现代交换技术课件(第七章ATM交换1)
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VP交换也称为交叉连接，因此这类ATM交换机也称为 交叉连接设备。
交叉连接设备的一个特点是不具有信令功能。它的控制 是由网络管理来完成，这种设备主要用于主干线上。
16
虚通路交换
VC交换要和VP交换同时进行。其交 换设备称为ATM交换机，具有信令功能。
VP/VC交换的示意图如图7.5所示。
17
VCI1 VCI2
VC链路：两个相邻ATM实体间的一条虚通路。
VCC：虚通路连接，级联的VC链路组成
12
虚通道VP(Virtual Path)
一束具有相同端点的VC链路构成一条虚通道。
VPI(Virtual Path Identifier)虚通道标识：标识一条具体 的虚通道链路
VP链路：两个相邻ATM实体间的一条虚通道。 VPC：虚通道连接，级联的VP链路组成
2
7.1.2 ATM的基本特征
ATM是一种涉及信息复用、交换、传输的技术。它有三 个基本特征： 1) 定长的信元作为信息传输、复用、交换的基本单位。 2) 属于同一用户的信元，并不一定按照固定的时间间隔 周期性地出现(即采用统计时分复用，这也是称其为异步传 递方式的由来)。 3）采用面向连接 的方式工作。
10
（一）ATM交换的基本任务
完成虚连接交换
虚连接
是通过ATM网络在端到端用户之间建立一条速率可 变的、全双工的、由固定长度的信元流构成的连接。 虚连接可以在两个层次上建立.
虚通路(VC)/虚通道(VP)
11
虚通路VC(Virtual Channel)
表示单向传送ATM信元的逻辑通路
VCI(Virtual Channel Identifier)：虚通路标识，标识一 条具体的VC链路。
3
7.1.3 ATM的信元结 构
1、信元长度选择考虑的因素： 1）传输效率 2）时延（包括打包时延、排队时延、时延抖动和相关 的信元组合恢复时延） 3） 实现复杂性 2、 信元的结构：如图7.1所示。
4
信头 Cell Header
5字 节
净荷 Payload 48字 节
图7.1 ATM信元的结构
第七章 ATM交换技术
7.1 ATM基本概念 7.2 ATM网络协议参考模型 7.3 ATM交换技术 7.4 ATM网络信令
1
7.1 ATM的基本概念
7.1.1 ATM的含义
ATM：异步转移模式（Asynchronous Transfer
Mode ）是一种采用异步时分复用方式、以固定 信元长度为单位、面向连接的信息转移（包括 复用、传输与交换）模式。
虚通路连接VCC(Virtual Channel Connection) 虚通道连接VPC(Virtual Path Connection) VCC/VPC有三种：永久VCC/VPC、半永久VCC/VPC和 交换VCC/VPC；
19
交换VCC(VPC)通过信令建立连接，属于控制面的连接； 永久VCC(VPC)、半永久VCC(VPC)因为没有通过信令建 立连接，所以属于管理面的连接。 交换机为每一个呼叫分配一个VPI/VCI，每个VPI/VCI只 具有局部意义，每个节点在读取VPI/VCI后，根据本地的 转发表，查找对应的输出VPI/VCI，进行交换并改变VPI/ VCI的值。
7
优点：
① 信道利用率高(各个信元动态占用信道，只要输入信元 流不断，输出信道就一直被占用。而不象STM，某一用户 独占一信道，此用户无信息传送，信道也不可被其它用户 使用，因此，信道利用率很高)。 ② 复用与输入业务流的速率无关。 ③ 适用于任何业务要求：无论业务的特性即速率的高低， 突发性的大小，服务要求如何，ATM均按同样的模式处理。
VCI3 VCI4
VCI1 VCI2
VCI3 VCI4
VPI1 VPI2
VCI5 VPI3
VCI6
VPI4 VPI5
VCI5 VCI6
VCI1 VCI2
VCI3 VPI6
VCI4
VPI转 发 表 输 入 VPI输 出 VPI
1
5
2
6
3
4
(a)
VC交 换
VCI1VCI2
VCI5 VCI6
VPI1 VPI2
VP交 换
VPI3 VCI6
VPI4 VPI5
VCI5
VCI3 VCI4
VPI / VCI转 发 表 输入端口 输出端口
VPI 1 1 2 2
VCI 1 2 3 4
VPI 4 3 5 5
VCI 5 6 3 4
(b)
图7.5 VC/VP交换的具体示例 (a) VP交换过程；(b) VC交换过程
18
虚连接的建立
13
VC、VP与传输线路的关系
VP是众多具有相同VPI值的VC的集合。如图7.3所示。
图7.3 VC、VP与传输线路间的关系
14
VCC、VPC间的关系
图7.4 VCC、VPC间的关系
15
VP和VC的交换
虚通道交换 VP可以单独进行交换。VP交换是将一条VP上所有的V
C链路全部转送到另一条VP上去，而这些VC链路的VCI值都 不会改变。
5
7.1.4. ATM的传输复用原理
ATM采用异步时分复用：(又称标记复用 ／统计复用)，如图7.2所示
头信 道
1
头信 道
3
头信 道
5
头信 道
5
信
头信
倒
道
31
头信 道
3
头信 道
1
头信 道
1 、
图7.2 ATM的传输复用原理
Hale Waihona Puke Baidu
6
特点：
① 复用基本单位：信元(信元头标记出不同用户的信元) ② 具有同样标记的信元呈现出一种无规则的再现模式。 (即它不对应某个固定时隙，也不周期性地出现，它和 时域的位置之间没有任何关系，信息只按信头的标记来 区分，为此称为标记复用) ③ 每路信元的再现频次决定于该路业务所要求的比特 率。(比特率高的业务信元再现的频繁，集中；比特率 低的业务信元再现的稀疏)
20
（二）ATM交换原理 图7.6 ATM交换原理
21
8
缺点：
某一连接的业务流量增加时，它会占用 其它连接的资源，从而会影响其它连接 的服务质量。
9
7.1.5. ATM交换原理
ATM是面向连接的，具有电路交换和分组交换的双 重性。
① 它需要在通信双方间建立连接，通信结束后再通过 信令来拆除连接(具有电路交换特点，但却采用了异步时 分复用)。
② ATM的数据传输采用的是固定长的数据分组(信元)， 其中的信头部分包含了用于选路的VPI/VCI信息(具有分 组交换特点，但在协议及处理上均作了简化)。
交叉连接设备的一个特点是不具有信令功能。它的控制 是由网络管理来完成，这种设备主要用于主干线上。
16
虚通路交换
VC交换要和VP交换同时进行。其交 换设备称为ATM交换机，具有信令功能。
VP/VC交换的示意图如图7.5所示。
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VCI1 VCI2
VC链路：两个相邻ATM实体间的一条虚通路。
VCC：虚通路连接，级联的VC链路组成
12
虚通道VP(Virtual Path)
一束具有相同端点的VC链路构成一条虚通道。
VPI(Virtual Path Identifier)虚通道标识：标识一条具体 的虚通道链路
VP链路：两个相邻ATM实体间的一条虚通道。 VPC：虚通道连接，级联的VP链路组成
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7.1.2 ATM的基本特征
ATM是一种涉及信息复用、交换、传输的技术。它有三 个基本特征： 1) 定长的信元作为信息传输、复用、交换的基本单位。 2) 属于同一用户的信元，并不一定按照固定的时间间隔 周期性地出现(即采用统计时分复用，这也是称其为异步传 递方式的由来)。 3）采用面向连接 的方式工作。
10
（一）ATM交换的基本任务
完成虚连接交换
虚连接
是通过ATM网络在端到端用户之间建立一条速率可 变的、全双工的、由固定长度的信元流构成的连接。 虚连接可以在两个层次上建立.
虚通路(VC)/虚通道(VP)
11
虚通路VC(Virtual Channel)
表示单向传送ATM信元的逻辑通路
VCI(Virtual Channel Identifier)：虚通路标识，标识一 条具体的VC链路。
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7.1.3 ATM的信元结 构
1、信元长度选择考虑的因素： 1）传输效率 2）时延（包括打包时延、排队时延、时延抖动和相关 的信元组合恢复时延） 3） 实现复杂性 2、 信元的结构：如图7.1所示。
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信头 Cell Header
5字 节
净荷 Payload 48字 节
图7.1 ATM信元的结构
第七章 ATM交换技术
7.1 ATM基本概念 7.2 ATM网络协议参考模型 7.3 ATM交换技术 7.4 ATM网络信令
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7.1 ATM的基本概念
7.1.1 ATM的含义
ATM：异步转移模式（Asynchronous Transfer
Mode ）是一种采用异步时分复用方式、以固定 信元长度为单位、面向连接的信息转移（包括 复用、传输与交换）模式。
虚通路连接VCC(Virtual Channel Connection) 虚通道连接VPC(Virtual Path Connection) VCC/VPC有三种：永久VCC/VPC、半永久VCC/VPC和 交换VCC/VPC；
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交换VCC(VPC)通过信令建立连接，属于控制面的连接； 永久VCC(VPC)、半永久VCC(VPC)因为没有通过信令建 立连接，所以属于管理面的连接。 交换机为每一个呼叫分配一个VPI/VCI，每个VPI/VCI只 具有局部意义，每个节点在读取VPI/VCI后，根据本地的 转发表，查找对应的输出VPI/VCI，进行交换并改变VPI/ VCI的值。
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优点：
① 信道利用率高(各个信元动态占用信道，只要输入信元 流不断，输出信道就一直被占用。而不象STM，某一用户 独占一信道，此用户无信息传送，信道也不可被其它用户 使用，因此，信道利用率很高)。 ② 复用与输入业务流的速率无关。 ③ 适用于任何业务要求：无论业务的特性即速率的高低， 突发性的大小，服务要求如何，ATM均按同样的模式处理。
VCI3 VCI4
VCI1 VCI2
VCI3 VCI4
VPI1 VPI2
VCI5 VPI3
VCI6
VPI4 VPI5
VCI5 VCI6
VCI1 VCI2
VCI3 VPI6
VCI4
VPI转 发 表 输 入 VPI输 出 VPI
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(a)
VC交 换
VCI1VCI2
VCI5 VCI6
VPI1 VPI2
VP交 换
VPI3 VCI6
VPI4 VPI5
VCI5
VCI3 VCI4
VPI / VCI转 发 表 输入端口 输出端口
VPI 1 1 2 2
VCI 1 2 3 4
VPI 4 3 5 5
VCI 5 6 3 4
(b)
图7.5 VC/VP交换的具体示例 (a) VP交换过程；(b) VC交换过程
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虚连接的建立
13
VC、VP与传输线路的关系
VP是众多具有相同VPI值的VC的集合。如图7.3所示。
图7.3 VC、VP与传输线路间的关系
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VCC、VPC间的关系
图7.4 VCC、VPC间的关系
15
VP和VC的交换
虚通道交换 VP可以单独进行交换。VP交换是将一条VP上所有的V
C链路全部转送到另一条VP上去，而这些VC链路的VCI值都 不会改变。
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7.1.4. ATM的传输复用原理
ATM采用异步时分复用：(又称标记复用 ／统计复用)，如图7.2所示
头信 道
1
头信 道
3
头信 道
5
头信 道
5
信
头信
倒
道
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头信 道
3
头信 道
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头信 道
1 、
图7.2 ATM的传输复用原理
Hale Waihona Puke Baidu
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特点：
① 复用基本单位：信元(信元头标记出不同用户的信元) ② 具有同样标记的信元呈现出一种无规则的再现模式。 (即它不对应某个固定时隙，也不周期性地出现，它和 时域的位置之间没有任何关系，信息只按信头的标记来 区分，为此称为标记复用) ③ 每路信元的再现频次决定于该路业务所要求的比特 率。(比特率高的业务信元再现的频繁，集中；比特率 低的业务信元再现的稀疏)
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（二）ATM交换原理 图7.6 ATM交换原理
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缺点：
某一连接的业务流量增加时，它会占用 其它连接的资源，从而会影响其它连接 的服务质量。
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7.1.5. ATM交换原理
ATM是面向连接的，具有电路交换和分组交换的双 重性。
① 它需要在通信双方间建立连接，通信结束后再通过 信令来拆除连接(具有电路交换特点，但却采用了异步时 分复用)。
② ATM的数据传输采用的是固定长的数据分组(信元)， 其中的信头部分包含了用于选路的VPI/VCI信息(具有分 组交换特点，但在协议及处理上均作了简化)。