异步传输模式

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异步传输模式(asynchronous transfer mode,ATM)

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什么是异步传输模式[1]

  异步传输模式(ATM)是一种通过LAN、MAN和WAN来传输语音、视频和数据的新兴技术。ATM也是一个国际标准,实现了高速、面向连接、信元交换和用以为用户提供虚拟无限带宽的多路复用技术。

异步传输模式的工作原理[2]

  用户通过发送一十迭往目标用户的敦据包开始ATM过程。数据包经ATM适配层处理,划分为多个48字节的数据块.再由ATM层加上5字节的块头信息完成单元的格式化。最后,由物理层将多个单元组成包。在包的开始加上附加的帧和维护信息,并通过物理蝶件住外发送.接收过程则与此相反。

异步传输模式的优点[2]

  异步传输模式的主要优点是具有以每秒高进2千兆使的建度传辅声音 数据,图形及视操图像的能力。它允许网络管理者在工作站要求改变时动态重组LAN。当前,LAN的分段原则是一个工作站与它的LAN服务器的地理位置较近,ATM将允许网络管理者建立一个逻辑的而不是物理的分段。一个ATM开关将允许你建立一个完全不依赖于网络的物理结构的逻辑网络。

  异步传输模式提供了任何两个同点间的点到点的连接,保证两点闻可有完全的网络带宽——每秒45兆位或155兆位(标准草案中规定的两个接口速度)。因为ATM是独立于介质,它能在一定速度范围内操作。

异步传输模式的应用[3]

  对于网络用户来说,ATM为每个用户提供一个专用的交换式连接。这就意味着采用ATM技术的传输网络克服了当今广为使用的以太局域网的局限性。在以太网中存在着许多终端争抢一个传输路由的现象,这样当一个终端在通信时,其他终端就不能用此路由。而ATM局域网是以交换为中心的星型结构,传输速率高,所以各终端都可占用传输路由。

  即使在仅考虑速度的情况下,ATM也能提供比共享介质LAN更快的传输速度,其速度高达622MB/s。这个速度甚至比交换式LAN解决方案还要高,而且可以提供改善QOS能力,并且能在公共网络基础设施上支持交互数据,视频和语音。

  通过ATM技术,网络的大部分功能均能以低成本硬件实现。以至于在结构上只需替换交换器、板卡等就能选择25Mbit/s到1Gbit/s以上的最佳速度。

  在办公室或部门之类的局部环境中,ATM可用于替换或扩大诸如以太网,令牌环网和FDDI网等LAN技术。在广域网环境中,ATM可以替代帧中继、X.25等技术。并且吸收了传统网络技术的优点,并避开不足,因此,ATM技术在从工作组广域网的广泛网应用中均能使用,成为对局域网和广域网都很有价值的技术,它以具有高速、可伸缩、适合多媒体、适合于广域网等优点的强大功能成为下一代网络的主要关键技术。

  无论是新建网络,还是为原有的网络进行升级扩容,花费多少是一个非常重要的问题。ATM是否需要特殊布缆,这个问题是几乎是每个网络规划设计者都要考虑到的问题。因为布线系统是整个网络的基础,采用什么类型的线缆不仅影响整个网络工程的造价,而且对于整个网络的性能都有举足轻重的作用。

  ATM LAN采用的是五类、超五类缆。该缆支持流行的ATM桌面速度达l55Mb/s。如果采用第三、四类缆,若想达到这个速度,则需要使用四对缆代替第五类缆要求的两对缆。如果和五类缆一样只架设二对缆,那么速度只能达到25Mb/s。但如果想要达到更高速的ATM(如622Mb/s),或架设超过100m的工作组缆,则需要采用光缆。

  由此看来,ATM的造价总体上来说,相对于传统的LAN,是有些偏高的。所以网络规划设计者可能会考虑,是否存在ATM技术的简单替代产品。其实对于大多数企业来说,出于费用、技术、运用等多方面的原因致使他们不可能在短时间内从传统的LAN转向ATM。于是出现这样一些基于传统LAN短期替代产品。例如交换式以太网,传统LAN与ATM技术各种组合的混合网等。基于交换式以太网的网络提供比采用共享以太网网络更多的容量。通常容量以一个数量级以上的方式增加,使网络性能明显提高。采用增加对文件服务器之类共享资源的方法对于提供连接速度也是可行的,因此这些设备能以高得多的速度进行操作。总之,采用ATM就绪的以太网和快速以太网设备也能将该网络平滑过渡到ATM。

异步传输模式方案选择[3]

  方案A:LAN交换

  在这个方案中,LAN交换机提供了一个工作组内改善性能的最佳选择,参见下图。这种交换机也可提供更高的速率,以便对现有FDDI骨干网进行接入。这些骨干网也可能是快速以太网。如果不用这种骨干网,那么在骨干网上形成的拥挤和堵塞,单纯通过向工作组增加交换式以太网的方法是无济于事的。

方案A

  如果拥挤和堵塞在100Mb/s骨干上出现,那么只有选择向ATM升级。尽管许多骨干网可能选择FDDI建设,但ATM提供一个更能防患于未然而且便于升级的途径。在这种情况通常可以考虑方案B。

  方案B:边缘交换

  如果工作站不能直接利用ATM的带宽,但是能够利用以太网,快速以太网或FDDI网段的带宽,那么,使用ATM边缘交换机是提供向骨干网升级最切实可行的方法。

  这些交换设备对所连接的以太网或令牌环网的网络端口提供LAN仿真,并且采用ATM上行链路与网络骨干部分连接,提供对ATM的透明接入,参见下图。

方案B

  并且,如果服务器连接经常处于过载状态,那么也可以在ATM交换机和服务器中的ATM适配器之间进行直接连接。而且随着一旦工作站性能得以改善,可以向对网络速率要求更为严格的用户提供对ATM交换机的直接连接,同时,这种方法还可减轻对其它用户所使用的边缘交换机的负载。

  方案C:低速的ATM应用

  在前面我们提到过,ATMLAN采用的是五类、超五缆。

  如果采用第三、四类缆,和五类缆一样只架设二对缆,那么速度只能达到25Mb/s。所以方案C正是使用二对第三、四类缆的、费用相对低廉的低速ATM解决方案。这是一种在第三、四类电缆上利用100BaseT技术的ATM产品技术。虽然为“低速”,但是这种解决方案是可与现有网络保持高度兼容的,并且提供与高速ATM相同的能力。参见下图,但是用户应当注意,对于一些实时传送的业务,如交互数据,语音或视频等,他们要求网络提供一种有充分保证的服务质量,高度的安全性,以及受控的低延迟接入、传送等一系列苛刻的传输环境。在这种情况下,我们应该毫不犹豫的要选择方案D。

方案C

  方案D:完整的ATM

  在这个方案中,网络的骨干部分已经完全采用了ATM技术。借助于第五类缆或光纤布缆接入桌面,用户可以立即方案D:完整的ATM在这个方案中,网络的骨干部分已经完全采用了ATM技术。借助于第五类缆或光纤布缆接入桌面,用户可以立即以155Mb/s到622Mb/s的速度接入ATM 网络,参见下图。其它的工作站和服务器可以在需要的时候通过现有以太网或FDDI经边缘交换机接入ATM骨干网。

方案D

参考文献

  1. 陈明译.联网基础[M].ISBN:7-5083-0263-X/TP393.中国电力出版社,2000
  2. 2.0 2.1 殷镇良.新一代传输技术:异步传输模式[J].微型计算机.1994(02)
  3. 3.0 3.1 冯伟.企业网的异步传输模式解决方案[J].工程建设与设计,2004,(10)
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