认识广域网（下）

帧中继支持交换虚电路(sVC)和固定虚电路(PVC，永久虚电路）两种虚电路技术。

• 交换虚电路:控制交换虚电路的信息是在信令信道（DLCI=0）上传送的。这些消息采用的是LAP-F协议(LAPF的帧格式与LAPD基本相同，但没有FECNBECN和DE字段)。
• 固定虚电路:帧中继协议在早期并没有建立交换虚电路的信令，只能够通过戍络管理建立永久虚电路。PVC的管理协议控制端到端的连接，是通过带外信令的无编号信息帧传送的。

       基于这两种不同的虚电路技术，帧中继就可以向用户提供不同的服务质量，这些月务质量参数如表所示。

                                     服务质量参数

使用帧中继进行远程联网的主要优点是:透明传输、面向连接,帧长可变，速率高,能够应对突发数据传输、没有流控和重传、开销小。但它并不适于对延迟较敏感的应用（音频和视频)，无法保证可靠的提交。

ISDN

       ISDN（综合业务数据网）可以分为窄带ISDN (N-ISDN）和宽带ISDN (B-ISDN)两种。其中N-ISDN是将数据、声音、视频信号集成进一根数字电话线路的技术。它的服务由两种信道构成:一是传送数据的运载信道（又称为B信道，每个信道64Kbps)，二是用于处理管理信号及调用控制的信令信道（又称为D信道，每个信道16Kbps或64Kbps)。然后将这两类信道进行组合，形成两种不同的ISDN服务:基速率接口(ISDN BRI）和主速率接口(ISDN PRI)。

• 基速率接口:一般由2B+D组成，常用于小型办公室与家庭，用户可以用1B作数据通信，另外的1B保留为语音通信，但无法使用D通道（速率为16Kbps)进行数据传输。如果需要，也可以同时使用2B通道（每个B通道为64Kbps,合计128Kbps)作数据通信。要注意的是如果不说明，通常N-ISDN就是指ISDNBRI。
• 主速率接口:PRI包括两种，一是美国标准的23B+1D (64Kbps的D信道)达到与T1相同的1.533Mbps 的 DS1速度;二是欧洲标准的30B+2D(B和D信道的速率都是64Kbps)，达到同的H信道:HO信道一6B，384Kbps: H10常可以将若干个B信道组合成不同的H信道:HO信道一6B，384Kbps;H10信道——24个56Kbps的B信道，1.472Mbps;H11信道——24B，1.536Mbps;H12信道一—30B，1.92Mbps，这也是最大的H信道。

   N-ISDN定义了物理层、数据链路层和网络层的部分功能。在物理层建立了一个64Kbps的线路交抉连按，R信公功能:网络层处理所有的线路交换及分组交换服务。了LAPD来管理所有的控制和信令功能;网络层处理所有的线路交换及分组交换服务。

       窄带ISDN 的缺点是数据速率低，不适合视频信息等需要高带宽的应用，而且它仍然是一种基于电路交换网的技术。因此，ITU-T又专门开发了宽带ISDN技术(B-ISDN)，B-ISDN的关键技术是异步传输模式（ATM)，采用5类双绞线或光纤，数据传输速率可达155Mbps，可以传输无压缩的高清晰度电视(HTV)。它定义了物理层、ATM层、ATM适配层和高层4层体系结构，具体的内容请参考下一个知识点:ATM。

ATM

     ATM是一种可以将局域网功能、广域网功能、语音、视频和数据，集成进一个统一的协议的设计。ATM标准最早是作为B-ISDN标准的一部分而出现的，它在QoS方面有突出的表现。

1.同步传输和异步传输。

       电路交换网络都是按照时分多路复用的原理将信息从一个结点送到另一个结点的。根据工作模式的不同，可以分为两种。

• 同步传输模式STM:根据要求的数据速率，将一个逻辑信道分配为1到多个时槽，在连接存在期时，时槽是固定分配的，即采用的是同步时分复用模式。
• 异步传输模式ATM:采用了与前面不同的方法分配时槽，它把用户数据组成为53B的信元，信元随机到达，中间可以有间隙，信元准备好就可以进入信道，即采用的是统计时分复用模式。

       在ATM中，信元不仅是传输的基本单位，也是交换的信息单位。它是虚电路式分组交换的一个特例，参见“数据通信基础”的“交换方式”知识点。与分组相比，由于

信元是固定长度的，因此可以进行高速的处理和交换。ATM 的典型数据速率为150Mbps，也就是每秒可以有约36万( 150M/8/53）个信元。ATM是面向连接的,所以在高速交换时要尽量减少信元的丢失。

2.ATM的分层体系结构。

    在B-ISDN中，建立了如表9-7所示的四层体系结构，该表总结了它们的功能，以及与OSI层次的对应关系。

 3.ATM物理层.

• 物理介质子层（PMD):规定了传输介质、信号电平、比特定时等。过 AM并没有提供相应的规则，而是列出了一-些可用的传输标准。例如，基于 5R)双绞线或光纤可达到155.52 Mbps，622.08 Mbps，2488.32 Mbps (SONET标准);在T3信道上可达44.736 Mbps，在FDDI上达到100 Mbps。
• 传输会聚子层（TC):提供了与ATM层的统--接口，该层完成类似数据链路层的功能。

4.ATM层.

       相当于网络层的功能,它通过虚电路技术提供面向连接的服务。在ATM层 ATM中，虚电路有两级:虚通路(VP）和虚信道（VC)。虚信道与X.25的虚电路相当，而虚通道则是由多条虚信道捆绑在一起形成的。由于ATM通常是在光纤的基础上建立的，因此它是不提供应答的，将少量的错误交给高层处理。另外，ATM 的目的是实现实时通信，因此对于偶然的信元错误是不重传的，对于要重传的通信由高层处理。

53个字节的ATM的信元，是由5个字节的信元头和48个字节的数据组成的。在信元头中，有一些比较重要的字段需要掌握。

·虚通路标识符（VPI):8位或12位，常用是8位，因此一个主机上的虚通路数通常是256个。

·虚信道标识符(VCI):16位，因此理论上一个虚通路可以包含65536个虚信道，不过部分信道是用于控制的，并不传送用户数据。

.8位头校验和，它只对信元头进行校验.

• 信元丢失优先级（CLP):在网络发生拥塞时提供指导，置为1的信元可抛弃。
• 流控标志(GFC):用于主机和网络之间的流控或优先级控制。
• 负载类型(PTI):区分不同的拥塞信息。

       另外，有一个小知识点:在ATM逻辑通道中，是使用VPI+VCI 的组合来标识连接的，在做VP交换或交叉连接时，只需要交换 VP，无须改变VCI的值。

5.ATM适配层(AAL)。

     ATM适配层负责处理高层来的信息,发送方把高层来的数字切成48字节长的ATM负载，接收方把 ATM信元的有效负载重新组装成为用户数据包。AAL支持四种业务，有五种AAL层协议分别满足这些业务，如表所示。

               ALL层协议满足的业务

• AAL1:检测丢失和误插入信元，提供固定速率;
• AAL2:用于传输面向连接的实时数据流、无错误检测，只检查顺序;
• AAL3/4，原来是两个不同协议，分别对于C和D，后来合并为一个，用于面向连接和无连接服务;
• AAL5:它是实现C、D两类服务的新协议，它能够应用于ATM局域网访问。它采用32位CRC校验。

6.ATM高层。

ATM的高层主要规定了4类、5种业务类型，以满足不同的ATM客户需求，如表所示。

                                   ATM业务类型

7.通信量和拥塞控制。

       由于ATM网络上的通信量模式和 ATM 网络的传输特性都与其他交换网络有很大不同，需要运载实时性高的数据通信量，因此在通信量和拥塞控制方面需要更多的考虑与设计。其中在通信量控制方面，ATM采用的措施如下。

• 网络资源管理:即以某种方式分配网络资源，按照不同的服务特性来区分不同的通信流量。
• 连接许可控制:这是ATM网络防止自己过载的第一道防线。
• 使用参数控制(UPC):一旦连接许可控制功能接受了某条连接，网络的使用参数控制功能就会监视这条连接，以判断它的通信量是否遵守通信量合约。优先级控制:当网络在参数控制之外的某点丢弃信元时，则起作用的是优先级控制。
• 快速资源管理:在ATM连接的环加传播延迟这一时间尺度上操作。

为了能够尽量减少拥塞的强度、扩散程度及持续时间,采取了一系列拥塞控制措施，主要包括如下内容。

• 选择性信元丢弃:这与优先级控制类似，通过信元头的CLP字段来实现。
• 显式前向拥塞指示:工作方式与帧中继网络相同，一般是通过GFC(流量控制)字段来实现的。