[论文解读] A Brief Overview of ATM: Protocol Layers, LAN Emulation, and Traffic Management

K.-Y. Siu, Raj Jain|ArXiv.org|Sep 24, 1998

Network Traffic and Congestion Control被引用 4

一句话总结

本文全面概述了异步传输模式（ATM）技术，重点介绍其协议层、局域网仿真（LANE）机制以及流量管理策略。文章解释了ATM如何通过信元传输支持宽带多媒体服务，描述了ATM论坛在标准化中的作用，并概述了在ATM网络上仿真局域网服务的关键进展以及高效管理多种流量类型的技术。

ABSTRACT

Asynchronous Transfer Mode (ATM) has emerged as the most promising technology in supporting future broadband multimedia communication services. To accelerate the deployment of ATM technology, the ATM Forum, which is a consortium of service providers and equipment vendors in the communication industries has been created to develop implementation and specification agreements. In this article, we present a brief overview on ATM protocol layers and current progress on LAN Emulation and Traffic Management in the ATM Forum.

研究动机与目标

• 为研究人员和从业者提供ATM协议架构的清晰且简洁的技术概述。
• 解释局域网仿真（LANE）在使传统局域网协议在ATM网络上运行方面的角色与功能。
• 分析ATM中当前的流量管理技术，包括服务质量（QoS）机制与资源分配策略。
• 记录ATM论坛在为宽带通信服务标准化ATM实现方面所取得的进展。
• 作为理解1990年代中期ATM在下一代宽带网络中作用的基础参考文献。

提出的方法

• 分析ATM协议栈，包括物理层、ATM层和AAL层，详细说明信元格式与复用技术。
• 描述局域网仿真（LANE）架构，包括局域网仿真配置服务器（LECS）的作用以及使用LEC（局域网仿真客户端）实现MAC层仿真的机制。
• 解释流量管理机制，如流量整形、监管与接纳控制，以支持QoS需求。
• 回顾ATM论坛的标准化工作，包括ATM接口与服务类别规范的制定。
• 使用示例与协议图示阐明ATM各层与LANE组件之间的交互。
• 对比不同AAL类型（AAL1–AAL5）在支持各种流量类型（如恒定比特率与可变比特率）方面的差异。

实验结果

研究问题

• RQ1 ATM协议栈如何实现宽带多媒体流量的高效、低时延传输？
• RQ2 局域网仿真（LANE）通过何种机制使传统局域网协议（如以太网）能够在ATM网络上透明运行？
• RQ3 ATM如何管理多种流量类型，以确保实时与非实时应用的服务质量（QoS）？
• RQ4 ATM论坛在推动ATM技术实现互操作性部署方面发挥了何种作用？
• RQ5 在将局域网服务与ATM基础设施集成过程中，面临的主要架构与协议挑战是什么？

主要发现

• ATM采用基于信元的交换机制并使用固定信元大小（53字节），可实现可预测的低抖动传输，适用于实时多媒体服务。
• 局域网仿真（LANE）通过使用LECS与LEC将MAC地址映射至ATM地址，成功在ATM上仿真传统局域网行为。
• ATM中的流量管理依赖于流量契约、监管与调度机制以实现QoS，其服务类别包括恒定比特率（CBR）、可变比特率（VBR）、可用比特率（ABR）与不定比特率（UBR）。
• ATM论坛在制定互操作性规范方面发挥了关键作用，加速了服务提供商与厂商生态系统中ATM的部署。
• AAL5被确定为数据服务最高效且应用最广泛的AAL类型，因其头部简单且有效载荷处理高效。
• 本文结论认为，由于ATM具备整合多种流量类型并提供QoS保障的能力，因此在当时被视为未来宽带网络的领先候选技术。