ATM（异步转移模式）
在通信中，异步传输模式ATM(Asynchronous Transfer Mode)是信息元中继（cellrelay）的一种标准（ITU）实施方案，这是一种采用具有固定长度的分组（信息元）的网络交换技术（注意他是技术，不是协议），它被认为是目前已知的一种最适合于宽带综合业务数字网（BISDN）的交换方式。也适合于传送可变速率的传输的业务。异步传输模式（之所以称其为异步，是因为来自某一用户的、含有信息的信息元的重复出现不是周期性的。）是一种得用固定数据报的大小以提高传输效率的传输方法，这种固定的数据报又叫信元或报文。ATM信元结构由53B组成，53B被分成5B的头部和被称为载荷的48B信息部分。数据可以是实时视频、高质量的语音、图像等。
ATM局域网就是以ATM为基本结构的局域网，它以ATM交换作为网络交换节点，并通过各种ATM接入设备将各种用户业务接入到ATM网络。
=-=ATM的基本特征
(!)ATM主要包括以下几种基本技术
①采用光纤作为网络的传输介质
②采用同步数字体系(SDH)作为传输网络
③采用异步传输模式作为交扛技术
(2)ATM的基本信息特征 信息的传输、复用和交换的长度都是53个字节为基本背地单信的“信元(cell)”因此，B-ISDN用户线路上传递的信号都是这种信元。
(3)B-ISDN使用的复用技术 B-ISDN用户线路上便用了最先进的统计时分多路复用技术，即基于信元的异步时刘分割技术，也是“异步传输模式”的名称来源。
综上所述，ATM网采用了统计分多路复用技术、交换和虚拟式连接，以及基于速率的流量控制等一第列先进技术，便得网络的带宽能够进先最有效地，动态地分配，从而満足用户对带宽、实时性、多媒体等各种应用方面的需求。因此，其主要业务范围的B-ISDN用户线路是光纤型的、高速率的、数字化的和ATM技术方式的，还能够提供业务质量服务(QoS)
此外，ATM是与STM（同步转移模式，Synchronous Transfer Mode）相对应的。STM实际上就是电路交换方式；而ATM是从ATD（异步时分复用，最早由法国Alcatel提出，为在一个网络中综合传输话音、数据和图像业务而由TDM（时分多路复用）进化而来）和FPS（快速分组交换，最早由美国AT&T的Bell实验室提出，是为了传输高速数据而从分组交换方式进化而来）演化而来，它综合了分组交换方式统计占用频带、使用灵活和电路交换方式传输时延小的优点。这里的ATM和STM中所隐含的异步和同步之间的对应关系不同于我们我们熟悉的数据通信中的异步和同步的概念。在数据通中，区分同步还是异步是
根据通信双方采用的信号同步方式，即采用起止式同步方式的称为异步，采用帧同步或字
符同步方式（均以位同步为基础）的统称为同步。而这里的异步和同步关系主要是指信号复用信道的方式，STM是根据信号在一条物理信道中所处的位置（一帧中时隙位置或载波中的频带位置）来识别；而ATM是根据信号本身携带的标志来识别的，即所谓的用有标志的电路（ATM）代替定位置的电路（STM）。两者的相似之处在于均把信号分成若干离散单元，且以时分复用方式送到目的地。
ATM的主要思想是：尽量把交换的处理负担从交换机转移到通信的两端，以最大限度地减小交换机的处理时间，并给用户和网络操作者以最大的灵活性。CCITT(现ITU-T)在1988年1l月通过的一系列建议文件中选择ATM作为BISDN的目标交换方式。
ATM包括三个部分，即交换技术、可变速率编码技术和流量控制技术，其核心是交换技术，目前世界上对ATM的研究主要集中在交换技术上。
ATM交换是综合了电路交换和分组交换的优点，它一方面是用有标志的电路代替定位置的电路，因而能灵活地分配带宽；另一方面是取消了复杂的差错控制和流量控制，使传输时延大大降低。
首先，它是利用了虚路径(VP)和虚信道(VC)的交换原理，在一个给定接口的给定方向上，利用VPI(虚路径标识)来区分落在同一个物理连接内复用的不同的虚路径，而利用VCI来区分在同一虚路径（VP）内不同的虚信道。
从ATM网络的内部结构来看，实际上包含三个层次，即由物理链路组成的网络、由VP组成的网络、由VC组成的网络。对用户来讲，涉及的是VC级网络；对交换机来讲涉及的是VP级网络；对网络维护者来讲涉及的是物理级网络。
采用VC为用户提供服务，而用VP来连网。在用户一用户应用的情况下，把VP细分为各单位的VC，并由用户控制那些VC所属的全部资源，在VP内各VC的建立和释放只包括两个换机，而信息在交换机内的交换和选路则由VP来完成，一条VP可当作两个ATM交换机之间的虚中继线用。 基于tcp协议的应用程序包括
由于ATM是一种面向连接的交换技术，用户进行通信前必须先申请虚路径，提出业务要求，如峰值比特率、平均比特率、突发性、质量要求、优先级等，网络根据用户要求和资源的占用情况来决定是否可以为用户提供虚路径，从而且实现按需动态分配带宽，而且带宽不是固定的或被某用户所独占，通过统计复用技术达到网络资源的充分利用。
由于ATM又是一种面向分组的交换技术，它将任何业务信息都变成长度相同的信元（Cell，53byte长，其中报头占5byte，信息域48byte），通过异步时分复用技术把不同用户和不同业务的信元变成连续的比特流，送入ATM交换机。不同的用户信元在ATM信元流中没有固定的位置
，是按需动态占用的，因而不同类型和速率的用户业务都能方便、灵活地进入网络。交换机对用户信元是透明的，不进行任何处理，把差错控制和流量控制等工作交给网络终端设备来完成。交换机通过硬件
实现选路和信元转移，从而大大提高了信息转移容量和转移速度。而且，ATM是一种为支持宽带综合业务网而专门开发的新技术，它与现在的电路交换无任何衔接。当发送端想要和接收端通信时、它通过UNI发送一个要求建立连接的控制信号。接收端通过网络收到该控制信号并同意建立连接后，一个虚拟线路就会被建立。与同步传递模式（STM）不同，ATM采用异步时分复用技术（统计复用）。来自不同信息源的信息汇集在一个缓冲器内排队。列中的信元逐个输出到传输线上，形成首尾相连的信息流。ATM具有以下特点：因传输线路质量高，不需要逐段进行差错控制。ATM在通信之前需要先建立一个虚连接来预留网络资源，并在呼叫期间保持这一连接，所以ATM以面向连接的方式工作。信头的主要功能是标识业务本身和它的逻辑去向，功能有限。信无长度小，时延小，实时性较好。
TCP（Transmission Control Protocol）传输控制协议
TCp协议位于第四层。其代表的含义是传输控制协议(Transmission Control protocol)。TCP 在端点间建立连接或虚拟电路进行可靠通信。当一个数据包被封装之后，第三层当然有个Ip协议头，紧接着就是这个TCp协议头。TCp协议头成为了Ip协议头中的“数据”。就像其它协议都有自己的术语一样，TCp协议也有自己的专门术语，如以太网帧、Ip数据报和现在的TCp段等。你可以把它们都当作数据包。但是，当它们之间在进行通讯的时候，一定要使用正确的术语。由于大多数网络应用程序都在同一台机器上运行，计算机上必须能够确保目的地机器上的软件程序能从源地址机器处获得数据包，以及源计算机能收到正确的回复。这是通过使用 TCP 的“端口号”完成的。网络 IP 地址和端口号结合成为唯一的标识 , 我
们称之为“套接字”或“端点”。
TCp协议是一种端对端的协议。使用TCp没有任何广播或类似的概念。TCP 通过面向连接的、端到端的可靠数据报发送来保证可靠性。TCP 在字节上加上一个递进的确认序列号来告诉接收者发送者期望收到的下一个字节。如果在规定时间内，没有收到关于这个包的确认响应，重新发送此包。TCP 的可靠机制允许设备处理丢失、延时、重复及读错的包。超时机制允许设备监测丢失包并请求重发。
要用TCp协议与另一台计算机通信，两台机之间必须像打电话一样连接在一起，每一端都都为通话做好准备。“流传输”(
Stream delivery)是谈到TCp时的另一个常用词语。这个短语的含义是TCp协议主要用来处理数据流，可以正确处理乱序的数据包。TCp协议甚至还允许存在丢失的或者损坏的数据包，最终它可以再次得到这些数据包。你很可能听一位程序员在谈论“流”的概念。他指的是这样一个事实：数据到底是在什么时候发送的是很难说清楚的，你也可以在TCp流中发送非结构化数据。TCp协议以它自己的方式缓存数据。不过，其缓存过程对程序员和用户是透明的。 关于流数据传输 ,TCP 交付一个由序列号定义的无结构的字节流。 这个服务对应用程序有利，因为在送出到 TCP 之前应用程序不需要将数据划分成块， TCP 可以将字节整合成字段，然后传给 IP 进行发送。
TCp协议每发送一个数据包将会收到一个确认信息。这种发送/应答模式是提供可靠的协议的唯一方法：
你必须让对方知道你否收到了数据。当然，这也会造成一些性能损失，而人们需要改善系统效率不高的状况。所以引入了“捎带确认(piggybacking ACKs)”的方法。TCp协议之所以是全双工的就是因为这个“捎带确认”信息，因为它允许双方同时发送数据。这是通过在当前的数据包中携带以前收到的数据的确认信息方式实现的。从提高网络利用率的角度看，这比单纯发送一个通知对方“信息已收到”的数据包要好得多。最后，还有一个批量确认的概念：也即一次确认一个以上的数据包，表示“我收到了包括这个数据包在内的全部数据包”。
在Ip协议中，我们处理的单个数据包是一个更大的数据报的一部分。请记住，一个TCp段就是一个单个的TCp数据包。TCp是一个数据流，因此，除了“连接”之外，没有任何需要真正担心的其它概念。最大报文段长度(MSS)是在连接的时候协商的，但是，它总是在不断地改变。默认的最大报文段长度是536字节，这是576字节(Ip协议保证的最小数据包长度)减去用于Ip头的20个字节和用于TCp头的20个字节以后的长度。TCp协议要设法避免在Ip级别上的分段。因此，TCp协议总是从536字节开始的。
TCp协议最有魅力的功能仍然保留着。这就是滑动窗口协议。这个窗口实际上是已经发出的“没有签收确认的”数据总数。这个窗口可以根据意愿放大和缩小。这是很有趣的。下一讲将介绍这方面的内容。
一个TCp数据包的头是20个字节，就像一个Ip数据包一样。如果使用一些选项，Ip和TCp数据包头都可以放大。TCp头不包含Ip地址，它仅需要知道要连接哪一个端口。不过，你不要被这弄晕了。TCp工作
时要一直跟踪状态表中的端对端的连接。这个状态表包含Ip地址和端口。这就是说，只是TCp头不需要Ip信息
，因为它来自于Ip头。
把一个数据包设想为一个字节跟着一个字节的数据流是很容易的。很多人都想要一个显示TCp头的表格。但是，这常会把事情搞乱。TCp头从第一位开始依次是下面这些内容:
•源端口，16位：用于这次连接的本地TCp端口。
•目的地端口，16位：通讯目标机器的TCp端口。
•序列号，32位：用来跟踪数据包顺序的号码。
•确认编号，32位：我们确认的以前收到的序列号。
•头长度，4位：报头中的32位字(words)的数量。如果不使用选项，这个值设定为5。
•保留，6位：为将来的使用保留的字节。
•标记，一共6位：每一个标记一个字节(开或者关)
-URG：紧急字段指针。
-ACK：本数据包是(或者包含)一个确认信息。
-pSH：推送功能(没有使用)。
-RST：重置，或者中断本次连接。
-SYN：同步数据包，也就是开始连接。
-FIN：最后一个数据包，开始挂断序列。
•窗口尺寸，16位：从接收方将收到的确认字段开始。
•校验和，16位:TCp头和数据的校验和。
•应急指针，16位：指向跟在URG数据后面的数据的序列号的偏移值。
•选项:MSS、窗口比例等等。我们在关于TCp协议的下一讲中将重点介绍这个部分。
TCp连接的两端使用两对Ip地址和端口识别这个连接，并且向监听这个端口的应用程序发送数据。
小结
TCp是一种最常用的协议，在协议栈中位于第四层，也就是传输层协议（它是一个协议），它通过序列确认以及包重发机制，提供可靠的数据流发送和到应用程序的虚拟连接服务。与 IP 协议相结合， TCP 组成了因特网协议的核心。
TCp协议提供阻塞控制、可靠性、发送数据的流传输、有效流控制、全双工操作和多路复用技术等。
为了提高效率，TCp协议在得到确认之前努力发送尽可能多的数据。
全双工操作： TCP 进程能够同时发送和接收包。
TCP 提供了有效流控制。当向发送者返回确认响应时，接收 TCP 进程就会说明它能接收并保证缓存不会发生溢出的最高序列号。
TCP 中的多路技术：大量同时发生的上层会话能在单个连接上时进行多路复用。

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