李軍懷等新編電子工業(yè)出版社+計算網(wǎng)絡(luò)實用教材課件networkch5

第5章廣域網(wǎng)本章主要內(nèi)容廣域網(wǎng)是在廣泛的地理范圍內(nèi)建立的跨地區(qū)計算機通信網(wǎng)。它通過專線或電信運營商提供的通信網(wǎng)絡(luò)，將距離較遠的局域網(wǎng)彼此連接起來，在網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)操作管理軟件控制下，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)之間互相通信、資源共享和分布處理。本章首先介紹了廣域網(wǎng)基本概念、數(shù)據(jù)通信技術(shù)，然后介紹了X.25、幀中繼、ATM等廣域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。5.1廣域網(wǎng)的基本概念廣域網(wǎng)（WAN，WideAreaNetwork），是覆蓋地理范圍相對較廣的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。它常利用公共網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（如中國公用計算機互聯(lián)網(wǎng)CHINANET）作為信息傳輸平臺，用來將距離較遠的局域網(wǎng)彼此連接起來，可以分布在一個城市、一個國家，甚至跨過許多國家分布到全球。廣域網(wǎng)一般由資源子網(wǎng)和通信子網(wǎng)組成。資源子網(wǎng)一般指局域網(wǎng)，包括各用戶機和終端機，及打印機、繪圖儀、磁帶機等外圍設(shè)備組成。通信子網(wǎng)用于在各個局域網(wǎng)之間傳遞信息，在許多廣域網(wǎng)中，一般由公共網(wǎng)絡(luò)充當(dāng)通信子網(wǎng)。圖5-1廣域網(wǎng)絡(luò)示意圖5.2數(shù)據(jù)通信技術(shù)數(shù)據(jù)通信網(wǎng)是為提供數(shù)據(jù)通信業(yè)務(wù)而組成的電信網(wǎng)。數(shù)據(jù)通信的目的就是要完成計算機之間、計算機與各種數(shù)據(jù)終端之間的信息傳遞。為了實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，必須進行數(shù)據(jù)傳輸，即將位于一地的數(shù)據(jù)源發(fā)出的數(shù)據(jù)信息通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)送到另一地的數(shù)據(jù)接收設(shè)備。被傳遞的數(shù)據(jù)信息的類型是多種多樣的，其典型的應(yīng)用有文件傳送、電子信箱、可視圖文、文件檢索、遠程醫(yī)療診斷等。隨著數(shù)據(jù)通信技術(shù)的發(fā)展和演變，其網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù)有電路方式、分組方式、幀方式和信元方式。5.2.1電路方式電路方式是從一點到另一點傳遞信息的最簡單的方式。電路方式是基于電話網(wǎng)電路交換的原理，即當(dāng)用戶要求發(fā)送數(shù)據(jù)時，交換機就在主叫用戶終端和被叫用戶終端之間接續(xù)一條物理的數(shù)據(jù)傳輸通路，電路資源被預(yù)先分配給這一對用戶固定使用，不管在這條電路上實際有無數(shù)據(jù)傳輸，電路一直被占用，直到雙方通信完畢拆除連接為止。電話網(wǎng)（PSTN）、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ISDN）和數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)（DDN）就是采用電路方式進行數(shù)據(jù)通信。圖5-2電路交換網(wǎng)絡(luò)優(yōu)點：①信息傳輸時延??；②電路對用戶是“透明”的；③信息傳送的吞吐量大。缺點：①所占用的帶寬是固定的，所以網(wǎng)絡(luò)資源的利用率較低；②用戶在租用數(shù)字專線傳遞數(shù)據(jù)信息時，要承受較高經(jīng)濟代價。電路交換一般適用于需要大流量、高質(zhì)量、高可靠性的傳輸線路的情況。5.2.2分組方式分組交換也稱包交換，它是將用戶傳送的數(shù)據(jù)劃分成一定的長度，每個部分叫做一個分組。在每個分組的前面加上一個分組頭，用以指明該分組發(fā)往何地址，然后由交換機根據(jù)每個分組的地址標(biāo)志，將他們轉(zhuǎn)發(fā)至目的地，這一過程稱為分組交換。進行分組交換的通信網(wǎng)稱為分組交換網(wǎng)。優(yōu)點：①信道利用率大大提高；②經(jīng)濟性能好；③能與公用電話網(wǎng)、用戶電報及低速數(shù)據(jù)網(wǎng)、其他專用網(wǎng)互連。缺點：①由于采用存儲--轉(zhuǎn)發(fā)方式工作，所以每個分組的傳送延遲可達幾百毫秒，而且在傳送分組時需要交換機有一定的開銷，故分組交換不適宜在實時性要求高、信息量大的場合使用；②還由于技術(shù)比較復(fù)雜、網(wǎng)絡(luò)管理功能強等原因，大型分組交換網(wǎng)的投資較大。5.2.3幀方式幀方式（幀中繼）是在開放系統(tǒng)互連（OSI）參考模型第二層，即數(shù)據(jù)鏈路層上使用簡化的方式傳送和交換數(shù)據(jù)的一種方式。由于在鏈路層的數(shù)據(jù)單元一般稱作幀，故稱為幀方式，其重要特點之一是簡化網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)結(jié)點上的差錯恢復(fù)、流量控制等機制，從而簡化了結(jié)點的處理過程、縮短了處理時間，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣?。幀方式是一種快速分組技術(shù)，它采用動態(tài)分配傳輸帶寬和可變長的幀的技術(shù)，它適用于處理突發(fā)性信息和可變長度幀的信息，是局域網(wǎng)互連的常用方式。圖5-3幀方式連接示意圖5.2.4信元方式

信元方式（CellModel）是將信息以信元為單位進行傳送的一種技術(shù)。信元主要由兩部分構(gòu)成，即信元頭和信元凈荷。信元頭所包含的是地址和控制信息，信元凈荷是用戶數(shù)據(jù)。信元的長度是固定的。采用信元方式，網(wǎng)絡(luò)不對信元的用戶數(shù)據(jù)進行檢查。但是信元頭中的CRC比特將指示信元地址信息的完整性。信元方式也是一種快速分組技術(shù)，它將信息通過適配層切割成固定長度的信元。通常傳遞信元的網(wǎng)絡(luò)被稱為信元中繼網(wǎng)絡(luò)。信元方式適用于各種類型信息的傳輸，是提供綜合業(yè)務(wù)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)。圖5-4信元方式連接示意圖5.3X.25分組交換網(wǎng)5.3.1概述分組交換也稱為包交換，是為適應(yīng)計算機通信而發(fā)展起來的一種先進通信手段。X.25網(wǎng)各結(jié)點由交換機組成，交換機間用存儲轉(zhuǎn)發(fā)的方式交換分組。為了使用戶設(shè)備與X.25網(wǎng)的連接標(biāo)準(zhǔn)化，國際電信聯(lián)盟（CCITT）下屬的遠程通信標(biāo)準(zhǔn)委員會（ITU-T）于1974年提出了對于公共分組交換網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)訪問協(xié)議，即X.25建議（或稱為規(guī)程），并在1984、1988、1992和1993年做了多次修改。它定義了用戶設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的接口標(biāo)準(zhǔn)。圖5-5X.25網(wǎng)絡(luò)模型在實際應(yīng)用中，有很多不支持X.25規(guī)范的終端設(shè)備，為了能夠通過分組交換網(wǎng)進行通信，就必須進行協(xié)議轉(zhuǎn)換，將各種用戶規(guī)范轉(zhuǎn)換成的X.25接口規(guī)范。這個轉(zhuǎn)換可以在用戶終端設(shè)備中完成，也可以在分組交換網(wǎng)設(shè)備中完成，這種轉(zhuǎn)換設(shè)備通常被稱為“分組裝配和拆卸設(shè)備（PAD）”，PAD可以是一個單獨的設(shè)備，也可以將PAD功能繼承到分組交換機上。5.3.2X.25協(xié)議分層X.25協(xié)議定義了最低三層協(xié)議：物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和分組層協(xié)議。這三層協(xié)議功能恰好是通信子網(wǎng)的全部功能。

圖5-6X.25協(xié)議的分層結(jié)構(gòu)物理層定義了DTE和DCE之間的電氣接口，以及二進制流傳送的機械、電氣功能和操作過程等特性，CCITT的X.21建議定義了DTE和DCE之間的數(shù)字同步傳送方式。數(shù)據(jù)鏈路層采用LAPB（LinkAccessProcedureBalanced，平衡型鏈路訪問）規(guī)范，LAPB非常類似于HDLC中的異步平衡模式（ABM），允許連接的兩端中的任一端（DTE或DCE）發(fā)起初始化主叫另一端。LAPB僅適用于點對點連接的場合，它和HDLC有相同的幀格式。幀內(nèi)所含的FCS校驗字段采用冗余循環(huán)碼進行檢錯，具有確認應(yīng)答機制，保證幀序列的無差錯傳輸。分組層定義了分組的格式和在分組層實體之間交換分組的過程，同時定義了如何進行流控、差錯處理等規(guī)范。鏈路層和分組層都有窗口機制，保證了信息傳輸?shù)恼_性并有效的進行流量控制。5.3.3分組格式1．分組格式分組是DTE和DCE之間在分組級上傳輸信息的基本單位，分組在數(shù)據(jù)鏈路上傳輸時，由鏈路級協(xié)議裝配成幀格式。

圖5-7X.25協(xié)議分組格式2.分組交換方式X.25協(xié)議為用戶設(shè)備提供了兩種不同類型的虛電路：虛呼叫（VirtualCalls，VC）和永久型虛電路（PVC，PermanentVirtualCircuit）。虛呼叫是一種在DTE需要傳送數(shù)據(jù)時即進行呼叫而建立的一種臨時性的虛電路，它只有在DTE需要通信時才進行呼叫建立，在虛電路建立之后雙方DTE才真正交換數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)交換完畢后予以拆除。永久型虛電路（PVC）是通信雙方事先商定向X.25服務(wù)者申請的一條固定的虛電路邏輯信道。它由X.25服務(wù)者在網(wǎng)管中心事先設(shè)定，雙方用戶DTE在通信時不需要再呼叫建立虛電路，隨時可發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。永久虛電路用于兩端之間頻繁的、流量穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸，而突發(fā)性的數(shù)據(jù)傳輸多用虛呼叫。圖5-8X.25虛電路的建立和清除5.3.4X.25的發(fā)展分組交換技術(shù)從20世紀(jì)70年代開始普及，到了80年代末期，世界上幾乎所有的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)都采用了這一技術(shù)、其根本原因是分組交換技術(shù)在降低通信成本、提高通信可靠性和靈活性等方面取得了巨大成功。但是，X.25協(xié)議制定時，由于技術(shù)條件的限制，終端和網(wǎng)絡(luò)結(jié)點沒有很強的智能、數(shù)據(jù)線路速率低，誤碼率高，因此X.25協(xié)議必須執(zhí)行很繁重的任務(wù)處理。隨著分組交換技術(shù)得到進一步發(fā)展，分組交換網(wǎng)的性能不斷提高，功能不斷完善，分組交換機的分組處理能力、交換機間的中繼線速率不斷提高，分組交換機時延不斷縮短。這些都意味著現(xiàn)有的分組交換網(wǎng)的能力幾乎達到了極限，這促使人們研究新的分組交換技術(shù)，隨著低誤碼率的光纖網(wǎng)和高智能終端的出現(xiàn)，幀中繼、ATM等快速分組交換技術(shù)便應(yīng)運而生，為用戶提供高速的傳輸能力。5.4幀中繼5.4.1概述幀中繼是八十年代初發(fā)展起來的一種數(shù)據(jù)通信技術(shù)，其英文名為FrameRelay，簡稱FR。它是從X.25分組通信技術(shù)演變而來的。由于傳輸技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)傳輸誤碼率大大降低。幀中繼將X.25分組網(wǎng)中分組交換機之間的差錯恢復(fù)、防止擁塞的處理過程進行了簡化，將分組通信的三層協(xié)議簡化為兩層，并以鏈路層的幀為基礎(chǔ)實現(xiàn)多條邏輯鏈路的統(tǒng)計復(fù)用和轉(zhuǎn)換，所以稱為“幀中繼”。由于省略了分組層，避免了分組層的報文分組和重組的消耗，而且?guī)L度是可變的，允許最大幀是在1000字節(jié)以上，沒有分組層的固定組長度的限制，從而保證了網(wǎng)絡(luò)的吞吐量。幀中繼的原理很簡單：當(dāng)幀中繼交換機收到一個幀的頭部時，只要一查出幀的目的地址就立即開始轉(zhuǎn)發(fā)該幀。因此在幀中繼網(wǎng)絡(luò)中，一個幀的處理時間比X.25網(wǎng)約減少一個數(shù)量級。這樣，幀中繼網(wǎng)絡(luò)的吞吐量要比X.25網(wǎng)絡(luò)的提高一個數(shù)量級以上，向用戶提供的發(fā)送速率可由低速到高速（64kbps-2.048Mbps，可望達到E3），而且?guī)L度可變，非常適合大容量突發(fā)型數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，是遠程局域網(wǎng)間互連的一種理想選擇。幀中繼網(wǎng)絡(luò)的特點①幀中繼技術(shù)主要用于傳遞數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，它使用一組規(guī)程將數(shù)據(jù)信息以幀的形式（簡稱為幀中繼協(xié)議）有效地進行傳送。它是廣域網(wǎng)通信的一種方式。②幀中繼所使用的連接是邏輯連接，而不是物理連接，在一個物理連接上可復(fù)用多個邏輯連接（即建立多條邏輯信道），可實現(xiàn)帶寬的復(fù)用和動態(tài)分配。③幀中繼協(xié)議是對X.25協(xié)議的簡化，因此處理效率很高，網(wǎng)絡(luò)吞吐量高，通信時延小，幀中繼用戶的接入速率范圍為64Kbps～2.048Mbps，甚至可達到34Mbps。④幀中繼的幀信息長度遠比X.25分組長度要長，最大幀長度可達1600字節(jié)，適合于封裝局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)單元，適合傳送突發(fā)業(yè)務(wù)（如壓縮視頻業(yè)務(wù)、WWW業(yè)務(wù)等）。5.4.2幀中繼協(xié)議分層幀中繼是一種高性能的廣域網(wǎng)協(xié)議，運行在OSI參考模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。幀中繼僅完成OSI物理層和鏈路層核心的功能，將流量控制、糾錯等留給智能終端完成，大大簡化了結(jié)點機之間的協(xié)議；同時幀中繼采用虛電路技術(shù)，能充分利用網(wǎng)絡(luò)資源。幀中繼具有吞吐量高、時延低、適合突發(fā)性業(yè)務(wù)等特點。采用現(xiàn)代的物理層設(shè)備，如光纖和數(shù)字傳輸線路，幀中繼可以提供高速的廣域網(wǎng)連接。因為工作在數(shù)據(jù)鏈路層，幀中繼封裝OSI協(xié)議棧中的上層信息。圖5-9幀中繼（FrameRelay）協(xié)議與X.25協(xié)議對比1．幀格式幀中繼的幀格式如圖5-10所示，與HDLC幀格式類似，其最主要的區(qū)別是沒有控制字段。圖5-10幀中繼的幀格式幀格式中各字段的意義如下：（1）標(biāo)志F，是一個01111110的比特序列，用于指示一個幀的起始與結(jié)束。通過比特填充法來確保透明性。（2）地址A，一般為2個字節(jié)，但可以擴展為3或4個字節(jié)。地址字段中幾個重要的參數(shù)包括：數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識符DLCI，DLCI字段的長度一般為10bit（采用默認值2字節(jié)地址字段），但也可擴展為16bit（用3字節(jié)地址字段），或32bit（用4字節(jié)地址字段），這取決于擴展地址字段的值。DLCI的值用于標(biāo)識永久虛電路（PVC）、呼叫控制或管理信息。前向顯式擁塞通知FECN（ForwardExplicitCongestionNotification），若某個結(jié)點將FECN置為1，表明與該幀在同方向傳輸?shù)膸赡苁芫W(wǎng)絡(luò)擁塞的影響而產(chǎn)生延遲。反向顯式擁塞通知FECN（BackwardExplicitCongestionNotification），若某個結(jié)點將BECN置為1即指示接收者，與該幀反方向傳輸?shù)膸赡苁芫W(wǎng)絡(luò)擁塞的影響產(chǎn)生延遲?？蓙G棄指示DE（DiscardEligibility），在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時，為了維持網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)水平就必須丟棄一些幀。顯然，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)先丟棄一些相對比較不重要的幀。幀的重要性體現(xiàn)在DE比特。DE比特為1的幀表明這是較為不重要的低優(yōu)先級幀，在必要時可丟棄。而DE=0的幀為高優(yōu)先級幀，希望網(wǎng)絡(luò)盡可能不要丟棄這類幀。用戶采用DE比特就可以比通常允許的情況多發(fā)送一些幀，并將這些幀的DE比特置1（表明這是較為次要的幀）。C/R，命令/響應(yīng)位，保留給上層使用，幀中繼自身不使用。EA，地址擴展標(biāo)志，地址字段久的長度由EA指示，當(dāng)EA＝1時說明該字節(jié)是地址字段中的最后一個字節(jié)。地址字段一般為2個字節(jié)，必要時可擴展到4個字節(jié)。兩個字節(jié)的地址字段可容納10比特的DLCI，即可標(biāo)識1024個虛電路號。（3）信息字段I，可變長度，一般為1600字節(jié)到2048字節(jié)。I字段用來裝載用戶數(shù)據(jù)，包括接入設(shè)備使用的各種協(xié)議類型。I字段中的協(xié)議信息對幀中繼網(wǎng)絡(luò)而言是完全透明的，即網(wǎng)絡(luò)對它們不做任何處理。（4）FCS，幀校驗序列。2．尋址方式幀中繼采用虛電路方式來傳送數(shù)據(jù)，每個幀沿著各自的虛電路在網(wǎng)絡(luò)中傳送。幀中繼利用數(shù)據(jù)鏈路標(biāo)識符（DLCI）來標(biāo)識每個幀的通信地址。幀中繼的虛電路有永久型虛電路（PVC）和交換型虛電路（SVC）。幀中繼用數(shù)據(jù)鏈路連接標(biāo)識符（DLCI）來標(biāo)識單個物理通道中多路復(fù)用的物理連接，即指向所用的虛電路。用戶采用PVC接入幀中繼網(wǎng)時，電信部門根據(jù)用戶需要，事先為兩端用戶分配一對DICI，設(shè)置一條固定雙向信道，不需要進行呼叫建立，如同專用點對點電路一樣。采用SVC時，主叫DTE首先發(fā)起呼叫，由幀中繼交換設(shè)備按連接請求呼叫被叫DTE，一旦叫通后，便建立一條臨時性的虛電路，即動態(tài)為雙方分配一對DLCI，并一直保持到通信結(jié)束。

3．擁塞控制幀中繼的擁塞控制是由網(wǎng)絡(luò)和用戶共同負責(zé)來實現(xiàn)的。為降低網(wǎng)絡(luò)開銷，幀中繼采用簡單的擁塞通知機制而不是虛電路流量控制機制。幀中繼在高可靠性介質(zhì)上實現(xiàn)，因此可以把流量控制工作留給兩端用戶設(shè)備的高層協(xié)議去做。幀中繼采用以下兩種擁塞控制方法：丟棄策略擁塞避免承諾的信息速率CIR

為了進行擁塞控制，幀中繼采用了一個叫做承諾的信息速率CIR（CommittedInformationRate），其單位為bps。CIR是對特定的幀中繼連接中，用戶和網(wǎng)絡(luò)共同協(xié)商確定的用戶信息傳送速率的門限數(shù)值。只要端用戶在一段時間內(nèi)的數(shù)據(jù)傳輸速率超過CIR，在網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)擁塞時，幀中繼網(wǎng)絡(luò)就可能會丟棄用戶所發(fā)送的某些幀。每個幀中繼結(jié)點都應(yīng)使通過該結(jié)點的所有連接的CIR的總和不超過該結(jié)點的容量，即不能超過該結(jié)點的接入速率（accessrate）。CIR是用來限制用戶在某一段測量時間間隔Tc內(nèi)所發(fā)送數(shù)據(jù)的平均數(shù)據(jù)率。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)必須把一些幀丟棄時，網(wǎng)絡(luò)將首先丟棄數(shù)據(jù)發(fā)送速率超過其約定CIR的幀。如果幀的速率總是小于CIR，那么所有的幀都被打上高優(yōu)先級的標(biāo)志（DE比特置0）。若數(shù)據(jù)率僅在不太長的時間間隔大于CIR，則網(wǎng)絡(luò)可以將這樣的幀置為DE=1，并在可能的情況下進行傳送（即不一定丟棄，視網(wǎng)絡(luò)的擁塞程度而定）。若數(shù)據(jù)率超過CIR的時間較長，以致注入到網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)量超過了網(wǎng)絡(luò)所設(shè)定的最高門限值，則應(yīng)立即丟棄該連接上傳送的幀。指示擁塞的位FECN和BECN幀中繼還可利用顯式的方法進行擁塞避免。在幀中繼幀頭中有兩個指示擁塞的位FECN和BECN。在FECN機制中，當(dāng)一個DTE設(shè)備向網(wǎng)上發(fā)送一個幀中繼幀時，PECN控制位被初始化。如果網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞，DCE設(shè)備（交換機）就把幀的FECN位置為1，當(dāng)幀到達目的DTE設(shè)備時，帶有FECN控制位的地址域指示該幀在從源地址向目的地址發(fā)送的路徑上遇到了擁塞，目的DTE設(shè)備向其高層協(xié)議提交這一信息，以做進一步處理。在BECN機制中，當(dāng)FECN被置為1的信息幀返回時，DCE將其BECN控制位置1，以通知對方DTE設(shè)備網(wǎng)絡(luò)上某一特定路徑發(fā)生擁塞。同樣，目的DTE設(shè)備向其高層協(xié)議提交這一信息，以做進一步處理。5.4.3幀中繼網(wǎng)絡(luò)的組成與應(yīng)用幀中繼網(wǎng)是由三要素組成的：幀中繼接人設(shè)備、幀中繼交換設(shè)備和公用幀中繼業(yè)務(wù)。（1）幀中繼接入設(shè)備（FrameRelayAccessDevice，F(xiàn)RAD）：是用戶住宅設(shè)備（CustomerPremiseEquipment，CPE），包括主機、橋接器／路由器、分組交換帆、特殊的幀中繼“PAD”。（2）幀中繼交換設(shè)備；有T1/El（1.544/2.048MbPs）一次群復(fù)用器、分組交換機、專用幀中繼交換設(shè)備等，為用戶提供標(biāo)準(zhǔn)幀中繼接口。（3）公用幀中繼業(yè)務(wù)：通過公用幀中繼網(wǎng)絡(luò)提供業(yè)務(wù)。幀中繼接入設(shè)備和專用幀中繼設(shè)備可通過標(biāo)準(zhǔn)幀中繼接口與公用幀中繼網(wǎng)相連。圖5-11幀中繼網(wǎng)絡(luò)5.4.4幀中繼的應(yīng)用幀中繼應(yīng)用業(yè)務(wù)十分廣泛，下面舉兩個例子。1．局域網(wǎng)互連：利用幀中繼網(wǎng)絡(luò)進行局域網(wǎng)互連，這是幀中繼業(yè)務(wù)中最典型的一種業(yè)務(wù)，在已建成的幀中繼網(wǎng)絡(luò)中，進行局城網(wǎng)互連的用戶數(shù)量占90%以上，因為幀中繼很適合為局域網(wǎng)用戶傳送大量的突發(fā)性數(shù)據(jù)。2．虛擬專用網(wǎng)：幀中繼網(wǎng)絡(luò)可以將網(wǎng)絡(luò)中的若干個結(jié)點劃分為一個分區(qū)，并設(shè)置相對獨立的管理機構(gòu)，對分區(qū)內(nèi)的數(shù)據(jù)流量及各種資源進行管理。分區(qū)內(nèi)各個結(jié)點共享分區(qū)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)資源，分區(qū)之間相對獨立，這種分區(qū)結(jié)構(gòu)就是虛擬專用網(wǎng)。采用虛擬專用網(wǎng)比建立一個實際的專用網(wǎng)要經(jīng)濟合算，尤其適合于大企業(yè)用戶。5.5ATMATM（AsynchronousTransferMode），即異步傳輸模式，是建立在電路交換和分組交換的基礎(chǔ)上的一種面向連接的快速分組交換技術(shù)。它采用固定長度的53字節(jié)作為協(xié)議數(shù)據(jù)單元，在ATM中這種定長分組叫做信元（cell）。ATM中，數(shù)據(jù)傳輸速率可達155Mbps或622Mbps，誤碼率在10-7以下。ATM的主要優(yōu)點①選擇固定長度的短信元作為信息傳輸?shù)膯挝?，只用硬件電路就可以處理，縮短了信元處理時間，有利于綜合業(yè)務(wù)傳輸和高速交換。②所有信息在最低層是以面向連接的方式傳送的，保持了電路交換在保證實時性和服務(wù)質(zhì)量方面的優(yōu)點。③ATM支持語音、數(shù)據(jù)、圖像等綜合業(yè)務(wù)。④ATM使用光纖信道傳輸。5.5.1ATM基本概念1．信元交換在ATM網(wǎng)中，ATM主機在傳輸數(shù)據(jù)前，首先將數(shù)據(jù)組織成若干個信元，每個信元長度為53字節(jié)。通信子網(wǎng)中的ATM交換機的數(shù)據(jù)交換單元是信元。由于信元長度與格式固定，因此可以減少交換機的處理負荷，這就為交換機的高速交換創(chuàng)造了有利條件。2．虛通路與虛通道ATM網(wǎng)的虛擬連接分為兩級：虛通道（VirtualPath，VP）連接與虛通路（VirtualChannel，VC）連接，分別用虛通道標(biāo)識符VPI（VirtualPathIdentifier）和虛通路標(biāo)識VCI（VirtualChannelIdentifier）來識別。

圖5-12虛通道與虛通路之間的關(guān)系5.5.2ATM參考模型ATM協(xié)議棧包括3層：ATM物理層、ATM層和ATM適配層（AAL）ATM物理層（ATMphysicallayer）處理物理介質(zhì)上的電壓、比特定時和成幀。ATM層（ATMlayer）是ATM標(biāo)準(zhǔn)的核心。它定義ATM信元的結(jié)構(gòu)。ATM適配層（ATMadaptationlayer，AAL）大致近似Internet協(xié)議棧的傳輸層。ATM包括幾個不同類型的AAL（如ALL1，AAL2，AAL3，AAL4，AAL5）來支持不同類型的服務(wù)。圖5-13ATM協(xié)議參考模型目前，ATM通常被用作Internet局部區(qū)域的鏈路層協(xié)議。已經(jīng)開發(fā)出了AAL5這種專用的AAL類型來實現(xiàn)ATM與TCP/IP的接口。從IP到ATM接口上，AAL5準(zhǔn)備好ATM傳輸?shù)腎P數(shù)據(jù)報；在ATM到IP的接口上，AAL5將ATM信元重新組裝到IP數(shù)據(jù)塊中。特別是，Internet網(wǎng)絡(luò)層將ATM視為一個鏈路層協(xié)議。1．ATM物理層物理層有兩個子層：物理介質(zhì)相關(guān)（PhysicalMediumDependent，PMD）子層和傳輸匯聚（TransmissionConvergence，TC）子層。PMD子層，它負責(zé)在物理介質(zhì)上正確的接收比特流。它完成只和介質(zhì)相關(guān)的功能，如線路編碼和解碼、比特定時以及光電轉(zhuǎn)換等。對不同的傳輸介質(zhì)PMD子層是不同的?？晒┦褂玫膫鬏斀橘|(zhì)有：銅線（UTP或STP）、同軸電纜、光纖（單?；蚨嗄＃┗驘o線信道等。TC子層，它實現(xiàn)信元流和比特流的轉(zhuǎn)換，包括速率適配（空閑信元的插入）、信元定界與同步、傳輸幀的產(chǎn)生與恢復(fù)等。2．ATM層當(dāng)IP在ATM之上運行時，ATM信元充當(dāng)鏈路層幀。ATM層定義了ATM信元結(jié)構(gòu)和該結(jié)構(gòu)中各字段的意義。該信元的前5個字節(jié)構(gòu)成A