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发信人: Muller (胖胖熊), 信区: network
标  题: ATM Overview——基础篇（3）信元与服务
发信站: 听涛站 (2001年07月20日21:09:33 星期五), 站内信件

三、ATM信元
    异步传输模式使用包括5个字节的首部和48个字节的信息字段的固定大小的信元。使用
固定长度的短信元有几方面的优点。首先，使用短信元可以降低高优先级的信元排队的时
延，因为如果高优先级的信元到达略晚于已经使用资源（例如发送器）的低优先级信元，
那么它等待的时间会比较短。第二，固定大小的信元能够更有效地交换，这对于支持非常
高数据率的ATM是很重要的。对于固定大小的信元，交换机制更容易用硬件实现。
    首部格式
    图示出了用户网络接口上的信元首部格式。图示出了网络内部的首部格式。在网络内
部，执行本地功能的一般的流量控制字段不保留。另外，虚通道标识符字段从 8 bit扩展
到12bit。这样在网络内部就可以支持更多数量的VPC，包括用于网络管理的VPC和供用户使
用的VPC。
    因为一般流量控制GFC（generic flow control）字段在网络内部的信元首部不出现，
因此它仅可用在本地用户网络接口的信元流量控制上。它的详细应用有待于进一步研究。
GFC字段能够用来帮助用户进行通信流量的控制以支持各种不同的服务质量。这个字段的一
个可能的用途是提供一个为了按照服务类型对信息流进行控制的多优先级的指针。在任何
情况下，GFC机制旨在用来缓和网络中的短期超载情况。
    虚通道标识符VPI（Virtual Path Identifier)设网络路由选择字段的一部分。它在用
户一网络接口是8bit的，在网络一网络接口则是12bit，因此使得网络内可支持更多的虚通
道。虚通路标识符（VCI）用于端用户之间的路由选择。因此，它的功能很像一个服务访问
点(service access point)。
    负荷类型PT（Payload Type）字段指示出信息字段中所装信息的类型。表5。2示出了
对PT各比特的解释。第一个比特是0值就表示用户信息，即从上一个高层来的信息。在这种
情况下，第二个比特表示是否拥塞已经发生；第三个比特称为服务数据单元（SDU）的类型
比特 ，它可用来区分同属一个连接的两类ATM SDU。SDU这一术语指的是48字节的信元负荷
。对这一比特的解释依赖于上下文。
PT编码  解释
000 用户数据信元，未经受拥塞，SDU类型=0
001 用户数据信元，未经受拥塞，SDU类型=1
101 用户数据信元，经受了拥塞，SDU类型=0
011 用户数据信元，经受了拥塞，SDU类型=1
100 与OAM报文段相关联的信元
101 与OAM端到端相关联的信元
110 资源管理信元
111 保留为今后的功能使用
SDU=服务数据单元，OAM=运行、管理和维护（Operation, Administration, and Mainten
ance）
    荷类型字段第1个比特值是1，就表示这个信元承载网络管理或维护信息。这种表示使
得可以将网络管理信元插入到用户的VCC中而不影响用户的数据。因此，它能够提供带内控
制信息。
    信元丢失优先级CLP（Cell Loss Priority)用来在网络发生拥塞的情况下为网络提供
指导。CLP为0值时表示一个相对高优先级的信元，这种信元不应该被丢弃，除了没有其他
可用的选择。CLP值为1，表示这个信元在网络内可以丢弃。用户可以使用这个字段将额外
的信元（在已协商的速率之外）插入到网络中，将信元的CLP赋为1，如果网络不拥塞就交
付到目的地。对于任何数据信元，网络都可以将这个字段置为1，如果这个数据信元违反了
用户和网络之间有关通信量参数的约定。在这种情况下，将CLP置1的交换机知道这个信元
超出了事前约定的通信量参数，但是交换机尚有能力处理该信元。在此后的路途中，如果
遇到网络拥塞，网络就可以优先考虑丢弃这种CLP置1的信元。
    首部差错控制
    每一个ATM信元包括一个8bit的首部差错控制HEC（Header Error Control）字段，该
字段是基于首部剩余32bit进行计算的。用来产生编码的多项式是X8＋X2＋X＋1。在大多数
现有的只包括一个差错控制字段的协议中，如HDLC和LAPB，作为差错编码计算的输入数据
一般比产生的差错编码的长度要长得多。因此这就可以用作差错检测。在ATM的情况下，计
算的输入仅有32bit，与8bit编码比较并不长多少。输入相对短小的情况。得该编码不仅可
用于差错检测，而且在某些情况下也可用于差错纠正。这是因为编码中有足够的冗余信息
可用于从一定差错模式中恢复原有信息。
    图描述了在接收方的HEC操作。在初始化时，接收方的差错纠正算法处于默认模式，可
纠正单个比特的差错。每接收到一个信元，就计算和比较一次HEC值。只要没有检测到差错
，接收方就一直处于差错纠正模式。当检测到一个差错时，如果只有一个差错比特，接收
方就纠正这个差错，否则接收方就检测出多比特的差错。这种检错和纠绪方式改变的原因
是有时因为噪音突发或其他事件可以引起一系列差错，在这种情况下HEC对于差错纠正而言
则不够长。只要接收到有差错的信元，接收方就停留在检测的模式。当首部被检查后没有
找到差错时，接收方就重新换回到纠正模式。图示的流程图示出了信元首部的差错对接收
方运行模式的影响。
    差错保护功能提供了从首部有单个比特的差错中恢复过来，并且在突发差错情况下使
接对方将首部有差错的信元当成正确信元的概率大大降低。光纤传输系统的差错通常包括
单个比特差错和相对较大的突发性差错。对于有些传输系统，比较耗费时间的差错纠正功
能可能未得到采用。四、ATM的服务类别
    ATM网络被设计成能够同时传送很多不同类型的通信量，包括实时的流量，例如话音、
图像以及突发的TCP流量。虽然每一种通信量是以一串53字节的信元形式通过虑通路的，但
每一种数据流量在网络内被处理的方法，则依赖于通信流量的特性和应用的需求。例如，
实时图像的通信量必须以最小的时延抖动来传送。
    在这部分中，我们概括了ATM的服务种类（category），端系统使用这些服务种类来标
识所需的服务类型。以下的服务种类已经由ATM论坛定义过：
·  实时服务
·  恒定比特率（CBR）
·  实时可变比特率（rt－VBR）
·  非实时服务
·  非实时可变比特率（nrt－VBR）
·  可用比特率（ABR)
·  不指明比特率（UBR）
    实时服务
    在许多应用之间最重要的区别是看这个应用能够容许的时延数值与时延的变化。典型
地，实时应用是到某一个用户的信息流，而用户所在站点应能将此信息流得与源端的信息
流一样。例如，用户希望声音或视像信息流能够以连续平滑的方式是缺少连续性或过多的
丢失会导致质量的明显下降。包括在人们之间的交互型应用对时严格的要求。典型地讲，
超过几百毫秒的时延就很明显并令人讨厌。因此，在ATM冲对实时数据的交换和交付要求很
高。
    恒定比特率（CBR）
    CBR服务也许是最容易定义的服务。CBR用于支持这样的应用，它需要在整个连接持期
间具有连续可用的恒定数据率，并对传输时延有相对严格的上限要求。CBR通常用于末压缩
声音和视像信息。CBR应用的例子包括：
·视频会议（videoconferencing）
·交互的声音（如电话）
·声音/视像分发（如电视、远程学习、收费电视）
·声音/视像读取（如点播视像、声音图书馆）
    实时可变比特率（rt－VBR）
    rt－VBR类是用于对时间敏感的应用；这类应用对于时延和时延抖动有严格的要求。Z
合于rt－VBR的应用与适合于CBR的应用的主要不同之处是：rt－VBR应用的传输速率会随时
间变化。相同地，一个rt－VBR信源具有突发性特征。 
    rt－VBR服务比CBR允许网络有更大的灵活性。网络能够在相同的容量上复用大量的连
接，而且仍然对每一个连接提供所需的服务。
    非实时服务
    非实时服务是用于这样的应用，这种应用具有突发性的通信量，但同时又对时延和时
延抖动没有严格的要求。因此，网络在处理这样的通信流量时就具有更大的灵活性，并且
可以更好地使用统计复用来提高网络的效率。
    非实时可变比特率（nrt－VBR）
    对于一些非实时的应用，可以通过描述通信流量特性从而使网络能够在丢失和时延方
面提供服务质量的实质性改进。这些应用可以使用nrt-VBR服务。对于这样的服务，端系统
指明了峰值信元速率、持续信元速率或平均信元速率，以及一个衡量信元突发性或密集程
度的度量。利用这些信息，网络就能够分配资源以便提供相对低的时延和最小的信元丢失
。
    nrt-VBR服务能够用于具有严格时间响应要求的数据传输。你要求的数据传输。例如，
航线订票、银行业务的处理，以及过程监测。
    不指明比特率（UBR）
    在任一给定时间，ATM网络的一部分容量用在承载CBR以及两类VBR的通信量上。
    由于以下一点或两点原因，网络会有一些富余容量可用：（l）并不是所有的资源都被
用于CBR和VBR业务量。（2)VBR业务量的突发性特征意味着有时实际使用的容量会少于分配
到的容量。所有未使用的容量都可以供UBR服务使用。这种服务适合于能够容忍可变时延和
一些信元丢失的应用，基于TCP的服务就是这种应用的典型。在UBR中，信元以先进先出（
FIFO）的原则被发送，使用其他的服务没有用完的容量；时延和不同程度的丢失都是有可
能的。在发送前，网络对UBR信源不作任何承诺，也不为其提供任何有关拥塞情况的反馈信
息，这被称为"尽最大努力"（best effort）服务。UBR应用的例子包括：
·  文本/数据/图像的传输，留言（messaging），分发，检索
·  远程终端（加远程通信（telecommuting））
    可用比特率（ABR）
    使用可靠的端到端协议的突发性应用（如TCP），在网络中能够通过时延和分组丢失的
增加而检测到拥塞。这在前面的章节中我们已简洁地讨论过了。然而,TCP没有使网络内多
个TCP连接之间的资源平等地共享的机制。此外，TCP并没有做到使拥塞最小化，虽然它利
用了网络中已拥塞结点所提供的显式信息。
    为了改善提供给突发性信源的服务（要不然就要使用UBR了），定义了ABR服务。使用
ABR的应用指明了一个它所使用的峰值信元速率PCR (peak Cell Rate)以及所需要的最小信
元速率MCR则(Minimun Cell Rate）。网络分配资源以便使得所有ABR应用都接收到的容量
达到其MCR值。然后，任何未使用的容量都在全体ABR应用之间可公平地共享。ABR机制使用
向信源发出显式反馈能确保公平地分配容量。ABR末使用的资源可供UBR服务使用。
    使用ABR应用的一个例子是局域网互连。在这种情况下，与ATM网络相连的端系统是路
由器。
 

    Muller
    7.19与深圳

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        在那些苍翠的路上，压遍了多少创伤……
※ 来源:·听涛站 tingtao.dhs.org·[FROM: 匿名天使的家]