ATM的定义是一种异步转移模式。“异步”指ATM统计复用的性质;“转移模式”是指网络中所采用的复用、交换、传输技术,即信息从一地转移到另一地所用的传递方式。在这种转移模式中,信息被组织成信元(CELL),来自某用户信息的各个信元不需要周期性地出现。因此,ATM就是一种在网络中以信元为单位进行统计复用和交换、传输的技术。
1.ATM信元格式
ATM是一种新型分组技术,信元实际上是具有固定长度的分组,信元总长度为53字节,其中5字节是信头,48字节是信息段,又被称之为“净荷”。信头包含了表示信元去向的逻辑地址、优先等级等控制信息。信息段装载来自不同用户、不同业务的信息。任何业务的信息都经过切割封装成统一格式的信元。
2.ATM信息交换
ATM采用固定长度的信元传送信息,信息交换是在第二层完成的。由于协议简单,简化了网络节点中信息存储管理与处理的复杂性,加快了信息交换的速率,减少了信元在节点缓冲区中的排队时延和时延抖动,有利于信息传送的时间透明性,特别适合在高强度通信网中用于信息传送。
3.ATM连接方式
ATM采用面向连接的通信方式。通信开始时先建立虚电路,并将虚电路标志写入信头。网络根据虚电路标志将信元送往目的地,避免了复杂的信元顺序控制工作,加上用户接入时的流量控制和合理的QoS与网络资源管理控制以及各种差错控制技术,可以使信元丢失率降低到各种业务可以接受的程度,满足各类业务的语义透明性。
4.ATM网络管理
ATM具有非常完善的网络管理功能和信令处理与连接控制功能,可以设置多种优先级,如连接优先级、信元优先级等,以满足各种网络管理与连接控制要求。为了简化网络的控制,ATM将差错控制和流量控制交给终端去做,不需逐段链路的差错控制和流量控制。可以提高处理速度、保证质量、降低时延和信元丢失率。
5.ATM信元交换
ATM以信元的方式传送信息,与业务的特性、比特率无关,只要将各类业务的信息在入网时转化为统一格式的信元,就可以在网络中进行传输与交换,因此,ATM的这种高灵活性,使之具有综合传输各种信息的能力。
6.ATM带宽分配
ATM具有灵活的带宽分配能力。该能力得益于ATM的异步时分复用的统计特点。该复用方式在每个时隙没有固定的使用者,各信道时隙的使用,将根据信息量的大小和连接优先规则来分配,从而最有效地利用了带宽,并可以灵活地分配带宽,以适用多种通信业务的需要。
7.ATM的连接能力(www.xing528.com)
ATM网络具有支持多方连接的能力,其中包括支持广播(Broadcast)型连接和多播(Multicast)型连接的能力。
8.ATM的兼容性
ATM作为一项独立的技术,充分考虑了与已有技术的融合。ATM技术与现有的各种网络技术兼容,其兼容性表现在两方面。
1)与现有广域网技术兼容,如分组交换技术、电路交换技术、帧中继(FR)业务、专线数据业务(DDN)以及PSTN和N-ISDN业务等。
2)与现有IP技术兼容。ATM对IP技术既有第二层(数据链路层)的兼容(如局域网仿真-LANE),又有第三层(网络层)的兼容(如MPLS)。
9.ATM的QoS
ATM的QoS能力是ATM技术的最大亮点之一。ATM网络系统具有良好的业务服务质量保证,即根据用户业务的不同满足不同业务的不同特性要求。ATM通过接入控制、业务监督和流量控制来实现QoS保障。当用户向系统提出业务请求时,系统首先就上述参数同用户进行协商,协商一致后再为用户提供服务。与此同时,监督用户业务是否违反协议,如果有违反协议的行为,则将违反协议的信元做标记,并继续提供服务,在系统负荷过大时,将做了标记的信元丢弃,以保证不违反协议的信元仍能顺利通过网络,该过程由流量控制完成。
10.ATM的弱点
ATM的技术优势是明显的,同时也正是由于这些技术优势的存在,导致了ATM的弱点。具体存在如下弱点。
1)过高的信元开销。ATM信元的53字节中,有5字节的信元头,编码效率不高,信元头的开销超过了10%(5/48),如果再把ATM适配层以及更高层协议的开销考虑进去,总开销可能会超过25%,这对于一些数据业务(如E-mail等短分组数据)来讲是难以接受的。
2)较高网络复杂性。ATM网络为了支持综合业务和保证QoS而引入了多种流量控制功能,使得网络所支持的信令和网络管理功能十分复杂,这不仅增加了网络成本,同时加大了网络的复杂性。
3)其他协议的数据包要经由ATM网传送时,必须在入网处分解转换为ATM信元流,出网时再恢复成原来的数据包。若信道质量不是足够高,或因传输控制策略不佳,就会出现信元丢弃现象,而一个信元的丢弃将导致整个数据包的重传。这些处理都会增加系统开销,加大传输时延,降低ATM网的传输能力。使得ATM技术的各种优越性大打折扣。
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