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(shuō)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(gè)意義上說(shuō)，這種傳輸是異步的。

ATM的特點(diǎn)是進(jìn)一步簡(jiǎn)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(cuò)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(diǎn)參與了OSI第1層到第3層的全部功能；幀中繼節(jié)點(diǎn)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(yàn)功能，第2層的其它功能，即差錯(cuò)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(jiǎn)單，除了第1層的功能之外，交換節(jié)點(diǎn)不參與任何工作。從功能分布的情況來(lái)看，ATM網(wǎng)和電路交換網(wǎng)有點(diǎn)相似，可以說(shuō)ATM網(wǎng)是綜合了分組交換和電路交換的優(yōu)點(diǎn)而形成的一種網(wǎng)絡(luò)。

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

2、ATM的信元

信元實(shí)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(zhǎng)度，即總是53個(gè)字節(jié)。其中5個(gè)字節(jié)是信頭(Header),48個(gè)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(hù)信息、優(yōu)先級(jí)及信頭的糾錯(cuò)碼。信息段中包含來(lái)自各種不同業(yè)務(wù)的用戶(hù)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(lèi)型無(wú)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(duì)應(yīng)用戶(hù)－網(wǎng)絡(luò)接口UNI和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口NNI。其中個(gè)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(chēng)接入控制字段。當(dāng)多個(gè)信元等待傳輸時(shí)，用以確定發(fā)送順序的優(yōu)先級(jí)。

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

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

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

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

3、ATM的工作方式

時(shí)分復(fù)用方式工作，來(lái)自不同信息源的信元匯集到一起，在一個(gè)緩沖器內(nèi)排隊(duì)，隊(duì)列中的信元著個(gè)輸出到傳輸線(xiàn)路，在傳輸線(xiàn)路上形成首尾相接的信元流。信元的信頭中寫(xiě)有信息的標(biāo)志(如A和B)，說(shuō)明該信元去往的地址，網(wǎng)絡(luò)根據(jù)信頭中的標(biāo)志來(lái)轉(zhuǎn)移信元。

信息源隨機(jī)地產(chǎn)生信息，因?yàn)樾旁竭_(dá)隊(duì)列也是隨機(jī)的。高速的業(yè)務(wù)信元來(lái)得十分頻繁、集中，低速的業(yè)務(wù)信元來(lái)得很稀疏。這些信元都按先來(lái)后到在隊(duì)列中排隊(duì)，然后按輸出次序復(fù)用到傳輸線(xiàn)上。具有同樣標(biāo)志的信元在傳輸線(xiàn)上并不對(duì)應(yīng)某個(gè)固定的時(shí)間間隙，也不是按周期出現(xiàn)的，也即信息和它在時(shí)域的位置之間沒(méi)有關(guān)系，信息只是按信頭中的標(biāo)志來(lái)區(qū)分的。這種復(fù)用方式稱(chēng)為異步時(shí)分復(fù)用(Asynchronous Time Division Multiolex)，又稱(chēng)統(tǒng)計(jì)復(fù)用(Statistic Multiptx)。而在同步時(shí)分復(fù)用方式(如PCM復(fù)用方式)中，信息以它在一幀中的時(shí)間位置(時(shí)隙)來(lái)區(qū)分，一個(gè)時(shí)隙對(duì)應(yīng)著一條信道，不需要另外的信息頭來(lái)標(biāo)識(shí)信息的身份。

異步時(shí)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(shí)際需要來(lái)占用資源。對(duì)于特定的業(yè)務(wù)，傳送速率可隨信息到達(dá)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(shí)時(shí)性要求等)，網(wǎng)絡(luò)都按同時(shí)的模式來(lái)處理，真正做到了完全的業(yè)務(wù)綜合。

若某個(gè)時(shí)刻隊(duì)列中沒(méi)有等待發(fā)送的信元，此時(shí)線(xiàn)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(gè)時(shí)刻傳輸線(xiàn)路上找不到可以傳送新元的機(jī)會(huì)(信云啊都已排滿(mǎn))，而隊(duì)列已經(jīng)充滿(mǎn)緩沖區(qū)，此時(shí)為了盡量減少對(duì)業(yè)務(wù)質(zhì)量的影響，將優(yōu)先級(jí)別低的信元丟棄。緩沖區(qū)的容量必須根據(jù)信息流量來(lái)計(jì)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(jiǎn)單：通信開(kāi)始時(shí)建立虛電路，以后用戶(hù)將虛電路標(biāo)志寫(xiě)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(guò)ATM網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)提供信元的交換。其實(shí)，ATM網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)完成的只是虛電路的交換，因?yàn)橥惶撾娐飞系乃行旁歼x擇同樣的路由，經(jīng)過(guò)同樣的通路到達(dá)目的地。在接收段，這些信元到達(dá)的次序總是和發(fā)送次序相同。

ATM交換節(jié)點(diǎn)的工作比X.25分組交換網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)要簡(jiǎn)單得多。ATM節(jié)點(diǎn)只做信頭的CRC檢驗(yàn)，對(duì)于信息的傳輸差錯(cuò)根本不過(guò)問(wèn)。ATM節(jié)點(diǎn)不做差錯(cuò)控制(信頭中根本你沒(méi)有信元的編號(hào))，也不參與流量控制，這些工作都留給終端去做。ATM節(jié)點(diǎn)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(lái)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。