帧中继与ＡＴＭ的网络互联

帧中继是Ｘ．２５的发展，为用户提供广域网的通信服务。用户可通过帧中继访问设备和帧中继用户终端设备使用帧中继提供的数据、语音、传真等通信服务。目前，ＡＴＭ作为宽带综合业务数字网（Ｂ－ＩＳＤＮ）的实际执行标准已经得到工业界的承认，将成为广域网的主干技术，同时支持语音、数据、传真、图像等多媒体应用。但因为ＡＴＭ的许多方面尚不成熟，需一段时间才能达到实用化。帧中继用户不可能抛弃他们目前投资的帧中继设备而立刻转向ＡＴＭ的服务。

    因此，帧中继将同ＡＴＭ在一段时间里共存，由此就必须考虑帧中继同ＡＴＭ的网络互联以及帧中继网络业务同信元中继网络业务的互操作性。简单地说，就是实现网络互联和网络业务互联。在网络互联中，帧中继同ＡＴＭ的协议转换对于端用户是透明的，网络互联要求端用户必须执行同样的业务特定会聚子层（ＳＳＣＳ）以达到互操作的目的。网络业务互联则不需要端系统作任何改变，只通过互联功能模块（ＩＷＦ）对协议进行映射就可完成互联。

     给出了几种帧中继同ＡＴＭ网络进行互联的情况。

     两个帧中继终端设备通过ＡＴＭ网络进行互联，由于两个终端设备执行同样的协议，此时帧中继网络同ＡＴＭ网络可只进行网络互联，此时互联功能模块执行协议的转换对于终端是透明的。

     帧中继终端同ＡＴＭ终端互联的情况，如帧中继网络同ＡＴＭ网络进行网络互联则需要在ＡＴＭ端节点执行部分帧中继的功能，在ＡＴＭ的ＡＴＭ第５适配层（ＡＡＬ５）上执行帧中继的业务特定会聚子层（ＳＳＣＳ）的功能。如帧中继网络同ＡＴＭ网络之间进行网络业务互联，则帧中继的端节点同ＡＴＭ端节点之间可以透明地互操作。

１ 帧中继同ＡＴＭ的网络互联

    帧中继论坛同ＡＴＭ论坛定义了帧中继网络通过永久虚电路（ＰＶＣ）方式同ＡＴＭ网络互联的执行标准。在互联的帧中继网络和ＡＴＭ网络之间，需要执行互联功能模块，对两种不同的协议进行映射。ＩＴＵ－Ｔ的Ｉ．５５５和Ｉ．３６５．１定义了两种互联的情况。

     两个帧中继的终端设备通过ＡＴＭ网络进行互联的Ｉ-ＷＦ与端节点的协议层次模型。帧中继终端同ＡＴＭ终端互联的ＩＷＦ与端节点的协议层次模型。帧中继网络同ＡＴＭ网络通过互联功能模块（ＩＷＦ）连接起来，Ｉ-ＷＦ在两个网络之间对协议进行映射，映射如下一些参数：

.对变长的协议数据单元（ＰＤＵ）确定格式和划定帧界；

.发现帧的传输错误；

.连接复用；

.对抛弃优先级映射；

.对拥塞指示映射；

.永久虚连接状态管理。

１．１ 变长的协议数据单元确定格式和划定帧界

    帧中继的业务特定会聚子层的协议数据单元（ＰＤＵ）为除去帧校验（ＣＲＣ－１６）、帧标识和插入零比特的ＩＴＵ－Ｔ Ｑ．９２２核心层的协议数据单元。由于ＡＴＭ一侧的公共部分会聚子层（ＣＰＣＳ）的业务数据单元（最大为６４ｋｂｙｔｅ）大于帧中继的最大帧长度（１ ６００字节）。因此，ＩＷＦ需要支持分段组段。

１．２ 发现帧的传输错误

    ＩＷＦ完成标准的ＡＴＭ第５适配层（ＡＡＬ５）的ＣＰＣＳ和信元拆装子层（ＳＡＲ）的功能，对于帧中继ＳＳＣＳ的协议数据单元的错误是通过ＡＡＬ５的ＣＰＣＳ 协议数据单元中的校验和ＣＲＣ－３２来发现的。

１．３ 连接复用

    根据ＩＴＵ－Ｔ Ｉ．５５５，连接复用可以在帧中继ＳＳＣＳ子层通过数据链路层连接标识符（ＤＬＣＩ）或在ＡＴＭ层通过虚通道标识／虚信道标识（ＶＰＩ／ＶＣＩ）来实现。一般地，帧中继到ＡＴＭ的复用分为多对一和一对一两种。多对一为多个ＤＬ-ＣＩ复用到一个ＡＴＭ的虚信道连接（ＶＣＣ）中，在源复用端的ＩＷＦ将多个ＤＬＣＩ的帧组装入ＡＴＭ中的协议数据单元（ＰＤＵ）中，在目的端ＩＷＦ从ＡＴＭ的业务数据单元（ＳＤＵ）中读出数据，重组为ＤＬＣＩ的帧。一对一为帧中继用户传输平面的ＤＬＣＩ一对一映射为ＡＴＭ的ＶＰＩ／ＶＣＩ。ＩＴＵ－Ｔ Ｉ．５５５要求Ｉ-ＷＦ必须支持一对一的连接复用。

１．４ 抛弃优先级映射

    在帧中继的Ｑ．９２２核心层的帧结构中的抛弃指示（ＤＥ）域同ＡＴＭ信元中的信元抛弃优先级（ＣＬＰ）域相对应。ＩＷＦ有两种模式可用：模式１对这两个域进行映射；模式２只是将帧中继的Ｑ．９２２核心层的帧作为帧中继ＳＳＣＳ协议数据单元通过ＡＴＭ网络透明传送，不进行相应参数映射。ＩＷＦ必须同时支持这两种模式，并且根据下面不同连接的不同要求进行选择。

（１）从帧中继网络到ＡＴＭ网络的映射

    在这两种映射模式下，帧中继的Ｑ．９２２核心层的帧中的抛弃指示（ＤＥ）域都必须复制入帧中继ＳＳＣＳ头的抛弃指示（ＤＥ）域中。在模式１情况下，Ｑ．９２２核心层的帧中的ＤＥ域还需要复制入ＡＴＭ信元的信元抛弃优先级域中；在模式２的情况下，ＡＴＭ信元中的信元抛弃优先级（ＣＬＰ）域在ＡＴＭ建链时设置为一固定的值，不随帧中继Ｑ．９２２核心层的帧中的ＤＥ域的改变而改变。

（２）从ＡＴＭ网络到帧中继网络的映射

    在模式１的情况下，如ＡＴＭ信元中信元抛弃优先级（ＣＬＰ）域或帧中继业务特定会聚子层（ＳＳＣＳ）协议数据单元头的ＤＥ域被设置为１，则帧中继的Ｑ．９２２核心层的帧中的ＤＥ域要设置为１。在模式２的情况下，ＡＴＭ信元中的信元抛弃优先级域被忽略，帧中继ＳＳＣＳ协议数据单元头中ＤＥ域的值被直接复制入帧中继Ｑ．９２２的帧中的ＤＥ域中。

１．５ 拥塞指示映射

    帧中继Ｑ．９２２核心层的帧中和帧中继ＳＳＣＳ协议数据单元中均有前向显式拥塞指示（ＦＥＣＮ）位，同样在ＡＴＭ信元中存在显式前向拥塞指示（ＥＦＣＩ）位。从ＡＴＭ网络到帧中继的方向上，如ＡＴＭ信元中ＥＦＣＩ位或帧中继ＳＳＣＳ协议数据单元中的ＦＥＣＮ位为１，则互联功能模块（ＩＷＦ）将帧中继Ｑ．９２２核心层的帧中ＦＥＣＮ位设置为１。在相反方向上，ＡＴＭ信元中的ＥＦ-ＣＩ位总为零，且不随帧中继Ｑ．９２２核心层的帧中ＦＥＣＮ位的改变而改变。

    ＡＴＭ的信元中没有与帧中继Ｑ．９２２核心层的帧中后向显式拥塞指示（ＢＥＣＮ）位相对应的域。在ＡＴＭ到帧中继的方向上，帧中继ＳＳＣＳ协议数据单元中ＢＥＣＮ位直接复制到帧中继Ｑ．９２２核心层的帧中的ＢＥＣＮ中。在相反方向上，如果帧中继ＳＳＣＳ协议数据单元中的ＢＥＣＮ位设置为１或收到的从ＡＴＭ到帧中继方向的ＡＴＭ信元中ＥＦＣＩ位设置为１，则帧中继Ｑ．９２２核心层的帧中ＢＥＣＮ位设置为１。

    帧中继和ＡＴＭ论坛还定义了在网络互联中退出拥塞状态的机制。通过计时器来清除拥塞状态，当在一段预定的时间内没收到从ＡＴＭ到帧中继的拥塞指示，或当组成帧中继业务特定会聚子层（ＳＳＣＳ）协议数据单元中最后一个ＡＴＭ信元的ＥＦＣＩ没有置为１，则拥塞状态清除，否则计时器被设置为零重新启动。

１．６ ＰＶＣ状态管理

    ＡＴＭ同帧中继ＳＳＣＳ层的管理是相互完全独立的。帧中继的ＰＶＣ状态管理通过帧中继ＳＳＣＳ层对于ＡＴＭ层是透明的。在ＡＴＭ一侧的管理是通过操作、管理和维护（ＯＡＭ）信元完成的。帧中继中的状态信息转换为Ｑ．９３３ Ａｎｎｅｘ Ａ中的实体。在帧中继中通过ＤＬＣＩ为０这条链路来传送ＰＶＣ状态信息，在ＡＴＭ网络中通过一条单独的ＡＴＭ信道传输ＤＬＣＩ为０的链路中的信息。

１．７ 帧中继同ＡＴＭ网络的流量特征的映射

    帧中继同ＡＴＭ都有各自描述流量的参数。ＩＷＦ需要把从帧中继到ＡＴＭ数据流的帧中继流量参数映射为相等的ＡＴＭ流量参数，或把从ＡＴＭ到帧中继数据流的ＡＴＭ流量参数映射为相等的帧中继流量参数，并通过ＡＴＭ的使用参数控制（ＵＰＣ）进行调整。在ＡＴＭ ＵＮＩ ３．１中推荐使用通用信元速率算法（ＧＣＲＡ），即漏桶算法，对帧中继的流量进行描述，并将它映射为ＡＴＭ的流量参数。同时定义了两种执行情况：帧中继的链路同ＡＴＭ的虚连接一对一连接；多个ＤＬＣＩ对应一个ＡＴＭ的虚信道连接。在这两种情况下，帧中继的流量都可通过３－ＧＣＲＡ或２－ＧＣＲＡ算法进行描述。

２ 帧中继同ＡＴＭ的网络业务互联

     网络业务互联是当帧中继用户同信元中继用户互联时，他们的端系统不用执行对方业务定义的功能时发生的互联。即当进行网络业务互联时，双方的端系统不需要进行改动，只通过ＩＷＦ对协议的转换就可完成互联。

    ＡＴＭ的端节点和Ｉ-ＷＦ中并没有执行帧中继的业务特定会聚子层的功能。帧中继同ＡＴＭ的网络业务互联与帧中继同ＡＴＭ的网络互联大致相同，不同的只是在网络互联中，把帧中继业务特定会聚子层（ＳＳＣＳ）的ＰＤＵ作为ＡＴＭ中ＡＡＬ层的ＳＤＵ，而网络业务互联中把帧中继Ｑ．９２２核心层ＳＤＵ作为ＡＴＭ中的ＡＡＬ层的ＳＤＵ，并对两者ＰＤＵ的头控制信息进行相应的映射，同时在ＰＶＣ管理方面进行互操作。

    当通过网络业务互联时，ＩＷＦ必须将ＡＴＭ的错误指示同帧中继的状态信令相互映射。表１说明了帧中继和ＡＴＭ的链路状态信息的对应关系。

    帧中继同ＡＴＭ的管理信息并不是一一对应的，这就需要通过管理系统根据双方的管理信息库和管理接口进行映射。

３ 结论

    帧中继提供了成功的广域网的服务，而ＡＴＭ技术将局域网同广域网相融合并具有更强的扩展能力，能够支持从数据通信到视频点播等多种应用，帧中继同ＡＴＭ的互联不但能确保现有用户的投资而且能促使ＡＴＭ技术顺利投入使用。帧中继同ＡＴＭ互联还只局限于永久虚电路的互联，对交换虚电路的互联还处在研究阶段。□

（收稿日期：１９９７－０５－０９）

[摘要] 帧中继（ＦＲ）是目前广泛使用于广域网的业务，而ＡＴＭ技术则提供了面向多媒体应用的更好的解决方案，这两者的互联将有广泛的应用前景。文章通过网络互联、网络业务互联两方面阐述了帧中继同ＡＴＭ互联的一些基本原理。

[关键词] 帧中继 异步转移模式 网络互联 网络业务互联 互联功能模块

[Abstract] Ｆｒａｍｅ ｒｅｌａｙ ｉｓ ａ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｓｅｒｖｉｃｅ ｏｖｅｒ ＷＡＮ，ａｎｄ ＡＴＭ ｐｒｏ-ｖｉｄｅｓ ａ ｂｅｔｔｅｒ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ａｐ-ｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ，ｓｏ ｔｈｅ ｉｎ-ｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ ｏｆ ＦＲ ａｎｄ ＡＴＭ ｗｉｌｌ ｈａｖｅ ｐｒｏｓｐｅｃｔｉｖｅ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ． Ｔｈｅ ｐａｐｅｒ ｐｒｅｓｅｎｔｓ ｓｏｍｅ ｂａｓｉｃ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ ｏｆ ＦＲ ａｎｄ ＡＴＭ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｎｅｔｗｏｒｋ ｉｎｔｅｒｗｏｒｋｉｎｇ ａｎｄ ｓｅｒｖｉｃｅ ｉｎｔｅｒ-ｗｏｒｋｉｎｇ．

[Keywords] ＦＲ ＡＴＭ Ｎｅｔｗｏｒｋ ｉｎｔｅｒ-ｗｏｒｋｉｎｇ Ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｅｒｖｉｃｅ ｉｎｔｅｒ-ｗｏｒｋｉｎｇ ＩＷＦ ■