[工学]数据通信技术-第6章课件.ppt

1、连连多个用户之间进行数据通信，最简单多个用户之间进行数据通信，最简单的实现方法就是在任意两个用户之间建立的实现方法就是在任意两个用户之间建立直达线路，这种实现方式称为直达线路，这种实现方式称为全连接全连接。由。由全连接方式形成的通信网，叫做全连接方式形成的通信网，叫做完全连接完全连接网网，如图，如图6-1（a）所示。所示。图图6-1 全连接网和交换网全连接网和交换网为了便于理解交换的概念，下面给出为了便于理解交换的概念，下面给出交换的定义。所谓交换的定义。所谓交换是采用交换机（或交换是采用交换机（或节点机）等交换系统，通过路由选择技术节点机）等交换系统，通过路由选择技术在进行通信的双方之间建立

2、物理的在进行通信的双方之间建立物理的/逻辑的逻辑的连接，形成一条通信电路，实现通信双方连接，形成一条通信电路，实现通信双方的信息传输和交换的一种技术的信息传输和交换的一种技术。具有交换功能的网络称为具有交换功能的网络称为交换网络交换网络，交换中心称为交换中心称为交换节点交换节点。通常，交换节点。通常，交换节点泛指网内的各类交换机，它具有为两个或泛指网内的各类交换机，它具有为两个或多个设备创建临时连接的能力。多个设备创建临时连接的能力。不论是何种类型的交换节点，它都是不论是何种类型的交换节点，它都是由交换网络、通信接口、控制单元以及信由交换网络、通信接口、控制单元以及信令单元等几部分组成，如图令

3、单元等几部分组成，如图6-3所示。所示。图图6-3 交换节点的组成交换节点的组成交换网络交换网络 它主要是与硬件有关的交换它主要是与硬件有关的交换结构，其基本功能是提供用户通信接口之结构，其基本功能是提供用户通信接口之间的连接，整个连接过程是受控制单元的间的连接，整个连接过程是受控制单元的程序控制的。程序控制的。通信接口通信接口 通信接口一般分为两种：用通信接口一般分为两种：用户接口和中继接口。户接口和中继接口。控制单元控制单元 交换系统应能在程序控制下交换系统应能在程序控制下有条不紊地完成大量的接续连接，以确保有条不紊地完成大量的接续连接，以确保服务质量（服务质量（QoS）。）。随着桌面计算

4、机和便携式移动计算机随着桌面计算机和便携式移动计算机的发展，以及数据通信量的日益增长，用的发展，以及数据通信量的日益增长，用户对带宽的需求也越来越高。户对带宽的需求也越来越高。所谓所谓交换方式是指对应于各种传输模交换方式是指对应于各种传输模式，交换节点为完成其交换功能所采用的式，交换节点为完成其交换功能所采用的互通（互通（IntercommunicationIntercommunication）技术技术。交。交换方式主要分为两类。换方式主要分为两类。采用电路交换方式的交换网能为任一个采用电路交换方式的交换网能为任一个入网的数据流提供一条临时的专用物理通路。入网的数据流提供一条临时的专用物理通路

5、。它是由通路上各节点内部在空间上（布线连它是由通路上各节点内部在空间上（布线连接，即空间交换）或在时间上（时隙互换）接，即空间交换）或在时间上（时隙互换）完成信道转接而构成的，为源完成信道转接而构成的，为源DTE和宿和宿DTE之间建立起的一条直通线路。之间建立起的一条直通线路。在传输任何数据之前，都必须建立端在传输任何数据之前，都必须建立端到端（或站到站）的线路。到端（或站到站）的线路。A站与站与B站的一对通信实体在链路传站的一对通信实体在链路传输规程的控制下，完成链路的连接，随之输规程的控制下，完成链路的连接，随之进行单工、半双工和全双工数据传输。进行单工、半双工和全双工数据传输。数据传输完

6、后，由任一站主动向交换数据传输完后，由任一站主动向交换网发出网发出“拆线请求拆线请求”信令，该信令沿着通信令，该信令沿着通路各节点传送，使这些节点拆除各段链路，路各节点传送，使这些节点拆除各段链路，以释放信道资源。这个拆线过程只是交换以释放信道资源。这个拆线过程只是交换网的内部过程，一般与通信双方的站设备网的内部过程，一般与通信双方的站设备无关。无关。信息传输延迟时间小（对于一次连信息传输延迟时间小（对于一次连接来说，传输延迟是固定不变的）。接来说，传输延迟是固定不变的）。交换机对用户的数据信息不进行存交换机对用户的数据信息不进行存储、分析和处理，交换机在处理方面的开储、分析和处理，交换机在处

7、理方面的开销小，对用户的数据信息不需要附加许多销小，对用户的数据信息不需要附加许多用于控制的信息，传输效率高。用于控制的信息，传输效率高。信息的编码方法和信息格式不受限信息的编码方法和信息格式不受限制，即可在用户间提供制，即可在用户间提供“透明透明”的传输。的传输。电路接续时间较长，短报文通信效电路接续时间较长，短报文通信效率低。率低。电路资源被通信双方占用，电路利电路资源被通信双方占用，电路利用率低。用率低。通信双方在信息传输速率、编码格通信双方在信息传输速率、编码格式、同步方式、通信规程等方面应完全兼式、同步方式、通信规程等方面应完全兼容，这就限制了各种不同速率、不同代码容，这就限制了各种

8、不同速率、不同代码格式、不同通信规程的用户终端之间互通。格式、不同通信规程的用户终端之间互通。有呼损。有呼损。传输质量较多地依赖于线路的性能，传输质量较多地依赖于线路的性能，因而差错率较高。因而差错率较高。由于电路交换的资源利用率低，不同由于电路交换的资源利用率低，不同类型的用户间不能直接互通，灵活性差，类型的用户间不能直接互通，灵活性差，所以，又发展了报文交换，也称为信息交所以，又发展了报文交换，也称为信息交换方式（或文电交换方式）。换方式（或文电交换方式）。报文交换的基本思想就是报文交换的基本思想就是“存储存储转转发发”。假定用户甲有报文。假定用户甲有报文A，B和和C要发往要发往乙用户时，

9、甲用户不需要先接通乙用户之乙用户时，甲用户不需要先接通乙用户之间的电路，而是先与连接甲的一中间节点间的电路，而是先与连接甲的一中间节点接通，将报文接通，将报文A，B和和C先存储下来；然后，先存储下来；然后，分析报文提供的乙地址信息，根据地址信分析报文提供的乙地址信息，根据地址信息接通下一个中间节点后，将报文息接通下一个中间节点后，将报文A，B和和C转发出去；如此进行下去直到将数据报转发出去；如此进行下去直到将数据报文文A，B和和C发往乙用户。发往乙用户。报文交换的主要特征是交换机存储整报文交换的主要特征是交换机存储整个报文，并进行必要的处理。因此，报文个报文，并进行必要的处理。因此，报文交换的

10、主要优点如下。交换的主要优点如下。报文以存储报文以存储/转发方式通过交换机，转发方式通过交换机，输入输出电路的速率、代码格式可以不同，输入输出电路的速率、代码格式可以不同，很容易实现各种不同类型用户间的相互通很容易实现各种不同类型用户间的相互通信。信。报文交换中没有电路接续过程，来报文交换中没有电路接续过程，来自不同用户的报文可以在同一线路上以报自不同用户的报文可以在同一线路上以报文为单位实现时分多路复用，线路的利用文为单位实现时分多路复用，线路的利用率大大提高。率大大提高。用户不需要叫通对方就可以发送报用户不需要叫通对方就可以发送报文，没有呼损，并可以节省通信终端操作文，没有呼损，并可以节省

11、通信终端操作人员的时间。同一报文可由交换机转发到人员的时间。同一报文可由交换机转发到许多不同的收信地点。许多不同的收信地点。报文交换有以下主要缺点。报文交换有以下主要缺点。报文通过交换机的时延大，且时延报文通过交换机的时延大，且时延抖动也大，不利于实时通信。抖动也大，不利于实时通信。交换机要有能力存储转发用户发送交换机要有能力存储转发用户发送的报文，其中有的报文可能很长，这就要的报文，其中有的报文可能很长，这就要求交换机要有高速处理能力和大的存储空求交换机要有高速处理能力和大的存储空间。因此，报文交换机的设备比较庞大，间。因此，报文交换机的设备比较庞大，费用高。费用高。报文交换不适于实时交换数

12、据的场报文交换不适于实时交换数据的场合。合。报文交换的上述优缺点使其主要适用报文交换的上述优缺点使其主要适用于公众电报和电子信箱业务。于公众电报和电子信箱业务。虽然分组交换目前广泛地应用于计算虽然分组交换目前广泛地应用于计算机通信，但有趣的是，这个技术起源是一机通信，但有趣的是，这个技术起源是一个话音通信系统的研制计划。个话音通信系统的研制计划。CCITT曾给分组交换的含义作了如下曾给分组交换的含义作了如下的叙述：的叙述：“在网络中进行交换的是这样一个组在网络中进行交换的是这样一个组合实体合实体一组包含着数据和呼叫控制信一组包含着数据和呼叫控制信息（如地址）的二进制数，这些数据、呼息（如地址）

13、的二进制数，这些数据、呼叫控制信息以及可能附加的差错控制信息叫控制信息以及可能附加的差错控制信息都按规定的格式排列。都按规定的格式排列。”分组交换分组交换是计算机技术和通信技术相是计算机技术和通信技术相结合的产物，按照分组交换方式，每个数据结合的产物，按照分组交换方式，每个数据报文被分割成报文被分割成分组（数据块）分组（数据块），然后，附上，然后，附上控制信息被打包成一个个控制信息被打包成一个个数据包数据包（Packet）。）。数据以短的分组传输，一般分组长度数据以短的分组传输，一般分组长度上限为几十到一千字节。实际所用的长度还上限为几十到一千字节。实际所用的长度还受许多因素的限制。受许多因素

14、的限制。分组交换主要以报文分组为传输单位，分组交换主要以报文分组为传输单位，以存储以存储/转发方式进行数据交换和传输。转发方式进行数据交换和传输。向用户提供不同速率、不同代码、向用户提供不同速率、不同代码、不同同步方式以及不同通信控制协议的数不同同步方式以及不同通信控制协议的数据终端间能够相互通信的灵活的通信环境。据终端间能够相互通信的灵活的通信环境。在网络负荷较轻的情况下，信息传在网络负荷较轻的情况下，信息传输时延较小，而且变化范围不大，能够较输时延较小，而且变化范围不大，能够较好地满足会话型通信的实时性要求。好地满足会话型通信的实时性要求。实现线路的动态时分复用，通信线实现线路的动态时分复

15、用，通信线路（包括中继线和用户线）的利用率高。路（包括中继线和用户线）的利用率高。在一条物理线路上可以同时提供多条信息在一条物理线路上可以同时提供多条信息通路。通路。可靠高。每个分组在网络中传输时可靠高。每个分组在网络中传输时可以在中继线和用户线上分段独立地进行可以在中继线和用户线上分段独立地进行差错校验，使信息在分组交换网中传输的差错校验，使信息在分组交换网中传输的误码率大大降低，一般可达误码率大大降低，一般可达109以下。由以下。由于于“报文分组报文分组”在分组交换网中的传输路在分组交换网中的传输路由是可变的，当网中的线路或设备发生故由是可变的，当网中的线路或设备发生故障时，障时，“分组分

16、组”可以自动地选择一条新的可以自动地选择一条新的路由避开故障点，使通信不会中断。路由避开故障点，使通信不会中断。经济性好。信息以经济性好。信息以“分组分组”为单位为单位在交换机中存储和处理，不要求交换机具在交换机中存储和处理，不要求交换机具有很大的存储容量（通常分组交换机只设有很大的存储容量（通常分组交换机只设内存，没有硬盘），降低了网内设备的费内存，没有硬盘），降低了网内设备的费用。对线路的统计复用也大大降低了用户用。对线路的统计复用也大大降低了用户的通信费用。分组交换网通过网络和管理的通信费用。分组交换网通过网络和管理中心（中心（NMC）对网内设备实行比较集中的对网内设备实行比较集中的控制

17、和维护，节省管理费用。控制和维护，节省管理费用。能与公用电话网、用户电报网和低能与公用电话网、用户电报网和低速数据网及其他专用网互连。速数据网及其他专用网互连。由网络附加的传输信息多，对长报由网络附加的传输信息多，对长报文通信的传输效率比较低。当把一份报文文通信的传输效率比较低。当把一份报文划分为许多分组在交换网内传输时，为了划分为许多分组在交换网内传输时，为了保证这些分组能够按照正确的路径安全准保证这些分组能够按照正确的路径安全准确地达到终点，就要给每个数据分组加上确地达到终点，就要给每个数据分组加上控制信息（分组头）。除此之外，还要设控制信息（分组头）。除此之外，还要设计许多不包含数据信息

18、的控制分组，用以计许多不包含数据信息的控制分组，用以实现数据通路的建立、保持和拆除，并进实现数据通路的建立、保持和拆除，并进行差错控制和流量控制等。因此，分组交行差错控制和流量控制等。因此，分组交换的传输效率不如电路交换和报文交换高。换的传输效率不如电路交换和报文交换高。技术实现复杂。分组交换机要对各技术实现复杂。分组交换机要对各种类型的种类型的“分组分组”进行分析处理，为进行分析处理，为“分分组组”在网中的传输提供路由，并且在必要在网中的传输提供路由，并且在必要时自动进行路由调整；交换机还要为用户时自动进行路由调整；交换机还要为用户提供速率、代码和规程的变换，为网络的提供速率、代码和规程的变

19、换，为网络的管理和维护提供必要的报告信息等。这些管理和维护提供必要的报告信息等。这些都要求分组交换机要有很高的处理能力，都要求分组交换机要有很高的处理能力，因而，相应的实现技术也就更为复杂。因而，相应的实现技术也就更为复杂。数据报非常类似于报文交换，交换网数据报非常类似于报文交换，交换网把对进网的任一分组都当作单独的把对进网的任一分组都当作单独的“小报小报文文”来处理，而不管它是属于哪个报文的来处理，而不管它是属于哪个报文的分组，就像在报文交换方式中把一份报文分组，就像在报文交换方式中把一份报文进行单独处理一样，现用图进行单独处理一样，现用图6-9来说明。来说明。图图6-9 数据报方式的分组交

20、换数据报方式的分组交换 用户之间的通信不需要经历呼叫建用户之间的通信不需要经历呼叫建立和呼叫清除阶段，对于短报文通信传输立和呼叫清除阶段，对于短报文通信传输效率较高。效率较高。数据分组传输的时延较大。数据分组传输的时延较大。对网络拥塞或故障的适应能力较强。对网络拥塞或故障的适应能力较强。如在网络的一部分形成拥塞或某个节点出如在网络的一部分形成拥塞或某个节点出现故障，数据报可以绕开那个拥塞的部分现故障，数据报可以绕开那个拥塞的部分和某个故障节点另找路由。和某个故障节点另找路由。现今的现今的Internet网络就是以数据报方网络就是以数据报方式进行传输数据信息的。式进行传输数据信息的。虚电路（虚电

21、路（Virtual Circuit）是以分组的是以分组的统计多路复用为基础的，采用虚电路服务统计多路复用为基础的，采用虚电路服务可以有效地利用线路资源。可以有效地利用线路资源。所谓虚电路就所谓虚电路就是网络内一对数据终端（是网络内一对数据终端（D DTE E）之间的逻之间的逻辑连接，允许数据同时双向传输，而且通辑连接，允许数据同时双向传输，而且通过逻辑连接的全部数据传输均采用分组形过逻辑连接的全部数据传输均采用分组形式。式。为了区分一条线路上不同终端的分组，为了区分一条线路上不同终端的分组，对分组进行编号，即每个分组的分组头上对分组进行编号，即每个分组的分组头上的一个的一个逻辑信道号（逻辑信道

22、号（LCNLCN），用来用来标识标识该分组该分组应在哪一条虚电路上传输。应在哪一条虚电路上传输。它是一个临时的或交换的虚电路，它它是一个临时的或交换的虚电路，它必须在进行信息传送之前通过交换分组来必须在进行信息传送之前通过交换分组来建立。建立。根据分组交换方式的虚电路和分组复根据分组交换方式的虚电路和分组复用的概念，即在一条物理的线路上能够传用的概念，即在一条物理的线路上能够传输多对用户终端之间的数据，而输多对用户终端之间的数据，而虚电路的虚电路的实现借用了逻辑信道标识实现借用了逻辑信道标识。在数据传送之前建立站与站之间的一在数据传送之前建立站与站之间的一条路径，但并不像电路交换有一条专用的条

23、路径，但并不像电路交换有一条专用的线路。线路。目前，虚电路有两种方法实现：交换目前，虚电路有两种方法实现：交换虚电路（虚电路（SVC）和永久虚电路（和永久虚电路（PVC）。）。在交换虚电路（在交换虚电路（SVC）方法中，每条方法中，每条虚电路在需要的时候被创建，而且仅仅在虚电路在需要的时候被创建，而且仅仅在此次通信交换的过程中存在。此次通信交换的过程中存在。永久虚电路（永久虚电路（PVC）类似于租用线路，类似于租用线路，在这种方法中，两个用户之间存在一条专在这种方法中，两个用户之间存在一条专门的虚电路，此虚电路是专门提供给特定门的虚电路，此虚电路是专门提供给特定用户的。用户的。分组交换网主要应

24、用在以下几个方面。分组交换网主要应用在以下几个方面。为了更为全面地理解各种交换方式的为了更为全面地理解各种交换方式的特点，可以从不同角度的多个侧面去观察特点，可以从不同角度的多个侧面去观察和分析比较它们各自的特性，采用列表形和分析比较它们各自的特性，采用列表形式一目了然。式一目了然。在计算机协议体系结构中，协议中的在计算机协议体系结构中，协议中的层与层之间是完全独立而且是单向依赖的，层与层之间是完全独立而且是单向依赖的，即相邻层之间通过接口使用服务原语建立即相邻层之间通过接口使用服务原语建立通信；下层是上层的服务提供者，通过使通信；下层是上层的服务提供者，通过使用原语操作提供服务，上层是服务调

25、用者。用原语操作提供服务，上层是服务调用者。面向连接服务实际上是对电话系统服面向连接服务实际上是对电话系统服务模式的一种抽象。对于远距离的数据交务模式的一种抽象。对于远距离的数据交换，从协议的角度看，两个实体之间要建换，从协议的角度看，两个实体之间要建立逻辑上的联系，或者说是连接。立逻辑上的联系，或者说是连接。面向连接的主要特点就是收发数据不面向连接的主要特点就是收发数据不但顺序一致，而且内容也相同但顺序一致，而且内容也相同。面向无连接服务实际上是对邮政系统面向无连接服务实际上是对邮政系统服务的一种抽象。在面向无连接的数据传服务的一种抽象。在面向无连接的数据传输过程中，其中每个分组头携带完整的

26、信输过程中，其中每个分组头携带完整的信宿地址，各数据在系统中独立传送。宿地址，各数据在系统中独立传送。它是一种实际的物理连线。它是一种实际的物理连线。虚电路连接主要是通过一组表格（路虚电路连接主要是通过一组表格（路由表）、队列缓冲区和相应软件实现的，由表）、队列缓冲区和相应软件实现的，但必须建立在硬件基础上。但必须建立在硬件基础上。从协议的角度，这种连接就是一种层从协议的角度，这种连接就是一种层次交换，它是虚拟的、形式上的连接，纯次交换，它是虚拟的、形式上的连接，纯粹由相应的协议软件实现的，跟下层无任粹由相应的协议软件实现的，跟下层无任何关系。何关系。帧中继起初是由帧中继起初是由ITU-T定义

27、的；接下定义的；接下来美国来美国ANSI协会延续了这一版本并定义了协会延续了这一版本并定义了帧中继的信令与核心特征；然后是成立于帧中继的信令与核心特征；然后是成立于1991年的帧中继论坛，对帧中继的核心功年的帧中继论坛，对帧中继的核心功能进行了补充。能进行了补充。理解数据通信应用的特点，尤其是理解数据通信应用的特点，尤其是LAN应用的本质，有助于了解帧中继出现应用的本质，有助于了解帧中继出现的原因。数据通信应用的特点表现为以下的原因。数据通信应用的特点表现为以下几个方面：几个方面：帧中继的协议结构如图帧中继的协议结构如图6-14所示，帧所示，帧中继承载业务简化了中继承载业务简化了Q.921建议

28、中链路层的建议中链路层的功能，仅完成其核心功能。功能，仅完成其核心功能。用户网络用户UNIQ.922 核心层（链路层）物理层Q.922核心层物理层上层上层Q.922核心层物理层UNI图图6-14 帧中继的协议结构帧中继的协议结构帧中继的格式主要体现在其数据链路帧中继的格式主要体现在其数据链路层上，它使用层上，它使用HDLC的一个简化版本。的一个简化版本。一个典型的帧中继网络设备由用户端一个典型的帧中继网络设备由用户端设备（设备（CPE）和帧中继交换机设备等组成，和帧中继交换机设备等组成，如图如图6-16所示。所示。帧中继 CPEUNI 访问端口连接帧中继网SVCPVCPVC帧中继交换机图6-1

29、6 帧中继网络构成图用户入网方式用户入网方式对于用户来说，帧中继提供给用户的对于用户来说，帧中继提供给用户的基本入网速率有基本入网速率有9.6kbit/s、14.4kbit/s、19.2kbit/s和和64kbit/s，2Mbit/s。帧中继帧中继的用户接入方式有如下几种。的用户接入方式有如下几种。LAN用户一般通过路由器接入帧中继用户一般通过路由器接入帧中继网，其路由器具有标准的网，其路由器具有标准的UNI接口。接口。帧中继型终端和具有帧中继型终端和具有PPP，X.25协议协议的终端可直接接入帧中继网。其他终端可的终端可直接接入帧中继网。其他终端可以通过以通过FRAD将非标准的接口规程转换为

30、将非标准的接口规程转换为标准的接口规程后，接入帧中继网。标准的接口规程后，接入帧中继网。用户可以通过用户帧中继交换机接入用户可以通过用户帧中继交换机接入到公用帧中继网中。到公用帧中继网中。帧中继传输是基于永久虚电路（帧中继传输是基于永久虚电路（PVC）连接的。连接的。帧中继网络适合为具有大量突发数据帧中继网络适合为具有大量突发数据（如（如LAN）的用户提供服务，并使用户交的用户提供服务，并使用户交纳的通信费用将大大低于专线。纳的通信费用将大大低于专线。所谓所谓CIRCIR是一种特定逻辑连接的传输是一种特定逻辑连接的传输速率，帧中继通常为每一个速率，帧中继通常为每一个PVCPVC指定一个指定一个

31、CIRCIR，CIRCIR不应超过不应超过PVCPVC两端中速率较低两端中速率较低一端的速率一端的速率。帧中继交换机只有两个功能。当收到帧中继交换机只有两个功能。当收到一个帧时，交换机通过一个帧时，交换机通过FCS进行校验，使进行校验，使用用CRC检查它的错误。检查它的错误。帧中继技术作为一种新的通信手段为帧中继技术作为一种新的通信手段为用户提供了优良的数据传送性能，因而帧用户提供了优良的数据传送性能，因而帧中继业务的应用十分广泛。中继业务的应用十分广泛。网络本身的发展是为了满足对适应各网络本身的发展是为了满足对适应各种业务的需求。种业务的需求。异步转移模式（异步转移模式（ATM）已被已被IT

32、U-T于于1992年年6月定义为未来宽带综合业务数字网月定义为未来宽带综合业务数字网络（络（B-ISDN）的传递模式。术语的传递模式。术语“转移转移”包括传输和交换两个方面，所以转移模式包括传输和交换两个方面，所以转移模式意味着信息在网络中传输和交换的方式。意味着信息在网络中传输和交换的方式。“异步异步”是指接续和用户带宽分配的方式是指接续和用户带宽分配的方式。因此，因此，ATM就是在用户接入、传输和交换就是在用户接入、传输和交换级综合处理各种通信量的技术。级综合处理各种通信量的技术。ATM概念可以由下面几个方面定义。概念可以由下面几个方面定义。所有信息在所有信息在ATM网中以称为信元网中以称

33、为信元（cell）的固定长度数据单元格式传送，信的固定长度数据单元格式传送，信元由首标（元由首标（header）和信息域（和信息域（payload）组成。组成。ATM是面向连接的技术，同一虚接是面向连接的技术，同一虚接续中的信元顺序保持不变。续中的信元顺序保持不变。通信资源可以产生所需的信元，每通信资源可以产生所需的信元，每一信元都具有接续识别的标号（位于首标一信元都具有接续识别的标号（位于首标域）。域）。信息域被透明传送，它不执行差错信息域被透明传送，它不执行差错控制。控制。信元流被异步时分多路复用。信元流被异步时分多路复用。协议简单，可通过硬件实现。具有协议简单，可通过硬件实现。具有协议处

34、理速度快和时延小的特点。协议处理速度快和时延小的特点。固定长度的信元（固定长度的信元（53字节长度），字节长度），不受数据类型的影响。不受数据类型的影响。具有多媒体传输的特点。具有多媒体传输的特点。采用统计复用的方法，具有动态分采用统计复用的方法，具有动态分配带宽的能力。配带宽的能力。有效地跨接有效地跨接LAN和和WAM的高速互的高速互连网技术。连网技术。ATM交换既有电路交换的特点，又交换既有电路交换的特点，又有分组交换的特点，它代表了交换技术的有分组交换的特点，它代表了交换技术的最高水平。最高水平。在异步时分复用中，同样是将一条线在异步时分复用中，同样是将一条线路按照传输速率所确定的时间周

35、期将时间路按照传输速率所确定的时间周期将时间划分成为帧的形式，而一帧中又再划分时划分成为帧的形式，而一帧中又再划分时隙来承载用户数据。隙来承载用户数据。先回顾一下先回顾一下TDM中所使用的固定时隙中所使用的固定时隙交换技术。在这种交换技术中，用户数据交换技术。在这种交换技术中，用户数据在交换前的输入帧中的位置与其在交换后在交换前的输入帧中的位置与其在交换后的输出帧中的位置一般是不同的。的输出帧中的位置一般是不同的。在在ATM中，交换也是固定时隙的。当中，交换也是固定时隙的。当输入帧进入输入帧进入ATM交换机后，要在缓存器中交换机后，要在缓存器中进行缓存，并根据输出帧中时隙的空闲情进行缓存，并根

36、据输出帧中时隙的空闲情况，随机地占用某一个或若干个时隙，而况，随机地占用某一个或若干个时隙，而且，所占用的若干时隙并不要求相邻。且，所占用的若干时隙并不要求相邻。ATM信元（信元（CellCell）是是A ATM M的具有固定的具有固定大小的基本数据单元大小的基本数据单元。在宽带网络中，。在宽带网络中，ATM信元中净荷域所承载的信息只进行透信元中净荷域所承载的信息只进行透明传输，明传输，信元本身的格式与具体的业务类信元本身的格式与具体的业务类型无关型无关。将使用信元形式传输的网络称为信元将使用信元形式传输的网络称为信元网络。网络。信元形式的信元形式的ATM网络和分组形式的传网络和分组形式的传统

37、数据网络的本质区别之一就是统数据网络的本质区别之一就是ATM网络网络采用面向连接的呼叫接续方式，所以要在采用面向连接的呼叫接续方式，所以要在ATM信元头中需要一个标识来标明每一个信元头中需要一个标识来标明每一个信元是属于哪一个连接。信元是属于哪一个连接。由于由于ATM是以是以53字节长的信元为单位，字节长的信元为单位，可以设定任意容量的通道，通常称此通道可以设定任意容量的通道，通常称此通道为虚通道（为虚通道（Virtual Path，VP）。）。在在ATM中的电路称为虚通路（中的电路称为虚通路（VC），），它是以它是以53字节的信元为单位可设定任意速字节的信元为单位可设定任意速率，而且可以改变

38、速率。率，而且可以改变速率。A ATM M协议参考模型协议参考模型是基于是基于ITU-T的标准的标准产生的，如图产生的，如图6-26所示。它由三个面组成：所示。它由三个面组成：控制面（控制面（Control）、）、用户面（用户面（User）和管和管理面（理面（Managerment）。）。AAL3 或AAL5AAL2A 级管理面控制面用户面B 级C 级D 级信令信令 AALAAL1ATM 层物理层高层ATM 适配层图图6-26 ATM协议参考模型协议参考模型A ATM M层层：ATM层主要执行交换、路由层主要执行交换、路由选择和多路复用。选择和多路复用。AALAAL层（层（A ATM M适配层

39、）适配层）：AAL层主要层主要是将业务信息适配到是将业务信息适配到ATM信息流，应用特信息流，应用特定业务在通话端定业务在通话端ATM适配层提供。适配层提供。物理层物理层：它在相邻：它在相邻ATM层间传递层间传递ATM信元。信元。ATM网支持接入的各种业务具有不同网支持接入的各种业务具有不同的业务特性，其差别表现在三个方面：信的业务特性，其差别表现在三个方面：信源速率、信源与信宿的业务时钟是否要求源速率、信源与信宿的业务时钟是否要求同步和连接方式。同步和连接方式。ATM技术中最重要的特点就是信元的技术中最重要的特点就是信元的复用、交换和传输，这些都是在虚通路复用、交换和传输，这些都是在虚通路（

40、VC）进行的。进行的。ATM交换机中都包含一个交换表（编交换机中都包含一个交换表（编号列表），标识到网络中每个其他交换机号列表），标识到网络中每个其他交换机的路径。的路径。在在ATM的数据交换过程中，路径本身的数据交换过程中，路径本身是固定的。是固定的。图图6-31表示了表示了VP交换与交换与VC交换的基交换的基本概念。从交换功能方面，本概念。从交换功能方面，ATM实体具有实体具有VP交换，交换，VC交换，或兼而有之。由图可交换，或兼而有之。由图可见，见，VP交换时，交换时，VPI值要变换，而其中的值要变换，而其中的VCI都不变。都不变。VC交换时，则交换时，则VCI和和VPI都都要变换。所谓

41、要变换。所谓ATM实体就是实现实体就是实现VP交换、交换、VC交换的交换的ATM交换机或交换机或ATM交叉连接器。交叉连接器。VPI=1VPI=2VPI=4VPI=5VPI=6VP 交换VP/VC 交换ATM 网络节点(交换机)VCI=1VCI=2VCI=2VCI=1VCI=3VCI=4VCI=1VCI=2图图6-31 VP交换与交换与VC交换交换ATM网络的概念性结构如图网络的概念性结构如图6-32所示，所示，它包括公用它包括公用ATM网络和专用网络和专用ATM网络两部网络两部分。公用分。公用ATM网络属于电信公用网，它由网络属于电信公用网，它由电信部门建立、管理和运营，可以连接各电信部门建

42、立、管理和运营，可以连接各种专用种专用ATM网及网及ATM用户终端，作为骨干用户终端，作为骨干网络使用。专用网络使用。专用ATM网络有时称为用户室网络有时称为用户室内网络（内网络（CPN），），经常用于一栋大厦或校经常用于一栋大厦或校园范围内。园范围内。ATM 端点公用ATM交换机公用ATM交换机专用ATM交换机专用ATM交换机AALAALAAL公用 ATM 网络NNI公用 UNI专用 UNIAALAALAAL视频帧中继恒定比特率用户室内网络ATM 端点专用 UNIATM 端点AALAALAAL用户室内网络ATM 端点图图6-32 ATM网络的概念性结构图网络的概念性结构图ATM标准为各厂家设

43、备互操作性提供标准为各厂家设备互操作性提供了基本框架，它也包括了基本框架，它也包括ATM网和非网和非ATM网，网，现行和未来的网络应用之间的互通性。现行和未来的网络应用之间的互通性。用户网络接口是用户网络接口是ATM终端设备和终端设备和ATM通信网间的界面。通信网间的界面。网络节点接口含义较为广泛，它可以网络节点接口含义较为广泛，它可以是两个公用网的界面，也可以是两个专用是两个公用网的界面，也可以是两个专用网的界面。网的界面。ATM数据交换接口允许利用路由器等数据交换接口允许利用路由器等数据终端设备和数据终端设备和ATM网互连，不需要其他网互连，不需要其他特殊的硬件设备。特殊的硬件设备。包括信

44、元中继业务接口、电路仿真业包括信元中继业务接口、电路仿真业务接口、帧中继业务接口和交换多兆位数务接口、帧中继业务接口和交换多兆位数据业务（据业务（SMDS）接口等。接口等。目前，可以通过目前，可以通过ATM路由器和路由器和ATM复接器等多种网络设备实现现有各种用户复接器等多种网络设备实现现有各种用户终端（如电视、电话、计算机等）及各种终端（如电视、电话、计算机等）及各种网络（如电话网、网络（如电话网、DDN网、以太网、网、以太网、FDDI和帧中继等）的适配和接入。和帧中继等）的适配和接入。销售终端（销售终端（Point Of Sales，POS），），它是银行部门在高效率地处理信用卡业务它是银

45、行部门在高效率地处理信用卡业务时所必须采用的设备。时所必须采用的设备。利用分组交换网连接金融利用分组交换网连接金融POS机，比机，比利用电话线连接利用电话线连接POS机有显著的优点。机有显著的优点。速率快、误码率低，大大提高速率快、误码率低，大大提高POS系统的可靠性和安全性。系统的可靠性和安全性。一条线路可以同时传输语音和数据，一条线路可以同时传输语音和数据，并且多台并且多台POS机可以同时工作，提高了线机可以同时工作，提高了线路利用率。也可与其他金融业务同期管理，路利用率。也可与其他金融业务同期管理，易于实现货币储蓄、清算等业务的网络化。易于实现货币储蓄、清算等业务的网络化。投资合理、快捷

46、方便、性能良好的投资合理、快捷方便、性能良好的分组交换网连接分组交换网连接POS系统，即方便了信用系统，即方便了信用卡用户，也大大提高了银行的工作效率。卡用户，也大大提高了银行的工作效率。交通银行总行管理信息系统以交交通银行总行管理信息系统以交通银行总行、管辖分行通银行总行、管辖分行(直属分行直属分行)、分支、分支行三级组成的计算机网络系统为支撑，将行三级组成的计算机网络系统为支撑，将交通行主要经营管理信息全面纳入由计算交通行主要经营管理信息全面纳入由计算机网络进行传输收集、汇总处理、派生分机网络进行传输收集、汇总处理、派生分析的系统中，并采用析的系统中，并采用SYSBASE数据库技术数据库技术建立总行综合数据库系统，为交通银行各建立总行综合数据库系统，为交通银行各级领导和业务人员的决策、管理及时、准级领导和业务人员的决策、管理及时、准确地提供所需信息。确地提供所需信息。