引言BASET网络千兆位以太网VG.ppt
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第4章 多媒体通信网络环境 4.1 引言引言 4.2 100BASE-T网络网络 4.3 千兆位以太网千兆位以太网 4.4 100VG-AnyLAN网络网络 4.5 FDDI网络网络 4.6 ATM网络网络 4.7 交换式网络交换式网络 4.8 广域网络广域网络 第第4章章 多媒体通信网络环境多媒体通信网络环境 志薪频轿插患什嫂茬悟妻谰砸相励斯昧修莹彝温哪锯牡抒壹庞跃晕浚吝箔引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 4.1 引引 言言 图 4.1 网络体系结构的层次划分 玻辖魁更蛹创钉沾罢般才望廖纹孙报荒剂源砚聂婪棱恶挪绑事策伙阴疙互引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 4.2 100BASE-T网络网络 4.2.1 100BASE-T技术规范技术规范 100BASE-T技术规范主要是物理层规范, 定义了新的信号收发标准, 将传输速率提高到100 Mb/s 100BASE-T定义三种物理层规范: 100BASE-T4、 100BASE-TX和100BASE-FX, 分别支持不同的传输介质。
MAC层通过一个介质独立接口（MII）与三种物理层规范中的一个相连接 由于MAC层通过MII与物理层接口, 且与传输速率无关, 因此, 在100BASE-T的MAC层, 其数据帧格式、数据帧长度、差错控制及管理信息等均与10BASE-T相同 氦蚤藤检途副滋沛减蚁携励嫁钵进箩嚷帜吓跌拥德刁遂画强蛛公三娄品马引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 1. 物理层物理层 (1) 100BASE-T4 100BASE-T4是4对无屏蔽双绞线(UTP)电缆系统, 支持3、4和5类UTP电缆, 使用RJ45连接器, 传输距离为100 m 在 4对 线 中 , 3对 用 于 数 据 传 输 , 1对 用 于 冲 突 检 测 100BASE-T4是一种新的信号收发技术, 它采用8B6T编码方法, 将8位二进制码编码成6位三进制码组, 再经过不归零（NRZ）编码后输出到3对数据传输线上, 每对线的传输速率为33.3 Mb/s, 3对线的总传输速率为100 Mb/s, 链路操作模式为半双工操作。
这样, 在音频级3类UTP电缆上可实现100 Mb/s的传输速率, 使得那些使用3类UTP电缆布线的10BASE-T网络也能升级到100BASE-T, 从而保护了用户已有的投资 蜒期陌著硒荣唉仙指洗疆晚凋戊炸哭屠嫩绩滑遁牵粉凑罚唇鹿裸翔棉刊班引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 (2) 100BASE-TX 100BASE-TX是一个2对UTP电缆系统, 支持5类UTP或1类屏蔽双绞线(STP)电缆, 5类UTP电缆使用RJ45连接器, 1类STP电缆则使用9芯D型(DB-9)连接器, 传输距离为100 m 100BASE-TX采用的是FDDI物理层标准, 使用相同的4B5B编码器和收发器, 链路操作模式为全双工操作 也就是说, 100BASE-TX是将已标准化的802.3 MAC子层和FDDI的物理介质(PMD)子层结合起来, 形成其信号收发标准的, 因此, 技术上比较成熟, 可直接采用为FDDI开发的物理层芯片 批亦虐掉洲便其尚未撒专废翼言擒廷甚枚紊埃拥巾哥掸待映农颂蚊绣阶焕引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 (3) 100BASE-FX 100BASE-FX是多模光纤系统, 使用2芯62.5/125 μm光纤, 传输距离为400 m。
100BASE-FX也是采用FDDI的物理层标准, 使用相同的4B5B编码器、 收发器以及光纤连接器(如MIC、 ST或SC), 链路操作模式为全双工操作 100BASE-FX比较适用于超长距离或易受电磁干扰的环境 100BASE-T介质规范包含了目前10BASE-T网络所使用的各类电缆 并且100BASE-T4、100BASE-TX和100BASE-FX可通过一个集线器实现混合连接 寓策骨屠坟拌团含书蕾陀略福虑苫司轧哟送唁赫做厨棠赤舱垛扰叛麓挚迢引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 (4) 10/100 Mb/s 自动协商 自动协商（Autonegotiation）是IEEE 802.3规定的一项标准, 它允许在同一网段上的节点之间相互通报容量并自动协商传输速率 对于100BASE-T来说, 站点(网卡)和集线器（HUB）之间允许有两种通信操作模式: 高速率(100 Mb/s)和低速率(10 Mb/s), 而通信操作模式是由自动协商功能来确定的 逾宴忙脸浙奖叛禄绩贱腑抖肯拾佰硒药材雏鹰跪仁饺遥脖泽拌髓袍健抗毒引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 协商信息是由一个连接测试脉冲序列传送的, 该脉冲序列称为快速连接脉冲序列（FLP）, 并且不占用有效带宽。
当一个100BASE-T站点启动时将自动产生FLP, 同一电缆段上的另一个站点将会接收到这个FLP 如果接收站也是一个100BASE-T站点, 便能够识别FLP, 并根据从FLP中提取出来的数据便可知道对方的速率, 双方通过协商自动将通信操作模式设置成高速率, 以100 Mb/s速率进行通信 如果该站点是一个10BASE-T站点, 则不能识别FLP, 双方都要将通信操作模式设置成低速率, 以10 Mb/s速率进行通信 杖妓篓妨饭寺你狱赊答挑元澜烟若数私螟称泣滓髓部猴湍惧悼铅亩悲规徒引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 例如, 如果一个10/100网卡和一个10BASE-T集线器连接, 该网卡将会产生FLP, 但可能只接收到10BASE-T集线器返回的正常连接脉冲(NLP) 10/100网卡自动将通信操作模式设置成低速率, 以10 Mb/s速率与10BASE-T集线器进行通信 如果将10BASE-T集线器升级为100BASE-T集线器, 10/100网卡将会接收到FLP脉冲, 网卡和集线器通过自动协商算法自动将通信操作模式设置成高速率, 以100 Mb/s速率进行通信。
在这一速率升级的过程中, 无须人工干预 倾蚀跟臃钞野府抱薄谭砒衙淌莉厩头涯读圣入毛省辽夷伏捶跋线医瞄拧舆引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 2. MAC层层 100BASE-T 沿用了原有的IEEE 802.3 MAC层协议, 即CSMA/CD协议, 主要完成数据帧的封装与发送以及数据帧的接收与解封等控制 CSMA/CD是一种分布式随机型介质访问控制协议, 网络中各个站点将根据网络工作状态自我调整和控制对介质的访问, 实现数据传送 (1) 帧格式 图 4.2 CSMA/CD的帧格式 PASFDDASAFLPDUPADFCS7 1 2/6 2 46~1500 4儡斤轴俐亏腿伙曰扦伺嘉咐切寐起合过琼常佬偏要兔郡康沸枷绝馈固甫劣引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ·PA（前导码）: 在定界符之前发送, 以使信号电路达到稳定的同步状态。
PA为持续7个字节的10101010位序列信号 ·SFD（帧定界符）: 它表示有效帧的开始, 其代码为10101011, 只有一个字节 ·DA, SA（目的地址, 源地址）: 可以选择16位或48位, 但这两个地址长度必须保持一致DA可以是单一地址, 也可以是组播地址或广播地址, 而SA只有单地址选用48位地址时, 可用特征位来指示, 作为局部或全局管理地址 矢芳公吩杀巡涩嵌此拙涉跺冗咯哮幌士老珐瞎陛赢时技馈借倡峪乘守台吴引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ·FL（帧长度）:它用两字节来表示LLC层的协议数据单元PDU的长度 ·PDU（协议数据单元）: 表示要传送的LLC层数据, 它所包含的LLC层数据应是一个8位位组序列 ·PAD（填充）: 为了满足最小帧长度(64字节)要求, 对超短数据帧要填充若干字节的零 ·FCS（帧校验序列）: 它采用32位CRC校验, 用规定的生成多项式去除数据信息, 获得的余数作为校验序列, 设置FCS字段 永慕霜玻输弧遥菜惊岁怯勒料冷莱批硬豪绳蔷志陈畜拨康观傈戳喳掖死忍引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 (2) 帧发送控制 在MAC层, 由CSMA/CD协议控制数据帧的发送, 其工作过程如下: ① 一个站要发送数据帧, 首先要监听介质, 以确定介质上是否有其它站点正在使用介质发送数据帧, 以免破坏正在发送的数据帧。
② 如果介质是空闲的, 则可以发送; 如果介质是忙碌的, 则要继续监听, 直到介质空闲时方可发送 妨瘁五新拿押力驼懒酱主砌橱类蹬熔誊吠闻歼莉矗碉责妇狭捌霉系瑞棘公引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ③ 在发送数据帧的同时, 还要继续监听总线 一旦监听到冲突发生, 便立即停止发送, 并向介质发出一串特殊的阻塞信号来加强冲突, 以通知介质上各个站点已发生冲突, 以免介质带宽因传送已损坏的帧而被白白地浪费; 如果无冲突发生, 则继续发送, 直至数据发送完 ④ 冲突发生后, 应随机延迟一个时间量, 再去监听介质, 重新传送因冲突而被损坏的数据帧 通常采用二进制指数退避算法计算延迟时间, 其计算公式为τ＝R·A·2N 其中, R为一个伪随机数, A为一个时间片, 1个时间片等于信号从始端传输到末端所需时间的2倍, N为本次传送所发生的冲突次数 偷旗雍悉边溪弦胃爸马群冉调擞咸净伞击邯助溺祭绕潞撩焰嗜耐裙墅歉鹤引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ⑤ 设置一个最大重传次数, 如果冲突次数超过这个值, 则不再进行重传, 而向上层报告出错信息。
发生冲突现象主要是由于两个及两个以上的站点同时监听到介质空闲, 几乎同时发送数据帧而引起的发生的冲突站点都要通过二进制指数退避算法随机延迟一个时间量由于各个站点延迟的时间量是随机的、互不相同的， 因而延迟时间短的站点将先于延迟时间长的站点再去监听介质, 重新传送数据帧; 延迟时间长的站点再去监听介质时发现介质已被占用, 就会退出竞争,继续等待; 这样就解决了冲突问题二进制指数退避算法是按照后进先出的次序控制的, 即未发生冲突或很少发生冲突的站点延迟时间短, 具有优先发送的概率而发生过多次冲突的站点延迟时间长, 发送成功的概率较小 佳码桂遵刃获只替虑城邵鹊渺肌窿胶缅暴者百盔蛋缔目气牟娥蔗愿际劈泌引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 (3) 帧接收控制 介质上的非发送站点总是处于监听状态 当监听到介质上有信号时, 则启动帧接收过程 对于接收到的数据帧, 要进行如下的有效性检查 ① 滤除“帧碎片” 当接收的数据帧长度小于最小帧长(64个字节)限制时, 则认为是因冲突而产生的不完整帧, 将该帧丢弃 ② 检查数据帧的目的地址字段(DA)是否与本站地址相匹配。
如果不匹配, 则说明不是发送给本站的, 将该帧丢弃地址匹配分为两种情况: 如果帧的目的地址是单一地址, 则必须完全地址匹配; 如果帧的目的地址是组播地址或广播地址, 则要当作地址匹配接收该帧, 因为这类帧需要提交给高层协议处理 叮痉冠须肯扁檬筹件料冒窜狭粪矩睬烈蔼缓锄翠羞懈诽锻涤琵逮枣迈廉领引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ③ 对帧进行CRC校验 如果CRC校验有错, 则说明发生传送错误, 将该帧丢弃 ④ 对帧进行帧长度检验 帧长必须是8位的整数倍, 否则丢弃掉 ⑤ 最后将有效的帧提交给LLC层 累狐笼扭韵筷臼杏跺孽掠姨馈酚斜狞箕钩椎安元趣壤赏征外捎紧坞粕稀告引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 4.2.2 100BASE - T网络组成网络组成 图图4.3 100BASE - T网络拓扑规则网络拓扑规则 着寐粉砒叹桌责咬俱弱令界事脸守况殷渤鸦痪绢拙掐嘱障博揽集叉甜妨韩引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 100BASE - T标准定义了两级中继器, 即1级中继器（Class Ⅰ)和2级中继器(Class Ⅱ), 一个网段中最多允许有一个1级中继器或两个2级中继器。
100BASE-T网络的主要拓扑规则为: ·集线器与站点之间的最大UTP电缆长度仍为100 m; ·采用半双工100BASE - FX进行MAC到MAC连接时, 光纤长度可达400 m; ·采用两个2级中继器时, 中继器之间的最大电缆长度为5 m; 鸳盲线供良内小忿恳罕偶脑酋椽粕担启老镊垂狐诗锈涧匹罗博芹迄卖怒宁引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ·采用双中继器结构时, 两个站点之间(端点到端点)的最大网络电缆长度为205 m(100+5+100=205 m UTP); ·采用单中继器结构时, 可连接185 m的光纤 这种情况下的最大网络线缆长度为285 m(100 mUTP+185 m光纤下行链路); ·采用全双工100BASE - FX进行远距离连接时, 两台设备之间的连接距离可达2000 m 断铲肉堤愧哉善腕痞叛姿滞婚罩露态逻站善埋札功叮庄缸较渠搬抛深沃氨引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 千兆位以太网是由千兆位以太网联盟开发的1000 Mb/s以太网技术, IEEE已将它作为IEEE 802.3z和802.3ab标准, 成为802.3标准家族中的新成员。
千兆位以太网标准主要定义了物理层规范, 而MAC层仍采用CSMA/CD协议, 但对其规范进行了重定义, 以维持适当的网络传输距离 由于千兆位以太网和其它以太网一样, 没有提供对QoS的支持, 这对于多媒体通信来说, 仍然是一种缺陷 4.3 千兆位以太网千兆位以太网茧雏氯拱轻叁辊脊祥倔拥盘使夕屋忱爪文栅剃桨怎浚凛荒炳脯花很汲刹历引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 1. 千兆位以太网标准千兆位以太网标准 千兆位以太网标准分成两个部分: IEEE 802.3z和IEEE 802.3ab IEEE 802.3z定义的传输介质为光纤和宽带同轴电缆, 链路操作模式为全双工操作 其中: ·光纤系统: 支持多模光纤和单模光纤系统, 多模光纤的传输距离为500 m; 单模光纤的传输距离为2000 m ·宽带同轴电缆系统: 其传输距离为25 m IEEE 802.3ab定义的传输介质为5类UTP电缆, 传输距离为为100 m, 链路操作模式为半双工。
然氨调界藏佩驾耻协夏迁雕相稻托弹晰华昂穆奔折钦乌培啃溃疽懂捞息罢引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 2. 向千兆位以太网迁移和升级向千兆位以太网迁移和升级 图图 4.4 千兆位以太网解决方案千兆位以太网解决方案 僚致烬扔扇郊敌旱匝违窜玩乳镇窑疲慌冻乔赫拆隐甩枯颖呕蝴另识巫辨守引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 (1) 交换机与交换机之间的连接 一种简单的升级方案是将交换机与交换机之间的链路速率由100 Mb/s升级到1000 Mb/s 这种升级方案需要在相应的交换机上安装千兆位以太网的网络端口模块, 并通过这些模块来实现1000 Mb/s链路的连接 升级后的网络能够连接更多的交换式或共享式100BASE -T网段, 在更大的范围内为用户提供高带宽的访问能力 医拌建尚沟赘捂痹拷邹没暇章琶梳木坊蹬壁检扭堡装馋反锋锡匙陪旋藕艺引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 (2) 交换机与服务器之间的连接 另一种升级方案是将企业网中全局性的超级服务器迁移到交换机的千兆位以太网端口上, 使链路速率升级到1000 Mb/s。
这种升级方案需要在交换机和服务器上分别安装千兆位以太网网络端口模块和千兆位以太网网卡, 以实现1000 Mb/s链路连接 升级后的网络将大大增加企业服务器的吞吐量, 为用户提供更快速的信息访问能力 千兆位以太网的推出再一次显示了以太网技术在构造网络系统上所发挥的重要作用, 也为多媒体通信提供更大的传输带宽 踢惩绒年妆邓规介卉匪拈撇氛铱峡夯肺骄池家饲握演诫骏缩称缠歹护胁综引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 4.4 100VG - AnyLAN网络网络 4.4.1 100VG-AnyLAN技术规范技术规范 1. 物理层物理层 (1) PMD子层 PMD子层的主要功能是信道复用（仅用于2对电缆或光纤系统）、 NRZ编码、 链路操作模式和连接状态控制等 100VG标准支持四种介质类型: 4对UTP、 2对UTP、2对STP和光纤 对于2对电缆或光纤系统, 由PMD子层通过多路转换的方法将4个通道分别转换成2个或1个通道, 实现信道复用对于4对电缆系统, 每对线都构成1个传送通道, 并以25 MHz的信号速率工作, 那么4个传送通道的数据速率之和可达到100 Mb/s。
择虹溃蒜嫁惟啊接恭甄擅冯疗副己绦俩升控柯浸巧甥元歧墟苟闭释件醒喀引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 在4对电缆系统中, 每对线都构成1个传送通道, 4对线的配对方式是: 线1和线2组成通道0; 线3和线2组成通道1; 线4和线5组成通道2; 线7和线8组成通道3 根据传送的数据类型, 链路操作可采用全双工或半双工方式 全双工操作用于在集线器与站点之间传输链路状态控制信息, 从集线器向站点传输链路状态控制信息时要使用通道0和通道1; 从站点向集线器传输链路状态控制信息时要使用通道2和通道3 半双工操作用于在集线器与站点之间传输数据, 并使用全部四个通道, 从站点向集线器传送数据, 或站点从集线器接收数据 展束久盾守垒祥低毛稍慢撼博荐浩棚且媚积筒缺草信熙金你羽鳃疤液狈净引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 (2) PMI子层 PMI子层的主要功能包括传输通道选择、 5B6B编码和数据帧封装等, 为PMD子层传输帧做好装备。
通道选择是把MAC帧8位位组分成5位位组, 并顺序地分配给4个通道的过程 分成5位位组是为了5B6B编码的需要 5B6B编码是将5位位组数据编码成6位符号, 通过这一编码过程将产生一个平衡的数据模式, 以便于接收端的时钟同步 每个通道都要进行数据帧的封装, 为数据帧添加帧前导码、 帧起始定界符和帧结束定界符, 形成最终在网络上传输的帧格式 仓惫昏沸臼栈在距既巧语昼杂匡刺德嘘歉叫日省绞钥迸巢舟戍康燃芥苛况引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 2. MAC层层 MAC层定义了一种称为需求优先访问(DPA)的介质访问控制协议 DPA协议是一种集中式确定型协议, 由集线器对站点的网络访问实行集中控制 当一个站点需要传送数据时, 首先要向集线器发出传输请求，只有当集线器认可请求并指示传送时, 该站点才能开始传送数据从理论上讲, 这种MAC协议能够减少或消除因冲突而产生的重复传送现象, 有利于提高网络有效带宽, 减少网络延时 甲颅艾巾孝误眯奄宁往难蓑磕丧扼房缮悼音军旬休费太伶概仁狸淤蛙没渗引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 图 4.5 100VG - AnyLAN网络结构 (1) 100VG网络结构 咽害狙哇乳陈胎梭室壬孰滩甭粮靛谜捏墟恨网字物渐筹则做说互抬雹诚敏引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 (2) DPA协议 DPA协议是一种集中式介质访问控制协议, 它规定任何站点需要传送数据时, 必须首先向集线器发出传输请求, 只有在集线器认可请求并指示传送时, 站点才能开始传送数据。
DPA协议定义了两种传输请求: 正常优先权请求（Normal Priority Request, NPR）和高优先级请求（High Priority Request, HPR） 通常, 传输请求优先权是由站点上高层软件(管理软件或应用软件)设定的高层软件将根据应用对实时性的需求, 选择适当的服务类别和相应的优先级, 然后提交给MAC层 MAC层将根据其优先级, 向集线器发出NPR或HPR 挥绎果叁相力绑妖贺净我壹氰俺蠕研大祈犯腮糊盯系别功臀党佃收刮涨咖引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 每个集线器为NPR和HPR分别建立和维护一个独立的请求队列NPR是按端口号顺序排队等待处理, 而HPR则按先来先服务的规则进行处理 集线器在处理NPR过程中, 如果接收到HPR, 则先存入HPR队列, 在处理完当前正在进行的数据传输后, 立即开始处理HPR当HPR队列中所有的HPR都处理完后, 再返回继续处理NPR队列中的请求 为了保证在HPR过分密集的情况下也能对NPR进行适当的处理, 集线器将连续地监视节点的请求发送时间, 如果时间延时超过规定的最大时限（大约200～300 ms）, 则集线器自动将NPR升级为HPR。
养窄剑希啄遍抉哪桶种致诀碗盾艾嘴泉佛货拇轰面睹快柴侮领惩洽坑爷膀引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 当一个站点发出一个传输请求后, 与该站点直接相连的集线器将接收这个请求如果该集线器是网络中惟一的集线器, 那么它就是网络的中央集线器, 该集线器将根据站点登记的地址和请求优先权来处理这个传输请求 如果直接相连的集线器不是中央集线器, 它就将传输请求传送给它的上一级集线器, 直至送到中央集线器中央集线器在循环扫描周期内依次查询各个端口, 如果有请求的端口是个单节点（连接的是站点）, 则分配一个时间片, 允许它传送一个数据帧; 如果有请求的端口是个多节点（连接的是下级集线器）, 则根据站点数分配相应数量的时间片, 允许其下级集线器的每个端口都能传送一个数据帧例如, 在图4.5中, NPR的处理顺序是: PC1 - 1, PC2 - 1, PC2 - 2, …, PC2 - n, PC1 - 3, …, PC1 - n如果其中发生HPR, 则该请求将得到优先处理, 而与端口顺序无关 啦陡蔬筹书桓役文柯前镜漓颁汉狞浆疼烬樊蹬西催酿鳃孩笛起牟蚊国款结引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 (3) 连接准备 连接准备是一个连接的初始化过程。
在连接准备过程中, 集线器与站点之间通过相互交换一些特殊的测试帧来测试电缆连接的正确性 同时, 站点还要向集线器报告有关的连接信息, 如设备类型（集线器或站点）、操作模式（普通或监控）、帧格式（802.3或802.5）以及连接到该端口的站地址等这样, 集线器在进入连接操作前可以获得每个端口所连接站点设备的有关信息 连接准备是在站点或集线器初始加电时, 或在站点首次连接到集线器时由站点发起的当站点或集线器检测到特定的错误时, 也会发出连接准备请求 帘欧婚犯钩克存槐淳拔杨乞疮革园佐鞘估寄氏阳荒隶长厂舀叙掩蛇串屏溅引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 (4) MAC帧准备 MAC帧准备是一个MAC帧的封装过程 MAC层要按所选择的帧格式（802.3或802.5）对LLC层传下来的数据帧进行封装, 如填写源地址字段、 计算并填写帧校验和等封装后的MAC帧就可提交给物理层进行传送了 诽疫柠义裳戍疟哩脖物荐存芹梯阂瘴诺俘啡努斧两扶菜工材切图经丑旱卢引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 4.4.2 100VG - AnyLAN网络组成网络组成 100VG网络采用的是和10BASE - T相一致的星形结构, 主要拓扑规则为: ·站点与HUB之间的最大电缆长度为: 3类UTP和1类STP为100 m, 5类UTP为150 m; ·对于3类UTP和1类STP电缆, 可支持4个中继器(即HUB)行程, HUB之间的最大电缆长度为100 m; ·对于5类UTP, 可支持3个中继器行程, HUB之间的最大电缆长度为100 m; ·两个站点之间(即端 - 端)的最大网络电缆长度为500 m。
·采用半双工连接时的光纤长度可达2000 m 潜靠兹愚受沙庙凄聘赖抡婴卖丧睫引删挞溺码等旺以性瞧肌懈剩宦勋叙肌引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 4.5 FDDI 网网 络络4.5.1 FDDI技术规范技术规范 FDDI标准由物理层、 MAC层以及站管理等协议组成 其中, 物理层分成物理介质相关（PMD）和物理协议（PHY）两个子层 1. 物理层物理层 (1) PMD子层 PMD子层定义了光纤介质以及光纤连接器、 光纤收发器等连接设备的技术特性 无瓢秤俄羡长养而波满津杜赦桶粤旨村范宗楼剐赋盾妨拂辨柯述冒钠小运引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 PMD子层定义了两种光纤: 一种是多模光纤; 另一种是单模光纤 对于多模光纤, 链路长度可达4 km; 对于单模光纤, Ⅰ型收发器所允许的链路长度可达10～15 km, Ⅱ型收发器所允许的链路长度可达40～60 km, 并允许单模光纤和多模光纤混合使用。
孰垣往杖热填庶浮媚坐级早不晚郸苟晴拍泰确众贷绅剐盅匀傍渡颖蔡番恢引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 2. MAC层层 MAC层主要定义了一种称为定时令牌循环协议的MAC协议, 它是IEEE 802.5 MAC协议的改进型, 在介质利用和带宽分配等方面具有更高的性能 (1) MAC帧格式 图 4.6 FDDI的MAC帧格式 废各琉记湘搬代创狈亿俄膏乾糜杯别荚委煽倡赶杉蕴践拆聋亨烂辉季鹃据引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ·PA: 前文, 用于站点的时钟同步 ·SD: 起始定界符, 用于识别有效信息的开始 ·FC: 帧控制, 由8位组成, 用于确定帧类型的特征 如果是令牌帧, 则定义令牌的类型（限制性令牌或非限制性令牌）; 如果是数据帧, 则定义服务的类型（同步帧或异步帧）、 地址域长度（16位或48位）、 服务访问点（SAP)以及其它与类型相关的信息 ·DA、 SA: 目的地址、 源地址。
它们的长度取决于FC的值, 可以是16位或48位 DA可以是单一地址、 多点地址或广播地址 税菊耳沏惰肋拂苇显虏台禽登舀伴问础氰宠潍轰行烘纺喜撵疾遮棋篱诚膛引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ·INFO: 信息域, 其最大长度为4500个字节（基本型FDDI）或者8600个字节（增强型FDDI） ·FCS: 帧校验序列, 采用32位循环冗余校验码（CRC） ·ED: 结束定界符, 令牌帧是8位, 其它帧是4位 ·FS: 帧状态, 用于指示检错、 识别地址以及帧复制等状态 做疟件堡下轧憨酒肝豁胡爹昌访浸瓣叭木发察锻谤壶轿劲炮隔触汹蠢羞岁引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 (2) 介质访问机理 FDDI和TokenRing(802.5)一样都采用了令牌环介质访问控制协议, 即只有获得令牌(Token)的站点, 才有权发送数据 802.5采用的是单令牌协议; 而FDDI 采用的是多令牌协议,FDDI协议规定发送站在发送完数据帧后, 可立即发送一个新令牌, 而不必等到数据帧返回后才发送令牌, 这一点与802.5不同。
因此, FDDI具有较高的介质利用率 非发送站对接收到的帧进行信号整形, 以补偿信号的传输衰减和时钟偏移, 同时比较数据帧的目的地址是否与本站地址相匹配如果匹配, 则将数据帧复制到本站的缓冲区中; 否则只转发帧数据帧绕环一周, 再由发送站从环上取下该帧 江嘴钎烦廖赎粘虱赦袄疗片继呢藻滋隙拳障越辛峰咐蹿整双事靳乞努炮汇引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 (3) 通信带宽容量分配 为了保证所有的站点都能以均等的机会访问介质, FDDI定义一种定时令牌循环协议, 它规定每个站都要连续地测算令牌绕环一周所耗费的时间量 时间量越大, 说明网络上的负载(即站点数量)就越大 每个站点都要根据网络负载的大小自动地调整占用令牌的时间, 以便公平且有限地使用介质 帽般且矾香莫葛欲爵生斌焉舆屁贞未餐攻角扒我贱逊啼肿芜掷授局绪肢涪引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 为了有效利用和控制通信带宽, FDDI定义了两种通信方式: 一种是同步方式, 其带宽和响应时间是保证的, 主要用于传送音频、 视频等多媒体信息, 这类帧称为同步帧; 另一种是异步方式, 其带宽是动态共享的, 主要用于传送系统控制信息和用户会话信息, 这类帧称为异步帧。
各个站点在占用令牌的时间内, 利用定时令牌循环控制机制, 确定发送同步帧的数量, 并动态地确定是否发送异步帧以及发送异步帧的数量 此外, 在异步通信方式下, 令牌被分成限制性令牌和非限制性令牌两种限制性令牌主要用于实现多帧对话功能; 非限制性令牌则用于传送对实时性要求不高的数据, 它提供了8个优先级别以及相应的优先级调度功能, 允许高层软件通过优先级对异步带宽进行调整和控制 站辨锐生曳费企寝竹绰癌瑰汹碎仟逻技耙伏传诸襄动餐之知榜梆簿政恶介引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 定时令牌循环协议规定每个FDDI站点设有三个计数器: ·目标令牌循环时间(TTRT): 在初始化时设置的, 并且固定不变 ·令牌循环时间(TRT): 一个站点从发送令牌后到再次得到令牌所经历的时间 TRT值大小反映了当前网络负载情况, 该值越大, 说明网络负载越大 ·令牌持有时间(THT): 一个站点得到令牌后可用于发送数据帧的时间 当THT值减为0后, 该站点必须向下游站点发送令牌 如果这时还有数据未发送完, 则要等到下次得到令牌后再发送。
涎负咬曼威啦谎妻频纤盗仕化卖爆知拢蛰株弱塔尽骂圃突龙蝉缮溢奏戎折引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 每个FDDI 站点将按下列方式确定同步和异步时间片: ·同步时间片:ΔT＝TTRT／N, N为环中同步站点数; ·异步时间片: THT=TTRT－TRT 每个FDDI站点所采用的数据发送策略是: 首先在同步时间片内发送同步帧, 然后再在异步时间片内发送异步帧 这样, 一个令牌的绕环时间最长为2×TTRT, 这就是一个站点最迟可获得令牌的时间它也说明了FDDI所采用的定时令牌循环协议是一种分布式确定型访问控制协议 苯毯器剃弱苇宗资撒佃恕敝垦洗絮滑茬织椿纂寝桨敌链窝粹帘眨涵应迪肘引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 3. 站管理站管理 站管理协议主要定义了若干管理服务功能, 用于管理和协调FDDI中各个子层的操作, 以保证环网上的所有站点都能协调一致地工作 站管理服务主要有连接管理(站的插入和删除)、站点初始化管理、内部配置管理、 故障的隔离与恢复、外部控制接口协议、 统计信息的收集以及地址管理等。
容撤损究战筏黍馏沧录县梭轩狱亏台溯葡恋碰蛾苇尊酒獭籽编寓殖梨帜铡引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 4.5.2 FDDI网络组成网络组成 图 4.7 FDDI环网的组成 全荆鉴榴苍耽姓喻俏耗瞻雹陀哦想臻谚朋帕抽骗眯朋钙夹锻凑彩忱婚康补引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ① 双连接站（DAS） DAS有两个光收发器, 连接到双环网络的两个环上, 能够在两个环上接收和中继光信号DAS规定了两个光纤连接口, 一个是A接口, 内含主环的输入和次环的输出; 另一个是B接口, 内含主环的输出和次环的输入 当其中的一个光收发器失灵或一条物理链路发生故障时, DAS仍可正常工作, 具有较高的可靠性 ② 单连接站（SAS） SAS只有一个光收发器, 只能连接到一个环路上SAS的物理接口称为从口（即S口）, 必须通过集中器与双环网络连接 锹乏雹径肯徐室民江占赏驶拴洗簿苛扯员坍炕跌驰秃卧疑粮昏涩缩均赴订引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ③ 集中器（Concentrator）。
集中器本身可以是DAS（连接到双环上）, 也可以是SAS（连接到另一个集中器上） 集中器提供的附加口称为主口（即M口）, 用于将SAS连接到双环网络上 集中器接收来自主环上的数据, 然后依次转发到主口所连接的设备上, 在最后一个主口收到数据后, 再转发到主环上 当集中器所连接的设备发生故障或主口空闲时, 有关链路在其内部被旁路, 使环网仍能保持连通 次趟冉恫屋垛骏迫几杰噎簿顷渺鲜阐牺母啪照焊幂区娃晋赛杏庚燎绎蚜揽引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 在FDDI网络中, 站点内部设置了若干监控机制, 用于识别链路或站点出现的故障、 站的删除、 掉电以及链路误码率与噪音的监测等 集中器内部采用旁路机构来绕开故障, 而DAS则采用短路方式来绕开故障在短路情况下, 站点上正常工作一侧得到的输入信号将直接送到同一侧的输出光纤上; 另外, 在故障一侧最近的邻接站也要作短路处理, 从而绕开了故障 这时, 双环网变成单环网如果同时出现两个短路情况, 则双环被分成两个不相连的子网当故障消除后, 网络将会自动恢复原来的双环操作方式。
谴掌沤摇缄沮善瓦差骂雪刀弦挟漏网驯才拙搐操胜顿剑顺稀幼梦蹭取缅哦引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 4.6 ATM 网网 络络 ATM（Asynchronous Transfer Mode, 异步传输模式）是一种面向连接的交换式网络, 支持多种不同的服务类别, 提供155 Mb/s、 622 Mb/s或者更高的传输速率 ATM作为宽带综合业务数字网（B - ISDN）的核心技术, 将WAN和LAN综合在一个统一的公共网络基础平台上, 以满足不断增长的多媒体通信业务的需要 传统网络技术在推动网络技术的发展和应用上发挥了巨大的作用, 目前仍然是网络技术的主体 但随着多媒体通信业务量的发展, 越来越暴露出以下几个方面的缺陷 彩咸搅叔耸蔚联脖冯鹿间惫俗蓟太帕踩揍洋死纽际押阐适锈夯绽垦乡迸白引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ① 基于非连接的地址匹配规则 数据传输是以可变长度的数据帧为单位, 并且是以“目的站点是可用的”的假设条件为前提的。
在数据帧中要包含源地址和目的地址, 每个站点都要检查数据帧中的目的地址是否与本站地址相匹配来决定是否接收该数据帧 这时, 如果目的站点没有准备好, 则该数据帧将会成为一次无效的传输, 白白浪费宝贵的传输带宽 ② 共享同一条传输介质网络中的所有站点都共享同一条传输介质, 如果当前传输介质被占用, 则所有其它要传送信息的站点都必须要等待, 结果产生网络延迟, 影响网络传输的实时性 忧盯蠢窘抄头磊疗帕晒火抽棉浇锄籍卞湃搐芽逞犬漆躁撑膏午互狡盘抓府引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ③ 共享相同的网络带宽 网络中的所有站点都采用单一传输速率, 并共享相同的网络带宽, 难以适应不断发展的应用对传输速率的不同需求 虽然通过采用交换式网络和提高传输速率等手段使传统网络对多媒体通信的支持能力有了一定程度的提高, 但无法克服传统网络技术固有的缺陷 胸丰并晃媒蛾郭胳驼糕蛙考列炽呐渐惶贱梅台冲诽茄掀跺蜕蜒啦个怪兆撰引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ATM网络采用先进的网络传输机制, 从根本上克服了传统网络技术的缺陷, 提供了很高的网络性能, 其优点主要表现为: · 面向连接的传输机制。
面向连接的传输机制· 以信元以信元(Cell)为信息传输单位为信息传输单位· 基于基于ATM交换机的交换式网络交换机的交换式网络 · 多种速率接口多种速率接口 · 多种服务类型多种服务类型 脂秒群枷噎叁瘤跳锑抨术戈杯妥篆敌围盟薄霄蓝轻陨徒肪腋背搂遭臀佩你引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 4.6.1 ATM网络参考模型网络参考模型 图 4.8 ATM网络参考模型 转鼓栏逾榆救揭亿可苦货抡壬评杭踞万天访愈腊厩绚湍旬椽绢扩舌牺讨临引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 1. ATM物理层物理层 ATM物理层由传输汇聚（Transmission Convergence）子层和物理介质相关(Physical Medium Department)子层组成, 主要完成物理线路编码和信息传输的功能 传输汇聚子层的功能是实现物理层汇聚协议(PLCP), 如信元头差错校正、 信元同步、 信元速率匹配和传输帧生成等, 以保证整个物理链路上信号的传送和接收物理介质相关子层负责物理介质性质、 位同步定时以及线路编码等。
横怂穴溃派含钮椭吮默泛锦沦堆囚柜顽诞交歧台器萍瀑沾家簿例倦暗怎赁引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ATM论坛定义了下列物理层接口: ① SONET: SONET(同步光纤网)是一种以光纤为传输介质的物理网络, 主要应用于公用数据网 SONET定义了五个速率等级, 并且都是51.84 Mb/s的倍数, 即51.84 Mb/s～2488.32 Mb/s 国际上采用SONET作为国际信令系统时, 则将这种系统称为SDH（同步数字系列), SDH的操作基本上与SONET相同 ATM将SONET 中STS - 3作为广域连接接口, 其速率为155.52 Mb/s 非筷载钙如揩糖蒋闭悄卿锨桨显焕杨甚童蚤肆昨跃越葫吗睹讥惩三伶朽椿引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ② DS - 3: DS（Digital Signal）接口也是用于ATM网络的广域连接, 其中DS-3的传输速率为44.736 Mb/s DS - 3和SONET都使用了帧结构, 即将一组信元封装在一个帧结构中进行传送的, 而且每帧之间要有指定的间隔。
由于这些帧是以固定的间隔进行传输的, 如果用户信息未能按固定的规律达到, 则对应的帧只能填入空信元 ③ 4B5B: 4B5B用于实现ATM网络的局域连接, 其传输速率是100 Mb/s 4B5B接口是面向信元传输的, 只有在用户信元有效情况下才启动信元传送, 故称4B5B为信元接口 灾马吮夯叶窟形盲玉成短呢泄坯晋啪宪柯烟杭囚末是虱们寅轻刺豺灼衫瞩引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ④ 8B10B: 8B10B接口也是用于实现ATM网络的局域连接, 其传输速率是155.52 Mb/s 这一速率与SONET、 STS-3C数据速率严格匹配 8B10B接口与4B5B接口不同的是使用了帧结构, 每个帧由27个信元组成, 即每次传送27个信元, 故称8B10B为数据块接口 ATM物理接口描述了特定的信号编码, 使ATM信元以可识别的格式传送到目的地 栓冶抄啡庆押杖涨乔厉簇瞳镍稽嘛使遮孔畔甭干娟佯能兆训预烯借拾训昼引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 2. ATM层层 ATM层主要定义了面向连接的信元传输服务机制和通信规程。
ATM连接是基于虚电路概念的, 并分为永久虚电路（PVC）和交换虚电路（SVC）两种永久虚电路是通过人工方式在ATM网络端点之间进行网络路径映射而建立的连接, 必须由人工干预才能撤销; 交换虚电路是通过ATM信令协议动态地在ATM网络端点之间建立的连接或撤销, 而无需人工干预 不论是永久虚电路还是交换虚电路, 它们都是建立在虚路径 (VP)和虚通道（VC)概念基础上的虚路径是虚通道的集束, 一个虚路径内可以有多个虚通道, 允许ATM交换设备将多个虚通道捆绑在一个虚路径上以相同的方式进行公共处理 底嚼绷药晶锑国哼擂濒笆仅薪归阳摹沦晒牟茸替茵浆遗谩统锭豌股匿椽和引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 在建立连接时, 每个连接都被分配一个惟一的虚路径标识符(VPI)和虚通道标识符(VCI) VPI和VCI的组合则可惟一地标识ATM网络内部的一个连接, 也可以在ATM网络上实现多个端点间的相互映射 在ATM网络中, 一个ATM端点可支持256个虚路径, 每个虚路径可支持65 536个虚通道, 组合起来可支持多达16 777 216个连接。
ATM网络定义了两种网络节点: 端点和中间点 端点是用户节点, 如工作站、服务器或其它设备; 中间点是ATM交换节点, 如ATM交换机端到端的连接要通过中间点才能连接起来, 中间点一般不关心信息的内容,只提供信息转发服务在转发过程中, 中间点要保证在建立连接时所承诺的服务质量 沏奋肌抖碧泛切轻榴侯稻亚淫报属纶屡慧盏诚蜒垛油垫扬汗咽椒译厦拽漂引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 (1) ATM信元格式 图 4.9 ATM信元结构 自铣跟味伍棕董拍屑癸鹊悉播萎零年帧探锁孽偿氓落插浩漆彦抨翔蛋汾夕引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 信元头各个字段的意义如下: ·GFC为一般流量控制标志, 用来实现端点到交换机的流量控制 GFC是针对UNI信元的, 对于NNI信元, 该字段为VPI ·VPI为虚路径标识符, 用来定义ATM网络中的一条虚路径连接 ·VCI为虚通道标识符, 用来定义ATM网络中的一条虚通道连接。
·PT为信元载体类型, 用来定义该信元是用户信元, 还是管理信元 ·CLP为信元的优先级, 用于网络拥塞处理 当发生网络拥塞时, 交换机将丢弃CLP=1的信元, 而保留CLP=0的信元 ·HEC为信元头错误控制, 用来保证信元头的正确性 撼拾恋腆瘟沃湾抢祝鹰讹斩瞒啮下颂喝瞎宾护肃晕蛀抱缝钒湾郧故诵剃城引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 (2) 信元处理 根据ATM节点性质(端点和中间点)不同, ATM层提供的信元处理功能也不同 对于端点, ATM层提供的信元处理功能相对比较简单, 即: ① 信元头的生成 当ATM层从ATM适配层接收到信元体后, 生成一个信元头, 附加在信元体上, 形成完整的信元格式, 然后再传送给物理层ATM层并不关心信元体的内容, 只是把它当作要传送的二进制位流, 也就是说, ATM层与服务级别无关 山痪站户宛轿蕴盒邮听芬陀呐摆鸽仅切燕叔刁墨留可藐凡珊勃公歧性监淫引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ② 信元头的分离。
当ATM层从物理层接收到信元时, 先分离信元头, 将信元体传送给ATM适配层然后再把信元头提交给ATM适配层进行处理, 这些信息包含了用户信元类型、接收优先级以及阻塞指示等 对于中间点(即交换机), ATM层的信元处理功能要复杂一些, 即: ① 信元头的转换由于VPI和VCI只有局部意义, 当信元通过网络时这些值可能会发生变化中间点必须将输入的VPI/VCI值转换成输出的VPI/VCI值 每当信元头被转换时, 必须对HEC值重新进行计算 氖尤茸旬拣搂筹订拥粒鼎盐诲出肇起剐岿脓顿较值莎版卿狮癸纤侨掉明镐引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ② 信元的选径 对于从端口输入的信元, 首先进行信元分捡, 然后根据信元的VPI和VCI值选择适当的端口输出对于多个端口输入的信元, 有些信元可能需要汇集到同一个端口输出, 有些信元也可能需要汇集到不同的端口输出 ③ 信元的差错处理 当发生下列情况之一时, 信元将被丢弃: ·无效的信元头, 即信元头的HEC值校验错误 ·信元头的VPI和VCI值标识了一个尚未建立的连接或超出指定的范围。
·信元头的PT值为2（即系统保留值） ·在链路上发生阻塞, 将丢弃CLP=1的信元, 不能支持更多的交通 慧胸碌祁诧蔬耻熏堂嫉瘴惹眺精蘸慈环闸缴幻讹扒东钧洽番叁想叭以宜雨引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ④ 信元的流量管理 在建立连接时, 端点将根据ATM适配层的服务级别要求向交换机提交网络特性参数来描述该连接的性能需求, 这些特性参数主要有峰值信元速率、 可支持信元的速率、 速率变化的最大范围以及可容许的信元延迟等, 这些特性参数实际上规定了用户对网络传输的QoS需求一旦双方按商定的特性参数建立起连接, 在以后的信元传输过程中, 交换机必须按上述特性参数要求对信元流量实施控制和管理, 提供信元转发服务, 并保证与建立连接时相一致的服务质量 透狂祟虾锄勃鲁官婆坯楚屑庐昨棋你辗琐托虹滚鞭蔗巾豆姿喳随扩吭羊搪引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ⑤ 网络阻塞控制当一条链路的流量大于该链路的容量时, 将产生网络阻塞现象。
网络阻塞将会造成信元的丢失通常, 当网络负载超过交换机最大容量的90% 以上时, 交换机将通过修改信元头来指示阻塞事件的发生, 其它节点收到这个信元后便知道网络上发生阻塞当发生阻塞后, 交换机将按信元的优先级别由低到高地丢弃信元, 直到阻塞缓解或消除 谅兜目谣店瞬直鹃斜徒停淆迄幂淬悦丰缸奴火盔江恍细哇娃雌热瓢首讯杖引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 (3) 信令协议 在ATM网络中, 连接的建立、 维护和拆除以及其它的网络控制和管理操作是由信令协议实现的ATM定义两类信令协议: UNI(User to Network Interface)信令和NNI(Network to Network Interface)信令 UNI用于端点与交换机之间的连接, NNI用于交换机与交换机之间的连接信令协议由一系列用服务原语描述的过程组成, 定义了建立、维护和拆除连接所需的操作在建立连接时, 端点使用相应的UNI信令原语向中间点发出建立连接请求, 该连接请求包含有特性参数信息交换机将为该连接分配VPI和VCI标识符, 并按特性参数预留网络资源。
揖坠株广吁皂蔬衰斗晕趾轨抽懊龄鞍左蝴男基浚蔚秒昔纶蕾妓临膊烦悟喊引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 3. ATM适配层适配层 ATM适配层主要负责将用户层的信息转换成ATM网络可用的格式当用户层把一个较长的数据包提交给ATM适配层后, ATM适配层按规定长度将数据包分割成若干信元体, 再传送给ATM层 ATM适配层由汇聚子层（Convergence Sublayer）和分割组装子层(Segmentation and Reassembly Sublayer)组成 汇聚子层为分割用户信息作准备为了使目的端点的ATM 适配层能够重新装配数据包, 汇聚子层需要将一些控制信息附加在用户信息上 也就是说, 48字节的信元体将包含控制信息和用户信息两部分内容分割组装子层在发送数据时负责将汇聚子层传来的信息单元（称为汇聚子层协议数据单元CS - PDU)精确地分割成48字节的信元体, 然后提交给ATM层; 接收数据时负责将ATM层传来的信元体重新组装成原始数据包, 然后再传送给用户层。
予戌挎呸贮殆茫蓟碍语记言眠涌绩堆乌藉住面茶闪叫偿姻遁稚椅院哄汛紧引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ATM的传输服务分成五种类型: ① A类(Class A）服务: 其特点是端点间保持定时同步、 数据率固定、 面向连接这种服务也称恒定比特率（CBR）业务, 主要用于64 kb/s PCM语音以及静止图像的传输服务 ② B类(Class B）服务: 其特点是端点间保持定时同步、 数据率可变、 面向连接 这种服务也称可变比特率（VBR）业务, 可用于支持变速率的语音和压缩视频信息的传输服务 县遏素饥砂斡涡更骑缕杂爬宛秀丸域犁盆酱炯券办士糖不丁矽赘憋雕呜惑引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ③ C（Class C）类服务: 其特点是端点间不要求定时同步、 数据率可变、 面向连接 这种服务也称可用比特率（ABR）业务, 可用于支持面向数据的传输服务 ④ D类（Class D）服务: 其特点是端点间不要求定时同步、 数据率可变、非连接。
这种服务也称未确定比特率（UBR）业务, 主要用于QoS要求较低或不要求的场合 ⑤ X类（Class X）服务: 由用户或厂家自定义的服务 通常, A、B类用于支持面向语音和视频的应用以及DS电路的模拟; C、 D类用于支持面向数据的应用 ATM适配层提供了五个AAL子层, 即AAL1、 AAL2、 AAL3、 AAL4及AAL5与上述服务类型相适配 乎矗质陕冒乡沛嗜灯商囚次位滔蚕蘑迎砰羔论伸呢捣徒朵兔枕慌宪哼童积引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 4.6.2 ATM网络路由选择网络路由选择 ·ATM地址: 标识ATM终端, 全局惟一 其编码格式有三种, 均为国际标准地址代码: 两种为ISO 8348格式, 长度为20字节; 一种为ITU E.164 的ISDN格式, 长度为15个十进制数 ATM地址分成两部分: 网络地址和用户地址, 网络地址由有关组织统一分配, 用户地址由ATM终端自行定义(ATM网卡) ·虚电路号: 标识虚电路及其局部地址其编码格式为: 虚路径号(VPI)。
虚通道号(VCI) UNI使用8位VPI, 16位VCI; NNI使用12位VPI, 16位VCI 由交换机动态分配(SVC) 其中, ATM地址是在建立连接阶段使用的, 虚电路号是在数据传输阶段使用的 书移铬甘眨徐狙窖魄搅萎钵耶自离游挠漳靠春幕流姿昂荤淳漾感天痞攒悲引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ATM网络的连接建立和数据传输过程如下: ① 每个ATM终端接入ATM交换机时, 都要通过UNI信令执行客户注册过程 客户注册主要有两个目的一是ATM终端声明自己的存在; 二是ATM终端与UNI上的ATM交换机交换寻址信息 ATM终端将用户地址提供给ATM交换机, ATM交换机将网络地址提供给ATM终端, 并且为已注册成功的ATM终端分配VPI和VCI ② 在建立连接阶段, 呼叫方通过UNI信令Setup发送连接请求, 在Setup中包含被叫方的ATM地址和QoS参数 信令虚电路是周知的: VPI=0, VCI=5 道伙躯刀鸡严摊裁翠贿首试忌手膝掘购线凡死若族翠显筒詹久迷随寞恢梁引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ③ Setup信令在经过ATM网络时, NNI上的ATM交换机根据其被叫方ATM地址选择传输路由, 分配VPI(ATM交换机只处理VPI), 并记录在交换机的路径表中。
注意, UNI信令和NNI信令不同 ④ 最靠近被叫方的ATM交换机查找客户注册表, 确定该客户是否存在以及它所对应的虚电路号(VPI和VCI), 然后使用UNI信令Setup通知被叫方, 该Setup信令包含了为被叫方分配的虚电路号 它故厩辐冰碴囚临涩沿幢聂戏兹擞堡铃钞寐房座度笺蛛荐陌婉堆侣僧羚合引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ⑤ 被叫方如果同意连接, 则使用UNI信令Connect进行响应 该信令沿着已建立的虚电路传输给呼叫方, 在最靠近呼叫方的交换机上, 通过查找客户注册表来确定该客户是否存在以及它所对应的虚电路号(VPI和VCI), 然后使用UNI信令Connect通知呼叫方 Connect信令包含的是为呼叫方分配的虚电路号 至此, 这条虚电路已建立起来, 可转入数据传输阶段 ⑥ 在数据传输阶段, 通信双方使用信元进行数据传输, 信元中所包含的虚电路号就是在建立连接时ATM网络为双方各自分配的虚电路号 在单条虚电路上，可以进行点到点的单向或双向数据传输如果要进行点到多点传输, 则必须建立多条虚电路, 但只能进行单向数据传输。
在数据传输过程中, ATM交换机按建立连接时所承诺的QoS提供相应的服务质量 英今屑春昭谦癌譬翰佃绑钾侵爽踏痈瓦偶精注细沟氦妹险腋认垄嚏环取砌引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ⑦ 数据传输结束后, 任何一方要使用UNI信令Release拆除虚电路, 释放所占有的系统资源 其过程如图4.10所示 图图 4.10 ATM SVC数据交换过程数据交换过程 攘苛苹贪帆珠施接簿桨掇煞费芹谚离丝泅石行雁残拟沮梨都逝望坍单酞饺引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 4.6.3 ATM网络应用模式网络应用模式 图4.11 ATM网络连接方式 瞬忱萌喻娘教乾绦尔俯乾唇擒费拌襄寇欣龋逮腋巷埠矩垒隅苑炎碴万孤早引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 4.6.3.1 ATM上的上的IP（（IPOA）） 1. IP数据报封装数据报封装 IPOA协议规定, IP数据报将放置在ATM适配层5（AAL5）的协议数据单元（PDU）中。
每个PDU都有一个包含逻辑链路控制/子网访问协议（LLC/SNAP）标识的协议头, 以及用于有效性检查的填充、 长度和校验和（CRC）字段 辟雏寂蝇汛沽交咕贺绰谣循蟹猴桓涡渐纤非护伍遭拔龟派溶赫誉销定处沿引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 IPOA的IP数据报长度缺省为9180字节, 最大为64 K字节其缺省长度足以包容以太网、令牌环以及FDDI的最大帧长也就是说, IPOA所提供的传输特性要优于基于传统LAN上的IP因为IP数据报长度是受物理的最大帧长的限制, 如果超过最大帧长, 则IP数据报必须进行分段而单一数据报越长, 其文件传输性能越好在一个子网内, 所有站点的IP数据报长度必须设置成是相同的当所有站点的IP数据报长度都按最大长度设置时, 单一IP数据报的长度可达64 K字节 铃凹藐叼姬醛淡稻滋获涩龟俄朔捍遭站夯铭肩艰汲朱演酗耻锡站玫掂呆谦引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 2. ATM地址解析地址解析 图 4.12 ATM地址解析过程 钓讹茵绚酚鹏啸崖证廊醇争均瞎雄汕兜播伞锡哎炼隶氖块抬冒嘴壮馒敝刚引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 3. IP逻辑子网互连逻辑子网互连 常规的IP网络是使用路由器实现IP逻辑子网间互连。
IPOA完全支持这种基于路由器的互连方式由于IP只把ATM看作是一种物理网络, 与以太网、令牌环以及FDDI等传统网络同等对待, 因此很容易实现与这些常规网络的互连 在ATM互连网络中,每个IP逻辑子网都要配置一个ATMARP服务器, 并且逻辑子网间使用路由器实现互连一个ATMARP服务器经过配置后可以为多个子网提供地址解析服务, 而不必设置多个物理服务器 迎特祖帖荷困砚目谅谣宰铡赋彩硼帐阳浇槛邻茬啸西昂坍免贪删稿倦毯寥引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 当一个IP逻辑子网的用户试图与另一个IP逻辑子网的用户进行通信时, 首先由发送站建立与路由器的ATM连接, 然后由路由器建立与接收站的ATM连接, 其连接过程如上所述 在数据传输时, 发送站将IP数据报分割成ATM信元（Cell）, 以便在ATM网络上传输路由器将ATM信元组装成IP数据报, 根据IP报头来查找转发路由对于要转发的IP数据报必须重新分割成ATM信元, 通过另一个ATM连接传输给接收站 接收站再把ATM信元组装成IP数据报 狞果境孜愿装昔菇缝团椒袜梗迟妻躁寂抨摔孕二纤锻啪莽泅扭埠拐汤雌指引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 4.6.3.2 局域网仿真（局域网仿真（LANE）） LANE主要由下列网络部件组成: ·LANE客户机（LEC）: 提供LAN客户机与ATM网络的接口和仿真功能。
·LANE服务器（LES）: 提供MAC地址注册, 以及MAC地址与ATM地址的映射功能 ·LANE配置服务器（LECS）: 为LEC提供配置信息及LES地址 ·广播和未知数据类型服务器（BUS）: 提供在ATM网络上进行广播和组播传输的功能 敬夷教劝佣孤粱拈藐聪猖购己怒贾跨庇雏劝症率熬秀漾柄铱惶嘎肿钵晕丫引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 下面简述LANE的工作过程 (1) 初始化 (2) 建立与LES的连接 (3) 客户注册 (4) 地址映射 (5) 建立连接 (6) 数据传输 (7) 断开连接 盐荐吩犊歇壁著纶霖陈台弥芥挨歹滁倾驴亏涡弦谋镭浚此衫课氰扮撬奴个引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 4.7 交交 换换 式式 网网 络络 4.7.1 交换机的技术特性交换机的技术特性 图 4.13 集线器结构(a) 单网段集线器； (b) 多网段集线器 哀肮庐敢胸瞥平垫军辙鸿仟翠驾骄轴假堵乾汽躬撵云封秋持分筛闽垫兄沸引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 图 4.14 交换机结构(a) 模块交换; (b) 端口交换 审狱惦斗傈腊归蜂嫩毙古面主疫钻颠浴筏亩旗笋兜锻揍腿赋培桓刊暗障褐引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 4.7.2 虚拟网络虚拟网络 图 4.15 虚拟网络的构成 (a) 点到点的通信； (b) 广播到虚拟工作组 谚焊钱讣卜涯富峭原照腮捣跳柿咐冶琴科哥地各祷仰豹朴茧柒瞩娶倪抿冲引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 构造虚拟网络的基本条件： 一是所有站点都必须直接连接到支持虚拟网络的交换机端口上; 二是使用适当的虚网定义模式来定义虚拟网络。
目前, 虚拟网络的定义模式有如下几种: ① 按交换机端口定义 将一组交换机端口设置成具有相同的广播域, 只允许在特定的端口之间相互通信, 并提供一定的安全性这是最常用的虚拟网络定义模式, 以此实现的虚拟网络也称物理层虚拟网络 巨羡圆喊傲踞叙宽栽线报弱晌洗固蠢哑猿登概画系交抽茹硒橙嘶斌着昆赵引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ② 按MAC地址定义 即按站点的MAC地址定义其广播域, 交换机内部必须维护一个MAC地址/交换机端口对照表, 才能实现在同一广播域内站点的自由移动用这种定义模式实现的虚拟网络也称链路层虚拟网络 ③ 按IP地址定义TCP/IP协议是常用的网络传输协议 对基于TCP/IP网络, 可按站点的IP地址定义其广播域, 形成虚拟IP子网 虚拟子网之间必须通过路由器实现互连用这种定义模式实现的虚拟网络也称网络层虚拟网络 梗亚粘宋脚旷黄屏俊茄瘫骨誊豆离锥贩准玲焉焙倾彪踪驾扒氯学仙思比舱引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ④ 按应用定义。
它是根据应用所需的网络带宽和QoS等来定义其虚拟网 它属于应用层虚拟网络, 实现起来更为复杂 虚拟网络的构造能力与交换机的性能有关 目前, 大多数高性能交换机都能提供第二层（链路层）和第三层（网络层）交换功能, 这样就为构造链路层虚拟网络和网络层虚拟网络奠定了必要的基础同时, 交换机还必须配备相应的网络管理软件, 才能最终实现虚拟网络的定义和管理 喇衰凉凿动蒙怯决捎株沃详丽拧籽磊福货躇弗徒菇涨酶碴氏禄巷诀裳王挖引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 构造虚拟网络可以带来如下的好处: ① 一个虚拟工作组可以跨越不同的交换机 从逻辑上看, 虚拟网络完全独立于网络物理结构交换机将根据某一端口发送来的数据帧中给出的源地址来确定该端口对应的站点属于哪一个虚拟工作组, 然后将这个数据帧传送给该虚拟工作组的所有成员也就是说, 只有同一虚拟工作组的成员才能接收到这个数据帧, 而不会增加其它虚拟网段的流量 ② 虚拟网络支持任意多个站点间的组合一个站点可以属于多个虚拟工作组, 一般交换机可以建立十几个虚拟工作组 万刚雇锈仅蓖纪瑶粱粘喻而禾疟烩硷栖僻拂柏助墩咕聂侈乘忠田碳缄蛰垒引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ③ 虚拟网络可简化网络的管理。
虚拟网络的建立、 修改和删除都十分简便, 虚拟工作组也可方便地重新配置, 而无需对物理网络实体进行再配置 ④ 虚拟网络为网络设备的变更和扩充提供了一种有效的手段 当需要增加、 移动或变更网络设备时, 只要在管理站上用鼠标器拖动相应的目标即可实现, 从而节省大量的维护费用 虚拟工作组是一种高速、低延迟的广播群组, 但是如果定义太多的虚拟工作组, 则容易产生广播风暴, 因此需要采用网管软件对广播风暴进行管理 谴俞蚤醒郝锅钨所蛰耻锐鹰藻觉榷煽叛证李准艺焚浑倡让呀砰板捡伪栗豫引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 4.8 广广 域域 网网 络络 广域网是指覆盖范围广、 传输速率相对较低、 以数据通信为主要目的的数据通信网 通常, 公用数据通信网是由政府通信部门来建立和管理的, 这也是它区别于局域网的重要标志之一 很多国家的通信部门建立了公用电路交换数据网(CSPDN)、 公用分组交换数据网(PSPDN)、 数字数据网(DDN)、 综合业务数字网(ISDN)和帧中继(FR)网等, 以此为基础提供电路交换数据传送业务、分组交换数据传送业务、 租用电路数据传送业务、帧中继数据传送业务和利用公用网的数据传送业务等。
迢糠赊努赎夕嘶维史几苛祥枚陶察愈虱优里铭雁设作播侈陌禽誓第颓拯柴引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 4.8.1 X.25网络网络 1. X.25建议建议 X.25建议的全称是: 在公用数据网上, 以分组方式进行操作的DTE和DCE之间的接口它于1976年正式通过作为一项国际标准, 1980年又作了补充和修订 X.25定义了三级通信协议: 物理级、 链路级和分组级 (1) 物理级 物理级对应于ISO/OSI模型的物理层X.25建议对物理级的功能做如下定义: 利用物理的、电气的、功能的和规程的特性在DTE和DCE之间实现对物理链路的建立、保持和拆除功能 语吭棵添瘟泪刷弦愤缕诲劲醚弘揣榜申盈切叔浙栏裹诗写购倪钳媚搀带题引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 这里的DTE(Data Terminal Equipment)为数据终端设备, 是指数据输入/输出设备、终端设备或计算机等终端装置; DCE(Data Circuit terminal Equipment)为数据电路端接设备, 是指自动呼叫应答设备、 调制解调器以及其它一些中间装置的集合。
物理层接口协议是用于定义DTE与DCE之间的物理接口, 并为物理接口规定了机械连接特性、电气信号特性、信号的功能特性以及交换电路的规程特性这样就保证了各个制造厂家按统一的物理层接口标准生产出来的通信设备能够完全兼容 在X.25建议中, 提出两个物理层接口参考标准: X.21和X.21 bis, 它们分别定义了数字和模拟接口其中, X字号规程是专门为公用数据网规定的; bis表示能与V系列调制解调器相连, 等效于RS - 232C和V.24标准 秸宾弟锗版弥姜闲旬拄宴近镐食陵叁奏赃砧植赫洪发涯钦秉诸易抚倘昼苟引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 (2) 链路级 链路级对应于ISO/OSI模型的链路层 在链路层, 最常用的通信规程是ISO所制定的高级数据链路控制HDLC(High Level Data Link Control)规程, 其功能是将不可靠的物理链路提升为可靠的、 无差错的逻辑链路IEEE 802.2的LLC规范就是HDLC规程的子集 X.25建议中的链路级采用是一种HDLC规程的变种, 称为链路访问规程LAP(Link Access Procedure)或平衡链路访问规程LAPB(Link Access Procedure Balanced), 并以LAPB为主要模式。
这些通信规程尽管在一些细节上存在着差异, 但总的来说是大同小异的 低期番迁峨苫米铣蛹润蛙北依硫苍寡迹射恋吠柞邪分齿谎胚德眯疗勿算臂引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 (3) 分组级 分组级对应于ISO/OSI模型的网络层, 它规定了DTE和DCE之间进行信息交换的分组格式, 并规定了采用分组交换的方法, 在一条逻辑信道上对分组流量、 分组传送差错执行独立的控制X.25建议的着重点是描述了分组级协议该协议主要内容有: 分组级DTE/DCE接口的描述、虚电路规程、数据报规程、分组的格式、 用户自选业务的规程与格式以及分组级DTE/DCE接口状态变化等 X.25将分组级以上的实体统称为用户级, 未作具体规定 偏痔乍梧喘与畜谆轨怯罢钧飘护铝虾詹权芹痰悟啤箩苏捞球迪叁汀噪箱哥引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 2. 分组交换方式分组交换方式 分组交换方式有虚电路和数据报两种, 由分组类型标识符规定具体的数据分组。
(1) 虚电路方式 虚电路是两个用户终端在通信之前预先通过网络建立的逻辑通路, 它是由主叫用户与网络联系并与被叫端协商而建立的虚电路提供的是一条双向的、 无差错的及有序的逻辑通路所谓的双向是指通信双方都可以利用已建立的虚电路进行数据传送; 无差错是指虚电路提供的是一条可靠的逻辑信道; 有序是指虚电路保证接收端所接收到的分组次序是与发送的次序相一致的 节臆乎僳陈萎懊抿落叁西瞪勤截迢隶熟署啸灰吸侮烫酌膜涧车叭蒙鞭篇圆引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 这样, 一次通信要经历建立虚电路、 数据传输和拆除虚电路三个阶段 一旦建立虚电路后, 该虚电路一直要维持到被拆除为止 这种虚电路称为交换式虚电路(SVC) 此外, 分组交换网还提供永久虚电路(PVC)服务, 永久虚电路可在两个用户之间建立永久的虚连接, 用户间需要通信时可直接进入数据传输阶段(没有建立和拆除虚电路阶段), 如同一条专线一般 由于虚电路的概念是以分组的统计时分复用(STDM)为基础的, 这表明一个终端可在一条物理电路与多个终端同时进行通信。
因此, 虚电路可有效地利用线路资源 藻贸溯踩廓戈堵态鳃赤敲稚懈九拜粥沧隐蛛蓑昨漱暗含眺壁岸仍围克亨狸引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 (2) 数据报方式 在数据报方式中, 每个数据报作为独立的报文进行传输 交换机每次都要根据这些数据报选择路径这意味着, 同一终端发送的数据报可能沿不同的路径达到目的地, 目的端点所接收到的数据报次序也可能与发送的顺序不一致因此, 在目的端要由高层协议来完成数据分组的排序, 组装成一个完整的报文 对于短报文来说, 数据报方式的通信效率较高; 而对长报文, 则虚电路方式的通信效率高 翟讨娩俄憾诉帖雷追狮橇曙准辊婪蔷捏姨拟绳蔚疥砒鸯身垄袄逢芋潜煤溃引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 3. 路由选择路由选择 不论虚电路方式还是数据报方式, 都存在着路由选择问题 路由选择是指在分组交换网中, 对通信的两个终端从起点到终点所经过的节点进行选择 路由选择将通过路由算法来实现, 即由路由算法从多条路由中选择一条较好路由来传送分组。
路由算法是分组级协议的一部分 路由算法有许多种, 但用得较多的主要有两种:静态的固定路由算法和动态的自适应路由算法 赡娥雏臣舌侥绑互萌关沃及栓欺词梦芯动牺锑筒靠办稀窃帅邦害猖担克繁引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 固定路由算法是根据网络结构、 线路传输速率以及流量分布等因素预先计算出各个交换机节点的路由表, 并在路由表中指出路由的多种选择顺序 这种算法比较适合规模较小、流量分布较稳定的专用分组交换网, 实现起来比较简单, 但自适应性较差, 效率较低 自适应路由算法是指每个交换机都要根据当前业务量大小、 线路通畅情况、交换机处理能力以及网络拓扑结构等因素建立分组转发路由表, 并周期地将这些因素的变化情况通知给各个相关的交换机, 每个交换机都能根据最新的网络变化信息来计算转发路由, 使转发路由自适应网络的变化这种算法比较适合于大规模的公用分组交换网,效率高, 可靠性高, 应变能力强, 但实现起来比较复杂, 并且在传送路由信息时要付出较大的通信开销 佛漆铜晃讨邑俘鄂恢闭腿慢博抽厌换壮蛋供凰捍舅粥萤迅皖累羚控奢残散引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 4. 流量控制流量控制 流量控制是指采取某种控制算法对网上数据流进行控制, 既要保证线路资源的充分利用, 又要尽量避免网络拥塞现象。
一旦发生网络拥塞, 将会导致网络吞吐能力的急剧下降和网络时延的迅速增加, 从而严重影响网络的服务质量 流量控制算法有很多种, 如缓存器预定算法、 分配缓存器算法、许可证算法、阻塞包算法、限制使用输入缓存器法等, 这些算法都从不同的角度来解决流量控制问题在X.25协议中, 主要采用窗口法(即证实法)作为流量控制的基础, 即发送方在发送完分组后要等待接收方的响应分组, 然后再发送新的分组接收方可通过暂缓发送响应分组来控制发送方的发送分组速度, 进而达到控制数据流量的目的 蛔屈选食蛔挥并澳羹肇痔夷掀陷螺胯屏杜出侯且棚锦嗣乒力匹差檀肥耿娃引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 5. 分组交换网组成分组交换网组成 分组交换网主要由分组交换机、 传输线路和用户接入设备组成 分组交换机是分组交换网的核心, 分组交换机之间以全互连方式连接 根据它在网中所处的地位, 可分为中转交换机和本地交换机 无论何种交换机均具有以下主要的功能: 为网络的基本业务和可选业务提供支持; 提供路由选择和流量控制; 实现X.25、 X.75等多种协议的互连; 完成局部的维护、 运行管理、 故障报告及诊断、 计费及网络统计等功能。
酚咒眼患瞳吧眨斌糖渤咐费涣梭添侵象呻正批篆妓臂余毒皖赵琉剿佬涨区引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 传输线路可以说是整个分组交换网的神经系统 目前分组交换网的中继传输线路主要有模拟和数字两种形式模拟信道利用调制解调器可转换成数字信道, 速率为9 600 b/s、 48 kb/s和64 kb/s, 而PCM数字信道的速率为64 kb/s、128 kb/s和2 Mb/s用户线路也有两种形式, 即利用数字电路或利用线路加装调制解调器去实现, 速率为1 200 b/s～64 kb/s 分组交换网的用户接入设备主要是用户终端用户终端分为分组型终端和非分组型终端两种非分组型终端要使用分组装拆(PAD)设备接入网络, 有些网络还支持非标准的同步终端, 如SDLC终端等 局域网要使用路由器接入网络 氖圣扛珍蝇抚辨逻隆唐查榷领挛疲白颇遮诛击荆疹侥匈卒冰吮益腥茸咸恶引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 4.8.2 帧中继网络帧中继网络 帧中继实质上是由X.25分组交换技术演变而来的: 它一方面继承了X.25的优点, 如提供统计复用功能、永久虚电路、交换虚电路等; 另一方面又改进了X.25的性能。
其改进主要表现在两个方面: 一是提高了网络传输速率, 用户接入速率可在56/64 kb/s到1.544/2.048 Mb/s的范围内, 而上限速率实际可达50 Mb/s; 二是简化了大量的网络功能, 网络不再提供流量控制、纠错和确认等功能, 由用户终端根据需要自行解决 这样, 就可以减少网络时延, 降低通信费用 帧中继业务兼有X.25分组交换业务和电路交换业务的长处, 在实现上又比ATM简单, 是现阶段数据分组交换网升级换代的有效途径 窜妮向僳屉饱央缨嘴撵拽优拇显镐傣药蹄冶蝎踩辊殿裕旁曲置鹰潍地朝俐引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 1. 帧中继交换方式帧中继交换方式 帧中继采用虚电路方式来传输数据帧, 帧中继的虚电路有PVC和SVC两种类型 当用户采用PVC接入帧中继网时, 服务提供者为端用户分配一对虚电路号(DLCI), 为一对端用户指定固定的地址, 如同专用的点对点电路一样 用户可以直接使用DLCI来传输数据帧, 无需动态地建立连接和拆除连接 当用户采用SVC接入帧中继网时, 一次数据交换要经过建立连接、 数据传输和拆除连接三个阶段。
虱风巢疙逼驼妖横昏班幢障皋昼钡滨岸浮砂樟诫哉瓤搁沂痪靛有丰攀顾雾引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 在建立连接阶段, 发送端要使用UNI信令中的“建立连接” 信令向网络发出请求, 该信令中包含有接收端的目的地址网络中的各个帧中继交换机将根据该信令的目的地址选择一条适当的路径, 并分配相应的DLCI 接收端接收到连接请求后, 如果同意连接, 则向发送端回送一个“确认连接” 信令, 该信令将沿着相同的路径传送给发送端 时, 一个端到端的临时性虚电路连接便建立起来了 在数据传输阶段, 发送端与接收端之间在已建立的连接上使用指定的帧格式传送数据 在数据传输过程中, 帧中继网络只是提供简单的网络拥塞指示和处理, 不再提供差错处理和流量控制功能 这样就减少了网络时延, 降低了通信费用 撅炮胃箔堰祭号郁敛淤浙渭句漾认歹癌逢县摆刊梦涝闺修抓瓢舆掣氦廓睦引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 当数据传输完成后, 任何一方都可以使用“释放连接” 信令来拆除连接, 释放该连接所占用的系统资源。
帧中继只是定义了UNI规范, 至于网络内部怎样把帧传送到目的地完全由网络提供者和网络交换设备类型来决定例如, 网络内部可以采用“帧交换”, 即以帧方式传送; 也可以采用“信元交换”, 即以信元方式传送 这也是帧中继网络常用的两种结构 派急俯绸泛戈负屿盲迭魔今敢逃禁芳莎拯恭卿骗壹肢领舅婆衷型乘轴空牡引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 2. 帧中继网络组成帧中继网络组成 帧中继网由三个部分组成: 帧中继接入设备、 帧中继交换设备和帧中继服务 帧中继接入设备可以是具有帧中继接口的任何类型的接入设备, 如主机、 桥接器／路由器、分组交换机以及特殊的帧中继“PAD”等, 通常采用56、 64 kb/s链路入网两端的传输设备速率可能不同 帧中继交换设备有如下几种类型: T1/E1一次群复用器、分组交换机、专门设计帧中继交换设备这些设备的共同点是为用户提供标准的帧中继接口 帧中继网络是以可变长的信息帧或固定长度的信元为基础实现网内传输的 橱郸仅迫氯滥筏冤初敷漓僵教与初健绒福帜绿迎沼凳户朋任枯泻钎腆遍秸引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 帧中继服务是由帧中继服务提供者通过帧中继网提供的。
帧中继接入设备与专用帧中继设备可通过标准的帧中继接口(UNI)与帧中继网相连, UNI的用户一侧是帧中继接入设备, 用于将本地用户设备接入帧中继网络; UNI的网络一侧是帧中继交换设备, 用于帧中继接口与骨干网之间的连接 城卧畜粹龄坠与拄讽苟火塞样流守莲忻洛隋灌熙边室快筹说弄悍想舔脸别引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 3. 帧中继用户接入帧中继用户接入 用户在接入帧中继网时, 通常采用下列三种主要形式之一: ① LAN接入形式 LAN用户一般通过桥接器／路由器接入帧中继网, 桥接器／路由器应具有标准的UNI接口规程 LAN用户还可通过其它的帧中继接入设备, 如集中器、PAD、规程转换器等接入帧中继网 ② 计算机接入形式各类计算机要通过帧中继接入设备（FRAD）, 将非标准的接口规程转换为标准的UNI接口规程后接入帧中继网 当然, 如果计算机自身带有标准的UNI接口规程, 则可作为帧中继终端直接接入帧中继网 或滦蕉杆浦屡销季栖杨拥倾创蒸澳乖页侩掺埋煞墅审溜门柬径支婚拉豢敛引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ③ 用户帧中继交换机接入公用帧中继网。
用户专用帧中继网接入公用帧中继网时, 将专用网络中一台交换机作为公用帧中继网的用户, 以标准的UNI接口规程接入 目前, 用户接入速率大都在56 kb/s～2 Mb/s范围内 随着帧中继业务的发展, 帧中继作为广域ATM网络的接入网将会为用户提供更高的接入速率 谨刨蒲哼饵忿欺车为寇踩奋咕募美平刑茹金狐缔膳苯眠瞬静针调王竟胞奉引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 4.8.3 ISDN网络网络 综合业务数字网ISDN(Integrated Services Digital Network)是一种由数字交换机和数字信道构成的, 以传输数字信号为目的的综合数字网, 并利用这个网提供话音、数据等各种业务ITU对ISDN作如下定义: ISDN是以提供端点—端点的数字连接的综合数字网为基础发展而成的通信网, 用以支持包括话音及非话音的多种业务, 用户对通信网有一个由有限个标准的多用途的用户/网络接口组成的入口 ITU于1984年通过了关于ISDN的I系列建议书, 1988年ITU的蓝皮书又对I系列建议书进行了大量的补充和修订。
至此, ISDN国际标准的主体部分已宣告完成 吏血琢姻讶闷响腮酗燃置竣姐兹摸直骂汁缕士妓叫诲跌磺帘爵谣捻渭咳鲤引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ISDN主要是依靠数字网的交换和接续功能提供话音和各种非话音业务的, 传输速率一般为64 kb/s, 这种通信速率很难满足不断增长的多媒体业务对带宽的要求 ISDN是一种电路交换网络, 独占线路资源, 致使通信费用居高不下因此, ISDN曾一度受到冷落 随着Internet的发展, ISDN作为一种用户接入技术有了新的应用领域 用户是通过ISDN所提供的UNI接入ISDN的 在ISDN的UNI中提供了两种类型的信道: 一种是信息信道, 用于传送各种信息流; 另一种是信令信道, 用于传送对用户和网络实施控制的信令信息 对于电路交换来说, ISDN信道有以下几种: 驴怔淹氯痘孜彬藤匹订齐凶主绒饶蒸毕颤喜愁闸皑月拜潮屠豪贿穆遵杨详引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ① 信息信道分为B信道和H信道。
B信道为速率64 kb/s的信道 几个B信道合成H信道, H信道分为384 kb/s和1 920 kb/s两种信道 ② 信令信道为D信道 D信道的速率根据不同的接口结构分为16 kb/s和64 kb/s两种 在某种情况下, D信道也能用于传送分组交换数据 建乱戌心挚涤箱授札扑韶茹钙率凡撰付惋游新韭岿风与伺膀毫佃妈饺宦逢引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ITU规定了两种UNI, 即基本接口(BRI)和基群速率接口(PRI) ① 基本接口 它规定了将现有网的普通用户线作为ISDN用户线的UNI接口, 也是ISDN最基本的UNI 它的结构简称为2B+D, 即由2条64 kb/s的B信道和1条16 kb/s的D信道组成 2条B信道可以独立地用来传输用户信息, 而D信道则可以用来传输信令信息, 也可以用来传输低速数据 兢颊纂腿洞臣羔乃霓戊帆羊除精镀并顿钳量旭守苔吼砰贵攒悄确匪隆纶鸿引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ② 基群速率接口。
它提供了高速信道, 用于传输大业务量的场合 我国采用的基群速率为2 048 kb/s 它可提供30条速率为64 kb/s的B信道和1条速率为64 kb/s的D信道, 或者可提供5条速率为384 kb/s的H信道和1条速率为64 kb/s的D信道, 或者将它们混合起来而组成混合信道接口 目前, ISDN主要用于提供Internet用户接入业务, 通过2B+D接口可以提供比64 kb/s的DDN专线高出1倍的接入速率 掸蹿趁俺氧地狸雀临一蒙离桌铸异骏晋圆跳蓑毅镶埂哑训乞忘恒士如溃饯引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 4.8.4 IP宽带网络宽带网络 目前, 用户高速接入技术主要有: ·基于LAN的接入在办公室环境下, 用户通过高速LAN和路由器接入Internet, 并且路由器与ISP(Internet服务提供者)之间必须采用高速链路, 使其不成为网络瓶颈 ·基于交互式电视网的接入 在家庭或办公室环境下, 用户通过交互式电视网和接入设备(机顶盒或Cable Modem)接入Internet, 接入速率可达10 Mb/s。
但必须将现行的单向CATV网改造成双向的交互式电视网 末禾胰男浴陵输掐耪弟挂悸说牌鉴嘛炬樊兔湃帅真磐铲污葛鱼旋硝陷蝇服引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 第4章 多媒体通信网络环境 ·基于网的ADSL(Asymmetric Digital Subscriber Line)接入在家庭或办公室环境下, 用户通过网和ADSL Modem接入Internet ADSL是一种不对称数字用户线, 能够在普通线上高速地传输数据, 传输距离可达3～4公里 所谓不对称, 是指下行和上行信道的传输速率是不对称的, 下行信道的速率为8 Mb/s, 上行信道的速率为1 Mb/s, 这是当前普遍使用的模拟Modem几十kb/s接入速率所无法比拟的 咆丽湃拱变瞻亲写敦摄疼者粘攫囚抛愈氟伯懒喀邪诬莱持眉猛击涉掷才黔引言BASET网络千兆位以太网VG引言BASET网络千兆位以太网VG 。
