华为ATM原理培训教程

HUAWEITECHNOLOGIESCo.,Ltd.原理HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage1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。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage2学习指南•本课程主要针对《ATM基本原理专题》中的内容进行组织。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage3参考资料•《ATM基本原理专题》•《ATM基础知识专题》HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage4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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage5内容介绍•ATM概述•ATM基本原理•ATM特点•ATM协议栈•ATM业务及性能•ATM网络接口及信令HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage6什么是ATM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是一种特殊的分组传送技术，提供QoS保障，满足实时业务和非实时业务的需求。HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage7电路交换：面向连接按时隙交换，独占线路资源分组交换：面向无连接包交换，线路资源共享ATM：面向连接分组交换ATM与电路交换、分组交换的区别HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage8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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage9•传送网：ATMVP交叉连接节点（VPX）和ATMADM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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage10ITU-T致力于公网上ATM标准化工作，有代表性的标准：Q.2931/Q.2971、BISUP、I.610ATMForum（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、TM4.0IETF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、IPSwitch、MPLS制定ATM标准的组织HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage11内容介绍•ATM概述•ATM基本原理•ATM特点•ATM协议栈•ATM业务及性能•ATM网络接口及信令HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage12GFC：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ATMUNI信元ATMNNI信元48字节净荷GFC(4)VPI(4)VCI(8)PT(3)CLP(1)HEC(8)VCI(4)VCI(4)VPI(4)48字节净荷VPI(8)VCI(8)PT(3)CLP(1)HEC(8)VCI(4)VCI(4)VPI(4)ATM信元结构HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage13ATM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（VP）虚连接标识=VPI/VCI虚通道VP与虚通路VCHUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage14VPI、VCI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=2VCI=44VPI=1VCI=40VPI=3VCI=44VPI=4VCI=50UNIUNIABCDEATM连接HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage15VCI1VCI2VCI3VCI4VPI2VPI3VPI1VPI2VPI3VPI5VPI1VPI4端口1端口2端口3VCI1VCI2VCI1VCI2VP交换VC交换VCI3VCI4VCI1VCI2VP交换和VC交换HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage16ATM交换PHYATMPort3PHYATMPort4PortVPIVCI31514339ATM层ATM交换PHYATMPort1PHYATMPort2PortVPIVCI12372151ATM层PHYATMAALPHYATMAALVPI=2VCI=37VPI=3VCI=39NNIUNIUNIATM交换HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage17PVC（永久虚通路）：通过网管预先建立，不论是否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SVC（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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage18内容介绍•ATM概述•ATM基本原理•ATM特点•ATM协议栈•ATM业务及性能•ATM网络接口及信令HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage19信元话音数据视频面向连接快速分组交换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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage20ContractContractATM网络通信契约：流量参数、QoS参数通信契约的签订HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage21•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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage22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信元抖动容限CDVT：信元间隔的上限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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage23•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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage24内容介绍•ATM概述•ATM基本原理•ATM特点•ATM协议栈•ATM业务及性能•ATM网络接口及信令HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage25三个平面：用户面、控制面、管理面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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage26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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage27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层物理层ATM网络AAL类型和B-ISDN业务HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage28语音、视频、数据、图象AAL＋ATM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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage29AALATMPHIPRFC1483RFC1483R封装RFC1483B封装AALATMPHEthernetRFC1483ATM网络中的数据业务HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage30内容介绍•ATM概述•ATM基本原理•ATM特点•ATM协议栈•ATM业务及性能•ATM网络接口及信令HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage31•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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage32开销QoS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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage33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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage34公共广域网负荷5字节头44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HUAWEITECHNOLOGIESCO.,LTD.HUAWEIConfidentialPage35局域网互联Overhead•Nocelloverhead•Usescongestionfeedbackinstead5ByteHeader4