虚电路分为两种：一种永久虚电路（PVC）；另一种为交换虚电路（SVC）。
永久虚电路（PVC）是指通信双方的电路在用户看来是永久连接的虚电路。PVC 由网管预先定义。PVC 适用于通过路由器维持恒定连接，从而便于在动态网络环境下传输路由选择信息的电路。载波信号为各用户分配 PVC，从而降低网络开销并提高网络性能。
交换虚电路（SVC）是指通信双方的电路在用户看来是由独立节点临时且动态连接的虚电路。一旦通信会话完成，便取消虚电路。
帮你找了下！！ATM技术
异步转移模式（Asynchronous transfer mode）简称ATM，是一种集传输与交换于一体的通信模式。ATM已成为二十一世纪宽带通信的关键技术，已被国际电联确定为宽带综合业务数字网的基本传送方式。 90年代初计算机网络发展兴起，网络传输媒体光纤化和多媒体技术商用加快。面对巨量信息传输需求，传统的网络技术，如以太网、快速以太网、FDDI，无比是在传输速度和连接方式等方面都无法适应用户的需求。
应运而生的 ATM技术是在传统的电路转移模式和分组转移模式基础上发展起来的新兴信息转移模式。它具有传输速度快、距离不受限制等特点，其集语音、图像和声音传输于一体的特色，尤其适合多媒体业务的应用。
一、 ATM基本概念与原理
1. 什么是ATM
ATM(Asynchronous Transfer Mode) 译为异步传输模式(或者异步传输模式)。ATM是一中采用固定长度分组、异步时分复用①、传送任意速度的宽带信号和数字等级系列信息的交换技术。它可以综合任意速率的话音、数据、图象和视频业务。
ATM的基本定义可以归纳为两点：
⑴面向连接的快速分组交换技术。
⑵基于固定长度信元（53个字节）的异步转移技术。各种类型的信息流（包括语音、数据、视频等）均被适配成固定长度的（53字节）的“信元”（Cell）进行接入、传输和交换。
2. 信元结构
在ATM网中，信息是以信元为基本单元进行通信的。ATM信元是一种固定长度的数据分组，一个信元定长53个字节，其中前5个字节称为信头。ATM就是根据信头中的信息来对信元的类型、路径、流量、信息优先级、校验等进行控制，完成准确无误的信息反馈传送。它有识别路径、优先处理、关错控制和网络管理等功能。信头后面的48个字节称作信息域OAM（或者称净负荷、净荷）（ATM自身的运行维护功能）。信元的信息域内容有统一的规定。用户信元的信息域内容可由用户根据不同的电信业务的要求自行确定。
根据原CCITT建议，当ATM信元在用户与网络接口（UNI）之间或网络与网络接口（NNI）之间传输时，其信元头的结构略有不同，起差别在于是否留有GFC字段以及用于路由选择字段（VPI和VCI）的长度。ATM信元头个字段的含义如下。
GFC：一般流量控制标识符。一个UNI接口上往往接有多个终端设备，它们共享缓存器、接口线路等资源，需要对他们发送的业务量进行控制，以减少可能出现的网络过载。
VPI：虚通道标识符，表明虚通道的号码，用于虚通道的路由选择。一个需通道可以含若干个需通路（VC）。
VCI：虚通路标识符，表明虚通路的号码，用于虚通路的路由选择。她随着呼叫的产生和释放而生成和消失。
PTI（3bit）：净荷类型标识符。其作用是用来表示信元中的有效负荷是用户信息还是网络OAM信息。包括信元类型、拥塞状态指示及是否是最后的信元等信息。
用户信元类型（bit4）是用来区别信元携带的是用户数据（bit4=0），还是OAM数据（bit4=1）；当bit4=0时，拥塞状态指示（bit3）指示信息是否通过拥塞交换，bit3=0表示无拥塞，bit3=1表示有拥塞；（bit2）用来区分是否是最后用户信元，bit2=0，标识用户数据块未结束，bit2=1，标识此用户数据块是最后一块数据块。下面是这3bit代表的含义。
000：表示用户数据，无拥塞，未结束
001：表示用户数据，无拥塞，结束
010：表示用户数据，拥塞，未结束
011：表示用户数据，拥塞，结束
100：表示是分段OAM信元
101：表示是端到端OAM信息
110：表示是资源管理RM信元
111：预留备用，功能扩展。
CLP：信元丢失优先级。当网络拥挤时，悠闲级低的信元被丢失，而优先级高的信元则不会被丢失。CLP用来说明该信元的悠闲级，CLP=1表示的低优先级信元，在网络拥塞时可丢弃；CLP=0的信元则不被丢失，网络尽量保证传输。
HEC：信头差错控制。用来进行信头（前4个字节）差错检测和纠正（1bit错时）并完成信元的定界功能。其中验证多项式是 。
在信头的各个组成部分中，VPI和VCI是最重要的标识符。这两个部分组合起来便构成了一个信元的定界功能。ATM交换就是依据各个信元上的VPI和VCI，来决定把它们送到哪一条出线上，动态地改变VPI和VCI，即可以改善网络的灵活性和可靠性。
3. ATM的交换概念
将ATM信元从一条入线（如有N条入线）被传送到一条或者多条出线（假定有M条出线）的过程为ATM信元的交换过程。交换指从一个输入的ATM逻辑信道到一输出的ATM逻辑信道的信息交换，这种交换可以在许多输出逻辑信道中选择。ATM逻辑信道以VPI/VCI来表征。
4. ATM的交换及虚连接
ATM和STM都是面向连接的传输模式。但ATM和STM不同，其连接是“临时”的，不像STM中的那样，用户在呼叫期间独占物理信道（的一部分），ATM是逻辑上的“虚连接”，故称“虚电路”。用户间的信元传输必须在虚电路建立以后，才能进行；信元按序发送，并按序到达目的终端；个虚电路拥有自己的（在呼叫建立期间协商好）的企业性能参数。
（1）VP/VC的概念
虚通路（VC）：两个终端接入点的逻辑连接。
虚通道（VP）：一组虚通路的集合。
在ATM中一个物理信道被分成若干个虚通道（VP），一个虚通道（VP）有被分成上千个虚通路（VC）复用。用VPI标识VP，用VCI标识VC。这样一个呼叫连路就可以用VPI/VCI标识所分配的虚通道和虚通路。在ATM交换中只要将输入的VPI/VCI的值修改为输出的VPI/VCI值，就可以实现信元的交换。
（2）VP和VC的交换过程
ATM是一种面向连接的技术。当发送端个接收端通信的时候，通过UNI送一个要求建立连接的控制信号。接收端通过网络收到该控制信号并同意建立连接以后，一个虚电路就会被建立起。在虚电路中，相临两个交换节点之间信元的标识VPI/VCI保持不变。在相临两节点间形成一个VC链（VC Link），一串VC莲相连形成的VC连接叫做VCC（VC Connection）。相应地，VP链（VP Link）和VP连接（VP Connection ，VPC）也可以类似的方式形成。
VP和VC交换在网络节点内部进行，只要将输入的VPI/VCI改写成输出的VPI/VCI就可以实现信元交换。ATM信元交换既可在VP级进行，也可在VC级进行。下面分别介绍VP交换、VC交换的过程。
① VP交换过程
VP交换是指VPI/VCI值经过ATM交换点时，该交换点根据VP连接的目的地，将输入信元的VPI值改写为可导向接收端的新VPI值赋予信元并输出。以上过程被称为“VP交换”。此过程中VPI值不变。VPI和各个虚拟通道（VP）占用的网络资源可有网管系统以半固定的方式分配，因此VP半永久地占用一定的网络资源。一个VP内的所有虚连接（VC）动态的占用这个资源，每个VP最多可有4096个虚连接。从这个意义上看，虚拟VP就像一个大网中的虚拟网络，它简化了大网里的资源。VP的另一个作用是可以提高主干网中的交换效率，一些交换机可以只对VP进行交换，将一个VP内的所有VC交换到另一个VP内。
由于VP是半固定连接的，所以这种交换不需要复杂的信令处理即可以达到几十G的吞吐量，这和现在电话网中的交叉连接设备功能相似。
② VC交换过程
VC交换是指将输入的信元的VPI值与VCI值同时被改写为新值赋予信元并输出，则为VC交换。
（3）PVC和SVC
虚连接建立有两种，永久虚连接（PVC）和交换虚连接（SVC）。通过网管建立一条半永久的连线，称为PVC方式；通过信令将其动态的建立，VC和VP占用的网络资源都在连接建立是分配，称为SVC方式。
PVC与SVC的不同点在于SVC是靠信令建立的，而PVC的建立是通过网管操作来实现的。当前市场上很多ATM设备只能实现PVC功能而不能实现SVC功能，严格意义上讲只能叫ATM交叉连接设备（Cross-Connect）,而不能叫做ATM交换机（Switch）。
通常所说的ATM-SVC只能就VC连接（VCC）而言，现在的VP连接（VPC）只能做到永久的VPC或半永久的VPC，交换型VP连接将来可能会随着信令的完善而实现。
虚拟连接是ATM的连接中的有个重要概念。ATM采用面向连接的方式，提高了交换速率，同时，ATM的连接是虚拟连接，在建立连接时，网络只对连接进行资源预分配，只有当该连接真正发送信元时才占用网络资源，使网络资源可由各连接统计复用，从而大大提高资源利用率。
二、 ATM交换原理
1.ATM交换原理
与普通IP传输的非面向连接不同，ATM是一种面向连接的交换方式。ATM交换机是根据信元头的信息，基于信元完成的。一个ATM交换机可能只使用信元头的VPI部分，或只使用VCI部分，或者两个部分都使用来决定如何转发信元。其工作过程大致是：ATM交换机接收来自特定输入端口的、带有标记的VPI／VCI字段和表明属于特定虚电路的信元，然后检查路由表，从中找出从哪个输出端口转发该信元，并设置输出信元的VPI／VCI值。就像电话呼叫的例子，只使用信元头部的VPI字段进行ATM信元的大量交换是非常有用的。
ATM采用了虚连接技术，将逻辑子网和物理子网分离。类似于电路交换，ATM首先选择路径，在2个通信实体之间建立虚通路，将路由选择与数据转发分开，使传输中间的控制较为简单，解决了路由选择瓶颈问题。设立虚通路和虚通道两级寻址，虚通道是由两结点间复用的一组虚通路组成的，网络的主要管理和交换功能集中在虚通道一级，减少了网管和网控的复杂性。在一条链路上可以建立多个虚通路。在一条通路上传输的数据单元均在相同的物理线路上传输，且保持其先后顺序，因此克服了分组交换中无序接收的缺点，保证了数据的连续性，更适合于多媒体数据的传输。
在信头的各个组成部分中，VPI和VCI是最重要的了。这两个部分合起来构成了一个信元的路由信息，该信息表示这个信元从哪里来，到哪里去。为此常把这两个部分合起来记作VPI和VCI。ATM交换就是依据各个信元上的VPI和VCI，来决定把他们送到哪一条输出线上去。
每个ATM交换机建立一张对照表。对于每个交换端口的每一个VPI和VCI，都有对应表中的一个入口。当VPI和VCI分配给某一信道时，对照表将给出该交换机的一个对应输出端口以及用于更新信头的VPI和VCI值。
当某一信元到达交换机时，交换机将读出该信元信头的VPI和VCI值，并与路由对照表比较。当找到输出端口时，信头的VPI和VCI被更新，信元被发往下一段路程。
在ATM环境中，怎样使用VP和VC呢？VP就像一个能够携带许多VC（最多可达65000条）的管道或通道，他可以是从交换机到交换机的虚拟线路，也可以是横穿ATM网络由终端到终端的所有线路。除了最大的专用局域网或广域网外，65000条VC在当今是足够的。实际上支持复杂的VP并不需要这么多VC，许多ATMLAN发送点仅支持一条虚通道，即VPI＝0。当只有一条VP被支持时，他不用作端到端的连接，所以这里并不要求VC一定在给定的VP中，这样VC可连接任何一组站群而不受VP的影响。通常数据是在一条VC中传送的。
另一方面，交换机在典型情况下，必须支持成百上千条不同的VP，最大可能支持上百万条不同的VC。通常客户系统希望能够提供给他们用户一条通过网络的专用VP，VP可以连接网络中任意2个端到端用户，若VP使用这种方式，则被称为一条虚通道连接（VPC）或称为一个“虚通道路径（VPChannel）”。他可以带有“永久虚拟线路（PVC，PermanentVirtualCircuits）”和“交换虚拟线路（SVC，SwitchedVirtualCircuits）”。如图2所示。
在一个VP通道中，系统用户可以建立PVC和SVC，而无需系统以任何方式参与，甚至系统的交换机也不必直接支持SVC。VP通道能够提供一条路径将公用网中不同的公司互相隔离开来。在使用公用ATM服务器的这条路径中，就需要用复合VP通道互联用户网络中的网点。
在公用ATM网络环境中，若系统不提供VP通道的能力（有些可能没有），则系统只能提供PVC，这是因为交换机不能直接支持SVC（有些从不支持），有些系统也不希望支持SVC（因为他使企业间帐目复杂化，并增加了保密数据的流量）。若无VP通道，系统通常在网络端点用VPI＝0，产生和结束PVC。如图3所示。
在公用网络中，PVC是用户提前申请并由系统建立的。PVC在对外连接“ATM网络设备”（如以太网或带ATM的FDDI转换器、ATM集线器）时是相当有用的。许多非ATM信号源可通过单个PVC动态多路复合返回到指定点。在ATM主机间使用PVC也可限制预定端点的通信。在公用网中这是符合要求的。
在专有网络（LAN或WAN）中，由于终端站可以自己申请建立SVC，所以SVC是站点之间的通信更可取的路径。这就是当今大多数专用非ATMLAN和WAN的工作方式。因此，占用网络ATM交换机必须直接支持SVC。但是，若终端站或边缘设备不支持SVC或是按要求不允许申请连接SVC，这时在专用网中有用PVC的，PVC必须由网络控制者提前建立。但由于路径是预定的，所以当网络出现故障时，PVC比SVC优越性差。故此，在专用网络中虚通道VP不重要甚至不需要了，如图4所示。
2.ATM交换机
在B-ISDN中，ATM交换机连接着用户线路和中继线路。在用户线路上和中继线路上传送的都是ATM信元。ATM信元交换机的通用模型及其原理如图5所示。其通用模型有一些输入线路和一些输出线路，通常在数量上相等（因为线路是双向的）。在每一个周期从每一输入线路取得一个信元（如果有的话）。通过内部的交换结构（switchingfabric），并且逐步在适当的输出线路上传送。从这一角度上看，ATM交换机是同步的。而且，他不关心信息的内容和形式。他简单地把信息分割成相同长度的分组，并给分组加上头部，以使分组能到达目的地。ATM信头只有很少的几项功能，这使其能被网络无时延地处理。
所有的ATM交换机都有2个共同的目标：一个是以尽可能低的丢失率交换所有的信元；另一个是决不能在虚电路上记录信元。可以说，ATM交换机的任务，就是根据ATM信头上虚通道标识符和虚通路标识符，把送入的ATM信元转送到相应的中继线或用户线上去。举例来说，用户A正在使用虚通道VPI＝2、虚通路VCI＝1向北京发送一幅图片；同时又在使用VPI＝3、VCI＝1向北京发送一段语音；同时还在用VPI＝4、VCI＝2从深圳接收数据。那么，交换机就应该把从用户线A上收到的VPI＝2、VCI＝1的ATM信元转送到中继线C上，把从用户线A上收到的VPI＝3、VCI＝1的ATM信元也转送到中继线C上；同时把从中继线D上收到的VPI＝4、VCI＝2的ATM信元转送到用户A上，如图6所示。
由于在B-ISDN上，用户线和中继线上传送的都是ATM信元，所以对ATM交换机来说，可以在许多情况下对中继线和用户线不予区分，这样就可以得到一个抽象的ATM模型。联接在这个交换机模型上的一部分线路向这个交换机抄送出ATM信元，因而叫做这个交换机的入线；另一部分线路则从这个交换机接收ATM信元，因而叫做这个交换机的出线。ATM交换机的功能就是根据送入的ATM信元的VPI和VCI，把他们送到相应的出线上去。
为了完成上述ATM信元的工作，一个ATM交换机一般由3个基本部分构成：入线处理和出线处理部分、ATM交换单元、ATM控制部分。其中，ATM交换单元完成交换动作；ATM控制单元对ATM交换单元的动作进行控制；入线处理部分对各入线上的ATM信元进行处理，使他们成为适合送入ATM交换单元的形式；出线处理部分对ATM交换单元送出的ATM信元进行处理，使他们成为适合于传输的形式。
我们知道，在通信线路上常常是传送一个比特一个比特的串行信号，而在ATM交换单元中为了提高速度，常常需要一次读入若干比特的并行信号。因此，诸如串／并转换等功能，在入、出线处理部件里总是需要的。事实上，为了简化交换单元的设计，我们也总是把那些可以在入线和出线就能处理的事放入到入、出线处理部件上工作。
交换机的主要功能是提供一种方法，将来自输入端口的信元快速、有效地路由到输出端口。ATM交换设备将进行单个信元的输入处理、标头的转换以及输出处理。信元标头必须按输出端口的要求进行转换。为确保信元进入适当的物理链路，交换机必须对信员进行输出处理。
欢迎分享，转载请注明来源：夏雨云
微信扫一扫
支付宝扫一扫
评论列表（0条）