異步傳輸模式交換技術(shù)是一種兼有電路交換實(shí)時(shí)性好、可靠性高和分組交換靈活性好、效率高的新技術(shù)。是一種以信元（Cell）為基本單位進(jìn)行交換和多路復(fù)用的面向連的快速分組交換技術(shù)。ATM可以采用DS3線路、T1線路或ADSL線路把用戶設(shè)備接入ATM網(wǎng)，ATM一般采用ADSL作為接入網(wǎng)。

ATM和物理接口有兩類，一類是ATM用戶設(shè)備與ATM網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的用戶—網(wǎng)絡(luò)接口（User-Network Interfac，UNI），另一類是ATM網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間的接口（Network-Network Interface ，NNI）。

ATM協(xié)議參與模型分為三層：第1層物理層、第2層ATM層，第3層ATM適配層。

ATM適配層：為了能夠傳輸多種具有不同特點(diǎn)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，ATM采用業(yè)務(wù)適配的做法。所謂業(yè)務(wù)適配是指針對不同類別業(yè)務(wù)的特點(diǎn)而采用相應(yīng)的數(shù)據(jù)封裝格式和控制功能。ATM業(yè)務(wù)適配由ATM適配層（ATM Adaptation Layer，AAL）負(fù)責(zé)。AAL的標(biāo)準(zhǔn)是I.362，它規(guī)定AAL的基本功能包括：對高層用戶數(shù)據(jù)單元的封裝和拆裝；差錯(cuò)控制；流控制。ITU-T的I.363建議定義了4種AAL協(xié)議，它們分別是AAL1、AAL2、AAL3/4和AAL5。主要是為了對不同類別的業(yè)務(wù)進(jìn)行不同的處理。

ATM層：主要功能包括：信元交換；虛電路復(fù)用；流控制；擁塞控制。

ATM層的虛電路稱為虛通路（Virtual Channel，VC），它是ATM層的數(shù)據(jù)鏈路。若干條虛通路（VC）組成一條虛通道（Virtual Path，VP）。

ATM物理層：功能包括：實(shí)現(xiàn)信元流和比特流的轉(zhuǎn)換；在通信介質(zhì)上正確傳輸和接收比特流。

ATM信元的格式

ATM傳輸技術(shù)與早期的傳輸網(wǎng)技術(shù)相比有諸多不同，其中顯著一點(diǎn)就是ATM的數(shù)據(jù)單元的長度短且固定，它由5字節(jié)的頭部和48字節(jié)的信息字段組成。AMT將信息流分割成固定長度的ATM信元。信元長度為53字節(jié)，其中5字節(jié)的信頭主要完成尋址功能，48字節(jié)的信息域用來裝載用戶信息。

ATMj是一種面向連接的技術(shù)。當(dāng)發(fā)送端要和接收端通信時(shí)，首先發(fā)送一個(gè)要求建立連接的控制信號(hào)，接收端收到該控制信息并同意建立連接后，就在發(fā)送端和接收端之間建立起一個(gè)虛電路，這時(shí)再將要發(fā)送的信息分割成一個(gè)個(gè)信元，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳送給對方。若發(fā)送端有一個(gè)以上的信息要同時(shí)發(fā)送給不同的接端，則要先建立到達(dá)相應(yīng)接收端的不同虛電路，現(xiàn)將信元交替地送出以實(shí)現(xiàn)多路復(fù)用，這樣不同的信息流就能互不干擾且獨(dú)享不同的帶寬。

ATM層的PDU稱為ATM信元（Cell）。ATM信元頭部包含ATM網(wǎng)絡(luò)中傳遞信息所需的控制信息。ATM信元有兩種不同的頭部，分別對應(yīng)UNI和NNI。ATM信元頭部中的字段含義如下。

普通流控制（Generic Flow Control，GFC）：占4位，通常置為0。通過NNI的信元沒有此字段。GFC用來進(jìn)行流控制。

VCI（Virtual Channel Identifier）：虛通路標(biāo)識(shí)符，占16位。

VPI（Virtual Path Identifier）：虛通道標(biāo)識(shí)符。VPI有兩種長度：在UNI使用的VPI為8位，在NNI使用的VPI為12位。說明：VP/VC是ATM網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路，VPI/VPI是數(shù)據(jù)鏈路的標(biāo)識(shí)符。不同數(shù)據(jù)鏈路的VPI/VCI是不同的，信元沿著VPI/VCI指示的VP/VC傳輸。不同的VP的VPI不同，同一VP內(nèi)的VC的VCI不同，不同VP內(nèi)的VCI可以相同。

凈負(fù)荷類型（Payload Type，PT）：占3位，用來區(qū)分該信元是用戶信息還是非用戶信息。

信元丟失優(yōu)先級（Cell Loss Priority，CLP）：占1位，指示信元的丟失優(yōu)先級。若CLP=0就表示該信元是一個(gè)高優(yōu)先級信元，而CLP=1則表示該信元是一個(gè)低優(yōu)先級信元。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷很重時(shí)，ATM交換機(jī)據(jù)此可選擇丟棄CLP=1的信元以緩解網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)的阻塞。

頭部差錯(cuò)控制（Header Error Control，HEC）：占8位，提供覆蓋信元頭部所有字段（不包括凈負(fù)荷部分）的差錯(cuò)控制。HEC可進(jìn)行多個(gè)比特的檢錯(cuò)和單個(gè)比特的糾錯(cuò)。

ATM信元交換

由于幀中繼和ATM都基于分組交換的虛電路方式，因此它們的交換原理比較相似，但ATM適應(yīng)性更強(qiáng)、功能更復(fù)雜。

第三層交換的實(shí)質(zhì)含義是基于第三層協(xié)議地址來建立第二層的數(shù)據(jù)通路，交換看起來是在第三層進(jìn)行的，而且第三層協(xié)議數(shù)據(jù)流被映射為第二層數(shù)據(jù)數(shù)。

第三層交換技術(shù)的產(chǎn)生是因?yàn)閭鹘y(tǒng)傳輸技術(shù)和路由技術(shù)不再適應(yīng)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的特點(diǎn)，致使網(wǎng)絡(luò)服務(wù)質(zhì)量下降。人們通過整合第三層路由和第二層交換技術(shù)得到了所謂的第三層交換。

多協(xié)議標(biāo)記交換MPLS：MPLS的提出和發(fā)展源于Ipsilon公司提出的IP Switching和Cisco公司提出的Tag Switching技術(shù)思想。IP Switching將傳統(tǒng)的IP路由器與ATM交換機(jī)捆在一起（置于同一機(jī)箱內(nèi)）而作為一個(gè)整體運(yùn)行，稱這個(gè)捆綁物為IP交換機(jī)。IP交換機(jī)執(zhí)行通常的IP路由協(xié)議，可以進(jìn)行傳統(tǒng)的逐跳的IP分組轉(zhuǎn)發(fā)，也可以把逐跳路由轉(zhuǎn)發(fā)的IP分組流轉(zhuǎn)換成ATM業(yè)務(wù)流進(jìn)行交換。

MPLS對IP Switching和Tag Switching進(jìn)行擴(kuò)展，使之適應(yīng)性和通用性更強(qiáng)。

標(biāo)記：標(biāo)記是封裝第三層分組的第二層幀頭部內(nèi)部或位于第二、三層頭部之間的尋址字段，該字段用于標(biāo)識(shí)第二層幀使用的第二層數(shù)據(jù)鏈路。標(biāo)記的長度是固定的32位，其中標(biāo)記值占20位，用于編碼數(shù)據(jù)鏈路標(biāo)識(shí)。Exp稱為實(shí)驗(yàn)字段。目前經(jīng)常用于表示服務(wù)類別CoS。Exp字段占3位，因此可以提供8個(gè)級別的服務(wù)質(zhì)量。棧底（Base of Stack）標(biāo)志S占1位，用于指明該標(biāo)記是否在標(biāo)記堆棧的底部。TTL占8位，用于指明被標(biāo)記分組的生存期。標(biāo)記的基本作用是尋址，就像DLCL和VPI/VCI的尋址功能一樣。

標(biāo)記交換設(shè)備

MPLS設(shè)備包括標(biāo)記交換路由器（Label Switching Router，LSR）和標(biāo)記邊緣路由器（Label Edge Router，LER）。LSR/LER結(jié)構(gòu)主要由兩個(gè)模塊組成，即控制模塊和轉(zhuǎn)發(fā)模塊?？刂颇K的作用除了能執(zhí)行必要的路由更新等第三層操作外，主要的功能是創(chuàng)建標(biāo)記、維護(hù)標(biāo)記與目的地址的關(guān)聯(lián)、在標(biāo)記交換設(shè)備之間分發(fā)標(biāo)記關(guān)聯(lián)。與標(biāo)記發(fā)生關(guān)聯(lián)的目的地址可以是主機(jī)地址、網(wǎng)絡(luò)號(hào)以及組播地址或其他網(wǎng)絡(luò)層信息。