随着Internet与多媒体技术的飞速发展 ， Web上的图像、音频、视频等多媒体内容越来越多 ， 用户需要有更高的接人速率 。而现有的电路交换和分组交换很难胜任宽带高速的交换任务 。对于电路交换 ， 当数据的传输速率及其突发性变化很大时 ， 交换的控制就变得十分复杂；对于分组交换 ， 当数据传输速率很高时 ， 协议数据单元在各层的处理成为很大的开销 ， 无法满足实时性很强的业务的时延要求 。异步传输模式ATM(Asynchronous Transfer Mode)就是建立在电路交换和分组交换基础上的一种新的交换技术 ， 他可以很好地进行宽带信息交换 。
1 ATM信元格式及速率
ATM传送信息的基本载体是ATM信元 。ATM信元采用53B的固定长度 ， 其中48B为数据 ， 另附加5B作为信头 。在信元交换过程中 ， 主要是参照信头的内容对信元进行处理 。信头内容在UNI和NNI中略有不同 ， 如图1所示 。
GFC(Generic Flow Contr01)：一般流量控制 ， 只用于UNI接口 ， 目前没用 ， 置为0000 。
VPI(Virtual Path Identifier)：虚通道标识 ， 在一个接口上将若干个虚通路集中起来组成一个虚通道(VP) ， 并以虚通道为网络治理的基本单位 。VPI在UNI中为8b ， 在NNI中为12b 。
VCI(Virtual Channel Identifier)：虚通路标识 ， 标识虚通道内的虚通路 ， VPI／VCI一起标识一个虚连接 。
PTI(Payload Type)：载荷类型指示 ， 用于指明信元中的载荷(数据域中携带的数据)类型 。
CLP(Cell Loss Priority)：信元丢失优先级 ， 用于拥塞控制 。当网络出现拥塞时 ， 首先抛弃CLP等于1的信元 。
HEC(Header Error Contr01)：信元差错控制 ， 用来检测信头中的错误 ， 并可以纠正信头中的1 b差 。HEC的另一个作用是用于信元定界 ， 利用HEC字段和他之前的4B的相关性可识别出信头位置 。HEC的功能在物理层实现 。
2 ATM交换原理
与普通IP传输的非面向连接不同 ， ATM是一种面向连接的交换方式 。ATM交换机是根据信元头的信息 ， 基于信元完成的 。一个ATM交换机可能只使用信元头的VPI部分 ， 或只使用VCI部分 ， 或者两个部分都使用来决定如何转发信元 。其工作过程大致是；ATM交换机接收来自特定输入端口的、带有标记的VPI／VCI字段和表明属于特定虚电路的信元 ， 然后检查路由表 ， 从中找出从哪个输出端口转发该信元 ， 并设置输出信元的VPI／VC!值 。就像电话呼叫的例子 ， 只使用信元头部的VPI字段进行ATM信元的大量交换是非常有用的 。
ATM采用了虚连接技术 ， 将逻辑子网和物理子网分离 。类似于电路交换 ， ATM首先选择路径 ， 在2个通信实体之间建立虚通路 ， 将路由选择与数据转发分开 ， 使传输中间的控制较为简单 ， 解决了路由选择瓶颈问题 。设立虚通路和虚通道两级寻址 ， 虚通道是由两结点间复用的一组虚通路组成的 ， 网络的主要治理和交换功能集中在虚通道一级 ， 减少了网管和网控的复杂性 。在一条链路上可以建立多个虚通路 。在一条通路上传输的数据单元均在相同的物理线路上传输 ， 且保持其先后顺序 ， 因此克服了分组交换中无序接收的缺点 ， 保证了数据的连续性 ， 更适合于多媒体数据的传输 。在信头的各个组成部分中 ， VPI和VCI是最重要的了 。这两个部分合起来构成了一个信元的路由信息 ， 该信息表示这个信元从哪里来 ， 到哪里去 。为此常把这两个部分合起来记作VPI和VCI 。ATM交换就是依据各个信元上的VPI和VCI ， 来决定把他们送到哪一条输出线上去 。
每个ATM交换机建立一张对照表 。对于每个交换端口的每一个VPI和VCI ， 都有对应表中的一个入口 。当VPI和VCI分配给某一信道时 ， 对照表将给出该交换机的一个对应输出端口以及用于更新信头的VPI和VCI值 。
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