第9章 ATM异步传输模式
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计算机网络原理 ATM网络
随着人们对集话音、图像和数据为一体的多媒体通信需求的日益增加,特别是为了适应今后信息高速公路建设的需要,人们又提出了的宽带综合业务数字网(B-ISDN)这种全新的通信网络,而B-ISDN的实现需要一种全新的传输模式,此即异步传输模式(ATM)。
在1990年,国际电报电话咨询委员会(CCITT)正式建议将ATM作为实现B-ISDN的一项技术基础,这样,以ATM为机制的信息传输和交换模式也就成为电信和计算机网络操作的基础和2l世纪通信的主体之一。尽管目前世界各国,都在积极开展ATM技术研究和B-ISDN的建设,但以ATM为基础的B-ISDN的完善和普及却还要等到下一世纪,所以称ATM为一项跨世纪的新兴通信技术。不过,ATM技术仍然是当前国际网络界所注意的焦点,其相关产品的开发也是各厂商想要抢占的网络市场的一个制高点。
ATM是目前网络发展的最新技术,它采用基于信元的异步传输模式和虚电路结构,根本上解决了多媒体的实时性及带宽问题。实现面向虚链路的点到点传输,它通常提供
155Mbps的带宽。它既汲取了话务通讯中电路交换的“有连接”服务和服务质量保证,又保持了以太、FDDI等传统网络中带宽可变、适于突发性传输的灵活性。ATM技术具有如下特点:
实现网络传输有连接服务,实现服务质量保证(QoS)。
交换吞吐量大、带宽利用率高。
具有灵活的组网拓扑结构和负载平衡能力,伸缩性、可靠性极高。
ATM是现今唯一可同时应用于局域网、广域网两种网络应用领域的网络技术,它将局域网与广域网技术统一。
什么是ATM协议
ATM的产生:
自Alexander Graham Bell于1870年发明电话后, 为有效地连接日益增多的电话用户,电话交换网应运而生。它经历了人工交换,机电式自动交换系统以及数字程控系统发展过程,但电路交换的原理一直未变。随着计算机的普及,电话网通过使用Modem来进行计算机数据传输及数据信息交换,随之产生了公用数据网,其典型的代表是X.25分组交换网,它是基干包交换的一种技术,具有信输可靠性高的优点,但由于Modem 速率及交换技术本身限制, X.25只能处理中低速数据流。虽然LAN(局域网)技术的发展突飞猛进, 如Ethernet 、Token ring、Token bus等,传输速率已可达千兆,但它局域网的性质本身就大大限制了LAN的大规模的覆盖及应用,目前的LAN 一般用于企业内部的数据传送,无法形成广域网的规模。
由此我们不难看出,传统网络普遍存在以下缺陷:第一,业务的依赖性,一般性网络只能用于专一服务,公用电话网不能用来传送TV信号,X.25不能用来传送高带宽的图像和对实时性要求较高的语言信号;第二,无灵活性, 即业务拓展的可能性不大,原有网络的服务质量,很难适应今后出现的新业务;第三,效率低,一个网络的资源很难被其它网络共享。
随着社会不断发展,网络服务不断多样化,人们可以利用网络干很多事情,如收发信件、家庭办公、Video on demand、网络电话, 这对网络的要求越来越高,有人还不禁提出这样一个想法:能否把这些对带宽、实时性、传输质量要求各不相同的网络服务由一个统一的多媒体网络来实现, 做到真正的一线通?回答是肯定的,这就是ATM网。幸运的是, 现在的半导体和光纤技术为ATM的快速交换和传输提供坚实的保障。目前的CMOS处理能力已达二三百兆,ECL 可达5到10G。SDH和SONET技术提供了大容量的可靠传输,目前的STM-I标准为155.52M。
ATM技术:
atm交换原理范文
ATM(Asynchronous Transfer Mode)交换原理是利用异步传输模式进行数据传输的一种交换技术。它是一种基于分组交换的技术,将数据分成固定长度的小包,称为单元(cell)。这些单元经过网络传输,到达目的地后再重新组装为完整的数据。
ATM交换原理主要包括以下几个方面:
1.分组交换:ATM将数据分成大小固定的单元进行传输。每个单元由5个字节的首部和48个字节的有效数据组成,总计53个字节。利用分组交换的方式,可以灵活地处理各种类型的数据。
2.虚电路:ATM采用虚电路技术实现数据传输。虚电路是在网络中事先建立的路径,用于传输数据单元。在建立虚电路时,需要确定源点和目的地并为其分配唯一的标识符。虚电路提供了一种可靠且有序的传输机制。
3.端到端质量保证:ATM提供端到端的质量保证机制,确保数据能够在网络中快速准确地传输。这是通过设置各个节点上的缓冲区和拥塞控制机制实现的。缓冲区能够暂时存储数据并调整传输速度,以适应不同的传输需求。
4.ATM交换机:ATM交换机是ATM网络中的核心设备,用于转发数据单元。ATM交换机具有高度并行的处理能力,能够同时处理多个传输请求。通过查找目的地的地址,并利用虚电路标识符,交换机能够快速将数据单元从源节点转发到目的地。
5.ATM网络结构:ATM网络结构采用多层次的结构,包括接入层、分配层和核心层。接入层负责将用户设备与ATM网络相连接,分配层对数据进行传输和路由选择,核心层则负责在各个网段之间进行数据交换。 ATM交换原理的优点如下:
1.高带宽:ATM支持高速数据传输,能够满足多种应用的需求,包括音频、视频和数据传输等。
2.低延迟:由于ATM采用固定长度的单元进行传输,因此可以实现低延迟的数据传输,特别适用于实时应用。
3.灵活性:ATM支持多种应用和各种类型的数据传输,能够适应不同的传输需求。
4.可靠性:ATM提供了端到端的质量保证机制,确保数据能够在网络中快速、准确地传输。
ATM局域网性能测试与分析
摘 要 异步传输模式(ATM)常被认为是一种解决网络带宽瓶颈的技术,但是应用程序从ATM网络获得的带宽本文通过在CERNET的ATM测试床上的实验,对基于ATM API的数据交换和基于TCP/IP/ATM的数据交换原始的ATM信元交换其效率是非常好的,但在不同协议栈上的应用所能获得的带宽受系统软件、传统的网络协的限制。通过调整这些因素,可以提高应用程序可获得的带宽。
关键词 ATM网络 性能测试 ATM API
Performance Testing and Analysis of ATM LAN
Hao Ruibing Wu Jianping
(Network Lab,Department of Computer,Tsinghua University,Beijng 100084)
Abstract Asynchronous Transfer Mode(ATM)is often seen as a solution to networks with bandwidtoday,but the available communication bandwidth to applications is limited by many factors.Indata exchange performance on native ATM API and TCP/IP/ATM socket,we carried out some expATM Testbed.The result shows that,raw ATM cell-switching is extremely efficient,however theapplications of different protocol stacks still varies with current internetworking mechanisms,sysprotocols and end-system's configuration.Varying these parameters can improve the performancATM LAN.