什么是異步轉(zhuǎn)移模式

什么是異步轉(zhuǎn)移模式

1、ATM的定義與功能 CCITT在I系列建議中給ATM下了這樣的定義：ATM是一種轉(zhuǎn)換模式（即前面所說的傳輸方式），在這一模式中信息被組織成信元（Cell），包含一段信息的信元并不需要周期性地出現(xiàn)在信道上，從這個意義上說，這種傳輸是異步的。

ATM的特點是進一步簡化了網(wǎng)絡(luò)功能。ATM網(wǎng)絡(luò)不參與任何數(shù)據(jù)鏈路層功能，將差錯控制與流量控制工作都交給終端去做?？梢钥闯?，分組交換網(wǎng)的交換折點參與了OSI第1層到第3層的全部功能；幀中繼節(jié)點只參與第2層功能的核心部分(2a)，也即數(shù)據(jù)鏈路層中的幀定界、0比特插入和CRC檢驗功能，第2層的其它功能，即差錯控制和流量控制，以及第3層功能則由終端處理；ATM網(wǎng)絡(luò)則更簡單，除了第1層的功能之外，交換節(jié)點不參與任何工作。從功能分布的情況來看，ATM網(wǎng)和電路交換網(wǎng)有點相似，可以說ATM網(wǎng)是綜合了分組交換和電路交換的優(yōu)點而形成的一種網(wǎng)絡(luò)。

ATM克服了其它傳送方式的缺點，能夠適應(yīng)任何類型的業(yè)務(wù)，不論其速度高低、突發(fā)性大小、實時性要求和質(zhì)量要求如何，都能提供滿意的服務(wù)。

2、ATM的信元

信元實際上就是分組，只是為了區(qū)別于X.25的分組，才將ATM的信息單元叫作單元。ATM的信元具有固定的長度，即總是53個字節(jié)。其中5個字節(jié)是信頭(Header),48個字節(jié)是信息段。信頭包含各種控制信息，主要是表示信元去向的邏輯地址，另外還有一些維護信息、優(yōu)先級及信頭的糾錯碼。信息段中包含來自各種不同業(yè)務(wù)的用戶數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)透明地穿越網(wǎng)絡(luò)。新元的格式與業(yè)務(wù)類型無關(guān)，任何業(yè)務(wù)的信息都同樣被切割封裝成統(tǒng)一格式的單元。

ATM的信頭有兩種格式，分別對應(yīng)用戶－網(wǎng)絡(luò)接口UNI和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點接口NNI。其中個字段的含義及功能如下：

(1)一般流量控制字段GPC(Generic Flow Control),又稱接入控制字段。當(dāng)多個信元等待傳輸時，用以確定發(fā)送順序的優(yōu)先級。

(2)虛通道標(biāo)識字段VPI(Virtual Path Identifier)和虛通路標(biāo)識字段VCI(Virtual Channel Identifier)用做路由選擇。

(3)負(fù)荷類型字段PT(Payload Type)用以標(biāo)識信元數(shù)據(jù)字段所攜帶的數(shù)據(jù)的類型。

(4)信元丟失優(yōu)先級字段CLP(Cell Loss Priority)用于阻塞控制，若網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)阻塞時，首先丟棄CLP置位的信元。

(5)信頭差錯控制字段HEC(Head Error Control)用以檢測信頭中的差錯，并可糾其中的1比特錯。HEC的功能在物理層實現(xiàn)。

3、ATM的工作方式

時分復(fù)用方式工作，來自不同信息源的信元匯集到一起，在一個緩沖器內(nèi)排隊，隊列中的信元著個輸出到傳輸線路，在傳輸線路上形成首尾相接的信元流。信元的信頭中寫有信息的標(biāo)志(如A和B)，說明該信元去往的地址，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)信頭中的標(biāo)志來轉(zhuǎn)移信元。

信息源隨機地產(chǎn)生信息，因為信元到達隊列也是隨機的。高速的業(yè)務(wù)信元來得十分頻繁、集中，低速的業(yè)務(wù)信元來得很稀疏。這些信元都按先來后到在隊列中排隊，然后按輸出次序復(fù)用到傳輸線上。具有同樣標(biāo)志的信元在傳輸線上并不對應(yīng)某個固定的時間間隙，也不是按周期出現(xiàn)的，也即信息和它在時域的位置之間沒有關(guān)系，信息只是按信頭中的標(biāo)志來區(qū)分的。這種復(fù)用方式稱為異步時分復(fù)用(Asynchronous Time Division Multiolex)，又稱統(tǒng)計復(fù)用(Statistic Multiptx)。而在同步時分復(fù)用方式(如PCM復(fù)用方式)中，信息以它在一幀中的時間位置(時隙)來區(qū)分，一個時隙對應(yīng)著一條信道，不需要另外的信息頭來標(biāo)識信息的身份。

異步時分復(fù)用方式使ATM具有很大的靈活性，任何業(yè)務(wù)也都可按實際需要來占用資源。對于特定的業(yè)務(wù)，傳送速率可隨信息到達的速率而變化，因此網(wǎng)絡(luò)資源得到了最大限度的利用。ATM網(wǎng)絡(luò)可以適用于任何業(yè)務(wù)，不論其特性如何(速率高低、突發(fā)性大小、質(zhì)量和實時性要求等)，網(wǎng)絡(luò)都按同時的模式來處理，真正做到了完全的業(yè)務(wù)綜合。

若某個時刻隊列中沒有等待發(fā)送的信元，此時線路上就出現(xiàn)未分配信元(信頭中含有標(biāo)志φ)；反之，若某個時刻傳輸線路上找不到可以傳送新元的機會(信云啊都已排滿)，而隊列已經(jīng)充滿緩沖區(qū)，此時為了盡量減少對業(yè)務(wù)質(zhì)量的影響，將優(yōu)先級別低的信元丟棄。緩沖區(qū)的容量必須根據(jù)信息流量來計算，以使信元丟棄率在10-9以下。

為了提高處理速度和降低延遲，ATM以面向連接器的方式工作。網(wǎng)絡(luò)的處理工作十分簡單：通信開始時建立虛電路，以后用戶將虛電路標(biāo)志寫入信頭(即地址信息)，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)虛電路標(biāo)志將信元送往目的地。

經(jīng)過ATM網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點提供信元的交換。其實，ATM網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點完成的只是虛電路的交換，因為同一虛電路上的所有信元都選擇同樣的路由，經(jīng)過同樣的通路到達目的地。在接收段，這些信元到達的次序總是和發(fā)送次序相同。

ATM交換節(jié)點的工作比X.25分組交換網(wǎng)中的節(jié)點要簡單得多。ATM節(jié)點只做信頭的CRC檢驗，對于信息的傳輸差錯根本不過問。ATM節(jié)點不做差錯控制(信頭中根本你沒有信元的編號)，也不參與流量控制，這些工作都留給終端去做。ATM節(jié)點的主要工作就是讀信頭，并根據(jù)信頭的內(nèi)容快速的將信元送往要去的地方，這件工作在很大的程度上依靠硬件來完成，所以ATM交換的速度非?？欤梢院凸饫w的傳輸速度相匹配。