后页 退出前页快速以太网
100Base-T概述
– 10Mbps?100Mbps
– 媒体访问控制协议 CSMA/CD
– 相同的帧结构，最小帧长为 512比特，网络覆盖范围最多 200米
– 星形拓扑结构，通过集线器等连接
– 媒体速率自动协商
– 多种传输媒体后页 退出前页
1 0 b a se - T
1 0 b a se - 5
1 0 b a se - 2
1 0 b r o a d - 3 6
8 0 2,3
以太网
1 0 0 b a se - T X
1 0 0 b a se - F X
1 0 0 b a se - T 4
自动协商
8 0 2,3 u
快速以太网流量控制
8 0 2,3 x
全双工方式
1 0 0 0 b a se - S X
1 0 0 0 b a se - L X
1 0 0 0 b a se - C X
8 0 2,3 z
G ig a b it 以太网
8 0 2,3
C S M A / C D
IEEE 以太网标准 /工作组后页 退出前页
100Base-T：集线器
I类转发器
– 连接不同的传输媒体
– 一个冲突域中只能有 1个 I类转发器：
不同传输媒体采用不同的编码方案，带来一定的转发延迟
II类转发器
– 连接同一种传输媒体，无需信号编码的转换
– 一个冲突域中允许 2个 II类转发器后页 退出前页
100Base-T：自动协商
自动协商：一条链路上的设备交换各自能力
– 将协商信息嵌入链路整体脉冲中加以传送来实现后页 退出前页
10BASE-T接收器将此脉冲串当成普通维持链路过程的一部分而不加响应。
不支持自动协商的 100BASE-T接收器也将此脉冲串视为维持链路信号。
如果网卡或者交换机不支持自动协商功能，会认为它是普通的链路维持信号，而且只在线路空闲时才传输此脉冲串，它并不干扰正常的传输后页 退出前页
– 一个自动协商设备会通告它所支持的选项和能力，并且检测远方设备（链路伙伴）的能力。一旦自动协商接收到链路伙伴所通告的能力，并且收到来自于链路伙伴的对于自身链路能力的确认之后，对其进行比较，从而决定采用那种技术（双方所支持的最高优先级的共同支持的选项）进行连接。
后页 退出前页
100Base-T：全双工
传统以太网 (CSMA/CD)为半双工方式
全双工：
– 点到点链路，一方为具有缓冲功能的局域网交换机
– 无需 CSMA/CD，每个站点组成一个冲突域
– 吞吐率增加一倍，连接距离不再受最小帧长限制
– MAC子层的流量控制：暂停帧后页 退出前页
100Mbps Ethernet
100Base-T媒体选项：
100BASE-TX 100BAS
E-FX 100BASE-T4
传输媒体
2对,STP 2 对,5 类
UTP
2条光纤 4 对,3,4 或 5 类
UTP
信号技术 MLT-3 MLT-3 4B5B,
NRZI 8B6T,NRZ
数据速率 100Mbps 100Mbps 100Mbps 100Mbps
媒体段长度 100m 100m 100m 100m
网络跨度 200m 200m 400m 200m
后页 退出前页
100Base-TX
物理层：
– 两对双绞线连接，电缆最长 100米
– 125MHz的信号在传输过程中衰减过大
– MLT-3编码方案后页 退出前页
将传输信号的能量集中在 30MHz以下，增强抗干扰能力
采用 3种水平电压：一个正电压 (+V)、一个负电压 (－ V),一个零电压 (0)，编码规则为：
– 如果下一个输入位是 0，下一位输出值与前面的那一位一样。
– 如果下一个输入位是 1，下一位输出值将包含一个跳变：
– 如果前一位的输出是＋ V或－ V，下一位的输出是 0；
– 如果前一位的输出是 0，下一位的输出是非 0。
其符号与最近的那个非 0输出的符号相反。
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100Base-TX
编码的基本步骤
– 把 4B5B/NRZI信号转变回 NRZ信号；
– 经过扰频技术产生一个更一致的频谱分布 。
– 扰频后的比特流用 MLT-3编码。
100Base-FX：
– 使用两条光纤。一条用于发送，一条用于接收。
– 为了保证站点能够检测到冲突，限制媒体的跨段距离最长可达 415米。
– 采用 4B/5B- NRZI码编码方案，为了转换成光信号，
采用了强度调制技术,1用一个光脉冲表示,0用无脉冲或极小强度的光脉冲表示后页 退出前页
100Base-T4
为了在低质量的 3类 UTP上提供 100Mbps
的数据速率而设计的。
采用了 4对双绞线，其中三对用于数据传输，另外一对用于冲突检测，所连接的网段的长度最长为 100米
源数据流被分割成 3条，每条的有效速率为 33.3Mbps。
后页 退出前页
100Base-T4
100BASE-T4采用 8B6T块编码方案。
– 每个信号（三元信号）有三种取值（正电压、
负电压、零电压），编码的数据以 8比特组成的块来处理，映射成一个 6比特的块，其中每个比特用一个三元信号来表示，映射出来的比特流轮流在三条输出信道上传输
M B a u d25
3
133
8
6
后页 退出前页吉比特以太网
体系结构
– 相同的以太网帧格式，相同的以太网帧大小，
同时支持全双工和半双工两种方式，在半双工方式中仍然采用 CSMA/CD协议，在全双工方式中支持流量控制协议。
后页 退出前页媒体访问控制（半双工 /全双工）
Gigabit媒体无关接口（ GMII）
8B/10B 编码 /解码
10000Base-LX 10000Base-SX 10000Base-CX 10000Base-T
4D-PAM5 编码 /解码千兆以太网体系结构后页 退出前页
CSMA/CD扩展
如果不对 CSMA/CD协议进行任何改变，所能支持的网络直径将只有 20米
载波扩展：
– 在 MAC帧的尾部附加了一些特殊的编码，使帧的传输最少为 4096比特时间。
– 连续传输多个短帧会带来浪费
帧阵发：
– 允许连续发送多个短帧，所能连续发送的帧的总长的最高上限为 64k比特。
后页 退出前页
1Gbps Ethernet
物理层：
– 支持 1000BASE-LX,1000BASE-SX、
1000BASE-CX,1000BASE-T四种传输媒体
– 1000BASE-T使用的信号编码方案是 4D-PAM5
4对五类双绞线和一个更加复杂的 5级编码机制，
并且每对双绞线都同时进行发送和接收，这样在每个信号脉冲期间可以同时传输 8比特的数据，
达到的数据速率为 1Gbps
– 其他三种传输媒体使用的编码方案是 8B/10B
后页 退出前页
10Gigabit以太网
仍然保留 IEEE 802.3以太网媒体访问控制协议、以太网帧格式和以太网帧大小
只支持全双工方式，不再支持半双工方式
采用光纤作为传输媒体，所覆盖的范围非常大，从而使得 10Gbps以太网将不仅仅用于局域网环境中，而且支持城域网、
广域网的连接后页 退出前页
ATM：概述
采用信元交换技术，信元是一个 53个字节的固定长度的分组，其中包括了 5个字节的头部
ATM是一种面向连接方式的技术，支持交换虚电路和永久虚电路。
– 在 ATM网络中，虚电路的建立过程被称为信令，
Q.2931定义了 ATM的信令协议，除了用来找到一条合适的路由外，在虚电路建立过程中还会在途中的交换机处预留资源，以保证虚电路一定的服务质量
– ATM不支持链路级的重传机制，如果交换机检测到信元在传输过程中出现差错，将利用纠错技术来纠正，如果不行，则丢弃该信元后页 退出前页
ATM：服务模型
CBR：数据按照恒定的速度进行收发,网络提供预留的带宽和服务保证 。
UBR：数据的接收不受约束,如果带宽充足,
则发送,否则丢弃 。 网络不提供预留带宽和服务保证 。
ABR：与 UBR类似,但网络能够提供拥塞反馈 。
端节点可以根据网络提供的拥塞反馈来降低发送的速率,从而减少由于拥塞造成的数据丢失 。
VBR：与 CBR类似,当网络不是处在使用高峰时提供预留带宽,它允许突发的数据传输 。
后页 退出前页
ATM,协议模型
ATM物理层：物理媒体的电压、比特定时等
ATM层是 ATM的核心，定义了 ATM信元的结构和各个字段的含义
ATM适配层定义了几种不同类型的 AAL，分别支持不同类型的服务 高层
ATM适配层
ATM层物理层
ATM协议参考模型后页 退出前页信元
信元
– 固定长度,5字节的头部和 48个字节的负荷。
可以减少高优先级信元的排队延迟
固定长度信元交换可以以硬件高效实现后页 退出前页
GFC
负载类型 CLP
虚电路标识虚电路标识虚通道标识头部差错控制
48个字节的负荷
a,UNI接口
ATM信元格式负载类型 CLP
虚电路标识虚通道标识头部差错控制
48个字节的负荷
b,NNI接口后页 退出前页虚路径和虚电路
ATM把连接标识进一步分割为两个部分,8比特的虚路径标识 VPI（对于 NNI是 12比特）和
16比特的虚电路标识（ VCI）。
VP交换意外着只根据 VPI字段进行交换；而 VC
交换则意外着根据整个字段（ VPI和 VCI）进行交换。
后页 退出前页公共网络网络 A
网络 B
后页 退出前页
AAL
AAL
– 允许在 ATM上支持不同的高层协议（比如 IP等）和高层应用（比如恒定比特速率的视频应用等）
四种 AAL,1,2,3/4,5
– 服务：
处理传输差错
分段与重组,从而使得较大的数据块能够由
ATM信元的信息字段来携带 。
处理信元丢失与误插入情况
流控与时钟控制后页 退出前页
AAL的协议结构
AAL由两个子层组成：
– 集中子层提供支持相应的 AAL服务所必须完成的功能，它位于 AAL用户和 SAR子层之间
– 分段与重组子层位于 ATM层之上，负责将从 CS层传来的信息分段成信元，而接收端则再将信元重组后页 退出前页
AAL用户
ATM
适配层 ATM层物理层
AAL的协议结构集中子层（ CS）
分段与重组子层（ SAR）
后页 退出前页
AAL1和 AAL5
AAL1
– 通过缓存数据来平滑时延，通过给信元编号来检测信元的丢失。它把 ATM的有效负载
（ 48字节）中的第一个字节作为 AAL1的控制信息，余下的 47个字节来传输数据。
后页 退出前页
AAL5
– CS子层
信元尾部添加 5个字节（消息＋填充＋尾部）
尾部中 2个字节的长度,4个字节 CRC校验
– SAR：
ATM信元头部的负荷类型字段中一个比特标识“消息结束”
后页 退出前页局域网仿真
ATM是一种交换的技术，并且支持较高的数据速率,ATM在局域网环境中使用：
– ATM不支持广播和组播后页 退出前页
– 两种方案：
重新设计那些需要依赖于广播功能的高层协议，比如 IETF设计了一种新的
ATMARP协议以代替传统的 ARP协议。
局域网仿真 LANE：在 ATM LAN上面增加了一些功能，使得 ATM局域网上能够运行那些在传统局域网上的所有高层应用后页 退出前页
LANE
ATM仿真局域网由传统局域网、
ATM交换网络,LEC,LES等部分组成
LES包括：
– 局域网仿真配置服务 LECS
– 局域网仿真服务 LES
– 广播和未知服务 BUS
后页 退出前页
LES BUS
H1 H2
ATM网络点到点 VCATM局域网仿真点到多点 VC
后页 退出前页
LANE
LEC：作为一个 ATM端系统,代理,整个 LAN
的所有端系统与 ATM网相连
– 将 MAC（媒介访问控制）地址映射为 ATM地址，
– 每一个 LEC都有一个 ATM地址，它动态地向 LES登记它所,代理,的 LAN终端的 MAC地址
LES作为仿真局域网的管理和控制中心，主要负责动态登录和转换 MAC地址
BUS负责所有广播式点到多点数据传输功能
LECS则负责提供 ATM网络的配置信息，也包括向 LEC提供 LES的 ATM地址。
后页 退出前页
LANE
LEC通过 控制和数据连接与其它服务通信：
– LEC和 LES间的控制连接主要用于询问其他
LEC地址
– LEC间的数据连接：两点之间的数据传输
– LEC与 BUS间的数据连接
点到多点数据传输
在 LES和 LEC忙于地址转换时将点对点数据传输业务发送至 BUS
后页 退出前页帧中继,X.25概述
X.25定义了主机与公共分组交换网的接口，在分组层上提供网络层的服务
– 物理层,X.21/X.21bis(RS232-C)。
– 链路层：数据链路层协议,包括帧的封装,差错和流量控制等 。 相应的标准是 LAPB。
– 分组层：提供网络层的接口，支持永久虚电路和交换虚电路、数据传输、流量控制、差错控制等功能。
后页 退出前页
基本特性：
– 呼叫控制分组和数据分组分组在同一个信道和同一个虚电路上传输，即采用带内信令
– 在第三层提供虚电路服务
– 链路层和分组层都提供流量控制和差错控制机制，
这些机制都是 hop-by-hop的，即在每个相邻的网络设备处进行流量控制和差错控制。
后页 退出前页帧中继
帧中继
– 尽量减少 X.25协议中用户端和网络内部的开销，去掉流量控制和差错控制机制
– 特性：
带外信令：减少了中继节点所维护的状态信息和消息处理 。
严格两层协议,在第二层提供 PVC/SVC
没有 hop-by-hop的流量控制和差错控制功能后页 退出前页
I.430/I.431
LAPD
（ Q.921）
LAPF Core
（ Q.922）
Q.931/Q.933
控制平面 用户平面
I.430/I.431
LAPD
（ Q.921）
LAPF Core
（ Q.922）
Q.931/Q.933
控制平面用户平面用户 网络帧中继协议结构后页 退出前页帧中继：虚电路
虚电路
– 两个数据终端设备 DTE之间建立的一条逻辑连接，提供两个 DTE之间传输数据的双向通道，通过一个唯一的 DLCI来标识
– 永久虚电路
数据传输：数据通过该 PVC在 DTE设备间传输 。
空闲,DTE之间的连接是活跃的，但无数据传输。
后页 退出前页
– 交换虚电路
呼叫建立：两个 DTE设备建立虚电路的过程。
数据传输：数据通过这条虚电路传输。
空闲：虚电路仍然活跃，无数据传输。如果一条虚电路一直位于空闲状态有一段较长的时间，将释放该虚电路。
呼叫中止：释放虚电路。
后页 退出前页帧中继：帧格式
标志字段用于表示帧的起始和结束，它为一个字节的比特模式 01111110，采用比特填充技术,每 5个连续的 1后面插入一个 0
FCS字段用于检测帧传输过程中的错误
– 在每个节点处进行差错检测，如果出错，
丢弃该帧
– 只在目的端进行差错检测。
后页 退出前页标志 地址 数据 FCS 标志
DLCI C/R
8
帧中继的帧格式
EA(0) DLCI FECN BECN DE EA(1)
16 816可变
6 1 1 4 1 1 1 1
后页 退出前页帧中继：拥塞控制
帧中继提供两种显示的拥塞通知机制
– 前向显示拥塞指示 FECN：
网络向目的端发送拥塞通知，目的端通过流量控制机制来规范源端的发送。
通过在所经过的从源端到目的端上的帧上设置
FECN比特来通知拥塞的。
后页 退出前页
– 后向显示拥塞指示 BECN：
网络向源端发送拥塞通知。网络通过在那些目的地为源端的反方向的帧上设置
BECN比特来通知拥塞。
如果没有反向的帧经过，可以发送链路层的消息，比如链路层管理帧。
后页 退出前页帧中继：拥塞控制
拥塞恢复
– 如果拥塞比较严重时，网络就必须丢弃帧
– 帧中继通过设置帧头部中的丢失 DE比特来指示当进行拥塞恢复时首先丢弃那些帧后页 退出前页技术 类型 功能 相关字段丢包控制 丢包策略 实现网络的丢包选择 DE字段反向拥塞显式通知 避免拥塞向端用户通知网络拥塞情况 BECN字段正向拥塞显式通知 避免拥塞向端用户通知网络拥塞情况 FECN字段隐式拥塞通知拥塞恢复 端用户提供数据包丢失率推断网络拥塞情况高层数据包头的顺序字段后页 退出前页帧中继：本地管理接口 LMI
全局地址
– 原有规范中 DLCI为本地唯一的，也是说没有办法标识物理接口或者连接到该物理接口的节点的地址
– 支持全局寻址功能,DLCI是全局唯一的，可以利用标准的地址解析和发现技术
虚电路状态消息
– 用于定期报告永久虚电路的状态，以防止数据被扔进黑洞中
组播
– 大大节省了带宽，通过组播可以向一组路由器传送最新路由更新和地址解析消息
100Base-T概述
– 10Mbps?100Mbps
– 媒体访问控制协议 CSMA/CD
– 相同的帧结构，最小帧长为 512比特，网络覆盖范围最多 200米
– 星形拓扑结构，通过集线器等连接
– 媒体速率自动协商
– 多种传输媒体后页 退出前页
1 0 b a se - T
1 0 b a se - 5
1 0 b a se - 2
1 0 b r o a d - 3 6
8 0 2,3
以太网
1 0 0 b a se - T X
1 0 0 b a se - F X
1 0 0 b a se - T 4
自动协商
8 0 2,3 u
快速以太网流量控制
8 0 2,3 x
全双工方式
1 0 0 0 b a se - S X
1 0 0 0 b a se - L X
1 0 0 0 b a se - C X
8 0 2,3 z
G ig a b it 以太网
8 0 2,3
C S M A / C D
IEEE 以太网标准 /工作组后页 退出前页
100Base-T：集线器
I类转发器
– 连接不同的传输媒体
– 一个冲突域中只能有 1个 I类转发器：
不同传输媒体采用不同的编码方案，带来一定的转发延迟
II类转发器
– 连接同一种传输媒体，无需信号编码的转换
– 一个冲突域中允许 2个 II类转发器后页 退出前页
100Base-T：自动协商
自动协商：一条链路上的设备交换各自能力
– 将协商信息嵌入链路整体脉冲中加以传送来实现后页 退出前页
10BASE-T接收器将此脉冲串当成普通维持链路过程的一部分而不加响应。
不支持自动协商的 100BASE-T接收器也将此脉冲串视为维持链路信号。
如果网卡或者交换机不支持自动协商功能，会认为它是普通的链路维持信号，而且只在线路空闲时才传输此脉冲串，它并不干扰正常的传输后页 退出前页
– 一个自动协商设备会通告它所支持的选项和能力，并且检测远方设备（链路伙伴）的能力。一旦自动协商接收到链路伙伴所通告的能力，并且收到来自于链路伙伴的对于自身链路能力的确认之后，对其进行比较，从而决定采用那种技术（双方所支持的最高优先级的共同支持的选项）进行连接。
后页 退出前页
100Base-T：全双工
传统以太网 (CSMA/CD)为半双工方式
全双工：
– 点到点链路，一方为具有缓冲功能的局域网交换机
– 无需 CSMA/CD，每个站点组成一个冲突域
– 吞吐率增加一倍，连接距离不再受最小帧长限制
– MAC子层的流量控制：暂停帧后页 退出前页
100Mbps Ethernet
100Base-T媒体选项：
100BASE-TX 100BAS
E-FX 100BASE-T4
传输媒体
2对,STP 2 对,5 类
UTP
2条光纤 4 对,3,4 或 5 类
UTP
信号技术 MLT-3 MLT-3 4B5B,
NRZI 8B6T,NRZ
数据速率 100Mbps 100Mbps 100Mbps 100Mbps
媒体段长度 100m 100m 100m 100m
网络跨度 200m 200m 400m 200m
后页 退出前页
100Base-TX
物理层：
– 两对双绞线连接，电缆最长 100米
– 125MHz的信号在传输过程中衰减过大
– MLT-3编码方案后页 退出前页
将传输信号的能量集中在 30MHz以下，增强抗干扰能力
采用 3种水平电压：一个正电压 (+V)、一个负电压 (－ V),一个零电压 (0)，编码规则为：
– 如果下一个输入位是 0，下一位输出值与前面的那一位一样。
– 如果下一个输入位是 1，下一位输出值将包含一个跳变：
– 如果前一位的输出是＋ V或－ V，下一位的输出是 0；
– 如果前一位的输出是 0，下一位的输出是非 0。
其符号与最近的那个非 0输出的符号相反。
后页 退出前页
100Base-TX
编码的基本步骤
– 把 4B5B/NRZI信号转变回 NRZ信号；
– 经过扰频技术产生一个更一致的频谱分布 。
– 扰频后的比特流用 MLT-3编码。
100Base-FX：
– 使用两条光纤。一条用于发送，一条用于接收。
– 为了保证站点能够检测到冲突，限制媒体的跨段距离最长可达 415米。
– 采用 4B/5B- NRZI码编码方案，为了转换成光信号，
采用了强度调制技术,1用一个光脉冲表示,0用无脉冲或极小强度的光脉冲表示后页 退出前页
100Base-T4
为了在低质量的 3类 UTP上提供 100Mbps
的数据速率而设计的。
采用了 4对双绞线，其中三对用于数据传输，另外一对用于冲突检测，所连接的网段的长度最长为 100米
源数据流被分割成 3条，每条的有效速率为 33.3Mbps。
后页 退出前页
100Base-T4
100BASE-T4采用 8B6T块编码方案。
– 每个信号（三元信号）有三种取值（正电压、
负电压、零电压），编码的数据以 8比特组成的块来处理，映射成一个 6比特的块，其中每个比特用一个三元信号来表示，映射出来的比特流轮流在三条输出信道上传输
M B a u d25
3
133
8
6
后页 退出前页吉比特以太网
体系结构
– 相同的以太网帧格式，相同的以太网帧大小，
同时支持全双工和半双工两种方式，在半双工方式中仍然采用 CSMA/CD协议，在全双工方式中支持流量控制协议。
后页 退出前页媒体访问控制（半双工 /全双工）
Gigabit媒体无关接口（ GMII）
8B/10B 编码 /解码
10000Base-LX 10000Base-SX 10000Base-CX 10000Base-T
4D-PAM5 编码 /解码千兆以太网体系结构后页 退出前页
CSMA/CD扩展
如果不对 CSMA/CD协议进行任何改变，所能支持的网络直径将只有 20米
载波扩展：
– 在 MAC帧的尾部附加了一些特殊的编码，使帧的传输最少为 4096比特时间。
– 连续传输多个短帧会带来浪费
帧阵发：
– 允许连续发送多个短帧，所能连续发送的帧的总长的最高上限为 64k比特。
后页 退出前页
1Gbps Ethernet
物理层：
– 支持 1000BASE-LX,1000BASE-SX、
1000BASE-CX,1000BASE-T四种传输媒体
– 1000BASE-T使用的信号编码方案是 4D-PAM5
4对五类双绞线和一个更加复杂的 5级编码机制，
并且每对双绞线都同时进行发送和接收，这样在每个信号脉冲期间可以同时传输 8比特的数据，
达到的数据速率为 1Gbps
– 其他三种传输媒体使用的编码方案是 8B/10B
后页 退出前页
10Gigabit以太网
仍然保留 IEEE 802.3以太网媒体访问控制协议、以太网帧格式和以太网帧大小
只支持全双工方式，不再支持半双工方式
采用光纤作为传输媒体，所覆盖的范围非常大，从而使得 10Gbps以太网将不仅仅用于局域网环境中，而且支持城域网、
广域网的连接后页 退出前页
ATM：概述
采用信元交换技术，信元是一个 53个字节的固定长度的分组，其中包括了 5个字节的头部
ATM是一种面向连接方式的技术，支持交换虚电路和永久虚电路。
– 在 ATM网络中，虚电路的建立过程被称为信令，
Q.2931定义了 ATM的信令协议，除了用来找到一条合适的路由外，在虚电路建立过程中还会在途中的交换机处预留资源，以保证虚电路一定的服务质量
– ATM不支持链路级的重传机制，如果交换机检测到信元在传输过程中出现差错，将利用纠错技术来纠正，如果不行，则丢弃该信元后页 退出前页
ATM：服务模型
CBR：数据按照恒定的速度进行收发,网络提供预留的带宽和服务保证 。
UBR：数据的接收不受约束,如果带宽充足,
则发送,否则丢弃 。 网络不提供预留带宽和服务保证 。
ABR：与 UBR类似,但网络能够提供拥塞反馈 。
端节点可以根据网络提供的拥塞反馈来降低发送的速率,从而减少由于拥塞造成的数据丢失 。
VBR：与 CBR类似,当网络不是处在使用高峰时提供预留带宽,它允许突发的数据传输 。
后页 退出前页
ATM,协议模型
ATM物理层：物理媒体的电压、比特定时等
ATM层是 ATM的核心，定义了 ATM信元的结构和各个字段的含义
ATM适配层定义了几种不同类型的 AAL，分别支持不同类型的服务 高层
ATM适配层
ATM层物理层
ATM协议参考模型后页 退出前页信元
信元
– 固定长度,5字节的头部和 48个字节的负荷。
可以减少高优先级信元的排队延迟
固定长度信元交换可以以硬件高效实现后页 退出前页
GFC
负载类型 CLP
虚电路标识虚电路标识虚通道标识头部差错控制
48个字节的负荷
a,UNI接口
ATM信元格式负载类型 CLP
虚电路标识虚通道标识头部差错控制
48个字节的负荷
b,NNI接口后页 退出前页虚路径和虚电路
ATM把连接标识进一步分割为两个部分,8比特的虚路径标识 VPI（对于 NNI是 12比特）和
16比特的虚电路标识（ VCI）。
VP交换意外着只根据 VPI字段进行交换；而 VC
交换则意外着根据整个字段（ VPI和 VCI）进行交换。
后页 退出前页公共网络网络 A
网络 B
后页 退出前页
AAL
AAL
– 允许在 ATM上支持不同的高层协议（比如 IP等）和高层应用（比如恒定比特速率的视频应用等）
四种 AAL,1,2,3/4,5
– 服务：
处理传输差错
分段与重组,从而使得较大的数据块能够由
ATM信元的信息字段来携带 。
处理信元丢失与误插入情况
流控与时钟控制后页 退出前页
AAL的协议结构
AAL由两个子层组成：
– 集中子层提供支持相应的 AAL服务所必须完成的功能，它位于 AAL用户和 SAR子层之间
– 分段与重组子层位于 ATM层之上，负责将从 CS层传来的信息分段成信元，而接收端则再将信元重组后页 退出前页
AAL用户
ATM
适配层 ATM层物理层
AAL的协议结构集中子层（ CS）
分段与重组子层（ SAR）
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AAL1和 AAL5
AAL1
– 通过缓存数据来平滑时延，通过给信元编号来检测信元的丢失。它把 ATM的有效负载
（ 48字节）中的第一个字节作为 AAL1的控制信息，余下的 47个字节来传输数据。
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AAL5
– CS子层
信元尾部添加 5个字节（消息＋填充＋尾部）
尾部中 2个字节的长度,4个字节 CRC校验
– SAR：
ATM信元头部的负荷类型字段中一个比特标识“消息结束”
后页 退出前页局域网仿真
ATM是一种交换的技术，并且支持较高的数据速率,ATM在局域网环境中使用：
– ATM不支持广播和组播后页 退出前页
– 两种方案：
重新设计那些需要依赖于广播功能的高层协议，比如 IETF设计了一种新的
ATMARP协议以代替传统的 ARP协议。
局域网仿真 LANE：在 ATM LAN上面增加了一些功能，使得 ATM局域网上能够运行那些在传统局域网上的所有高层应用后页 退出前页
LANE
ATM仿真局域网由传统局域网、
ATM交换网络,LEC,LES等部分组成
LES包括：
– 局域网仿真配置服务 LECS
– 局域网仿真服务 LES
– 广播和未知服务 BUS
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LES BUS
H1 H2
ATM网络点到点 VCATM局域网仿真点到多点 VC
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LANE
LEC：作为一个 ATM端系统,代理,整个 LAN
的所有端系统与 ATM网相连
– 将 MAC（媒介访问控制）地址映射为 ATM地址，
– 每一个 LEC都有一个 ATM地址，它动态地向 LES登记它所,代理,的 LAN终端的 MAC地址
LES作为仿真局域网的管理和控制中心，主要负责动态登录和转换 MAC地址
BUS负责所有广播式点到多点数据传输功能
LECS则负责提供 ATM网络的配置信息，也包括向 LEC提供 LES的 ATM地址。
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LANE
LEC通过 控制和数据连接与其它服务通信：
– LEC和 LES间的控制连接主要用于询问其他
LEC地址
– LEC间的数据连接：两点之间的数据传输
– LEC与 BUS间的数据连接
点到多点数据传输
在 LES和 LEC忙于地址转换时将点对点数据传输业务发送至 BUS
后页 退出前页帧中继,X.25概述
X.25定义了主机与公共分组交换网的接口，在分组层上提供网络层的服务
– 物理层,X.21/X.21bis(RS232-C)。
– 链路层：数据链路层协议,包括帧的封装,差错和流量控制等 。 相应的标准是 LAPB。
– 分组层：提供网络层的接口，支持永久虚电路和交换虚电路、数据传输、流量控制、差错控制等功能。
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基本特性：
– 呼叫控制分组和数据分组分组在同一个信道和同一个虚电路上传输，即采用带内信令
– 在第三层提供虚电路服务
– 链路层和分组层都提供流量控制和差错控制机制，
这些机制都是 hop-by-hop的，即在每个相邻的网络设备处进行流量控制和差错控制。
后页 退出前页帧中继
帧中继
– 尽量减少 X.25协议中用户端和网络内部的开销，去掉流量控制和差错控制机制
– 特性：
带外信令：减少了中继节点所维护的状态信息和消息处理 。
严格两层协议,在第二层提供 PVC/SVC
没有 hop-by-hop的流量控制和差错控制功能后页 退出前页
I.430/I.431
LAPD
（ Q.921）
LAPF Core
（ Q.922）
Q.931/Q.933
控制平面 用户平面
I.430/I.431
LAPD
（ Q.921）
LAPF Core
（ Q.922）
Q.931/Q.933
控制平面用户平面用户 网络帧中继协议结构后页 退出前页帧中继：虚电路
虚电路
– 两个数据终端设备 DTE之间建立的一条逻辑连接，提供两个 DTE之间传输数据的双向通道，通过一个唯一的 DLCI来标识
– 永久虚电路
数据传输：数据通过该 PVC在 DTE设备间传输 。
空闲,DTE之间的连接是活跃的，但无数据传输。
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– 交换虚电路
呼叫建立：两个 DTE设备建立虚电路的过程。
数据传输：数据通过这条虚电路传输。
空闲：虚电路仍然活跃，无数据传输。如果一条虚电路一直位于空闲状态有一段较长的时间，将释放该虚电路。
呼叫中止：释放虚电路。
后页 退出前页帧中继：帧格式
标志字段用于表示帧的起始和结束，它为一个字节的比特模式 01111110，采用比特填充技术,每 5个连续的 1后面插入一个 0
FCS字段用于检测帧传输过程中的错误
– 在每个节点处进行差错检测，如果出错，
丢弃该帧
– 只在目的端进行差错检测。
后页 退出前页标志 地址 数据 FCS 标志
DLCI C/R
8
帧中继的帧格式
EA(0) DLCI FECN BECN DE EA(1)
16 816可变
6 1 1 4 1 1 1 1
后页 退出前页帧中继：拥塞控制
帧中继提供两种显示的拥塞通知机制
– 前向显示拥塞指示 FECN：
网络向目的端发送拥塞通知，目的端通过流量控制机制来规范源端的发送。
通过在所经过的从源端到目的端上的帧上设置
FECN比特来通知拥塞的。
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– 后向显示拥塞指示 BECN：
网络向源端发送拥塞通知。网络通过在那些目的地为源端的反方向的帧上设置
BECN比特来通知拥塞。
如果没有反向的帧经过，可以发送链路层的消息，比如链路层管理帧。
后页 退出前页帧中继：拥塞控制
拥塞恢复
– 如果拥塞比较严重时，网络就必须丢弃帧
– 帧中继通过设置帧头部中的丢失 DE比特来指示当进行拥塞恢复时首先丢弃那些帧后页 退出前页技术 类型 功能 相关字段丢包控制 丢包策略 实现网络的丢包选择 DE字段反向拥塞显式通知 避免拥塞向端用户通知网络拥塞情况 BECN字段正向拥塞显式通知 避免拥塞向端用户通知网络拥塞情况 FECN字段隐式拥塞通知拥塞恢复 端用户提供数据包丢失率推断网络拥塞情况高层数据包头的顺序字段后页 退出前页帧中继：本地管理接口 LMI
全局地址
– 原有规范中 DLCI为本地唯一的，也是说没有办法标识物理接口或者连接到该物理接口的节点的地址
– 支持全局寻址功能,DLCI是全局唯一的，可以利用标准的地址解析和发现技术
虚电路状态消息
– 用于定期报告永久虚电路的状态，以防止数据被扔进黑洞中
组播
– 大大节省了带宽，通过组播可以向一组路由器传送最新路由更新和地址解析消息
