ATM网络是什么

小嘿问答2020-07-16 16:54:18阅读(...)

ATM是Asynchronous Transfer Mode(ATM)异步传输模式的缩写,是实现B-ISDN的业务的核心技术之一,为了多种业务设计的通用的面向连接的传输模式。ATM是以信元为基础的一种分组交换和复用技术。

ATM 是 Asynchronous Transfer Mode(ATM)异步传输模式的缩写,是实现 B-ISDN 的业务的核心技术之一。ATM 是以信元为基础的一种分组交换和复用技术。

Asynchronous Transfer Mode

它是一种为了多种业务设计的通用的面向连接的传输模式。它适用于局域网和广域网,它具有高速数据传输率和支持许多种类型如声音、数据、传真、实时视频、CD 质量音频和图像的通信。

ATM 采用面向连接的传输方式,将数据分割成固定长度的信元,通过虚连接进行交换。ATM 集交换、复用、传输为一体,在复用上采用的是异步时分复用方式,通过信息的首部或标头来区分不同信道。

简介

技术特点

ATM 是在 LAN 或 WAN 上传送声音、视频图像和数据的宽带技术。它是一项信元中继技术,数据分组大小固定。你可将信元想象成一种运输设备,能够把数据块从一个设备经过 ATM 交换设备传送到另一个设备。

所有信元具有同样的大小,不像帧中继及局域网系统数据分组大小不定。使用相同大小的信元可以提供一种方法,预计和保证应用所需要的带宽。如同轿车在繁忙交叉路口必须等待长卡车转弯一样,可变长度的数据分组容易在交换设备处引起通信延迟。

ATM 的组成

ATM 的连接

ATM 面向连接,它需要在通信双方向建立连接,通信结束后再由信令拆除连接。但它摒弃了电路交换中采用的同步时分复用,改用异步时分复用,收发双方的时钟可以不同,可以更有效地利用带宽。

ATM 的传送单元

ATM 的传送单元是固定长度 53byte 的 CELL(信元),其中 5B 为信元头,用来承载该信元的控制信息;48B 为信元体,用来承载用户要分发的信息。信头部分包含了选择路由用的 VPI(虚通道标识符)/VCI(虚通路标示符)信息,因而它具有分组交换的特点。

它是一种高速分组交换,在协议上它将 OSI 第二层的纠错、流控功能转移到智能终端上完成,降低了网络时延,提高了交换速度。

发展优势

ATM 的主要优点是高带宽、有保证的服务质量和可扩展的、能提供所有速度与应用的拓扑结构,服务质量标准确保了一个应用所要求的带宽在该应用的信息请求期间都可供使用,例如,ATM 为实况显示的音频和视频成分提供了性能,从而有足够的带宽进行完整的显示。由于 ATM 技术提供了处理声音、视频和数据的通用网络来降低整个网络成本,全世界的电信公司正朝着 ATM 发展。

ATM 技术是建立在小的、规模不变的单元上的,它使快速交换成为可能,从而使多种等时的数据能在计算机网络传输中统计复用。统计复用规定了“根据需要定带宽”,电信频道不再被时分复用协议限制在固定的数据率上,实质上,一个应用只使用它所需要的带宽。如果一个应用因为突发数据需要附加的带宽,那么它就能请求附加的带宽,这一在处理高带宽应用上的灵活性在战术环境中具有明显的优势。

ATM 协议能为所有的传输类型提供同构网络,不论是支持传统的电话、娱乐电视,还是支持 LAN、MAN 和 WAN 上的计算机网络传输,应用都使用同一协议。在设计上,ATM 协议能处理等时数据,如视频、音频及计算机之间的其他数据通信。ATM 协议在带宽上被设计成可扩展的,并能支持实时的多媒体应用。标准正好能执行 1 级光学载体(OC-1)(51.84Mbps)到 OC-48(2.488Gbps)的传输率。

应用前景

把 ATM 网络技术用作局域网的干线,要考虑到存在的大量传统的 LAN(如以太网),要使它们的基础设施和应用软件的投资不受损害,必须发展 ATM 的 LAN 仿真(LANE)技术。传统的 LAN 技术使用无连接的传输,而 ATM 网络则是面向连接的通信,为了使 ATM 网络技术适用于现有的 LAN 技术,ATM 网络的边界设备必须使 LAN 的网络层协议能够用于面向连接的 ATM 的网络。由 ATM 论坛所制订的 LANE 用户网络接口(LUNI)协议,使 ATM 网络边界设备可以控制供通信用的虚拟连接,并且模仿 LAN 无连接特性。这就是使 ATM 网络技术对 LAN 是透明的,或者说 LAN 掩盖了 ATM 网络的某些特性。 LANE 服务的主要目的是使现有的在 LAN 上的应用程序可以通过多种网络层协议,如 IP、IPX、APPN 和 NetBIOS 等,可以访问 ATM 网络,传统 LAN 上的终端设备,也可以利用 LANE 连接在 ATM 上的设备,如连接在 ATM 网络上的服务器、交换机和路由器等。

已有多家著名的网络厂商提供构成 ATM 局域网络干线的设备。除了 ATM 网络接口适配器(接口卡)外,主要有 ATM 网络干线交换机和 ATM/LAN 交换机。以 3COM 公司生产的上述设备为例,ATM 网络干线交换机如 CELLPlex 7000;ATM/LAN 交换机如 LinkSwitch 2700。CELLPlex7000 是有 16 个端口的 ATM 网络干线交换机。这些端口称为直接的 ATM 端口,提供所使用的 ATM 网络接口适配器所提供的通信速率。可以用其中 4 个端口连接供共享的公司级服务器,其余 12 个端口可以各连接一台 LinkSwitch 2700 ATM/LAN 交换机,后者有一个端口供连接 ATM 网络干线交换机用,另外它有 12 个以太网端口,每个以太网端口可以连接一个以太网集线器,每个以太网集线器构成一个共享的 LAN 段,供 8 到 12 台 PC 机共享 10Mb/s 的带宽;或者 ATM/LAN 交换机上的每个以太网端口直接连接一台高档微机工作站,由它独占 10Mb/s 的带宽。

连接在共享 LAN 段上的 PC,可以通过 ATM/LAN 交换机访问配有直接 ATM 接口的高档次(超级)服务器。这种访问不要求 PC 作任何改变,可以通过直接的 ATM 接口高速访问连接在 ATM 网络中的服务器。在整个互连网络中对这类公司级服务器的访问是很频繁的,信息吞吐量大,使用 ATMLAN 作为局域网干线可提高整个企业网的性能。

LAN 仿真的 ATM 网络干线上桥接 LAN 的链路层,使 ATM 网络像无连接的 LAN 那样工作。LAN 仿真使 LAN 的应用层和网络层都见不到 ATM 网络。应用程序和为共享介质的 LAN 所设计的应用程序接口(API)对话,而由 API 层下面的驱动程序和 ATM 网络交互作用。

ATM LAN 的应用是有生命力的,它不但可以作为高层办公大楼的局域网络干线,也适用于长度在数公里范围的园区网。今后在千兆位以太网可供普遍使用时,它也不会成为 ATM LAN 的替代物,这是因为千兆位以太网的数据速率虽高,但是它不适用于多媒体通信。此外,用第 5 类 UTP 构成的千兆位以太网通信距离只限于在 100m 以内,不能用作长距离的局域网络干线。

ATM 通信网络的应用,无论是在 WAN 和 LAN 干线上的应用,其前景都是诱人的,有着广阔的应用发展前途。在这两方面应用发展的一种趋势,是 WAN 和 LAN 连接的一体化,消除两者之间在传统上存在的屏障。今后,对于一些最为渴求带宽的 PC 通信的应用。通过远程信息传送,使 ATM 直接到达桌面机的技术即可实现。达到这种应用水平,可以说真正实现了超级信息高速公路的境界。

配置要求

通过对 ATM 多业务承载网进行了以上研究以后,可以对 ATM 端局交换机下挂的 F/R 交换机提出如下要求:

1、物理端口接口功能

(1)E1 接口(接头型号为 RJ48)

物理特性满足 G.703,帧结构满足 G.704 基本帧结构;E1 帧中继接口支持信道化 E1 和非信道化 E1;信道化 E1 支持 N*64Kbps F/R 端口,N 小于等于 30;非信道化 E1 支持 F/R 端口,支持 G.704 TSO 帧同步方式和非帧同步方式。

(2)以太网接口:1×10/100base-T 以太网接口,接口类型为 RJ45。

2、业务端口

(1)F/R 业务端口

F/R 业务处理能力参数符合 X.144,X.145;支持 U-NI-DTE(X.36)、UNI-DCE(X.36)和 NNI(X.76)。

F/R 端口支持 LMI 协议,DCE 侧支持 LMI 协议自动识别功能,DTE 侧需指定 LMI 协议,LMI 协议支持 Q.933 Annex.A、X.36、X.76。

F/R 端口拥塞告警管理:F/R 端口只报告端口拥塞告警,考虑到 CPU 处理瓶颈,拥塞管理只对输入队列处理(包括 F/R 和 ATM),所以只检查输入队列深度,根据两级门限判断拥塞和严重拥塞。拥塞时长统计分为两级,轻度拥塞时长和严重拥塞时长。拥塞时长只在一次统计数据报告时间段有效,单位为秒。

F/R 端口统计数据包括:F/R 端口收到和发送的帧数、F/R 端口收到和发送的字节数、F/R 端口收到的帧数中太长和太短的数、F/R 端口收到的帧数中 DLCI 无效的帧数、F/R 端口收到的帧中被丢弃的帧数,指违反业务合同及拥塞管理丢失的帧、F/R 端口轻度拥塞时长,F/R 端口严重拥塞时长。

(2)PPP 业务端口

可承载 IP 业务或桥业务;

支持安全认证处理;

支持 PAP/CHAP,认证协议。二者的不同是:采用 PAP 认证时,用户名和密码在链路上透明传输,而 CHAP 采用双方都能识别的加密算法对用户名和密码进行了加密。

(3)HDLC 业务端口

HDLC 端口由 E1 端口或 E1 端口中的时隙构成,是一种逻辑端口。通过 HDLC-F/R 的连接,F/R 网络可以透明承载 HDLC 用户业务。

3、连接特性

应该支持两种连接类型:F/R-to-F/R 和 F/R-to-HDLC。

(1)F/R-to-F/R Connection

基于 F/R 逻辑端口,实现帧中继交叉连接和统计复用功能。

(2)F/R-to-HDLC Connection

实现 F/R 连接透明承载 E1 接入业务,并且具有 F/R 交叉连接和统计复用的能力。该类连接一侧对应 E1 HDLC 的几个时隙(信道化)或整个 E1 HDLC 端口(非信道化),另一侧对应 F/R 逻辑端口的一个 DLCI 号。

4、应该具备的性能

(1)网同步方式的时钟应该不少于两种:C4 等级的本振时钟和从 1~8 路 E1 接口提取恢复时钟。在时钟设置时,可同时选两路设置分别作为主时钟和副时钟。时钟选择的顺序是:首选从 1~8 路 E1 中提取恢复时钟,然后再选择本振时钟源。

(2)网管应有三种设备管理方式,提供包括设备、端口和业务级配置,警、性能、计费和安全管理操作,端口物理环控制和测试,支持本地升级和远程升级等四大方面的管理功能。控制方式上而言,支持三种管理方式:控制台管理、GHVIEW 网管、iGHVIEW 网管。

(3)提供良好的电信运营级 QoS 机制,支持按照 DLCI、对应 rt-VBR、nrt-VBR 和 UBR 划分 F/R 业务优先级和优先等级。优先级、业务量参数按照 F/R DLCI 的 CIR、Bc 和 Be 参数之间的关系确定。

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