ATM信元传输和格式

背景：

ATM物理层大体包括了OSI物理层 [被屏蔽广告]和数据链路层，包括功能像OSI物理层的物理介质决定了子层和与数据链路功能一样的传输汇集（TC）子层。对于ATM，没有特殊的物理层特性。相反，是由SONET，FDDI及其他传输系统运送ATM信元的。因此，我们这里将集中于TC子层的数据链路功能。当一个应用程序产生了一条要发送的消息后，此消息要进入传输线路上，向下传到ATM协议栈，加上头部和尾部，并把分段放入ATM信元中。最后，这些信元到达TC子层进行传输。让我们看一下出了门后，在路上所发生的事情。

1．信元传输基本原理

第一步是进行头部的校验和。每个信元都有一个5字节的头部，头部中包括4字节的虚拟电路及控制信息和1字节的校验和。校验和只包括了前4个头部字节，而不占用有效载荷字节。它是由32个头部位除以多项式x^8+x^2+x+1后，所得的余数构成的。校验和加上常数01010101。做出只校验头部的决定，是为了减少由于头部错误，而造成不正确传递信元的可能，也为了避免其校验开始要大得多的有效载荷字段的校验。如果确需校验有效载荷字段，就要上到较高的层上完成这一功能。由于校验和字段只位于头部，因此这8位校验和字段被称为头部错误控制HEC（header error control）。

一旦产生出HEC，并插入信元头部，那么此信元就作好了发送准备。传输手段分成两组：异步的和同步的。当使用异步方式时，只要准备好了发送它，就可以发送，没有时间限制。

2．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。按照CCITT的建议 ，每个信元的长度为53个字节，其中前面5个字节为信头，用来表示这个信元来自何处，到何处去，是什么类型，优先等级等控制信息。由于ATM有信头，所以会有一部分线路传输能力用在信头上。后面48个字节是信息段，或称净荷，是要在线路上传送的信息。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信元。信元的主要功能为确定虚通道，并完成相应的路由控制。信元结如下图6所示。在UNI接口和NNI接口上ATM的信元头结构是 不同的。

GFC（Generic Flow Control）：一般流量控制。如图7所示，GFC仅在UNI信头存在，因为ATM只在端设备与用户设备处进行流控制，以减少网络过载的可能性。

VPI（Virtual Path Identifier）：虚通道标识符。在ATM中，若干虚通路（VC）组成一个虚通道（VP），并以VP作为网络管理单位，相当于X.25中的逻辑信道群号（LCGN）。

VCI（Virtual Connection Identifier）：虚通路标识符。类似于X.25中逻辑信道号（LCN），用于标志一个VPI群中的唯一呼叫，在呼叫建立时分配，呼叫结束时释放。在ATM中的呼叫由VPI和VCI共同决定，且唯一确定。

PTI（Payload Type Identifier）：净荷类型。用于指示信息字段的信息是用户信息还是网络信息。

CLP（Cell Loss Priority）：信元抛弃优先级。当CLP为"1"时，表示当网络拥塞时可以抛弃该信元；相反，不能抛弃CLP为"0"的信元。

HEC（Header Error Control）：信头差错控制。为了提高处理效率（同时传输线路条件允许如此），ATM仅进行信头 差错控制，以防VPI/VCI差错，即呼叫间"串话"。