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ATM图文详细教程：数据链路层

IT知识ATM 层

网络技术是从1990年代中期发展起来的新技术 ， 它把互联网上分散的资源融为有机整体 ， 实现资源的全面共享和有机协作 ， 使人们能够透明地使用资源的整体能力并按需获取信息 。资源包括高性能计算机、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源、大型数据库、网络、传感器等 。当前的互联网只限于信息共享 ， 网络则被认为是互联网发展的第三阶段 。【ATM图文详细教程：数据链路层】一、ATM中的数据链路层
ATM物理层大体包括了OSI物理层和数据链路层 ， 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 。
二、信元传输
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（headererrorcontrol） 。
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 。
使用同步方式 ， 信元就必须按照事先确定的时间节拍发送 。如果在需要时无数据信元可用 ， TC子层就必须发明一个 ， 这种信元称为空闲信元（idlecell） 。
无数据信元的另一种类型是操作和维护OAM（operationandmaitenance）信元 。ATM机制也使用OAM信元来交换控制及其他必需的信息 ， 以保证系统的运行 。把ATM输出速率与从事传输系统的速率相匹配是TC子层的重要任务 。
在接收方 ， 空闲信元在TC子层中进行处理 ， 但OAM信元交给了ATM层 。
TC子层的另一项重要任务是：如果有的话 ， 针对从事传输的系统 ， 产生成帧信息 。比如 ， 一个ATM摄象机在线路上只产生一系列信元 ， 但它也可能用ATM信元产生SONET帧 ， 嵌入SONET有效载荷中 。在后一种情况下 ， TC子层将产生SONET或帧 ， 并把ATM信元打包 ， 这并不完全是一个不必要的步骤 ， 因为SONET有效载荷不能支持53字节信元的整数倍 。
尽管电话公司明确地使用SONET作为ATM的传输系统 ， 但是也可以定义成把ATM对应到其他系统的有效载荷字段 ， 并且这种新帧已在工作 。尤其是 ， 映射成T1 ， T3或FDDI帧也是可以的 。
三、信元接收
在输出处 ， TC子层的工作是取得一系列信元 ， 在每个信元上增加一个HEC ， 把此结果转变成比特流 ， 并通过加入OAM信元 ， 将比特流匹配为进行物理传输系统的速率 。在输入处 ， TC层准确地进行逆变换 。它取来到达的比特流 ， 设定信元边界 ， 确定信元头（丢弃拥有不合法头部的信元） ， 处理OAM信元 ， 并把数据信元上传给ATM层 。
最困难的部分是在到来的比特流中设定信元边界 。在某些情况下 ， 进行传输的物理层提供了帮助 。然而 ， 有时物理层对成帧并不能提供帮助 。这时应该怎么办？
技巧是使用HEC 。随着比特流到达TC子层 ， 保留一个40位移位寄存器 ， 比特流从左边进入 ， 右边出来 。TC子层然后审查这40位 ， 看是否可能存在一个合法的信元头部 。如果有 ， 最右边的8位将是合法的HEC ， 而最左边的32位则不是 。如果不存在这种情况 ， 则缓冲区没有存在一个合法信元 ， 在这种情况下 ， 缓冲区中所有的位都向右移动一位 ， 使得后端空出一位 ， 于是一个新的输入位就加到最左端 。不断重复此过程 ， 直到定位一个合法的HEC 。此时 ， 明确了信元边界 ， 因为移位寄存器包括了一个有效的头部 。

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