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ATM LAN技术的原理、应用及展望<1>（金宇航）
一序言
ATM是广泛应用于广域网的技术，得到了传统电信运营商及设备提供商的高度重视。近几年
ATM技术
被运用于局域网，尤其是本地、校园、工厂等的计算机局域网上。ATM LAN技术能得以在局域网领
域拓展，
主要有以下几个原因：
（1）录像传送、计算机图像、多媒体会议这些应用需要非常高的带宽和多媒体能力；
（2）计算机的处理速度越来越快，计算机间的传送能力可达100Mb／s；
（3）由于距离短，高带宽的链路在本地和校园环境内相对便宜，将ATM用于LAN经济上可行；
（4）现行的局域网无法提供业务所需的高带宽及QoS保证；
（5）随着用户的增长，局域网需提供模块化的扩容和带宽增长。
ATM LAN必需提供现存LAN应用协议和 ATM设备之间的通信，支持虚拟网络和将来的应用。
二 ATM LAN结构与功能
1．对无连接业务的支持
ATM是面向连接的，故并不直接支持ATM LAN中的无连接业务，为了支持面向无连接的业务．
ITU在
ATMLAN中定义了直接和非直接两种方式来支持无连接的业务。
a．直接方式
其中起主要关键作用的是CLSF（ConnectionLess Service Function），它可以位于ATM
内，也可以
和ATM独立地连接。为传送数据，瑞点节将无连接的数据分组通过ATM虚连接传送至特定CLSF。端
节点可
以是IWU、LAN集线器、桥、路由器、ATM接口的计算机等。CLSF类似于分组交换机，将分组数据传
送至
目标节点或是其对应的CLSF。CLSF通过ATM虚通道相连接。在ATM网上形成一个覆盖网。其优点
是，减少
了连接的数目，这一点在广域网范围尤为明显，在局域网则不太明显。缺点是由于无连接服务器的
引入
导致其本身可能成为系统的瓶颈。
b．间接方式
它是通过在ATM相连设备间建立虚电路来实现的，通过一条分立的ATM连接来达到无连接服务
的目的，
这种方式在ATM网络上建立起一个端节点之间的网状网。通路可以是永久虚电路、交换式虚电路
（SVC）
或是两者的组合。
在直接方式中，ATM LAN节点通过PVC／SVC来连接的优点是避免了无连接服务器的瓶颈问
题。但这
种连接方式不得不解决地址解析和快速连接问题，此外，间接方式在网络资源利用上效率不高，尤
其
在带宽利用上。
2．对ATM地址、MAC地址及IP等高层协议的地址提供解析
今天的LAN协议利用了LAN现有的广播功能来支持地址解析，由于ATM本身并不支持广播功
能， ATM
LAN必需在面向连接业务的基础上来实现地址解析功能。众所周知，LAN网上的主机和其他网络设
备是
通过其不同的MAC地址业区分的，如果一个节点是通过ATM接口直接连接于ATM LAN或是IEEE802
LAN通过
IWU相连干ATM LAN。ATM到MAC层的地址必需被解析，如果应用高层的API，高层的地址（如网
络层）
到ATM的地址也必需被解析。地址解析可采用与IP类似的ARP广播协议机制或直接利用分布式地址
数据库
来映射。
不管何种方式，主机发送地址解析申请，在广播地址解析机制中；对单播地址，发送主机向
本地
ATM LAN子网及所有连接子网的设备广播地址解析请求，所有主机检查申请的目标 MAC地址，含
此 MAC
地址的主机返回它的ATM地址；多播、广播地址解析则由特殊的逻辑来完成，如果协议接口在高
层。也
采用类似的技术。
在利用数据库来映射地址解析时，地址申请由网络中的地址解析服务器来完成的，服务器拥
有每个
ATM LAN主机的 MAC地址、高层协议地址和 ATM的地址映射表，需要地址解析的主机向服务器申
请，服
务器将响应回ATM地址。
3．对广播和多播业务的支持
为了支持多播和广播能力，ATM接口接收的信元必需复制到所有的ATM接口，以便在组内传送
接收。
为此ATM中定义了两类多点连接；点到多点连接和多点到点连接。
在ATM LAN上的主机和在传统LAN上的类似，也可能是多播业务的发送者或接收者。支持多播
的最
有效方式是通过多点到多点的连接，此法要求接收端具备一定的复用功能，或者具有多个虚信道的
连接。
由于ATM LAN中不支持ATM AAL3／4，用它来作多播是不太可能的。因此可以利用令牌环在组内的
传送机
制，从而来仲裁是否建立多点到多点的连接。
多播也可以通过点到多点的连接来支持，其中一个方法是，利用从每个主机到其他主机的点
到多点
的连接；但是由于每个主机均需维护所有的广播组内的地址，这将导致严重的管理问题。另一方法
是在
ATM LAN中放置广播服务器，此时每个主机只需将多播的业务通过点到点的连接送到服务器中；然
后由
服务器来实现多播功能，此时只需服务器组内成员的地址和连接。
因此，相对而言，基于服务器的方法是ATM LAN的最佳选择。
4．支持与传统局域网的互联
ATM LAN支持虚拟LAN内的主机互联一部分主机可能是ATM接口，而另一部分则是传统局域网
接口。
传统的LAN互联是由IWU单元来实现和 ATM网络互联的，和ATM相联的主机中含相应的互联功能。例
如，
IWU可以是具有互联功能的以大网交换机集线器，它包含以下网络互联功能：ATM层功能、AAL功
能、PDU
成帧和封装、传统LAN或MAC子层和ATM地址解析及映射关系。其中ATM层和AAL功能和ATM相朕的主
机相同，
即包括信元成帧、头标记纠错、闲置信元插入、AAL协议和UNI协议约定。PDU成帧是指传统LAN和
ATM主
机互相认可的数据封装成帧方式，它包括和桥等效的LAN MAC子层封装，或是与路由器等效的网络
层PDU
单元，不管何种情形，IWU和 ATM主机必须使用相同的 PDU封装格式。
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