第五章ATM交换祥解.ppt

5.1 B-ISDN与ATM的概念 社会发展需求，随着视频业务应用的发展，用户业务需要大于2mb/s的宽带传输和交换。 技术发展支持，光纤及相关的传输技术发展和广泛运用，为构建能承载数据、高质量视频等业务的宽带综合网络提供了技术支持，交换技术变成瓶颈。 5.2 ATM 基本原理 ATM 信元结构 ATM信元信头结构 ATM信元类型 ATM 特殊信元 空闲信元（VPI=0，VCI=0，CLP=1）：物理层产生的空信元0000000000000001 未分配信元（VPI=0，VCI=0，CLP=0）：ATM 层产生的空信元。 物理层OAM信元：用于物理层的操作维护。 0000000000001001 元信令信元（ VCI=1 ） ， 通用广播信令信元 （VCI=2），信令信元用于呼叫控制和建立连接等。 5.2.2异步时分复用 5.2.3面向连接工作方式 ATM虚连接建立的方式 ATM采用双向虚连接，两个方向上的VPI/VCI被赋予相同的值，并且VPI/VCI值只在一段直连信道上有效。 在虚电路中，两相邻交换点之间VPI/VCI值保持不变，构成一条VC链路，源端到目的端的虚电路由多段VC链路串连组成。 ATM网络可建立虚信道连接（VCC）或虚通路连接（VPC）。 VP交换 VC交换 5.2.4 ATM协议参考模型 ATM协议栈中各层间的数据传输 ATM交换的基本原理 ATM 交换的基本原理 5.3.2ATM交换系统基本结构 输入接口功能 输出接口功能 共享存储器型结构 共享媒体型交换结构 空分交换结构 多极互联网络 Banyan网络自由选路特性 多极互联网络 2）ATM交换网络的缓冲策略 输入缓存模型 每条入线设置缓冲器 信元在入线排队，竞争失败的信元暂时留在输入缓冲器中，等待下一轮信元的传送 输入缓存的缺点 存在队头阻塞（HOL） 若一条入线上的队列的排头信元因竞争失败而阻塞，该队列中的所有后续信元也被迫阻塞，即使该队列中的后续信元所选择的出线当前是空闲的。 采用窗口方法的输入缓冲结构 输出排队模型 每出线配置一个缓冲队列 信元在出线处排队，信元通过传输媒体时无需仲裁逻辑 输出排队的优缺点 为保证没有信元丢失，在传输交换媒体中信元的传输交换的速率必须 N 倍于入线的速率 输出缓冲能在一个时隙内可以接收交换到该输出端口的最大信元数目，称为加速因子（＝Ｎ，极限情况） 加速因子的值越大，对处理速度和存储器的存储速率要求就越高，一般1KN，这样每个输出端口最多只能接收K个信元，如果有多于K个信元去向同一个端口，就要按照一定准则选取其中的K个信元，其余的丢弃。 外部缓存——输入输出缓冲 综合输入缓冲与输出缓冲的优点。假设其加速因子为L（1LN）(N为输入端口数目)，则其输出缓冲器在一个信元时隙内最多能接收L个信元，若在某一时隙内有超过L个信元要交换到同一个目的端口，这些超过的信元将会被存储在输入缓冲器中，而不像输出缓冲方式中直接丢弃。 内部缓存 内部缓存 自由选路方式的路由选择 路由表控制的路由选择 5.3.4 ATM 呼叫控制信令 ATM是面向连接的网络，在端到端的通信前必须建立连接。 SVC的建立、管理与释放过程就是ATM信令的交互过程。 ATM信令主要分为UNI（用户-网络接口）信令和NNI（网络-网络接口）信令。 信令接口 信令协议栈结构 信令适配层 ATM中的No.5信令系统结构 呼叫过程信令流程举例 本章小结 ATM交换的基本概念； 信元结构 面向连接方式( 逻辑连接) 异步时分复用 ATM协议参考模型 ATM交换原理 ATM交换结构 时分交换网络 空分交换网络 共享存储器 共享媒体 单通路 多通路 总线型 基于crossbar 基于banyan 扩展banyan 复份banyan Benes Clos 缓冲型 无缓冲型 矩阵型 全互连型 1）ATM交换结构类型 5.3.3 ATM交换网络 011 111 010 100 011 010 100 111 011 111 010 100 010 100 111 011 缓冲方式 (1) 外部缓冲 输入缓冲 输出缓冲 输入与输出缓冲 环回缓冲 缓冲器设置在交换结构的外部 (2)内部缓冲 共享缓冲 交叉点缓冲 缓冲型banyan 缓冲器设置在交换结构的交换单元内部 交换 网络 仲裁 逻辑 1 2 N 1 2 N 出线 入线 输入队列 仲裁逻辑 决定可以得到服务的入线 仲裁策略 改进的输入缓冲 交换 网络 0 1 N-1 0 1 N-1 出线 入线 输出队列 包括环回端口以及环回缓冲器。当发生出线竞争时，在竞争