MPLS ATM PWE3 网络协议报文

MPLS ATM PWE3（Pseudo-wire Emulation Edge to Edge）用于在MPLS网络上传输ATM信元。这使得服务提供者能够在已经存在的IP或者MPLS网络上提供仿真的ATM业务。

一、MPLS ATM PWE3通用封装格式

有如下四种ATM PWE3封装模式：
ATM 1:1信元模式（ATM One-to-one Cell Mode）:将一条ATM VCC（Virtual Channel Connection）（或者VPC（Virtual Path Connection））映射到一条PW。
ATM N:1信元模式（ATM N-to-one Cell Mode）：将一条或者多条ATM VCCs（或者一条或多条VPCs）映射到PW中。N >= 1。
AAL5 PDU（Protocol Data Unit，协议数据单元）报文模式：将ATM AAL5 CSPS-PDUs直接映射到PW。
AAL5 SDU（Service Data Unit，业务数据单元）报文模式：将ATM AAL5 CSPS-SDUs直接映射到PW。
无论哪种封装模式，都采用如下所示的封装格式。

+-----------------------------------+
| PSN Transport Header(As Required) |
+-----------------------------------+
| Pseudowire Header                 |
+-----------------------------------+
| ATM Control Word                  |
+-----------------------------------+
| ATM Service Payload               |
+-----------------------------------+

字段	长度	含义
PSN Transport Header	变长	该字段由PSN所使用的隧道技术所决定，用于在包交换核心网络上传输ATM信息。如果PSN使用的是MPLS隧道，则该字段为MPLS标签栈顶部的一个或多个MPLS标签；如果使用的是GRE隧道，则该字段为GRE协议头。
Pseudowire Header	变长	标识隧道承载的一个特定的ATM业务。对于MPLS网络，该字段为位于MPLS标签栈底部的一个或多个MPLS标签。
ATM Control Word	4字节	ATM控制字，被插在ATM净荷前面。在ECMP（equal-cost Multiple Path）[请参见RFC 2992]负载分担场景中，控制字可用来恢复PW承载的帧的原有顺序。控制字也可应用于OAM机制中，比如VCCV（Virtual Circuit Connectivity Verification）。对某些封装模式而言，控制字是需要的；对其他封装格式而言，控制字是可选的。在控制字可选的地方，应用必须支持不发送控制字，也支持发送控制字。
ATM Service Payload	变长	ATM净荷。

二、MPLS ATM PWE3 N:1信元模式

ATM N:1信元模式的封装格式如下，其中ATM控制字是可选的。
ATM N:1信元模式中，多个ATM信元可以串接。每个串接的信元都是由52字节的ATM信元直接映射过来，紧跟在前一个52字节的信元后面。

    0                   1                   2                   3
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |               PSN Transport Header (As Required)              |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                     Pseudowire Header                         |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |0 0 0 0| Flags |Res|   Length  |     Sequence Number           |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                  Control word ( Optional )                    |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |          VPI          |              VCI              | PTI |C|
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                  ATM Payload ( 48 bytes )                     |
   |                          "                                    |
   |                          "                                    |
   |                          "                                    |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |          VPI          |              VCI              | PTI |C|
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                  ATM Payload ( 48 bytes )                     |
   |                          "                                    |
   |                          "                                    |
   |                          "                                    |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

字段	长度	含义
PSN Transport Header	变长	该字段由PSN所使用的隧道技术所决定，用于在包交换核心网络上传输ATM信息。如果PSN使用的是MPLS隧道，则该字段为MPLS标签栈顶部的一个或多个MPLS标签；如果使用的是GRE隧道，则该字段为GRE协议头。
Pseudowire Header	变长	标识隧道承载的一个特定的ATM业务。对于MPLS网络，该字段为位于MPLS标签栈底部的一个或多个MPLS标签。
0000	4比特	ATM控制字的前4个比特必须为0，表示是PW数据。Egress PE忽略这4个比特。
Flags	4比特	协议标识域，用来携带特定协议的标识。对于ATM PWE3 N:1信元模式，此字段未被使用，在Ingress PE端置为0，Egress PE忽略。
Res	2比特	保留域，在Ingress PE端置为0，Egress PE忽略。
Length	6比特	长度域，用来标识二层净荷和控制字的长度。如果二层净荷和控制字的长度小于64字节，那么这个字段就填入实际长度。如果二层净荷和控制字的长度不小于64字节，那么这个字段就填入0。如果长度域的值不为0，则表示PSN数据包内的客户净荷小于64字节，在EgressPE端可以利用长度域的值去掉填充字节。在N:1模式中，不需要长度域，因为PSN PDU总是比64字节大，并不需要在PSN中通过以太链路时进行填充。因此必须在Ingress PE被置为0，接收端忽略。
Sequence Number	16比特	序列号，对该字段的处理是可选的。如果不处理，在Ingress PE置为0，Egress PE忽略。RFC 4717规定，如果PE之间已协商不处理序列号，但Egress PE仍收到一个非0的序列号，则Egress PE需要发送PW状态消息，表明接收错误，并去使能PW。
VPI	8或12比特	虚通道标识符，Ingress PE不能改变其值，Egress PE可换成新值。
VCI	16比特	虚通路标识符，Ingress PE不能改变其值，Egress PE可换成新值。
PTI	3比特	净荷类型PTI（Payload Type Indicator），用于标识信息域，也就是净荷的类型。
C	1比特	信元丢弃优先等级（Cell Loss Priority），用于拥塞控制。发生拥塞时优先丢弃C比特置1的信元。
ATM Payload	48字节	ATM信元的负载，固定长度48字节。

三、MPLS ATM PWE3 1:1信元模式

MPLS ATM PWE3（Pseudo-wire Emulation Edge to Edge）1:1信元模式，是将一条ATM VCC（或者VPC）映射到一条PW。ATM 1:1信元模式可分为两种类型：VCC类型和VPC类型。
VCC类型和VPC类型的封装格式很相似，只是VCC类型的ATM信元负荷中去掉了VCI字段，因为在VCC 1:1的封装中，PW可以唯一的标识出ATM信元，没必要浪费带宽传送VCI值，接收端直接从配置信息中恢复ATM信元的VCI值。
ATM 1:1信元模式下，控制字的出现是必须的，控制字插入在PW报头之后。同ATM N:1信元模式一样，ATM 1:1信元模式中，多个ATM信元可以串接。每个串接的信元都是由52字节的ATM信元直接映射过来，紧跟在前一个52字节的信元后面。
3.1、ATM 1:1 VCC类型信元模式的封装格式

    0                   1                   2                   3
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |               PSN Transport Header (As Required)              |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                      Pseudowire Header                       |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |0 0 0 0| Resvd |  Optional Sequence Number     |M|V|Res| PTI |C|
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                                                               |
   |                   ATM Cell Payload ( 48 bytes )               |
   |                                                               |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |M|V|Res| PTI |C|                                               |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+                                               |
   |                   ATM Cell Payload ( 48 bytes )               |
   |                                                               |
   |               +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |               |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+

3.2、ATM 1:1 VPC类型信元模式的封装格式

    0                   1                   2                   3
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |               PSN Transport Header (As Required)              |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                      Pseudowire Header                       |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |0 0 0 0| Resvd |  Optional Sequence Number     |M|V|Res| PTI |C|
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |             VCI               |                               |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+                               |
   |                                                               |
   |                   ATM Cell Payload ( 48 bytes )               |
   |                                                               |
   |                               +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                               |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

字段	长度	含义
PSN Transport Header	变长	该字段由PSN所使用的隧道技术所决定，用于在包交换核心网络上传输ATM信息。如果PSN使用的是MPLS隧道，则该字段为MPLS标签栈顶部的一个或多个MPLS标签；如果使用的是GRE隧道，则该字段为GRE协议头。
Pseudowire Header	变长	标识隧道承载的一个特定的ATM业务。对于MPLS网络，该字段为位于MPLS标签栈底部的一个或多个MPLS标签。
0000	4比特	ATM控制字的前4个比特必须为0，表示是PW数据。Egress PE忽略这4个比特。
Resvd	4比特	保留域，在Ingress PE端置为0，Egress PE忽略。
Sequence Number	16比特	序列号，对该字段的处理是可选的。如果不处理，在Ingress PE置为0，Egress PE忽略。RFC 4717规定，如果PE之间已协商不处理序列号，但Egress PE仍收到一个非0的序列号，则Egress PE需要发送PW状态消息，表明接收错误，并去使能PW。
M	1比特	M比特，指示包中包含的是否是ATM信元还是帧净荷。如果设为0，则表示ATM信元；如果设为1，则PDU包含的是一个AAL5净荷。
V	1比特	V比特，指示包中是否存在VCI域。如果设为1，则存在VCI域；如果设为0，表示不存在VCI域。对VPC，需要VCI域（V比特设置为1），并且随着每个信元一起传输。
Res	2比特	预留比特，在发送时应该设为0，在接收时忽略。
PTI	3比特	净荷类型PTI（Payload Type Indicator），用于标识信息域，也就是净荷的类型。
C	1比特	信元丢弃优先等级（Cell Loss Priority），用于拥塞控制。发生拥塞时优先丢弃C比特置1的信元。
VCI	16比特	虚通路标识符。VPC的ATM连接对ATM信元的VCI值不作如何校验，即对VCI值不可控。为了在PE收端能正确还原出客户信元的VCI信息，需在发端PE把客户信元VCI值直接映射进PSN包的PDU，紧跟在控制字的后面。
ATM Cell Payload	48字节	ATM信元的负载，固定长度48字节。

四、MPLS ATM PWE3 AAL5 CPCS-SDU帧模式

MPLS ATM PWE3（Pseudo-wire Emulation Edge to Edge） AAL5 CPCS-SDU（Service Data Unit）模式，是将ATM AAL5 CSPS-SDU直接映射到PW。ATM AAL5 CPCS-SDU帧模式是指把ATM AAL5的净荷映射到一条PW上，它要求PE支持ATM的分片和重组功能。
在ATM的适配层中，ATM的数据块会被分组为48字节的ATM信元净荷。有时如果剩余的数据不够48个字节，为了传输的需要，就需要在信元的净荷中填入填充位。这样会浪费带宽。而ATM PWE3 SDU模式中，入口PE在重组数据块时，不考虑填充位和尾部信息，只在PW上传输数据块的内容。在出口PE上，PE会重新生成填充位和尾部信息。

    0                   1                   2                   3
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |               PSN Transport Header (As Required)              |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                      Pseudowire Header                       |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |  Res  |T|E|C|U|Res|  Length   |   Sequence Number (Optional)  |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                              "                                |
   |                     ATM cell or AAL5 CPCS-SDU                 |
   |                              "                                |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

字段	长度	含义
PSN Transport Header	变长	该字段由PSN所使用的隧道技术所决定，用于在包交换核心网络上传输ATM信息。如果PSN使用的是MPLS隧道，则该字段为MPLS标签栈顶部的一个或多个MPLS标签；如果使用的是GRE隧道，则该字段为GRE协议头。
Pseudowire Header	变长	标识隧道承载的一个特定的ATM业务。对于MPLS网络，该字段为位于MPLS标签栈底部的一个或多个MPLS标签。
0000	4比特	ATM控制字的前4个比特必须为0，表示是PW数据。Egress PE忽略这4个比特。
T	1比特	传输模式。该位用来表明报文中封装的是ATM管理信元还是AAL5的净荷。如果T＝1，则报文中封装的是ATM信元。如果T＝0，则报文中封装的是AAL净荷。
E	1比特	结束位。如果发送的AAL5 CPCS-SDU数据块的最后一个信元的E标志位是1或者发送的一个ATM信元的E标志位是1，那么入口设备需要把控制字中的E标志位也设置为1。其他情况控制字中的E标志位都设置为0。出口设备根据控制字中的E标志位的数值，为每个信元设置相应的E标志位。
C	1比特	即CLP，信元丢弃优先等级，用于拥塞控制。发生拥塞时优先丢弃CLP=1的信元。如果发送的AAL5 CPCS-SDU数据块的有一个信元的C标志位是1或者发送的一个ATM信元的C标志位是1，那么入口设备需要把控制字中的E标志位也设置为1。其他情况控制字中的C标志位都设置为0。出口设备根据控制字中的C标志位的数值，为每个信元设置相应的C标志位。
U	1比特	该位用来表明对于FR或者异种介质互联，AAL5 CPCS-SDU的公用部分会聚子层用户到用户字段（CPCS-UU），含有FR的C/R值等一些二层信息，这是入口设备就要把CPCS-UU中的值复制到控制字中的U字段中。出口设备再把控制字中U字段的信息复制到CPCS-UU中。
Res	2比特	预留比特，在发送时应该设为0，在接收时忽略。
Length	6比特	该字段用来标识二层净荷和控制字的长度。如果二层净荷和控制字的长度小于64字节，那么这个字段就填入实际长度。如果二层净荷和控制字的长度不小于64字节，那么这个字段就填入0。
Sequence Number	16比特	序列号，对该字段的处理是可选的。如果不处理，在Ingress PE置为0，Egress PE忽略。RFC 4717规定，如果PE之间已协商不处理序列号，但Egress PE仍收到一个非0的序列号，则Egress PE需要发送PW状态消息，表明接收错误，并去使能PW。
ATM cell or AAL5 CPCS-SDU	变长	ATM信元或AAL5 CPCS-SDU。

五、MPLS ATM PWE3 AAL5 CPCS-PDU帧模式

MPLS ATM PWE3（Pseudo-wire Emulation Edge to Edge） AAL5 CPCS-PDU模式，是将ATM AAL5 CSPS-PDU直接映射到PW。ATM PWE3 AAL5 CPCS-PDU帧模式封装了全部的CPCS-PDU信息，包括填充位和trailer信息。其中，控制字是必选项，控制字被插在ATM净荷前面。

    0                   1                   2                   3
    0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 1
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |               PSN Transport Header (As Required)              |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                      Pseudowire Header                       |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |0 0 0 0| Resvd |   Optional Sequence Number    |M|V| Res |U|E|C|
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+
   |                             "                                 |
   |                        AAL5 CPCS-PDU                          |
   |                      (n * 48 bytes)                           |
   |                             "                                 |
   +-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+-+

字段	长度	含义
PSN Transport Header	变长	该字段由PSN所使用的隧道技术所决定，用于在包交换核心网络上传输ATM信息。如果PSN使用的是MPLS隧道，则该字段为MPLS标签栈顶部的一个或多个MPLS标签；如果使用的是GRE隧道，则该字段为GRE协议头。
Pseudowire Header	变长	标识隧道承载的一个特定的ATM业务。对于MPLS网络，该字段为位于MPLS标签栈底部的一个或多个MPLS标签。
0000	4比特	ATM控制字的前4个比特必须为0，表示是PW数据。Egress PE忽略这4个比特。
Resvd	4比特	保留域，在Ingress PE端置为0，Egress PE忽略。
Sequence Number	16比特	序列号，对该字段的处理是可选的。如果不处理，在Ingress PE置为0，Egress PE忽略。RFC 4717规定，如果PE之间已协商不处理序列号，但Egress PE仍收到一个非0的序列号，则Egress PE需要发送PW状态消息，表明接收错误，并去使能PW。
M	1比特	M比特，指示包中包含的是否是ATM信元还是帧净荷。如果设为0，则表示ATM信元；如果设为1，则PDU包含的是一个AAL5净荷。
V	1比特	V比特，指示包中是否存在VCI域。如果设为1，则存在VCI域；如果设为0，表示不存在VCI域。对VPC，需要VCI域（V比特设置为1），并且随着每个信元一起传输。
Res	3比特	预留比特，在发送时应该设为0，在接收时忽略。
U	1比特	该位表示报文中是否含有AAL5 PDU的最后一个信元以及代表CPCS-UU的值。
E	1比特	该位用来传送ATM信元中的EFCI位的状态（每个ATM信元的EFCI的状态由信元头中的PTI字段的中间一位表示）。如果是从ATM到PSN（入方向），该位就被设置为与AAL5 PDU或者AAL5分片中最后一个信元中的EFCI值一致。如果从是PSN到ATM（出方向），组成AAL5 PDU或者AAL5分片的所有信元中的EFCI值都被设置为与控制中的EFCI值一致。
C	1比特	该位用来传送ATM信元中的CLP位的状态。如果是从ATM到PSN（入方向），如果组成AAL5 PDU或者AAL5分片的信元中，任何一个信元的C标志位是1，那么控制字中的C位也被设置为1。如果从是PSN到ATM（出方向），组成AAL5 PDU或者AAL5分片的所有信元中的C标志位的值都被设置为与控制中的C标志位的值一致。
AAL5 CPCS-PDU	48字节整数倍	AAL5 CPCS-PDU的详细介绍请参见AAL5多协议封装。

MPLS ATM PWE3 网络协议报文

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