ È¡ £FR¡ ªSSCS

CPCS£ ºCS¡ ªPDUРγ É¡ ¢² î́ íÐ £Ñ éµ È¡ £

H PAD T

· Ö¶ κ ÍÖ Ø× é

Ó Ã» §Ê ý¾ Ý

SAR-PDU

SAR-PDU

SAR-PDU

Page 26: 网络技术培训之 ATM  原理

26

ATM 协议栈

Ð ÅÔ ªÍ · CSÊ ×± ê 47 byteµ ľ »º É

CSI SC CRC-3 ÆæÅ ¼Ð £Ñ é

1bit 3bit 3bit 1bit

ATM 适配层 -AAL1

•AAL1 主要适用于信源和信宿间有严格定时关系且面向连接的 CBR类业务;•CSI 标识不同的应用,如时钟信号传递和结构化数据传递等;•SC放置每个信元的序号,用于检测信元丢失及误插入。•CRC-3 和奇偶校验位用来保证序号域中信元序号的正确传输;

Page 27: 网络技术培训之 ATM  原理

27

ATM 协议栈ATM 适配层 -AAL5

CPCS-PDUÔ Øº Ë£ 1̈-65535× Ö½ Ú£ © PAD CPCS-PDUÎ ²£ 8̈£ ©

CPCS-UU£ 1̈× Ö½ Ú£ ©

CPI£ 1̈× Ö½ Ú£ ©

LENGTH£ 2̈× Ö½ Ú£ ©

CRC-32£ 4̈× Ö½ Ú£ ©

•AAL5 用于信源和信宿间不要求时间同步的业务,以提供面向连接或非面向连接的数据传输,且传输速率可变;•CPCS-PDU载荷,用于承载 CPCS 用户信息,如 SSCS-PDU;•PAD, 0到 47字节,用于将 CPCS-PDU补充为 48字节的整数倍;•CPCS-UU,用于透明装载 CPCS 用户到用户的信息;•公共部分指示 CPI ,用于将 CPCS尾调整到 8字节,默认的编码为 0 ,这一字段也可被用于消息类型功能;•LENGTH ,长度,用于指示出按字节计算的 CPCS-PDU载荷的长度,当被置为 0时,它指示出异常终止功能;

Page 28: 网络技术培训之 ATM  原理

28

ATM 协议栈

ATMATM 适配层适配层 -AAL5-AAL5

CPCS-SDU PAD CPCS-UU CPI LENGTH CRC-32

SAR-SDUCH

ATM-UU = 0 SAR-SDUCH

ATM-UU = 0

SAR-SDUCH

ATM-UU = 1

1 2 41

1

2

M¡ ¡ ¡ ¡ ¡ |

AAL5 SAR将 CPCS-PDU 分割成 48 字节的 SAR-PDU ,或根据 ATM 层提供的信息 ATM-UU重组 CPCS-PDU ,因协议简单而被大量使用

Page 29: 网络技术培训之 ATM  原理

29

ATM 概述 ATM 技术的基本概念 ATM 协议栈 ATM 业务类型 流量控制和拥塞控制与算法 IPOA 协议和 RFC1483 ATM 信令 IMA 协议 ATM 网络维护

Page 30: 网络技术培训之 ATM  原理

30

ATMATM 业务分类

Constant bit rate CBR

Variable bit rate-real timeVBR-RT

VBR-non real time VBR-NRT

Unspecified bit rate UBR

Available bit rate ABR

ATM 业务类型

Page 31: 网络技术培训之 ATM  原理

31

• 峰值信元率 PCRPCR :最大数据速率

在不丢失数据的情况下一条连接能够传递的速率

• 可维持速率 SCRSCR ::应用产生的平均信元速率

• 最大突发长度 MBSMBS ::最大的信元突发长度

• 最小信元速率最小信元速率 MCRMCR ::应用应付延迟的能力

• 信元抖动容限 CDVTCDVT ::信元间隔的上限

ATM 流量参数

ATM 业务类型

Page 32: 网络技术培训之 ATM  原理

32

• 包括峰-峰信元时延抖动: peak-to-peak CDV

• 最大信元传递时延 Max CTD :

信元从一个端点到另一个端点所需要的时间

• 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

ATM QoS 参数

ATM 业务类型

Page 33: 网络技术培训之 ATM  原理

33

ATM 业务类型

业务类型与参数描述

Page 34: 网络技术培训之 ATM  原理

34

开销

QoS流量参数

低低 高高

Tolerance

1 1 字节字节

5 5 字节字节头头

47 47 字节字节负荷负荷

信元抖动信元抖动信元丢失信元丢失

PCRPCR峰值信元率

实时视频和音频实时视频和音频

CBRCBR 业务类型

ATM 业务类型

Page 35: 网络技术培训之 ATM  原理

35

VBR 业务类型

负荷

QoS流量参数

LOWLOW HIGHHIGH

Tolerance

1-81-8字节字节

5 5 字节字节信元头信元头

1-47 1-47 字节字节负荷负荷

信元丢失信元丢失(NRT)(NRT)信元丢失 信元丢失 (RT)(RT)

PCRPCR

SCRSCR峰值信元率

可维持信元率

MBSMBS最大突发长度 信元丢失信元丢失

分组音频和视频分组音频和视频

ATM 业务类型

Page 36: 网络技术培训之 ATM  原理

36

公共广域网公共广域网

负荷

5 5 字节字节头头

44 44 字节字节负荷负荷

QoS流量参数

低低 高高没有质量保证全凭上帝保佑

Tolerance

Cell Cell 丢失丢失Cell Cell 抖动抖动

4 字节

UBR 业务类型ATM 业务类型

Page 37: 网络技术培训之 ATM  原理

37

局域网互联局域网互联

Overhead

• No celloverhead

• Uses congestionfeedbackinstead

5 Byte5 ByteHeaderHeader

48 Byte48 BytePayloadPayload

QoS流量参数

低低 高高

PCRPCR

MCRMCR

峰值信元率

最小信元率

Tolerance

信元丢失信元丢失 信元抖动信元抖动

ABR 业务类型ATM 业务类型

Page 38: 网络技术培训之 ATM  原理

38

ATM 概述 ATM 技术的基本概念 ATM 协议栈 ATM 业务类型 流量控制和拥塞控制与算法 IPOA 协议和 RFC1483 ATM 信令 IMA 协议 ATM 网络维护

Page 39: 网络技术培训之 ATM  原理

39

ATM 网的流量管理机制

流量控制和拥塞控制与算法

•呼叫请求建立连接阶段

关键技术是连接允许控制。

•通信过程中对入网流量的监测与控制

关键技术是使用参数控制。

•拥塞控制阶段

关键技术是选择信元丢弃与拥塞指示。

Page 40: 网络技术培训之 ATM  原理

40

ATM 网络

我需要一个 VC:X MbpsY 抖动Z 信元丢失 网络的资源是否足够?网络的资源是否足够?

保证 QoS 请求

契约契约

QoSQoS 的保证机制——的保证机制—— CACCAC

流量控制和拥塞控制与算法

Page 41: 网络技术培训之 ATM  原理

41

QoS 的保证机制—— UPC

ATM 网络

你违反了契约,应该任何处罚

你呢?

?? 决定决定 ??

契约

违约违约应用应用

流量控制和拥塞控制与算法

Page 42: 网络技术培训之 ATM  原理

42

00 00 00 00 1 00

MarkedMarkedUPC

• 通过通过• 标记 标记 CLPCLP• 丢弃丢弃

?? 决定决定 ??

• 算法:一般信元速率算法 (GCRA)

DDrroopp

QoS 的保证机制—— UPC

流量控制和拥塞控制与算法

Page 43: 网络技术培训之 ATM  原理

43

QoS 的保证机制—— UPC

3 2

00 00 00 00 1 00

标记标记UPC

丢丢弃弃

流量控制和拥塞控制与算法

( 1 )让信元通过:信元被 UPC认为是守约的。

( 2 )将信元打标签:仅仅只对 CLP=0 的信元打标签,将 CLP 位改

为 1 ,

允许其通过。

( 3 )丢弃信元:信元违规,不能被继续向下传输。

Page 44: 网络技术培训之 ATM  原理

44

QoS 的保证机制—— EPD/PPD

流量控制和拥塞控制与算法

早期包丢弃( EPD )和部分包丢弃( PPD )。

1 、当发送流量超过申请带宽的时候, UPC开始丢弃信元, PPD 发挥作用,丢弃同一个 AAL5 包中的除去包尾的其余信元。

2 、 PPD功能并不能保证 UPC 不丢弃 AAL5 包的最后一个信元,因此会出现上一个包的最后一个信元被丢弃了,影响到下一个包,使两个包成为了一个坏包。

3 、 EPD功能在交换机发生拥塞的时候起作用,当拥塞发生的时候,交换机将按照包而不是信元来丢弃,但是 EPD功能并不能区分哪些包是正常的包,哪些包是坏包,因此并不能选择性地丢弃坏包。

Page 45: 网络技术培训之 ATM  原理

45

私网 公共 ATM 网络

整形过的数据实际数据

我要遵守契约,因此我

必须对我的流量进行整形

前进 ,

多保重

• 在用户侧进行流量整形• 改变流量特征• 漏桶算法

Sh

ap

er

QoS 的保证机制——流量整形

流量控制和拥塞控制与算法

Page 46: 网络技术培训之 ATM  原理

46

流量控制和拥塞控制与算法

流量控制算法

•通常采用漏桶算法 GCRA (一般信元速率算法 Generic Cell Rate

Algorithm )。

•我们假设一用户向网络申请一项业务所申请的最大网络带宽为 PC

R ,记 T=1/PCR ,则 T 意味着用户每隔不小于 T 的时间向网络发送一个信元。

Page 47: 网络技术培训之 ATM  原理

47

流量控制和拥塞控制与算法

信元到达交换机的时间—信元预期到达

1

T

2(1-a)

t1 t2

信元2 1信元 在信元 到

T达 时间后到达

T

3信元 预期在t2 T+ 时刻到达

后续的信元 2 在信元 1到达 T时间后准时到达,

而且信元 3预期在 t2+T也就是 t1+2T时刻到达

(记初始时刻交换机在此时收到用户信元 1 为 t

1 )。

Page 48: 网络技术培训之 ATM  原理

48

流量控制和拥塞控制与算法

信元到达交换机的时间—信元迟到达

信元 2 迟到了,信元 2 本来预期在 t1+T时刻到

达,但它实际到达交换机的时刻 t2>t1+T , 需要注意

的是虽然信元 2 迟到了,但是信元 3预期到达交换机

的时间为 t2+T ,并不是 t1+2T 。

T

1

t1

(1-b) 信元2 2信元 到达

晚了

T

3信元 预期在t2 T+ 时刻到达

Page 49: 网络技术培训之 ATM  原理

49

流量控制和拥塞控制与算法

信元到达交换机的时间—信元提早到达

用户端发送的速率大于所约定的 PCR 值,导致信元 2

到达交换机的时间早于所预期的 t1+T ,虽然此时 t2<t1+T , 但是 t1+T-t2<=L

T

1

t1

(1-c) 信元

t2

2

T

3信元 预期在t1 2T+ 时刻到达

2信元 到达早了一点,但可以

容忍

Page 50: 网络技术培训之 ATM  原理

50

流量控制和拥塞控制与算法

信元到达交换机的时间—信元过早到达

用户的信元发送速率太大,导致信元 2到

达交换机太早, t1+T-t2>L ,交换机认为用户所发送过来的信元 2违约。

T

1

t1

(1-d) 信元

t2

2 2信元 太早了,违约

3信元 预期在t1 T+ 时刻到达

Page 51: 网络技术培训之 ATM  原理

51

流量控制和拥塞控制与算法

信元到达交换机的时间—信元到达总结

1

T

2(1-a)

t1 t2

信元2 1信元 在信元 到

T达 时间后到达

T

3信元 预期在t2 T+ 时刻到达

1

t1

(1-b) 信元

1

t1

(1-c) 信元

1

t1

(1-d) 信元

2

t2

2信元 到达晚了

T

3信元 预期在t2 T+ 时刻到达

2

T

3信元 预期在t1 2T+ 时刻到达

t2

2 2信元 太早了,违约

3信元 预期在t1 T+ 时刻到达

2信元 到达早了一点,但可以

容忍

Page 52: 网络技术培训之 ATM  原理

52

流量控制和拥塞控制与算法

信元到达交换机的时间—信元到达时间在容限内

1T-e

L

e

t0 t0+T

假如用户端连续以大于 PCR的速率突发了 4 个信元。右图:第一个信元到达交换机的时间比预期的 t0+T早了时间 e ,其中 e=L/3 ,由于信元 1 提前的时间 e<=L ,没有违约;

Page 53: 网络技术培训之 ATM  原理

53

流量控制和拥塞控制与算法

信元到达交换机的时间—信元到达时间在容限内

1

2

3

T-e

T-e

T-e

L

e 2e 3e

t0 t0+T t0+2T t0+3T

紧接着信元 2 、信元 3

分别比它们预期到达的

时间提前了 2e 和 3e ,

都不算违约

Page 54: 网络技术培训之 ATM  原理

54

流量控制和拥塞控制与算法

信元到达交换机的时间—信元到达时间超过容限

但是由于累积效应信元 4到达的时间比所预期的早得太多,超过了 L 的容限,被交换机认为违约。

1

2

3

4

T-e

T-e

T-e

T-e

L

e 2e 3e

t0 t0+T t0+2T t0+3T t0+4T

违约信元2图

Page 55: 网络技术培训之 ATM  原理

55

流量控制和拥塞控制与算法

信元违约监控

另外,图中信元 3预期到达的时间是 t1+2T ,不是 t2+T ,这样做是对用户信元所发送信元流保持一种严格的监控策略。

T

1

t1

(1-c) 信元

t2

2

T

3信元 预期在t1 2T+ 时刻到达

2信元 到达早了一点,但可以

容忍

Page 56: 网络技术培训之 ATM  原理

56

流量控制和拥塞控制与算法

漏桶算法的理解

•漏桶算法用一句话概括就是:

用户发送的信元到达 ATM

交换机可以比这个信元预期

到达的时间晚,也可以早一

点,但是不能太早。

•漏桶算法的两个关键点:一

个是信元预期到达的时间 (t0

+T) ,另外一个就是信元到

达的时间不能太早 (<L) 。

1T-e

L

e

t0 t0+T

Page 57: 网络技术培训之 ATM  原理

57

流量控制和拥塞控制与算法

漏桶算法

CDVT

PCRµ ÚÒ »¼ ¶Â ©Í °

µ Ú¶ þ¼ ¶Â ©Í °SCR

BT+CDVT

信元在通过第一个漏桶时以对

应于 PCR的速率向下漏,通

过第二个漏桶时以对应于 SCR

的速率向下漏。

BT=(MBS-1)(1/SCR-1/PCR) ;

(BT 为二级漏桶的突发容忍度,

是时间单位 )

Page 58: 网络技术培训之 ATM  原理

58

流量控制和拥塞控制与算法

漏桶算法

任何一个漏桶加入信元后发生溢出都被认为信元流不符合协议,这些信元将

被丢弃或打标签。这种算法称作通用信元速率算法,简称 GCRA

算法流程:

①信元到达第一级漏桶,首先采用 GCRA(1/PCR,CDVT) 计算,不

满足的信元直接处理(丢弃或者标记)。

②第一级漏桶后计算,经第二级漏桶 GCRA(1/SCR,BT+CDVT) 计

算,不满足的信元直接处理(丢弃或者标记)。

Page 59: 网络技术培训之 ATM  原理

59

流量控制和拥塞控制与算法

流控参数设置原则

•尽量在接入侧做流量控制,在汇聚侧做流量监管。

•在流量收敛和可能发生拥塞的地方做流量控制。

•经过多个交换节点的业务,用户的带宽由节点中的最小 SCR

决定。

•基于上面的原则,一般要求业务尽可能在 MA5100上做流量控

制,降低突发性,把业务流量平稳化,在 Radium8750上做流

量监管。

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ATM 概述 ATM 技术的基本概念 ATM 协议栈 ATM 业务类型 流量控制和拥塞控制与算法 IPOA 协议和 RFC1483 ATM 信令 IMA 协议 ATM 网络维护

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IPOA 协议和 RFC1483

RFC1483中定义的两种类型的封装:

•RFC1483R(路由封装):描述了 ATM AAL5 PD

U上携带网际( IP 包)业务

•RFC1483B(桥封装):描述了 ATM AAL5 PDU

上携带网络内部 (MAC 帧 ) 业务

RFC 1483中两种类型的封装

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IPOA 协议和 RFC1483

RFC 1483R 协议结构

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IPOA 协议和 RFC1483

RFC 1483B 协议结构

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IPOA 协议和 RFC1483

RFC 1483 AAL5 协议结构

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TCP

IP

LLC/SNAP

AAL

ATM

PHY

TCP 数据包

IP 数据包

增加 5 字节信元头带 VPI/VCI 和 CLP

App DataTCP HeaderIP HeaderLLC

App DataTCP HeaderIP Header

App DataTCP Header

汇聚子层 (CS)

SAR

App DataTCP HeaderIP HeaderLLCQoS +

分段到 48 字节信元中或汇聚到 PDU中

传输汇聚 (STS, STM, DS)

物理介质 (MMF, SMF, STP, UTP)

ATM 对 TCP/IP 数据帧的处理

IPOA 协议和 RFC1483

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ATM 概述 ATM 技术的基本概念 ATM 协议栈 ATM 业务类型 流量控制和拥塞控制与算法 IPOA 协议和 RFC1483 ATM 信令 IMA 协议 ATM 网络维护

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ATM 网络中的信令接口

Private UNI

PNNI

Public UNI

BISUP

BISUPBICI

ATM专网

公用 ATM网(运营商 1)

公用 ATM网(运营商 2)

ATM 信令

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关于 UNI 信令的协议主要有:

1 、 Q.2931 、 Q.2971 ( ITU-T )

2 、 UNI 3.1 、 UNI4.0 ( ATM Forum )

ATM 信令

UNI ( User Network Interface)信令

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※ Public UNI : 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。

※ Private UNI : 用于 ATM 用户与专用 ATM 网络间的接口。

ATM 信令

有两种形式的 UNI 接口:

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◆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 、 DCC ATM format

2 、 ICD ATM format

3 、 E.164 ATM format

ATM 信令

UNI 3.1支持两种 ATM 地址

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※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 Interim Local Management Interfac

e (临时本地管理接口)的缩写,到 4.0后改为 Integrated Lo

cal Management Interface (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 信令

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ATM 概述 ATM 技术的基本概念 ATM 协议栈 ATM 业务类型 流量控制和拥塞控制与算法 IPOA 协议和 RFC1483 ATM 信令 IMA 协议 ATM 网络维护

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IMA-ATM 概述

IMA 协议

IMA 是指异步传输方式( ATM )反向多路复用,这

一技术使通过多条 T1(1.544Mbps)或 E1(2.048Mbps)

线路进行高带宽 ATM 信元流传输成为可能。

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IMA 原理

IMA 协议

PHY

PHY

PHY

PHY

PHY

PHY

À́ ×ÔATM² ãµÄµ¥Ò»ATMÐÅÔªÁ÷

IMAÐéÁ́ ·

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ATM 概述 ATM 技术的基本概念 ATM 协议栈 ATM 业务类型 流量控制和拥塞控制与算法 IPOA 协议和 RFC1483 ATM 信令 IMA 协议 ATM 网络维护

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OAM 管理五个方面

ATM 网络维护

•性能监视

•劣化和故障检测

•系统保护

•管理信息的传送

•故障定位

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