基于分组交换网络——ATM
ATM网络技术分析
ATM网络技术分析ATM是一种快速分组交换技术，它为宽带综合业务数字信号提供一种传输、复用和交换的方式。
本文介绍了ATM网络交换机功能的实现原理，分析了ATM 交换方式的优缺点，并对展望ATM技术的发展。
标签：ATM；交换机；路由；兼容性一、前言在通信网中，ATM为宽带综合业务数字信号提供一种传输、复用和交换的方式。
ATM网络技术吸收了传统网络技术的优点，并避开不足而成为对LAN（局域网）和WAN（广域网）等都很有价值的技术；ATM技术与其他网络技术的结合能实现高速、宽带、连续的综合业务服务，将成为信息高速公路的主干。
二、ATM概述ATM是一项数据传输技术，是以信元为基础的一种分组交换和复用技术。
它适用于局域网和广域网，它具有高速数据传输率和支持许多种业务类型，如声音、数据、传真、实时视频、CD质量音频和图像的通信。
ATM采用信元中继技术，数据分组大小固定。
你可将信元想象成一种运输设备，能够把数据块从一个设备经过ATM交换设备传送到另一个设备。
所有信元具有同样的大小，不像帧中继及局域网系统数据分组大小不定。
使用相同大小的信元可以提供一种方法，预计和保证应用所需要的带宽。
三、ATM网络交换机功能的实现交换设备是ATM的重要组成部分，它能用作组织内的Hub，快速将数据分组从一个节点传送到另一个节点；或者用作广域通信设备，在远程LAN之间快速传送ATM信元。
以太网、光纤分布式数据接口（FDDI）、令牌环网等传统LAN 采用共享介质，任一时刻只有一个节点能够进行传送，而ATM提供任意节点间的连接，节点能够同时进行传送。
来自不同节点的信息经多路复用成为一条信元流。
在该系统中，ATM交换器可以由公共服务的提供者所拥有或者是组织内部网的一部分。
（一）工作原理中心控制单元由CPU模块、通信处理模块和路由及业务管理模块组成。
正常工作状态下，CPU模块只是控制是否允许某项通信协议的接收、发送，并不直接参与具体通信协议的处理。
计算机网络原理 异步传输模式ATM
计算机网络原理异步传输模式ATM前面介绍的报文交换是以报文为单位，分组交换是以分组为单位进行交换，两者都是在网络层上进行的；而帧（中继）交换则以帧为单位进行的交换，它是在数据链路层上进行的。
异步传输方式又称为信元（中继）交换，是以信元为单位，同样是在数据链路层上进行的。
异步传输方式，即A TM是建立在大容量光纤传输介质基础上的，它比帧中继具的更高的传输速率，在短距离时高达2.2Gbps；在中、长距离时可达10Mbps～102Mbps。
将来的高速信息公路有可能建立在A TM高速网络上。
ATM以信元（cell）为基本传输单位。
信元由信头和信息段组成。
ATM通过信头来识别通路。
在这种方式中，只要信道空闲，便将信元投入信道。
这有利于提高信道利用率。
由于信元的发送无固定周期，因而将这种传输模式称为异步传输模式。
为了简化信元的传输控制，在ATM中采用了固定长度的信元，规定为53字节，基中信头5个字节、信息段48个字节，这样，每个信元都花费同样的传输时间，因而可以像STDM 那样把信道的时间划分为一个时间片序列，每个时间片用来传输一个信元。
当交换器有信元发送时，便按时间片逐个地把信元投入信道；接收时，若信道貌岸然不空，也按时间片逐个地取得信元，时间片和信元一一对应。
的这种对应关系，可大大简化对信元的传输控制。
可采用高速硬件对信头进行识别和交换处理。
由于ATM的高速性，使声音、图像和数据等能同进在ATM信道中传输。
但在传输前，应将它们分解成一个固定长度的信元序列，然后再送入信道中传输。
但它们的信元发送频率各不相同，语音信元的发送频率低，视频信元的发送频率高。
ATM通过采用不同的信元发送频率来实现各种信息的多路复用。
异步传输模式ATM主要技术特点●ATM是一种面向连接的技术，它采用小的、固定长度的数据传输单元（信元，Cell），其长度为53字节。
●各类信息（数字、语音、图像、视频）均可用信元为单位进行传送，ATM能够支持多媒体通信。
ATM基本原理概述
ATM（异步传输模式）是一种基于分组交换技术的高速数据通信方式。了解 ATM的概念、组成、工作原理、通信技术以及服务质量等方面的内容，有助 于深入理解这一先进的网络技术。
ATM的基本组成部分
ATM终端设备
包括ATM计算机、网络接口卡等。
ATM传输介质
用于传输ATM分组的介质，如光纤、同轴电缆等。
采用同步时钟信号进行数据传输，保证数据的同步性。
2 异步传输
无需依赖时钟信号，根据数据帧中的同步字段自行判断数据的开始与结束。
3 分组交换
将数据分割成固定长度的小块进行传输，实现高效的数据交换。
ATM的传输协议
1
ATM适配层（AAL）
定义了不同类型数据的服务质量要求和处理方式。
2
ATM透明传输层（ATM TTP）
ATM的虚电路和虚路径
1 虚电路
2 虚路径
在发送和接收之间建立的逻辑路径，用于传输数 据。
相互连接的一组虚电路，用于提高传输效率。
提供不可靠的、无连接的传输服务。3源自ATM传输层（ATM TP）
负责虚电路的建立和拆除，以及传输协议的错误检测与纠正。
ATM的帧结构
头部
包含地址、控制信息等。
有效载荷
携带应用数据和附加信息。
尾部
包含校验和和其他控制信息。
ATM的传输速率
ATM支持多种传输速率，包括155.52Mbps（OC-3）、622.08Mbps（OC-12）、2.488Gbps（OC-48）等。
ATM交换设备
用于高速分组交换的设备，包括ATM交换机和ATM 路由器。
ATM控制设备
进行ATM网络的管理和控制，如ATM管理系统。
ATM的工作原理
现代计算机网络原理ATM交换技术
3
基于异步传输
ATM交换技术以异步方式传输数据，使得不同类型的数据可以在同一个网络上进 行传输。
ATM交换技术的特点和优势
高速传输
ATM交换技术能够以高速率传输数据，满 足多媒体应用对带宽和实时性的要求。
多路复用
ATM交换技术可以同时传输不同类型的数 据，提供灵活多样的应用支持。
可靠性和可伸缩性
ATM交换技术具有良好的可靠性和可伸缩 性，可以适应不同规模的网络和流量需求。
2 ATM交换技术的背景
ATM交换技术的发展源于对传统电路交换技术的限制和需求的变化，它可以更好地满足多 媒体数据传输的需求。
ATM交换技术的工作原理
1
虚电路交换
ATM交换技术使用虚电路交换模式，通过建立虚电路来实现数据传输。
2
分组交换
数据被分成固定长度的小组（称为ATM单元）进行交换，提供高效的数据传输。
现代计算机网络原理ATM 交换技术
在现代计算机网络原理中，ATM交换技术起着重要作用。本节将介绍ATM交换 技术的定义、背景和工作原理，并探讨它在网络通信中的特点、优势以及应 用领域。同时，还将展望ATM交换技术的未来发展趋势。
ATM交换技术的定义和背景
1 什么是ATM交换技术？
ATM（Asynchro no us Transfer Mo d e）交换技术是一种高速、多路复用的数据传输技 术，应用于计算机网络中。
教育行业
ATM交换技术在教育领域中支持远程学习和在 线教育。
ATM交换技术的未来发展趋势
1
更高带宽和更低延迟
随着技术的进步，ATM交换技术将
网络与云服务融合
ATM技术
ATM技术求助编辑原理说明优点编辑本段原理ATM是一种传输模式，在这一模式中，信息被组织成信元，因包含来自某用户信息的各个信元不需要周期性出现，这种传输模式是异步的。
促进ATM技术发展的因素主要有：用户对网络带宽与对带宽高效、动态分配需求的不断增长；用户对网络实时应用需求的提高；网络的设计与组建进一步走向标准化的需要。
但是，关键还是在于ATM技术能保证用户对数据传输服务的质量QoS（Quality of Service）的需求。
目前的网络应用已不限于传统的语言通信与基于文本的数据传输。
在多媒体网络应用中需要同时传输语音、数字、文字、图形与视频信息等多种类型的数据，并且不同类型的数据对传输的服务要求不同，对数据传输的实时性要求也越来越高。
这种应用将会增加网络突发性的通信量，而不同类型的数据混合使用时，各类数据的服务质量QoS是不相同的。
多媒体网路应用及实时通信要求网络传输的高速率与低延迟，而ATM技术能满足此类应用的要求。
目前存在的传统的线路交换与分组交换都很难胜任这种综合数据业务的需要。
线路交换方式的实时性好，分组交换方式的灵活性好，而ATM技术正是实现了这两种方式的结合，他能符合B-ISDN的需求，因此B-ISDN选择了ATM作为它的数据传输技术。
编辑本段说明ATM信元是固定长度的分组，共有５３个字节，分为２个部分。
前面５个字节为信头，主要完成寻址的功能；后面的４８个字节为信息段，用来装载来自不同用户，不同业务的信息。
话音，数据，图像等所有的数字信息都要经过切割，封装成统一格式的信元在网中传递，并在接收端恢复成所需格式。
由于ATM技术简化了交换过程，去除了不必要的数据校验，采用易于处理的固定信元格式，所以ATM交换速率大大高于传统的数据网，如X.25，DDN,帧中继等。
另外，对于如此高速的数据网，ATM网络采用了一些有效的业务流量监控机制，对网上用户数据进行实时监控，把网络拥塞发生的可能性降到最小。
第10章 ATM交换网
26
分组交换原理
分组交换技术出现以来，已有很多种分组 交换网络投入运营，如：X.25分组交换网 络；帧中继交换网络；以太网；基于 TCP/IP的因特网等。各种交换技术并不完 全遵循OSI的模型，使得各网络互通互联存 在很大问题。电信领域专家提出了一种功 能强大的全新网络—ATM网络，能够支持 各种也业务，实现“一统天下”的网络技 术。
15
分组交换原理
面向连接网络 交换机 A 17 4 3 1 20 4 4 3 交换机 入端 入口 出端 出口 口 LCI 口 LCI 4 17 2 35 交换机X的转发表 入端 入口 出端 出口 口 LCI 口 LCI 1 35 4 20 交换机Y的转发表 入端 入口 出端 出口 口 LCI 口 LCI 4 20 2 55 交换机Z的转发表
17
分组交换原理
对比内容 面向连接网络 无连接网络
倡导者的技术领域
分组头部中的用户标识 信息 转发处理开销 头部开销 路由选择 交换节点失效时 一次通信任务内分组的 转发路径 分组顺序 服务质量保证支持
电信
逻辑子信道标号 低 低 仅在建连接时进行 所有经过它的虚电路 都不能工作 都相同 能够保证端到端顺序 相对容易
3
分组交换原理
分组交换的本质特征是数据以分组为单位， 采用统计复用与存储转发工作模式。 统计复用，也称异步时分复用，指将用户 数据划分数据单元，若干比特，用逻辑标 号标识数据单元，构成分组，按照先来先 服务复用传输信道。属于动态分配共享资 源，可提高传输信道的带宽利用率。 存储转发，指分组数据抵达交换机先进行 缓存，检查无错后再根据分组中携带的目 的地址和资源状况选择路由，将分组经出 口链路转发输出。
12
分组交换原理
面向连接分组交换，目的节点地址只在虚连接建 立过程中有效，用作交换机选路由和分配逻辑信 道标记。 一条虚电路（源节点到目的节点）由多段通信链 路组成，每段链路由一个逻辑信道标号标记，该 标记只在两节点间的直连链路上有效。 传送分组数据时，源节点将分配的局部有效的逻 辑信道标号装配在数据分组头部一起传送，历经 的中间交换机根据标号查表确定转发路径和下一 段链路的逻辑信道标号。
网络接口ATM协议
⽹络接⼝ATM协议ATM协议的概念ATM(Asynchronous Transfer Mode)是⼀种以信元为单位的异步转移模式。
它是基于B-ISDN宽带综合服务数字⽹标准⽽设计的⽤来提⾼⽤户综合访问速度的⼀项技术。
在交换形式上⽽⾔，ATM 是⾯向连接的链路，任何⼀个 ATM 终端与另⼀个⽤户通信的时候都需要建⽴连接，所以，ATM 拥有电路交换的特点；在ATM交换⽅式中，⽂本、语⾳、视频等所有数据将被分解为长度固定的信元（cell）。
信元长度固定为53字节。
ATM技术是⽬前唯⼀实现QoS的技术；同时⽀持语⾳、数据、图像等宽带业务、技术成熟，标准化程度⾼；在业界被⼴泛⽀持；具有良好的⽹络互联和互通能⼒；不断演进以适应不断出现的新业务。
ATM协议的两个重要组成部分ATM的⽹络模型如上所⽰，包含两个重要部分：UNI和NNI。
① UNI（⽤户-⽹络接⼝）：UNI为ATM⽹中的⽤户⽹络接⼝，它是⽤户设备与⽹络之间的接⼝，直接⾯向⽤户。
按其所在位置不同⼜可分为公⽤⽹UNI和专⽤⽹UNI（P-UNI），PUNI不必象公⽹接⼝考虑严格的⼀致性，因⽽PUNI接⼝形式更多、更灵活。
② NNI（⽹络节点接⼝）：⼀般为两个交换机之间的接⼝，同样也分为公⽹NNI（和专⽤⽹NNI（PNNI）。
公⽹NNI和PNNI的差别很⼤，如公⽹NNI的信令为No.7信令体系的宽带ISDN⽤户部分（BISUP），⽽PNNI则完全基于UNI接⼝，仍采⽤UNI信令结构。
ATM的信元ATM是⼀种⾼速分组交换技术。
分组交换的基本数据传输单元是分组，⽽ATM的基本数据传输单元是信元。
在ATM交换⽅式中，⽂本、语⾳、视频等所有数据将被分解为长度固定的信元（cell）。
信元有⼀个5字节的信元头（header）与⼀个48字节的⽤户数据（user data），信元长度为53字节。
GFC：⼀般流量控制VPI ：虚通道标识VCI ：虚信道标识PTI ：净荷类型CLP：-信元丢失优先级HEC：信头误码控制ATM信元交换过程物理链路是连接ATM交换机-ATM交换机、ATM交换机-ATM主机的物理线路。
宽带通信网论文_ATM技术
宽带通信网论文——浅谈ATM技术异步转移模式（Asynchronous transfer mode）(或者异步传输模式)简称ATM，是一种集传输与交换于一体的通信模式。
ATM已成为二十一世纪宽带通信的关键技术，已被国际电联确定为宽带综合业务数字网的基本传送方式。
90年代初计算机网络发展兴起，网络传输媒体光纤化和多媒体技术商用加快。
面对巨量信息传输需求，传统的网络技术，如以太网、快速以太网、FDDI无比是在传输速度和连接方式等方面都无法适应用户的需求。
应运而生的ATM技术是在传统的电路转移模式和分组转移模式基础上发展起来的新兴信息转移模式。
它具有传输速度快、距离不受限制等特点，其集语音、图像和声音传输于一体的特色，尤其适合多媒体业务的应用。
所谓“转移模式”，ITU-T是这样定义的，转移模式就是在电信网路中信息传输、复用和交换的方式。
而ATM是宽带综合业务数字网的最终转移模式。
ATM是一种采用固定长度分组、异步时分复用、传送任意速度的宽带信号和数字等级系列信息的交换技术。
它可以综合任意速率的话音、数据、图象和视频业务。
ATM的基本定义可以归纳为两点：(1) 面向连接的快速分组交换技术。
(2) 基于固定长度信元（53个字节）的异步转移技术。
各种类型的信息流（包括语音、数据、视频等）均被适配成固定长度的（53字节）的“信元”（Cell）进行接入、传输和交换。
2. 信元结构在ATM网中，信息是以信元为基本单元进行通信的。
ATM信元是一种固定长度的数据分组，一个信元定长53个字节，其中前5个字节称为信头。
ATM就是根据信头中的信息来对信元的类型、路径、流量、信息优先级、校验等进行控制，完成准确无误的信息反馈传送。
它有识别路径、优先处理、关错控制和网络（ATM 管理等功能。
信头后面的48个字节称作信息域OAM（或者称净负荷、净荷）自身的运行维护功能）。
信元的信息域内容有统一的规定。
用户信元的信息域内容可由用户根据不同的电信业务的要求自行确定。
ATM交换技术
ATM交换技术摘要：随着宽带业务的发展及其业务发展的某些不确定性，寻找一种能够融合电路交换技术和分组交换技术的新的交换方式，已经成为了我们的迫切需求。
ATM是宽带通信网的核心技术。
ATM 技术主要目的是提供一个高速率、低时延的复用和交换网络，能够支持任何类型的用户业务。
关键词：ATM交换技术 ATM协议一、ATM交换技术的基本概念ATM采用异步时分复用方式、以固定信元长度为单位、面向连接的信息转移（包括复用、传输与交换）模式。
ATM具有以下的特点。
每个信元都有连接识别的标志，位于信头域。
1、在ATM网中，以固定信元长度为单元格式传输数据。
信元由信头（Header）和信息域（Payload）组成。
2、ATM是面向连接的交换技术。
3、信元信头主要功能具有本地重要性，即用于路由选择的标识符只在特定的物理链路上是唯一的，它在交换处被翻译。
4、信元流被异步时分多路复用，且信息域被透明传输，不执行差错控制。
二、ATM交换原理ATM交换系统由入线处理部件、出线处理部件、ATM交换单元和ATM控制单元等四个单元组成。
在传输线上传输的是比特流且信息格式是以光形式为主的，而ATM层信息的交换以信元为单位的且信息格式是以电信号为主的；所以在入线处必须处理比特流与信息元的转换和光信号与电信号的转换。
控制单元主要是完成建立和拆除VP连接和VC连接，并对ATM交换单元进行控制，同时处理和发送OAM信息。
ATM采用虚通路（VP）和虚信道（VC）两级连接，并用信头中的虚通路标识符（VPI）和虚信道标识符（VCI)来表明挂链接。
通常VC用于直接完成两个用户间的连接，而VP用于不同网段间的连接。
出线处理部件完成与入线处理部件相反的处理。
而ATM交换单元是实际执行交换动作的部件，其性能的优劣直接关系到交换机的效率和性能。
ATM交换单元连接的入线和出现的数越多，容量就越大。
三、ATM交换的分层技术ATM交换的协议有三个平面四个层，三个面即控制面、用户面和管理面；四个层为物理层、ATM层、适配层、高层。
atm在现代交换技术中的应用场景
ATM在现代交换技术中的应用场景1. ATM技术简介ATM（Asynchronous Transfer Mode）是一种基于分组交换的通信技术，可以实现高速数据传输和多种业务的集成，广泛应用于现代通信网络中。
其网络传输速度高，传输误码率低，支持多种应用，因此在现代交换技术中具有重要的应用场景。
2. ATM在传统通联方式交换网络中的应用在传统的通联方式交换网络中，ATM技术可以用于实现语音通信、数据传输和多媒体业务的集成。
通过ATM交换机，可以实现通联方式通信、传真传输、互联网接入等多种业务的集成传输，提高网络资源的利用效率，提升用户体验。
3. ATM在数据通信网络中的应用在数据通信网络中，ATM技术可以用于实现高速数据传输和多种业务的集成。
通过ATM交换机和ATM网络，可以实现大容量数据传输、视瓶会议、远程监控等业务的高效传输，满足现代数字化社会对数据通信的需求。
4. ATM在互联网接入中的应用在互联网接入方面，ATM技术可以用于实现用户接入互联网的高速通道。
通过ATM交换机和ATM接入网，用户可以获得更稳定、更高速的互联网接入体验，满足用户对互联网高速接入的需求。
5. ATM在移动通信网络中的应用在移动通信网络中，ATM技术可以用于实现移动通信业务的集成。
通过ATM交换机和ATM移动通信网，可以实现语音通信、高速数据传输、移动互联网接入等多种业务的集成，满足移动用户对多样化业务的需求。
6. ATM在企业网络中的应用在企业网络中，ATM技术可以用于构建大容量、高速率的企业内部通信网络。
通过ATM交换机和ATM企业网络，可以实现企业内部通信、数据传输、多媒体应用等多种业务的集成，提高企业内部通信效率，推动企业信息化进程。
7. 结语ATM技术在现代交换技术中具有广泛的应用场景，可以满足语音通信、数据传输、多媒体应用等多种业务的需求。
随着通信技术的不断发展，ATM技术将继续发挥重要作用，推动通信网络的发展和升级。
atm交换原理
atm交换原理ATM交换原理是指自动柜员机（ATM）之间进行交换的原理。
ATM交换原理是一种高速数据传输技术，它可以在不同的网络之间进行数据传输，同时也可以在同一网络内进行数据传输。
ATM交换原理是一种基于分组交换的技术，它将数据分成小的数据包，然后将这些数据包发送到目标地址。
ATM交换原理的核心是ATM交换机。
ATM交换机是一种高速交换设备，它可以在不同的网络之间进行数据传输。
ATM交换机可以将数据包从一个端口传输到另一个端口，同时也可以将数据包从一个网络传输到另一个网络。
ATM交换机可以根据数据包的目标地址和优先级来进行数据传输，从而保证数据传输的效率和可靠性。
ATM交换原理的优点是高速、可靠、灵活和安全。
ATM交换原理可以实现高速数据传输，可以达到几百兆甚至几千兆的传输速度。
同时，ATM交换原理也可以保证数据传输的可靠性，可以在数据传输过程中进行错误检测和纠正。
此外，ATM交换原理还具有灵活性，可以根据不同的应用场景进行配置和调整。
最后，ATM交换原理还具有安全性，可以对数据进行加密和认证，从而保证数据的安全性。
ATM交换原理在现代通信网络中得到了广泛的应用。
ATM交换原理可以用于各种不同的应用场景，如互联网、电话网络、广播电视网络等。
ATM交换原理可以实现高速数据传输和多媒体数据传输，可以满足不同用户的需求。
同时，ATM交换原理还可以提高网络的可靠性和安全性，可以保证网络的稳定性和安全性。
ATM交换原理是一种高速、可靠、灵活和安全的数据传输技术，它可以在不同的网络之间进行数据传输，同时也可以在同一网络内进行数据传输。
ATM交换原理在现代通信网络中得到了广泛的应用，可以满足不同用户的需求，可以提高网络的可靠性和安全性。
基于分组交换的IP over ATM技术
输速率，也大大缩短了传输时延。
二 、与相 关技 术 的 比较
一
Ｉ Ｐ。保证 网络 的互联 互通性 ，提供具 有一定 Ｑ Ｓ ｏ 的带宽 保证 ，并提 供各 部 门、系统 网络 间的逻 辑隔 离（Ｐ ） Ｖ Ｎ， 保证 互访 的安全控 制。整个 网络采 用 了ＭＰ ＳＶ Ｎ技术 Ｌ Ｐ 实现 了业务隔 离 ，并能进 行有效 的Ｑｏ 处理。 同时 ，由 Ｓ 于提供 的设备 以及 网络 构架都具有 良好的可扩展 性 ，其 核心 路 由设备提 供标准 的Ｒ ４ 接 口，可 以在 １ Ｍ到无限 Ｊ５ Ｏ 带宽 的范 围内平滑升级 ，从而使用 户端 的设备投入 一次
仍 是 ｌ所达 不 到 的。 Ｐ
由器 ，从而有效地解决了Ｉ的路 由器瓶颈 问题 ，并将 ｆ包 Ｐ Ｐ
的转发速度提高到交换速度 。这种方案的总体设计思想都 是融合Ａ Ｍ和Ｉ的技术特点 ，发挥Ａ Ｍ支持多业务 、提供 Ｔ Ｐ Ｔ Ｑｏ 的技术优势 ，从而大大提高ｌ的宽带性能。 Ｓ Ｐ 但是用Ａ Ｍ来 支持 ｌ业务存在 着有两个主要缺 陷， Ｔ Ｐ 首先是Ｉ网上端到端是 以ｌ寻址 的，而传送ｌ包承载 网是 Ｐ Ｐ Ｐ
络 ，更具有开放性 。而 电信 界强调 的是 整个 网络全程的 Ｑｏ ，其网络控制应具有复杂性。 Ｓ 所 以从上述分析可 以看出 ，Ａ Ｍ技术 由于网络拓扑 Ｔ
以Ａ Ｍ来寻址的 ；其次 ，Ｉ不 是面 向连 接的 ，而Ａ Ｍ是 面向连接 Ｐ Ｔ 的 ，要在一 个面 向连接 的网上承载一个不 面向连接的业 务 ，存在 着诸如呼 叫建立 时间、传输 时延等 问题 ，为此
此外 ，Ａ Ｍ从一开始 系统设计就支持服务质量 ，如 Ｔ 短而 固定长度的信元结构、业务整形 、流量控制和拥塞控
制等。而ｌ Ｐ 技术由于 其设计思想简单而实用的原则 ， 只是
计算机网络原理 信元交换技术
计算机网络原理信元交换技术ATM是英文“Asynchronous Transfer Mode”(异步传输方式)的缩写，它是一种面向连接的分组交换技术，在这种交换方式中，用于交换的分组长度都是固定的，一个分组的长度是53个字节，53个字节又被分成5个字节的头部信息和48个字节的有效载荷信息，这些字节在网络上一次一个字节的依次发送，从第1个字节一直到第53个字节。
为了区分固定长度的分组和计算机网络中更常用的可变长度的分组，我们把固定长度的分组叫作信元（Cell）。
ATM被认为是信元交换的范例。
1．异步传输模式基本原理ATM异步传输模式的基本原理：它把用户数据组织成53个字节长的信元，从各种数据源随机到达的信元没有预定的顺序，而且信元之间可以有间隙。
信元要准备好就可以进入信道。
没有数据时，向信道发送空信元，或者发送OAM（Operation And Maintenance）信元，这样，它的信元排列是不固定的，这就是它的异步性，也被称为统计时分复用。
图1-21就是一个异步传输模式的示意图。
每个信元53个字节图1-21异步传输模式示意图2．ATM交换和控制ATM网络包含两种网络元素：ATM端点和ATM交换机，ATM端点是在ATM网中能够产生或接收信元的源站或目标站。
ATM交换机是进行信元交换的站点。
ATM端点是通过点到点的链路与ATM交换机相连。
ATM交换机应支持两类接口：用户---网络端口（UNI）和网络---节点端口（NNI）。
前者是ATM端口与其所连接的交换台机之间的接口，后者是ATM 中两个交换机或两个ATM网之间的接口。
ATM是一种寻址型特殊分组转移模式，它是靠信元中所携带的虚路径标识符（VPI）和虚通路标识符（VCI）来标识路由信息的，它们也被称为路由字段。
ATM网络中的基本交换单元是虚通路（VC）。
在ATM网络中，两个端用户要进行通信，首先必须建立虚通路的连接，这条虚通路是使用网络管理或控制功能在有序的物理链路上半永久性的逻辑连接。
第5章 ATM交换技术
ATM方案：
异步转移模式(ATM) 的方案，既要具有电路交换那样 控制简单、实时性好的特点，服务质量高，又要具有 分组交换的统计复用那样资源利用率高的特点。即：
采用分组统计复用方式，以适应各类信息传送的需 要； 采用固定长度分组，使交换能按照类似于电路模式 进行，保障业务服务质量； 所有交换节点不检错，以提高网络信息转移速度。
电路交换的特点：
主要用来交换64kb/s的数字化语音信号，采用PCM 同步时分复用，以时隙为基础实现面向连接的电路 交换。 优点：服务质量高；透明传输；可靠性高等等 缺点：电路利用率不高，效率不高等
分组交换的特点：
其工作模式是将信息分成若干段，装配成有源目的地址、 控制码、校验码及包封的分组，并以分组为单元进行交换 和统计复用传送。 优点：网络利用率高；效率高等 缺点：服务质量得不到保证，实时性不好等
路，同样我们将串接起来形成VCC的每段逻辑子信道叫做
VC链路。正如前面所介绍的那样，用VPI来标识每段传输 通道上的VP链路，用VCI来标识每段传输通道上的VC链路。
如图所示，每段VC链路都有各自的VCI，VCIx 、VCIy 和VCIz所表示的三段VC链路构成了一个VCC，VCC上 任何一个特定的VCI都没有端到端的意义。VPIi 、VPIj 和VPIk所表示的三段VP链路构成了一个VPC。 VCC端点（VCC Endpoint）是VCC的起点和终点，是 ATM 层及其上层交换信元净荷的地方，也就是信息产 生的源点和被传送的目的点。VPC端点（VPC endpoint）是VPC的起点和终点，是VCI产生，变换或 终止的地方。VCC与VPC的关系如图7.5所示。
ATM交换技术
连接标识 = VPI/VCI
ATM交换技术 第7章 ATM交换技术
五、VP与VC连接与交换 与 连接与交换
在ATM系统中，用户的通信采用面向连接的方式工作。 VPI和VCI仅在两个物理节点间只有局部意义 VP交换 VPI变 VCI不变 交换： VP交换：VPI变，VCI不变 VC交换 VPI、VCI都变 交换： VC交换：VPI、VCI都变
ATM交换技术 第7章 ATM交换技术
4 3 2 1 4 3 2 1
P
D C B A
C M 复
4 3 2 1 4 3 2 1
用 器
PCM时分复用示意图
ATM交换技术 第7章 ATM交换技术
ATM交换技术 第7章 ATM交换技术
三、N-ISDN和 B-ISDN的区别 和 的区别 （1）N-ISDN是以数字式电话网为基础，采用电路交 换方式。 （2）B-ISDN则是真正意义上的综合，采用信元中继 方式，即ATM技术。
面管理 层管理 用户平面 高层 ATM适配层 适配层 （AAL） ）
控制平面 用户业务和信令 上层信息与ATM 上层信息与 信元间的转换 信元交换和复用 解复用 帧结构、 帧结构、物理介 质 高层 ATM适配层 适配层 （SAAL） ）
分别管理各层 协议实体中的 资源和参数
ATM层 层
处理各层间 协调， 协调，无分 层结构
ATM交换技术 第7章 ATM交换技术
ATM信元的交换过程 信元的交换过程
ATM网络设备 网络设备 用户B 用户 ATM终端设备 终端设备
信元和用户数 据的互相转化 UNI VPI=2 VCI=37
Port 1 Port 2
ATM 交换
Port 1 2 VPI 2 1 VCI 37 51
基于ATM网络的多媒体通信
基于ATM网络的多媒体通信作者：高朝刚来源：《数字化用户》2013年第05期【摘要】随着中国民航业的发展以及科学技术水平的不断提高， ATM交换机已配置至大部分机场（包括小机场），形成了较为先进的民航ATM数据交换网络。
民航ATM网络现阶段以传输报文数据为主，随着业务的拓展导致民航业务数据的多样性，在网络上传输多媒体数据已成为迫切需要和发展方向。
对于多媒体技术而言，它主要指的是按照统一的格式对视频、音频、图象等媒体信息进行采集、压缩处理，使之成为能够在网络上传输的信息流的技术。
近年来出现的基于ATM网络的多媒体技术，在数据传输的速度、实时性以及服务质量等方面做出了重要突破。
本文主要针对基于ATM网络的多媒体通信进行分析与探讨。
【关键词】ATM网络多媒体通信服务质量分层编码一、多媒体通信的特征分析一般情况下，传统的通信网络大多使用的是单一通信方式支持单一通信业务，而对于多媒体通信而言，它对传统的通信网络进行了一定程度的发展与完善，它能够对多种业务与媒体的综合传输进行有效支持，并主要表现出四个特征，即传输信息类型具有复杂性、通信数据量大、业务类型具有多样化以及网络对媒体传输质量的保证。
具体情况见表1所示：二、ATM网络对多媒体信息的适配近几年来，ATM网络发展迅速，它所采用的传输方式主要为异步传输，这种传输方式之下的ATM网络表现出通信速率高、时延较低、按需分配宽带等特点。
对于ATM网络而言，它主要分为四层，分别是物理层（PRY ）、ATM 层、ATM适配层（ALL）和应用高层，这四层结构分别有着不同的功能，物理层主要完成信元组帧和传输，ATM主要负责信元的交换和复用，而对于ATM适配层而言，它主要从高层传输来的业务数据。
其特征主要表现在如下几个方面。
（一）网络传输的宽带化对于ATM而言，它其实是一种快速的分组交换模式，在这种交换模式之下，所采用的传输介质主要是同步光纤网。
除此之外，还在用户—网络接口之上对多种传输速率的接口进行了有效的定义，例如25，51，10，155Mbit/s 等。
计算机网络原理 ATM网
计算机网络原理ATM网ATM是Asynchronous Transter Mode即异步传输模式的缩写，ATM最早是专门为解决国际电信运营公司领域的需求而设计的一项技术。
它是由贝尔实验室于20世纪60年代末开始研究的，并于20世纪80年代问世，经过多年的发展，已由ITU-T建立了一套定义各种协议和接口的标准。
ATM技术发源于分组交换技术，但它将传统的分组交换网络中的分组长度不固定、纠错检错机制复杂等技术缺陷进行了重要的修改，形成了传输速度高、适应业务广泛的ATM网络。
ATM网络是一种高速传输数据、语音、视频和多媒体的网络。
ATM包括一个接口和一种协议，以便能够在一个普通的传输通道中在固定的和可变的传输速率之间进行切换。
ATM 同样包括硬件、软件和符合ATM协议标准的介质。
ATM是一种集成的网络接入方法，它有一个可扩展的基础体系结构以适应不同的网络规模、速度和编址技术。
ATM的分层体系结构并不严格地对应于OSI模型，它包含ATM物理层、ATM层、ATM 适配层及ATM服务和应用层四层体系结构，也被称作ATM协议参考模型（ATM protocol Reference Model）,支持在一个网络内同时完成多项任务。
ATM区别于其它传输方式之处在于，ATM在与OSI模型的数据链路层MAC子层的相应层上工作。
ATM MAC相应子层独立于上层工作，避免了网络层的路由工作，这些工作都由上层完成。
几乎任何类型的上层协议都可以放到ATM信元中。
下面来分别介绍这四层协议：●ATM物理层ATM物理层（ATM Physical layer）使信元流转化为可传输的二进制位并且完成相应的物理介质功能。
ATM物理层分为两个子层。
物理介质相关子层PMD(Physical Medium Dependent)是有关传输介质、信号电平、比特定时等的规定。
但ATM没有提供相应的规则，而是准备采用现有的传输标准。
如用光纤传送信元。
传输聚合子层TC（Transmission Convergence）提供与ATM层的统一接口，在发送方，它从ATM层接收信元，组装成特定形式的帧。
ATM网络安全威胁分析与防御
ATM网络安全威胁分析与防御一、ATM网络安全威胁概述ATM（Asynchronous Transfer Mode）网络是一种基于分组交换技术的高速网络。
随着ATM网络在国内各行各业的广泛应用，ATM网络安全威胁日益增加。
ATM网络常见的安全威胁包括拒绝服务攻击、口令攻击、数据窃取、木马病毒和网络钓鱼等。
1. 拒绝服务攻击拒绝服务攻击（DoS）是指攻击者通过发送大量无效请求或者攻击目标的资源，使目标系统无法正常提供服务的一种攻击方式。
这种攻击方式会占用大量的网络带宽和系统资源，直接影响ATM网络的正常使用。
2. 口令攻击口令攻击是对网络安全的常见攻击方式之一。
攻击者通过暴力破解口令或者利用系统漏洞获取用户口令，然后通过非法手段进入系统。
这种攻击方式直接危及ATM网络的数据安全，甚至造成重大经济损失。
3. 数据窃取数据窃取是指攻击者通过各种技术手段获取网络中传输的数据信息的一种攻击方式。
攻击者可以通过网络拦截或者中间人攻击等方式窃取ATM网络中的数据，导致企业机密泄露，甚至导致财务损失。
4. 木马病毒木马病毒是指隐藏在正常程序中的一种恶意软件，攻击者可以通过木马病毒获取用户信息、控制电脑等。
这种攻击方式会直接危及ATM网络的处理系统和数据信息安全。
5. 网络钓鱼网络钓鱼是指攻击者通过伪造合法的信誉度高的网站或者电子邮件等手段，欺骗用户输入个人敏感信息、密码、银行卡账号等信息进入被攻击的网站，从而窃取或者篡改数据信息。
二、ATM网络安全防御措施为了有效防范ATM网络安全威胁，需要采取以下措施：1. 网络入侵检测网络入侵检测是指对ATM网络中的数据流量进行分析，及时发现并防范网络攻击行为的技术手段。
网络入侵检测可以通过各种软件和硬件来实现，例如防火墙、网络流量分析器等等。
2. 数据加密技术数据加密技术是指对ATM网络中传输的数据进行加密保护，确保数据信息在传输过程中不会被窃取和篡改的一种技术手段。
数据加密技术可以通过使用加密算法、数字证书等技术来实现。
ATM网络简介
人们曾经设想过“未来最理想的”一种网 络应当是宽带综合业务数字网 B-ISDN。 B-ISDN 采用新的 ATM 交换技术。这种 技术结合了电路交换和分组交换的优点。 虽然在 B-ISDN 并没有成功，但 ATM 技 术还是获得了相当广泛的应用，并在因特 网的发展中起到了重要的作用。
异步传递方式 ATM
(Asynchronous Transfer Mode)
ATM 是建立在电路交换和分组交换的基 础上的一种面向连接的快速分组交换技 术。 ATM 采用定长分组作为传输和交换的单 位。这种定长分组叫做信元(cell)。
AAL 层将 48 字节长的数据块 交给 ATM 层，加上 5 字节的首部后 变成 53 字节的信元
首 部
有
效
载
荷
在 UNI
比特
GFC 4
VPI 8 VPI 12
VCI 16 VCI 16
PT 3 1 PT 3 1
HEC
CLP
8
在 NNI
比特
HEC 8
首部差错控制 HEC (Header Error Control) 8 bit 字段，只对首部的前四个字节 （但不包括有效载荷部分）进行 CRC 检验，并将检验结果放在 HEC 字段中。
交换机 X 的 VPI/VCI 转换表
入 入 出 出 端口 VPI/VCI 端口 VPI/VCI 1 9/35 4 6/35
交换机 Y 的 VPI/VCI 转换表
入 入 出 出 端口 VPI/VCI 端口 VPI/VCI 4 6/35 2 42/55
交换机 Z 的 VPI/VCI 转换表
NNI 的 VPI/VCI字段中的 VCI 占 16 bit
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交换原理作业姓名：唐昊班级：通信131班学号：基于分组交换网络——ATM唐昊1（1.青岛理工大学通信与电子工程学院，山东青岛 266033）摘要：介绍了分组交换技术的产生和发展,描述了分组交换技术的最新发展,即快速分组交换技术,重点讨论了异步传输模式ATM技术。
最后,本文简单展望了分组交换技术的发展和应用前景。
关键词：分组交换计算机网络分组交换网帧中继异步传输模式1分组交换技术和X.25协议的产生和发展分组交换技术和X.25协议的产生和发展分组交换技术是伴随着计算机网络的发展而发展的,另一方面,分组交换技术的发展与成熟又反过来进一步促进了计算机网络的发展。
分组交换的概念最初是在1964年8月由Baran在美国Rand 公司的“论分布式通信”的研究报告中提出来的。
但直到1969年12月,美国国防部高级研究计划局DARPA(Defense Advanced Research Plan Agency)资助的4结点分组交换网ARPANET投入运行,分组交换技术才真正第一次被应用到计算机网络中。
分组交换也称为包交换,本质是将数据流分割成一系列具有固定大小的数据单位(即分组),然后这些数据分组就在通信子网中进行存储—转发,直到最后将数据分组递交到目的主机,并将数据分组重新组装ACCESS面向对象的程序设计思想完全体现在对象和事件的概念上,在ACCESS中Table、Query、Form、Report、Macro、Module都是对象,而用户维护的每一个信息又都可以用Form上的图形控件实现,因此每一个图形控件都有其属性和允许该图形控件发生的事件列表,这些事件ACCESS预先已经定义,每个图形控件都有不同的事件,例如:窗体Form有28种可能发生的事件,它们是:On Current、Before Insert、After In-sert、Before Update、After Update……等等;而TextBox则有16种可能发生的事件。
一个事件是能被一个对象识别的动作,例如刷新记录,关闭数据库等等;另外,系统也可以产生事件,例如一个定时事件。
无论什么时候,当一个事件被当前对象识别后,ACCESS就执行与该事件对应的函数,或者说,使某一个事件发生的办法就是编写函数或者是编写宏,在函数或者宏中实现对象功能,使应用程序中的对象对事件作出反应。
在事件过程结束后,应用程序返回一个空状态。
ACCESS以缺省方式处理任何事件。
如果对某一缺省设置满意的话,不用编写代码。
ARPANET网的成功向人们展示了分组交换技术的实用性,自70年代初以来,各大公司纷纷投入人力物力研制各自的网络体系结构。
由于当时各大公司网络体系结构很不一致,给不同网络的互连造成了极大不便。
为了解决这一问题,国际电报电话咨询委员会(CCITT)根据美国Telenet、Tymnet和加拿大的Data-pac分组交换网的经验和它们使用的协议,于1974年颁布了X.25的初稿,并经1976、1978、1980、1984、1988年多次修改形成了如今的X.25协议。
X.25协议定义了数据终端设备(DTE)和数据电路终接设备(DCE)之间的接口规程即分组交换数据网PSDN(Packet Switching Data Network)向用户提供服务的接口协议。
X.25协议定义了3层协议,即物理层、链路层和分组层。
X.25协议一经提出来就被世界许多国家广泛接受和普遍应用,自70年代中期以来,分组交换网开始在世界各国迅速普及。
美国早在1976年,就拥有了全世界当时仅有的3个公用分组交换网中的两个:TE-LENET(现名为SprintNet)和TYMNET。
另一个是加拿大的DATAPAC。
1978年法国的公用分组交换网TRANSPAC开放业务,随后欧洲其它国家也相继开放了公用分组交换网业务。
在亚洲较早建立公用分组交换网是日本的DDX—P(1979年开放业务),其后是新加坡、韩国、以及台湾、香港等国家和地区的分组交换网。
上述这些分组交换网已相互连接形成了全球性的分组交换数据网络。
80年代以来,几乎所有工业发达国家和部分发展中国家都已建立了自己国家的公用分组交换数据网络。
这些网络已相互连接,形成了世界范围的公用分组交换数据网。
根据国际电报电话咨询委员会的统计,全世界共有87个国家和地区的214个数据网络在运行,其中2/3属于公用分组交换网,至于利用分组交换技术建立的专用网络更是不计其数。
由此可见,分组交换技术在数据通信网络中所占有的重要地位。
与发达国家相比,我国的分组交换数据网络的研究与开发应用起步较晚,距世界先进水平还有一定的差距。
为了满足一些国内用户及科研单位的急需,邮电部曾于1989年引进了法国SESA公司的DPS25分组交换系统,建成了我国第一个公用分组交换数据试验网(CNPAC)。
随着我国改革开放和经济的高速发展,要入网的用户急剧增加,原有的网络无论从覆盖面积、端口数、通信速率到所支持的规程等方面都不能满足需要。
为了适应我国数据通信事业的发展,90年代以来,邮电部投巨资引进了加拿大北方电信公司的DPN—100分组交换系统,于1993年9月建成了新的国家分组交换主干网(CHINAPAC)。
相信CHINAPAC的组建,将使我国分组交换技术的应用跨上一个新台阶。
2 快速分组交换技术FPS快速分组交换技术FPS随着分组交换技术的发展,分组交换网性能不断提高、功能不断完善,分组交换机的处理能力由起初的每秒100个分组发展今天的每秒30000个分组,分组交换机的时延从数十毫秒缩短到不到一毫秒,分组交换机之间的中继线速率由9600bps提高到E1(2.048Mbps)。
到了90年代,用户对数据网的通信速率提出了更高的要求,而采用现有分组交换技术的分组交换系统的交换能力几乎达到了极限,因此,人们又开始研究新的分组交换技术。
CCITT制定X.25协议是在通信网以模拟通信为主的时代,可提供用于传送数据的信道大多是频分制的电话信道,这种信道的传输率最高到9600 bps,误码率为10-4～10-5。
这样的误码率是很难满足数据通信的要求的。
通过X.25协议的控制,一方面实现了信道的多路复用,同时把误码率降低到小于10-11的水平,满足了绝大多数数据通信的要求。
但是,这些优点的得来是有代价的。
X.25协议增加了分组交换机的处理负担,使分组交换机的分组吞吐率及中继线速率的提高受到限制,从而很难满足语音、图象及高速数据通信的需要。
为了进一步提高分组交换网的分组吞吐能力,需要发展新的分组交换技术。
光纤通信技术取得的巨大成就为分组交换技术的发展开辟了新路。
光纤通信速度高、误码率低,通常提供2Mbps到2.4Gbps的信道,误码率小于10-9。
在这种通令条件下,产生了快速分组交换技术FPS(Fast Packet Switching)。
快速分组交换技术的特点是:在发展高速交换机的同时,简化通信协议。
目前,国际上广泛采用的快速交换技术有两种,一种称为帧中继(Frame Relay);另一种称为异步传输模式ATM(Asynchronous Transfer Mode)。
前一种和X.25的关系比较密切,它是在OSI传统的链路层协议HDLC的基础上发展起来的,便于实现X.25网与帧中继网的互连;也便于实现局域网(LAN)和广域网(WAN)的互连;而后一种(ATM)是宽带综合业务数字网(B—ISDN)的关键技术,用于提供语音,电视和数据等综合传输业务。
3异步传输模式ATM随着技术的不断进步,人们对通信提出了更高的要求,用户希望用一条线路及一种网络接口就可进行语音、数据、图形及图象等信息的综合传输。
于是,从70年代后期人们开始研究和开发综合业务数字网(ISDN)。
ISDN是建立在数字通信业务基础上的,它较好地解决了话音和数据传输的综合问题,与原来的多种通信业务需要多种通信网络相比,是一个很大的进步。
但窄带ISDN的致命弱点是其通信速率太低,难以适应高速数据通信(如宽带图象信息)。
因此人们开始研究和开发宽带综合业务数字网络B—ISDN(Broadband-IS-DN)。
B—ISDN网络接口速率从64kbps的话音信道到150Mbps的宽带图象信息传送信道,更好地适应了多种通信业务的要求,例如,LAN的远程互连、活动图象、高清晰度静止画面、3维活动图形、电视会议等等。
ATM是CCITT为B—ISDN定义的一种分组交换及复用技术。
主要特点有:把需要传输的信息分装在若干称为信元(cell)的固定长度的分组中传送，信元由信元头(header)及信息域(information field)组成,网络使用信元头中的路由信息完成交换功能;»由于采用了固定长度的信元,可支持硬件交换技术,从而大大提高了交换速度，带宽可按需分配。
3.1 ATM协议参考模型为了传输信元,ATM使用物理层(PL)提供的服务,同时,ATM接收来自物理层的信元,并把信元中的用户信息(payload)传输到高层,有时需要完成一些转换功能,例如转换一些有序的信元流成为字节流,这是由ATM适配层(AAL)来完成,同时AAL提供各类服务。
物理层向ATM层提供的服务是:¹传输有效的信元;º为电路仿真向高层传输定时信息。
物理层又划分为物理介质子层(physical media)和传输集中(Trans-mission Convergence)子层。
物理介质子层提供了按位传输及对物理介质的存取。
目前,CCITT定义了两种传输速率,这两种速率既适用了基于信元的(cell based)传输系统,也适用于基于同步数字分层SDH(Syn-chronous Digital Hierarchy)的传输系统。
这两种速率分别为:STM—1 155.520Mbps和STM3 622.080Mbps。
TC子层的功能是把ATM层传送下来的信元打包为PM子层所需的格式(cell based或SDH based的格式)。
此外,TC也发送一些空信元(idle cell),用以提供连续的信元流。
信元的分界和信元头的校验也是由TC子层完成的。
AAL层进一步划分为两个子层,一个称分段合段(Segmentation And Reassembly)子层,另一个称为集中子层(Convergence Sublayer)。
SAR子层完成从高层接收的数据单元(帧)裁剪为若干片段(segmentation)后,放入信元中发往下层;当从下层收到信元后,把信元重新组合成数据单元(帧)送给高层等功能。
CS 子层完成的功能是:信道的复用、解复用,信元的路由、检测有否信元丢失以及定时码元恢复(Timing recovery)等。
AAL可向高层提供4类服务:A类——电路仿真;B类——在发送与接收之间提供时间同步的变速率(vari-able bit rate)服务;C类——面向连接的数据服务和D类——无连接的数据服务。