现代计算机网络原理_4：ATM交换技术课件.ppt

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1、现代计算机网络原理_4ATM交换技术1、ATM交换的基本概念ATM交换：从一条逻辑ATM信道到一条或多条ATM逻辑信道的信息交换；ATM逻辑信道：由信元头中VPI/VCI标识的虚信道；数据交换的实现方式：空分交换：将一条物理入线上的信息交换到另一条物理出线上；时分交换：将入数据帧上某一时隙的信息交换到出数据帧的另一时序上；信元交换：将某入逻辑信道上的信元交换到某一出逻辑信道上，信元头上的逻辑信道标识同时发生变化。第四章ATM交换技术1、ATM交换的基本概念空分交换关键技术：如何实现入线到出线的路由，有效解决对输出端口的竞争问题第四章ATM交换技术1、ATM交换的基本概念时分交换关键技术

2、：如何实现信息单元的缓存与切换，解决输入信息单元对输出时隙的竞争问题第四章ATM交换技术1、ATM交换的基本概念信元交换关键技术：如何解决对输出端口的竞争问题，信息单元的缓存队列中服务质量控制问题第四章ATM交换技术1、ATM交换的基本概念对ATM交换系统的要求处理不同的业务信息速率：从几kbps到几Gbps传输服务处理不同的业务行为特性：恒定比特率可变比特率实时业务/非实时业务；单播/组播/广播功能处理不同的性能的要求：语义透明性：信元丢失率、误比特率时间透明性：传输时延、时延抖动第四章ATM交换技术2、VP交换与VC交换VP交换（又称为交叉连接）：只提供VP连接的交换，实现输入VP

3、I值到输出VPI值的映射被交换的VPC中包含的所有VCC作为整体被交换VP交换用于骨干网中大量的VCC的成组交换第四章ATM交换技术2、VP交换与VC交换VC交换提供不同的VPC中各VCC之间的信息交换实现输入VPI/VCI值到输出VPI/VCI值的映射VC交换可以涵盖VP交换第四章ATM交换技术2、ATM交换系统的构成基本结构第四章ATM交换技术InterfacesFabricInput/outputbuffersscheduler,mappingsHigh-speedswitchingManagementsoftwareSignallingsoftware2、ATM交换系统的构成基

4、本组成交换（模块）单元输入/输出/缓存和调度单元控制软件：信令软件管理软件第四章ATM交换技术2、ATM交换系统的构成缓冲器缓冲器是统计复用的交换系统的必要的部件；缓冲器可以解决多个输入的数据流/数据分组争夺一个输出端口时分组丢失的问题；根据缓冲器在交换单元中的位置，有多种排队策略输入排队输出排队中间排队输入/输出排队………第四章ATM交换技术2、ATM交换系统的构成输入排队策略第四章ATM交换技术2、ATM交换系统的构成输入排队策略：解决输入端可能出现的竞争问题仲裁器可根据不同的策略决定哪些入线队列的信元通行仲裁策略：轮询服务优先级服务根据队列的拥塞情况确定服务………第四章ATM交换

5、技术3、ATM交换的数据缓冲方式输出排队策略第四章ATM交换技术3、ATM交换的数据缓冲方式输出排队策略假定入线的信元可以通过高速的交换单元到达输出端输出排队可以解决在多个信元对输出端的竞争问题在每一个信元调度周期内，只有一个信元到达输出线其余到达的信元在缓冲器中等待输出缓冲其可以有多个队列，输出调度器各级某种规则控制不同缓冲队列中的信元输出为保证在输入端无信元丢失，交换的速度必须N(输入端口数)于入线的速率第四章ATM交换技术3、ATM交换的数据缓冲方式中央排队策略第四章ATM交换技术3、ATM交换的数据缓冲方式中央排队策略在交换单元中设置缓冲器，供输入输出端口共享中央缓冲方式可节省

6、缓冲器的总容量采用中央缓冲方式通常需要复杂的控制机制解决高效率得到信元读写功能在实际的系统中，通常同时采用输入/输出，或者输入/中央/输出等的综合排队缓冲方式第四章ATM交换技术3、ATM交换的数据缓冲方式排队策略的性能分析衡量排队策略性能的主要指标信元丢失率信元的排队时延所需缓冲器的容量研究性能的主要方法设定业务类型加入不同的负荷量通过理论分析或仿真获得上述的性能指标第四章ATM交换技术3、ATM交换的数据缓冲方式排队策略的性能分析通常基本理论分析的假设条件N入线/N出线：输入输出对称入线的平均利用率为p(0

7、1/N利用排队论的分析方法，可以证明，平均延时为第四章ATM交换技术3、ATM交换的数据缓冲方式排队策略的性能分析：平均等待实际与入线利用率的关系时延主要由p决定，与N的关系不大第四章ATM交换技术3、ATM交换的数据缓冲方式排队策略的性能分析：负荷与缓冲队列长度的关系三种排队模型计算机仿真结果第四章ATM交换技术3、ATM交换的数据缓冲方式排队策略的性能分析：信元丢失率与缓冲器大小的关系中央排队的方式所需缓冲空间最小第四章ATM交换技术3、A