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)，并以虚通道为网络管理的基本单位。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，网络的主要管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。

当某一信元到达交换机时，交换机将读出该信元信头的vpi和vci值，并与路由对照表比较。当找到输出端口时，信头的vpi和vci被更新，信元被发往下一段路程。

在atm环境中，怎样使用vp和vc呢?vp就像一个能够携带许多vc(最多可达65 000条)的管道或通道，他可以是从交换机到交换机的虚拟线路，也可以是横穿atm网络由终端到终端的所有线路。除了最大的专用局域网或广域网外，65 000条vc在当今是足够的。实际上支持复杂的vp并不需要这么多vc，许多atmlan发送点仅支持一条虚通道，即
vpi＝0。当只有一条vp被支持时，他不用作端到端的连接，所以这里并不要求vc一定在给定的vp中，这样vc可连接任何一组站群而不受vp的影响。通常数据是在一条vc中传送的。

另一方面，交换机在典型情况下，必须支持成百上千条不同的vp，最大可能支持上百万条不同的vc。通常客户系统希望能够提供给他们用户一条通过网络的专用vp，vp可以连接网络中任意2个端到端用户，若vp使用这种方式，则被称为一条虚通道连接(vpc)或称为一个"虚通道路径(vp channel)"。他可以带有"永久虚拟线路(pvc，pe