ATM適配層

詞語解釋

ATM適配層（ATM Adaptation Layer）是ATM（Asynchronous Transfer Mode）技術的一個重要組成部分，它負責把上層協(xié)議（如TCP/IP）的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ATM協(xié)議格式，以便在ATM網(wǎng)絡中傳輸，并在接收端將ATM格式轉(zhuǎn)換成上層協(xié)議格式，以便繼續(xù)處理。 ATM適配層是ATM技術的重要組成部分，它負責把上層協(xié)議的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ATM協(xié)議格式，以便在ATM網(wǎng)絡中傳輸，并在接收端將ATM格式轉(zhuǎn)換成上層協(xié)議格式，以便繼續(xù)處理。ATM適配層可以分為兩個部分：一個是ATM適配層A（AAL），它負責把上層協(xié)議（如TCP/IP）的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ATM格式；另一個是ATM適配層C（AALC），它負責把ATM格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成上層協(xié)議格式，以便繼續(xù)處理。 ATM適配層A的主要功能是把上層協(xié)議的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ATM格式，它將上層協(xié)議的數(shù)據(jù)報文分割成固定長度的ATM單元（Cell），并在每個ATM單元中添加頭部，以提供面向連接的服務。ATM適配層C的主要功能是把ATM格式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成上層協(xié)議格式，它將ATM單元按照特定的格式重新組裝成上層協(xié)議的數(shù)據(jù)報文，并刪除ATM單元的頭部，以提供面向連接的服務。 ATM適配層的應用主要是把上層協(xié)議的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ATM格式，以便在ATM網(wǎng)絡中傳輸，并在接收端將ATM格式轉(zhuǎn)換成上層協(xié)議格式，以便繼續(xù)處理。ATM適配層的應用主要用于實現(xiàn)面向連接的服務，如實時傳輸、視頻會議等，以及支持多種網(wǎng)絡協(xié)議的網(wǎng)絡互聯(lián)，如IP、IPX、AppleTalk等。ATM適配層還可以用于實現(xiàn)多種多媒體應用，如視頻會議、語音會議等。總之，ATM適配層是ATM技術的重要組成部分，它負責把上層協(xié)議的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成ATM協(xié)議格式，以便在ATM網(wǎng)絡中傳輸，并在接收端將ATM格式轉(zhuǎn)換成上層協(xié)議格式，以便繼續(xù)處理。它的應用主要用于實現(xiàn)面向連接的服務，如實時傳輸、視頻會議等，以及支持多種網(wǎng)絡協(xié)議的網(wǎng)絡互聯(lián)，如IP、IPX、AppleTalk等。ATM適配層還可以用于實現(xiàn)多種多媒體應用，如視頻會議、語音會議等。

ATM Adaptation Layer -- ATM適配層

　　AAL（ATM適配層）：標準協(xié)議的一個集合，用于適配用戶業(yè)務。AAL分為會聚子層（CS）和拆裝子層（SAR）。AAL有4種協(xié)議類型：AAL1、AAL2、AAL3/AAL4和AAL5分別支持各種AAL業(yè)務類型。

　　ATM 適配層（AAL）主要負責 ATM 層與高層之間的信元轉(zhuǎn)發(fā)過程。從上層收到信息后，AAL 將數(shù)據(jù)分割成 ATM 信元；從 ATM 層收到信息后，AAL 必須重新組合數(shù)據(jù)形成一個上層能夠辨識的格式。上述操作稱之為分段與重組（SAR），它是 AAL 的主要任務。此外不同的 AAL 支持不同的流量或服務類型。各種服務類別和對應 AAL 類型如下所示：

　　A 類――恒定比特率（CBR）服務：AAL1 支持恒定比特率的面向連接服務。這種服務的例子包括 64K 速率語音、固定速率的非壓縮視頻和專用數(shù)據(jù)網(wǎng)絡的專線。

　　B 類――可變比特率（VBR）服務：AAL2 支持可變比特率的面向連接服務，但其發(fā)送需要有限延時。這種服務的例子包括壓縮包語音或視頻。對于接收方要重組原始的非壓縮語音或視頻來說，發(fā)送的有限延時是很必要的。

　　C 類――面向連接的數(shù)據(jù)服務：用于面向連接的文件傳輸和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡應用程序，該程序中在數(shù)據(jù)傳輸前已預先設置好連接。這種服務提供可變比特率但不需要為傳送過程提供有限延時。有兩種 AAL 協(xié)議支持該類服務，且此兩種協(xié)議已被合并為一種，即 AAL3/4。但由于其十分復雜，AAL5 協(xié)議常用來支持該類型的服務。

　　D 類――無連接數(shù)據(jù)服務：該服務的例子包括數(shù)據(jù)報流量，通常也包括數(shù)據(jù)網(wǎng)絡應用程序，在該程序中在數(shù)據(jù)傳輸前沒有預先設置連接。AAL3/4 或者 AAL5 都可用來支持此類服務。

　　操作管理和維護（OA&M）――OA&M 負責監(jiān)督管理、測試和性能監(jiān)控。它使用環(huán)回實現(xiàn)維護功能和 ITU TS 標準 CMIP，該機構有五層：虛擬信道（F5 －位于虛擬信道終端之間），虛擬路徑（F4 －位于虛擬路徑終端之間），傳輸路徑（F3 －位于執(zhí)行組合和分解信息的單元、信頭或控制元件之間），數(shù)字段（F2 －位于終點段之間，執(zhí)行幀同步）和再生器段（F1 －位于再生段之間）。

　　ALL1 A類

　　ALL2 B類

　　ALL3/4 C/D類

　　ALL5 C/D類

　　A B C D

　　端到端是否否否

　　比特率恒定不恒定不不

　　連接模式面向連接無連接

　　AAL1（ATM適配層1）：AAL1向用戶提供恒定比特率的數(shù)據(jù)傳送能力、并提供定時信息和結構信息的能力。在必要時還能提供一定的糾錯能力和報錯的能力。AAL1支持A類業(yè)務。

　　AAL2 （ATM適配層2）：AAL2用于支持可變比特率的面向連接業(yè)務。并同時傳送業(yè)務時鐘信息。

　　AAL3/4提供對面向連接和無連接數(shù)據(jù)服務的適配功能。

　　AAL5針對面向連接數(shù)據(jù)服務提供一種簡化的適配功能。

　　此外，AAL層也可以為空，即讓高層功能直接發(fā)送或接收ATM信元。因此，A、B、C和D四類業(yè)務和不同AAL適配協(xié)議的關系

　　AAL3/4 ATM自適應層第3/4類業(yè)務異步傳輸模式自適應分層結構，各種業(yè)務中第3/4類業(yè)

　　到1992年，在AAL3/4基礎上省去復用等功能開發(fā)出一種新規(guī)程，稱為AAL5，提供“幀中繼”服務，或E類業(yè)務，傳輸速率在2Mbps以上。

　　具體如下

　　AAL1

　　AAL1提供兩類服務：非結構化的數(shù)據(jù)傳送服務和結構化的數(shù)據(jù)傳送服務。非結構化的數(shù)據(jù)是一種連續(xù)字節(jié)流，結構化的數(shù)據(jù)是一種可以識別的任意大小的數(shù)據(jù)塊流。無論何種情況，AAL的服務數(shù)據(jù)單元（ SDU）都必須為固定長度，而且這些SDU跨越層間服務訪問點（SAP）的時間間隔也必須是常量。

　　AAL1 SAR的基本格式如下，其凈荷為 47字節(jié)，一個字節(jié)的報頭分為兩個字段，分別為序號字段（SN）和序號保護字段（ SNP）。SN包含一個一比特的匯聚子層標志（CSI）和一個三比特的序號記數(shù)器字段（SCF），SCF是模8記數(shù)器，用于接收端檢測是否丟失SAR的PDU。SNP字段提供一種檢查或糾正SAR層PDU報頭的機制。

　　AAL1的匯聚子層仍然使用與SAR相同的結構，完成一系列支持恒定比特率傳送的功能。這些功能包括：序列記數(shù)器操作、源時鐘頻率恢復方法和結構化數(shù)據(jù)傳送方法。

　　序列記數(shù)器操作：在發(fā)送端，匯聚子層為該字段分配相應的值，其初值為零，然后順序遞增，并進行模8計算。在接收端，匯聚子層完成該順序號碼的檢驗。

　　源時鐘頻率恢復方法：AAL1采用兩種方法進行源時鐘恢復：同步殘留時戳（ SRTS）和自適應時鐘方法。

　　SRTS方法允許接收端根據(jù)公共網(wǎng)絡時鐘以及發(fā)端源時鐘和公共網(wǎng)絡時鐘之頻差重建源時鐘。在SRTS中，這種頻差是通過4比特編碼進行傳遞的，它用奇數(shù)SAR層PDU的CSI比特進行串行傳遞。由于在VCC端點通信實體之間沒有標準的處理公共網(wǎng)絡時鐘的方法，所以這種方法只能在有限的范圍內(nèi)使用。

　　在自適應時鐘方法中，接收端有一個緩沖器，它在本地時鐘的控制下讀出緩沖器的內(nèi)容。時鐘同步的方式是監(jiān)視該緩沖器的滿度，通過增加或減少時鐘可以保持該緩沖器的滿度適中。

　　結構化數(shù)據(jù)傳送（SDT）方法：結構化數(shù)據(jù)的邊界可以是一種約定，或者是采用指針區(qū)別。因此有兩種格式，其一是無指針的，其二是有指針的。在無指針的結構中，SAR層的PDU為偶數(shù)幀，且CSI=0，而SAR層中奇數(shù)PDU總是無指針的。在有指針的結構中，SAR層PDU的第一個字節(jié)是指針，它只能出現(xiàn)在偶數(shù)序號的幀中，且CSI=1。指針的值表示從指針結尾到下一結構塊開始之間的字節(jié)數(shù)。

　　AAL2

　　AAL2的目的是支持可變比特率，譬如新聞廣播或足球比賽。前者的數(shù)據(jù)可以以較低速率進行傳遞，而后者則可以采用較高速率進行傳遞。

　　AAL2的SAR層具有45字節(jié)的凈荷，其協(xié)議數(shù)據(jù)單元的格式如下：

　　其中報頭的一個字節(jié)分為三個字段：CSI（匯聚子層標識）字段、SC（順序記數(shù)器）字段和IT（信息類型）字段；報尾的兩個字節(jié)分為兩個字段：LI（長度指針）和CRC字段。

　　CSI：一個比特，指示內(nèi)容類型

　　SC：三個比特，模8計數(shù)器，指示端到端的信元順序，用于差錯檢驗和流量控制。

　　TI：四個比特，指示數(shù)據(jù)端是位于消息的起始、中部或尾部。

　　LI：六個比特，指示最終信元的數(shù)據(jù)部分大小或從哪里開始填充啞比特。

　　CRC：10個比特，對整個數(shù)據(jù)進行CRC檢驗，可糾正單比特錯誤。

　　AAL3/4

　　AAL3最初是為了支持面向連接的數(shù)據(jù)服務，AAL4是為了支持無連接的數(shù)據(jù)服務。AAL3／4的匯聚子層可以接收小于65535字節(jié)的數(shù)據(jù)，然后增加報頭和報尾，其集合應該是44字節(jié)的整數(shù)倍。如果不夠，還要增加填充比特�？傊�，匯聚子層要向SAR子層提供或接收44字節(jié)整數(shù)倍的數(shù)據(jù)。

　　匯聚子層的報頭和報尾的格式如下：

　　其中報頭由三個字段組成：

　　T（類型）字段：一個字節(jié)，是AAL3的遺留問題，一般設為0。

　　BT（起始標記）字段：一個字節(jié)，它標明是分段分組的第一個信元，并且為接收時鐘提供同步。

　　BA（緩沖器分配）：兩個字節(jié)，它告訴接收側進來的數(shù)據(jù)需要多大的緩沖器。

　　PAD（填充域）：可以是0～43個字節(jié)。

　　AL（校準）：一個字節(jié)，目的是讓報尾為四個字節(jié)。

　　ET（結束標簽）：一個字節(jié)，作為同步的結束標志。

　　L（長度）：兩個字節(jié)，表示數(shù)據(jù)單元的長度。

　　AAL3/4的SAR子層功能完成將匯聚子層分段和重組的功能，并為每個基本單元增加報頭和報尾，其結構如下：

　　其中報頭由四個字段組成：ST、CSI、SC和MID，報尾由兩個字段組成：LI和CRC。

　　ST（段類型）：兩個比特，表明該段是消息的起始，中間還是結尾，或者是一個單段數(shù)據(jù)。

　　CSI（匯聚子層標識）一個比特，用于信令。

　　SC（順序記數(shù)器）：三個比特的模8計數(shù)器，指示端到端的信元順序，用于差錯檢驗和流量控制。

　　MID（復用標識）：10個比特，用于標識從不同數(shù)據(jù)流來的信元，它們匯聚在一個相同的虛連接上。

　　LI（長度指示）：六個比特，與ST一起指定最后一段數(shù)據(jù)的長度或填充長度。

　　CRC：10個比特，對整個數(shù)據(jù)進行CRC檢驗。

　　2.4　AAL5

　　AAL3/4提供了順序控制和差錯控制，但是并非所有應用都需要這種服務，譬如在點到點或只有一種應用時。因此，ITU提出了AAL5，也稱之為簡單、高效適配層（SEAL）。AAL5假定屬于單個消息的所有信元都順序傳遞，而且高層包含了CS和SAR層的許多功能，因此，AAL5不提供尋址、順序控制等功能，只提供填充和報尾的功能。

　　AAL5的匯聚子層接收來自高層的數(shù)據(jù)，其長度小于65535字節(jié)，然后加上一個八字節(jié)的報尾，如果其和不是48字節(jié)的整數(shù)倍，那么在報尾之前加填充字節(jié)。其格式如下：

　　其中

　　UU（用戶到用戶之間的標識）：一個字節(jié)，可由用戶自己確定。

　　T（類型）：一個字節(jié)，功能預留。

　　L（長度）：兩個字節(jié)，指示數(shù)據(jù)長度或填充長度。

　　CRC：四個字節(jié)，對整個數(shù)據(jù)進行檢驗。

　　PAD（填充）：0－47字節(jié)，保證匯聚子層的長度為48字節(jié)的整數(shù)倍

　　AAL5的子層只完成分段和重組功能。

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