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1 ATM

1.1 ATM技术简介

1.1.1 ATM简介

1.1.2 ATM连接

1.1.3 ATM层次结构

1.2 IPoA、IPoEoA应用介绍

1.2.1 IPoA

1.2.2 IPoEoA

1.3 服务类型

1.3.1 恒定比特流业务CBR

1.3.2 实时的可变比特率业务VBR-RT

1.3.3 非实时的可变比特率业务VBR-NRT

1.3.4 未定义比特率业务UBR

1.4 InARP简介

1.5 ATM OAM

1.6 ATM配置任务简介

1.7 配置ATM接口

1.8 配置ATM子接口

1.8.1 ATM子接口配置

1.8.2 配置ATM P2P子接口协议状态与PVC相关

1.9 配置PVC参数

1.10 配置ATM上承载的应用

1.10.1 配置虚拟以太网接口

1.10.2 配置IPoA

1.10.3 配置IPoEoA

1.11 ATM显示和维护

1.12 ATM典型配置举例

1.12.1 IPoA典型配置举例

1.12.2 IPoEoA典型配置举例

1.13 ATM业务故障的诊断与排除

1.13.1 ATM接口状态为down

1.13.2 ATM接口状态为up，但PVC状态为down

1.13.3 出现大量报文丢弃和CRC校验错误，接口状态在up、down之间跳变

1.13.4 ping不通对方

1 ATM

1.1  ATM技术简介

1.1.1  ATM简介

ATM（Asynchronous Transfer Mode，异步传输模式）技术是以分组传输模式为基础并融合了电路传输模式高速化的优点发展而成的，可以满足各种通信业务的需求。ATM已被ITU-T于1992年6月指定为B-ISDN的传输和交换模式。由于它的灵活性以及对多媒体业务的支持，被认为是实现宽带通信的核心技术。

根据ITU-T定义，ATM是以信元为基本单位进行信息传输、复用和交换的。ATM信元具有53字节的固定长度，其中前5个字节是信元头，其余48个字节是有效载荷。ATM信元头的功能有限，主要用来标识虚连接，另外也完成了一些功能有限的流量控制，拥塞控制，差错控制等功能。

1.1.2  ATM连接

ATM是面向连接的交换，其连接是逻辑连接，即虚连接。ATM网络中，可以在物理链路上创建逻辑连接VP（Virtual Path，虚路径）和VC（Virtual Circuit，虚电路）。如图1-1所示，一条物理链路上可以创建多条VP，每个VP可以采用复用方式容纳多个VC。不同用户的信元通过不同的VP和VC传递。VP和VC通过VPI（Virtual Path Identifier，虚路径标识符）和VCI（Virtual Channel Identifier，虚通道标识符）来标识。

图1-1 VP、VC和物理链路关系

目前，设备的ATM接口只支持PVC（Permanent Virtual Circuit，永久虚电路）。

1.1.3  ATM层次结构

ATM基本协议框架分为3个平面，即用户平面、控制平面和管理平面。用户平面和控制平面又各分为4层，即物理层、ATM层、ATM适配层和高层，在各层中还有更精细的子层划分。

·     控制平面主要利用信令协议来完成连接的建立和拆除。

·     管理平面又分为层次管理和平面管理。其中层次管理负责各平面中各层的管理，具有与其它平面相对应的层次结构；平面管理负责系统的管理和各平面之间的通信。

各平面与各层的关系如图1-2：

图1-2 ATM协议模型图

各层的具体功能如下：

·     物理层主要提供ATM信元的传输通道，将ATM层传来的信元加上其传输开销后形成连续的比特流；同时，在接收到物理媒介上传来的连续比特流后，取出有效信元传递给ATM层。

·     ATM层在物理层之上，利用物理层提供的服务，与对等层进行以信元为单位的通信。ATM层与物理媒介的类型和物理层的具体实现无关，与具体传送的业务类型也无关。输入ATM层的是48字节的净荷，这48字节的净荷被称为分段和重组协议数据单元（SAR-PDU），而ATM层输出的则是53字节的信元，该信元将传送到物理层进行传输。ATM层负责产生5个字节的信元头，信元头将加到净荷的前面。ATM层的其他功能包括虚路径标识符/虚通道标识符（VPI/VCI）传输、信元多路复用/分用以及一般流量控制。

·     AAL（ATM Adaptation Layer，ATM适配层）是高层协议与ATM层间的接口，它负责转接ATM层与高层协议之间的信息。目前，已经提出4种类型的AAL：AAL1、AAL2、AAL3/4和AAL5，每一种类型分别支持ATM网络中某些特征业务。大多数ATM设备制造商现在生产的产品普遍采用AAL5来支持数据通信业务。

·     ATM高层协议则主要具有WAN互连、语音互连、与现有3层协议互连、封装方式、局域网仿真、ATM的多协议和经典IP等功能。

1.2  IPoA、IPoEoA应用介绍

设备ATM接口支持IPoA、IPoEoA这两种应用方式。

1.2.1  IPoA

IPoA（IP over ATM）指的是在ATM上承载IP协议报文：ATM为处在同一网络内的IP主机之间的通信提供数据链路层，同时将IP报文封装在ATM信元中。ATM作为IP业务的承载网提供了优良的网络性能和完善、成熟的QoS保证。

1.2.2  IPoEoA

IPoEoA（IP over Ethernet over ATM）有三层结构：最上层封装IP协议；中间为IPoE，即以太网承载IP；最下一层为ATM承载IPoE。这就要求在服务器ATM端口承载以太网报文，这就是IPoEoA。

在IPoEoA应用中使用三层VE（Virtual Ethernet，虚拟以太网）接口，一个VE接口可以关联多个PVC。在同一个VE接口关联的PVC之间二层互通。

1.3  服务类型

ATM支持四种服务类型：CBR、UBR、VBR-RT、VBR-NRT。这些服务类型的选择与网络的QoS需求有关。

1.3.1  恒定比特流业务CBR

CBR（Constant Bit Rate）业务用于在连接的生命期中需要静态带宽的连接。这个带宽由PCR（Peak Cell Rate，峰值信元速率）值来确定。在CBR业务中，源端可以持续地以峰值信元速率发送信元。

CBR业务一般用来支持对时延变化要求较高的实时业务（例如：语音、视频）。

1.3.2  实时的可变比特率业务VBR-RT

VBR-RT（Variable Bit Rate-Real Time）业务也是一种实时的应用，对时延和抖动有严格的限制，VBR-RT的主要应用有语音和视频业务。

VBR-RT连接的指标主要靠峰值信元速率（PCR）、可持续信元速率（SCR）、最大突发长度（MBS）来描述。源端可以在平均信元速率为SCR的情况下，以PCR的速率发送最大长度为MBS的突发流量而不丢包。

1.3.3  非实时的可变比特率业务VBR-NRT

VBR-NRT（Variable Bit Rate - Non Real Time）业务支持突发性的非实时的应用，该特性是通过PCR、SCR以及MBS来描述的。对那些满足流量合同的信元，VBR-NRT业务可以保证很低的信元丢失率但是不保证时延。

1.3.4  未定义比特率业务UBR

UBR（Unspecified Bit Rate）用于对时延和带宽都要求不高的应用，也就是那些对时延和时延变化要求都不太严格的应用。UBR业务不保证服务质量，连接的信元丢失率和信元传输时延均没有数值保证，如果发生拥塞，UBR信元最先被丢弃。

1.4  InARP简介

在ATM PVC环境中，可以使用InARP（Inverse Address Resolution Protocol，逆向地址解析协议）来解析与本PVC相连的对端接口的IP地址，这样不需要为PVC静态配置对端的IP地址。InARP交换过程如图1-3所示。

图1-3 InARP工作过程示意图

1.5  ATM OAM

OAM的名词存在两种不同解释，主要是针对不同的协议而言。

·     OAM：Operation And Maintenance（ITU-T I.610 02/99）

·     OAM：Operation Administration and Maintenance（LUCENT APC User Manual，03/99）

OAM提供了一种不中断业务的故障检测、故障定位和性能检测功能。在用户信元流中间插入一些有着标准的信元结构的OAM信元，可以提供网络的一些特定信息。

OAM F5 LoopBack检测：一端发送OAM信元给对端，如果对端收到后，则把这个OAM信元返回给发送方；如果发送方判断接收到自己的OAM信元，并在预先设置的时间（此时间就是发送OAM信元的间隔时间frequency）内收到，则说明链路是通畅的；如果发送方没有在预先设置的时间内接收到自己的OAM信元，则说明链路可能出现故障，此时发送方会连续发送设置次数的OAM信元进行重传检测（发送OAM信元的间隔时间变为retry-frequency），如果在重传检测时间内仍然没有收到自己的OAM信元，则说明链路出现故障。

OAM F5 LoopBack检测有手动（OAMPing）和自动（OAM Frequency）两种方式：前者手动指定发送一定量的OAM信元，常用于故障诊断；后者指定以一定的时间间隔发送OAM信元，用于链路自动检测。

OAM CC（Continuity Check）检测：启动OAM连续性检测功能（即持续检查某个连接处于空闲状态还是故障状态），实现方式为一端发送OAM信元，对端进行检测。

1.6  ATM配置任务简介

表1-1 ATM配置任务简介

1.7  配置ATM接口

根据实际组网环境和系统运行的要求，有时可能需要改变ATM接口的某些参数。需要注意的是，虽然这些参数同时作用于ATM主接口和子接口，但只能在ATM主接口视图下修改这些参数（mtu命令除外，该命令也可以在子接口下执行）。

表1-2 配置ATM接口

1.8  配置ATM子接口

1.8.1  ATM子接口配置

表1-3 配置ATM子接口

1.8.2  配置ATM P2P子接口协议状态与PVC相关

表1-4 配置ATM P2P子接口协议状态与PVC相关

1.9  配置PVC参数

表1-5 配置PVC参数

1.10  配置ATM上承载的应用

ATM PVC支持承载多种协议，但是同一时刻只能承载一种协议（即IPoA、IPoEoA中的一种）。

1.10.1  配置虚拟以太网接口

配置PVC（Permanent Virtual Channel，永久虚通路）承载IPoEoA时，必须指定一个虚拟以太网接口与之对应，如果对应的虚拟以太网接口没有创建，则不能配置PVC。

表1-1 配置三层虚拟以太网接口

1.10.2  配置IPoA

下面的配置任务使得PVC能够承载IP报文。

表1-6 配置IPoA

1.10.3  配置IPoEoA

下面的配置任务使得PVC能够承载三层以太网报文。

表1-7 配置IPoEoA

1.11  ATM显示和维护

在完成上述配置后，在任意视图下执行display命令可以显示ATM配置后的运行情况，通过查看显示信息验证配置的效果。

在ATM接口视图下执行oamping interface命令，在指定ATM接口的特定PVC上发送oam信元，根据在设定的时间内是否收到应答来判断链路的连接情况。

在用户视图下执行reset命令可以清除相应接口的统计信息。

表1-8 ATM显示和维护

1.12  ATM典型配置举例

1.12.1  IPoA典型配置举例

1. 组网需求

如图1-4所示，Router A、Router B和Router C接入到ATM网络中互相通讯。要求：

三台路由器ATM接口的IP地址分别是202.38.160.1/24、202.38.160.2/24、202.38.160.3/24；

在ATM网络中，Router A的VPI/VCI是0/40和0/41，分别连接Router B和Router C；Router B的VPI/VCI是0/50和0/51，分别连接Router A和Router C；Router C的VPI/VCI是0/60和0/61，分别连接Router A和Router B；

三台路由器的ATM接口上的所有PVC都采用IPoA应用方式。

2. 组网图

图1-4 IPoA配置组网图

3. 配置步骤

(1)     配置Router A

# 进入ATM接口，并为其配置IP地址。

<RouterA> system-view

[RouterA] interface Atm 3/1/1

[RouterA-Atm3/1/1] ip address 202.38.160.1 255.255.255.0

# 创建PVC，并指定承载IP协议。

[RouterA-Atm3/1/1] pvc to_b 0/40

[RouterA-atm-pvc-Atm3/1/1-0/40-to_b] map ip 202.38.160.2 broadcast

[RouterA-atm-pvc-Atm3/1/1-0/40-to_b] quit

[RouterA-Atm3/1/1] pvc to_c 0/41

[RouterA-atm-pvc-Atm3/1/1-0/41-to_c] map ip 202.38.160.3 broadcast

(2)     配置Router B

# 进入ATM接口，并为其配置IP地址。

<RouterB> system-view

[RouterB] interface Atm 3/1/1

[RouterB-Atm3/1/1] ip address 202.38.160.2 255.255.255.0

# 创建PVC，并指定承载IP协议。

[RouterB-Atm3/1/1] pvc to_a 0/50

[RouterB-atm-pvc-Atm3/1/1-0/50-to_a] map ip 202.38.160.1 broadcast

[RouterB-atm-pvc-Atm3/1/1-0/50-to_a] quit

[RouterB-Atm3/1/1] pvc to_c 0/51

[RouterB-atm-pvc-Atm3/1/1-0/51-to_c] map ip 202.38.160.3 broadcast

(3)     配置Router C

# 进入ATM接口，并为其配置IP地址。

<RouterC> system-view

[RouterC] interface Atm 3/1/1

[RouterC-Atm3/1/1] ip address 202.38.160.3 255.255.255.0

# 创建PVC，并指定承载IP协议。

[RouterC-Atm3/1/1] pvc to_a 0/60

[RouterC-atm-pvc-Atm3/1/1-0/60-to_a] map ip 202.38.160.1 broadcast

[RouterC-atm-pvc-Atm3/1/1-0/60-to_a] quit

[RouterC-Atm3/1/1] pvc to_b 0/61

[RouterC-atm-pvc-Atm3/1/1-0/61-to_b] map ip 202.38.160.2 broadcast

1.12.2  IPoEoA典型配置举例

1. 组网需求

如图1-5所示，Router A、Router B和Router C接入到ATM网中互相通讯。要求：

三台路由器三层虚拟以太网接口的IP地址分别是202.38.160.1/24、202.38.160.2/24、202.38.160.3/24；

在ATM网中，Router A的VPI/VCI是0/40和0/41，分别连接Router B和Router C；Router B的VPI/VCI是0/50和0/51，分别连接Router A和RouterC；Router C的VPI/VCI是0/60和0/61，分别连接Router A和Router B；

三台路由器的ATM接口上的所有PVC都采用IPoEoA应用方式。

2. 组网图

图1-5 IPoEoA配置组网图

3. 配置步骤

(1)     配置Router A

# 创建三层虚拟以太网接口，并为其配置IP地址。

<RouterA> system-view

[RouterA] interface Virtual-Ethernet 3/0/1

[RouterA-Virtual-Ethernet3/0/1] ip address 202.38.160.1 255.255.255.0

[RouterA-Virtual-Ethernet3/0/1] quit

# 创建PVC，配置IPoEoA的承载方式。

[RouterA] interface Atm 3/1/1

[RouterA-Atm3/1/1] pvc to_b 0/40

[RouterA-atm-pvc-Atm3/1/1-0/40-to_b] map bridge Virtual-Ethernet 3/0/1

[RouterA-atm-pvc-Atm3/1/1-0/40-to_b] quit

[RouterA-Atm3/1/1] pvc to_c 0/41

[RouterA-atm-pvc-Atm3/1/1-0/41-to_c] map bridge Virtual-Ethernet 3/0/1

(2)     配置Router B

# 创建三层虚拟以太网接口，并为其配置IP地址。

<RouterB> system-view

[RouterB] interface Virtual-Ethernet 3/0/1

[RouterB-Virtual-Ethernet3/0/1] ip address 202.38.160.2 255.255.255.0

[RouterB-Virtual-Ethernet3/0/1] quit

# 创建PVC，并指定承载IPoE协议。

[RouterB] interface Atm 3/1/1

[RouterB-Atm3/1/1] pvc to_a 0/50

[RouterB-atm-pvc-Atm3/1/1-0/50-to_a] map bridge Virtual-Ethernet 3/0/1

[RouterB-atm-pvc-Atm3/1/1-0/50-to_a] quit

[RouterB-Atm3/1/1] pvc to_c 0/51

[RouterB-atm-pvc-Atm3/1/1-0/51-to_c] map bridge Virtual-Ethernet 3/0/1

(3)     配置Router C

# 创建三层虚拟以太网接口，并为其配置IP地址。

<RouterC> system-view

[RouterC] interface Virtual-Ethernet 3/0/1

[RouterC-Virtual-Ethernet3/0/1] ip address 202.38.160.3 255.255.255.0

[RouterC-Virtual-Ethernet3/0/1] quit

# 创建PVC，并指定承载IPoE协议。

[RouterC] interface Atm 3/1/1

[RouterC-Atm3/1/1] pvc to_a 0/60

[RouterC-atm-pvc-Atm3/1/1-0/60-to_a] map bridge Virtual-Ethernet 3/0/1

[RouterC-atm-pvc-Atm3/1/1-0/60-to_a] quit

[RouterC-Atm3/1/1] pvc to_b 0/61

[RouterC-atm-pvc-Atm3/1/1-0/61-to_b] map bridge Virtual-Ethernet 3/0/1

1.13  ATM业务故障的诊断与排除

1.13.1  ATM接口状态为down

1. 故障现象

ATM接口状态为down

2. 故障排除

请检查插接在ATM接口的光纤是否接错。应该有两根光纤，分别负责接收和发送，并且不能接反。如果接反，则ATM接口状态无法up。

如果两台路由器之间采取直连方式对接（即所谓的“背靠背”连接），请检查是否两个ATM接口的时钟都为master。路由器缺省采用slave时钟，但如果路由器之间采取直连方式对接，则应该有一方提供内部时钟即master，命令为clock master。

1.13.2  ATM接口状态为up，但PVC状态为down

1. 故障现象

ATM接口状态为up，但PVC状态为down

2. 故障排除

请检查是否由于启用了OAM F5 Loopback信元的发送和重传检测或OAM CC检测而导致这种现象。当两台ATM设备以直连方式连接时，连接中的PVC在这两台设备上的VPI/VCI值对必须一致。如果直接连接的对端没有设置与本端相同（即VPI/VCI值对一致）的PVC，则启用了OAM F5 Loopback信元的发送和重传检测或OAM CC检测后，本端PVC的状态无法转变成up。

1.13.3  出现大量报文丢弃和CRC校验错误，接口状态在up、down之间跳变

1. 故障现象

两台路由器采取直连方式对接，可以互相ping通，但有时会出现大量报文丢弃和CRC校验错误，或接口状态在up、down之间跳变

2. 故障排除

请检查两端的ATM接口，看其是否同为多模光纤接口或同为单模光纤接口。如果接口类型不相同，请予以更换。在多数情况下，多模光纤接口和单模光纤接口之间采取直连方式对接是可以互通的，但有时会出现上述现象。

1.13.4  ping不通对方

1. 故障现象

接口物理层和线路协议都处于up状态，但是ping不通对方。

2. 故障排除

·     采用IPOA时，检查协议地址映射配置是否正确。如果是两台路由器接口背对背直连，本端上映射到对端IP地址的PVC的（VPI，VCI）必须和对端上映射到本端IP地址的PVC的（VPI，VCI）相同，且两端的IP地址必须在同一网段。

·     如果是两台路由器接口背对背直连，检查是否有一端的接口时钟设置成了master，应至少有一端的时钟设置成master（内部时钟）；如果路由器接入到ATM网络中，传输时钟应当设置为slave（线路时钟）。

·     检查ATM端口，看两端的ATM端口是否同为多模光纤接口或单模光纤接口，或者两端使用的是多模光纤接口但使用了单模光纤进行连接。（注意：多数情况下，多模光纤口和单模光纤口直接对接是可以互通的，但有时会出现大量丢包和CRC错。）

·     如果出现ping小包能通，ping大包不能通的现象，请检查两端路由器接口的mtu配置是否一致。

·     检查PVC是否处于down的状态。

·     检查两端PVC的AAL5封装类型是否一致。

·     检查两端PVC的map配置是否一致。

·     检查两端端口帧格式配置是否一致。

·     检查两端端口开销字节配置是否一致。

·     检查两端端口加扰模式配置是否一致。