现代通信网精品教学课件-第5章ATM2.pptVIP

5.3 ATM交换原理 5.3.1 ATM交换的基本原理 ATM交换指ATM信元通过ATM交换系统从输入的逻辑信道到输出的逻辑信道的信息传递过程。 1. 面向连接的通信方式 ATM采用面向连接的通信方式，即在传送信息之前要建立源到目的之间的连接，在ATM中这种连接是逻辑的连接，也叫虚连接。 1）传输通道上的虚通道与虚信道 在ATM网络中，传输通道存在于两个ATM交换机之间或ATM交换机与ATM终端设备之间。 在ATM中，我们使用虚通道与虚信道的概念，可以把一条ATM传输通道（也常常叫做通信线路）分割成若干个逻辑子信道。 例如在ATM的一条传输通道上，我们正在同时进行着5个通信，其中包括向北京方向的3个通信与向广州方向的2个通信，这5个通信分别占用了该传输通道上不同的逻辑子信道。向北京方向的3个通信有两个是数据通信，一个是电话通信，向广州方向的2个通信一个是视频通信，一个是电话通信。于是我们可以用VPI = 1表示向北京方向的通信，VPI = 2表示向广州方向的通信，同时向北京方向的3个通信分别用VCI = 4、5、6来标识，向广州方向的两个通信分别用VCI = 5、6来区分。 这样在这条传输通道上就共有5种不同的信道标记VPI/VCI来标识5个逻辑子信道，进而表示5个通信。如图7.4所示。这样，我们可以认为，在这条传输通道中所有VPI = 1的信元属于同一个子信道，所有VPI = 2的信元属于另一个子信道，我们把这两个子信道叫做虚通道（VP--Virtual Path），并认为ATM信元头中的VPI就是区别不同虚通道的标识。 同样每条虚通道又可以进一步划分为子信道，我们称之为虚信道（VC--Virtual Channel），并且ATM信元头中的VCI就是区别不同虚信道的标识。 对ATM的逻辑信道采用两级管理模式（VP、VC），是为了满足ATM的不同应用需求。 通过VPI/VCI可唯一的标识一个逻辑子信道，即一个通信信道。 在每段传输通道上，VPI的值是唯一的，以区别不同的虚通道； 在虚通道上，VCI的值是唯一的，以区别不同的虚信道，不同虚通道上的VCI的值可相同。 VPI和VCI只在其相应的每段传输通道上有意义，不具有端到端的含义，这就意味着，不同传输通道上的VPI和VCI的值可以相同。 每一时刻正在进行的通信有可能是不同的，因而传输通道上的VPI和VCI的值，在不同的时刻其含义是不同的。例如：在早晨某一时刻，某传输通道上VPI = 2、VCI = 5的逻辑子信道用于传送的是向北京方向的一个电话通信；到了中午，这个通话已经结束，这时，又有用户开始与天津一个用户进行数据通信，这个通信在这个传输通道上仍可能用VPI = 2、VCI = 5来表示。 在一个通信过程中，传输通道上的VPI/VCI始终表示这个通信，当这个通信结束后，它使用的这个VPI/VCI就又可以改为其它通信所用。 2）VP交换与VC交换 在一条传输通道上既然存在虚通道（VP）与虚信道（VC），那么相应连接多条传输通道的ATM交换机必须能够完成VP交换或VC交换，也可以兼具VP交换与VC交换。 虚通道（VP）可以单独进行交换。VP交换是指仅变换VPI值而不改变VCI值的交换，即只进行虚通道的交换，虚通道里面的虚信道并不进行交换。VP交换的概念如图所示。 VC交换是指VPI值与VCI值都要进行改变的交换。因为虚信道是按照虚通道来划分的，当虚信道交换时，其所属的虚通道也要进行交换，即虚通道和虚信道都要进行交换。 ATM交换机可以是只完成VP交换，也可以是即完成VP交换又完成VC交换的交换机。 只具有VP功能的，我们称之为ATM交叉连接设备。 3）ATM连接的建立 有了虚信道连接（VCC）与虚通道连接（VPC）的概念后，那么就容易理解ATM连接的建立过程。 在源ATM端点与目的ATM端点进行通信前的连接建立过程，实际上就是在这两个端点间的各段传输通道上，找寻空闲VC链路和VP链路，分配VCI与VPI，建立相应VCC与VPC的过程，如图所示。 注意，图中只是表示了从源到目的方向上建立的VCC与VPC，其实在每一个方向上都要建立相应的VCC与VPC的连接。 不管是VPC还是VCC，它们都是虚连接（VC－Virtual Connection）。 在通信开始时，源ATM端点到目的ATM端点之间的各个ATM交换机要为这个通信在每个传输通道的每一个方向上，选择一个空闲的VP链路或VC链路，即分配一个目前没有使用的VPI或VPI/VCI，从而建立起源ATM端点到目的ATM端点之间的虚连接，通信结束时则拆除这个虚连接，这就是ATM面向连接的工作方式。 VC的建立有2种方式：永久虚连接和交换虚连接。 ●永久虚连接（PVC－Permanent Virtual Connection