詞語(yǔ)解釋
ATM交換機(jī)是一種高速的網(wǎng)絡(luò)交換技術(shù),它是一種基于Asynchronous Transfer Mode(ATM)的交換技術(shù),可以提供高速、高容量的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。 ATM交換機(jī)的應(yīng)用主要是用于提供高速的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),它可以支持多種類型的數(shù)據(jù),包括語(yǔ)音、圖像和視頻等,可以支持多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,包括IP、ATM、Frame Relay等。 ATM交換機(jī)可以將不同類型的信號(hào)轉(zhuǎn)換成ATM信號(hào),以便在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸。它可以支持多種類型的網(wǎng)絡(luò),包括局域網(wǎng)(LAN)、廣域網(wǎng)(WAN)、和公用交換網(wǎng)(PSTN)等。 ATM交換機(jī)可以支持多種類型的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,包括電子商務(wù)、視頻會(huì)議、在線游戲、視頻監(jiān)控等。它可以支持多種類型的服務(wù),包括寬帶服務(wù)、虛擬私有網(wǎng)絡(luò)(VPN)、多媒體服務(wù)等。 ATM交換機(jī)可以提供高速、高容量的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù),它可以支持多種類型的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用,并可以支持多種類型的服務(wù)。它可以支持多種類型的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,可以將不同類型的信號(hào)轉(zhuǎn)換成ATM信號(hào),以便在網(wǎng)絡(luò)中進(jìn)行傳輸。因此,ATM交換機(jī)在通信中扮演著重要的角色,可以滿足不同類型的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的需求,為用戶提供高效、可靠的數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。 ATM交換機(jī)是用于ATM網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)產(chǎn)品。ATM網(wǎng)絡(luò)由于其獨(dú)特的技術(shù)特性,現(xiàn)在還只廣泛用于電信、郵政網(wǎng)的主干網(wǎng)段,因此其交換機(jī)產(chǎn)品在市場(chǎng)上很少看到。如我們?cè)谙旅鎸⒁v的ADSL寬帶接入方式中如果采用PPPoA協(xié)議的話,在局端(NSP端)就需要配置ATM交換機(jī),有線電視的Cable Modem互聯(lián)網(wǎng)接入法在局端也采用ATM交換機(jī)。它的傳輸介質(zhì)一般采用光纖,接口類型同樣一般有兩種:以太網(wǎng)RJ-45接口和光纖接口,這兩種接口適合與不同類型的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。它相對(duì)于物美價(jià)廉的以太網(wǎng)交換機(jī)而言,ATM交換機(jī)的價(jià)格實(shí)是很高的,所以也就在普通局域網(wǎng)中見(jiàn)不到它的蹤跡。 1、ATM基本排隊(duì)原理 ATM交換有兩條根本點(diǎn):信元交換和各虛連接間的統(tǒng)計(jì)復(fù)用。信元交換即將 ATM信元通過(guò)各種形式的交換媒體,從一個(gè)VP/VC交換到另一個(gè)VP/VC上。統(tǒng)計(jì)復(fù)用表現(xiàn)在各虛連接的信元競(jìng)爭(zhēng)傳送信元的交換介質(zhì)等交換資源,為解決信元對(duì)這些資源的競(jìng)爭(zhēng),必須對(duì)信元進(jìn)行排隊(duì),在時(shí)間上將各信元分開,借用電路交換的思想,可以認(rèn)為統(tǒng)計(jì)復(fù)用在交換中體現(xiàn)為時(shí)分交換,并通過(guò)排隊(duì)機(jī)制實(shí)現(xiàn)。 排隊(duì)機(jī)制是ATM交換中一個(gè)極為重要的內(nèi)容,隊(duì)列的溢出會(huì)引起信元丟失,信元排隊(duì)是交換時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)的主要原因,因此排隊(duì)機(jī)制對(duì)ATM交換機(jī)性能有著決定性的影響;九抨(duì)機(jī)制有三種:輸入排隊(duì)、輸出排隊(duì)和中央排隊(duì)。這三種方式各有缺點(diǎn),如輸入排隊(duì)有信頭阻塞,交換機(jī)的負(fù)荷達(dá)不到60%;輸出排隊(duì)存儲(chǔ)器利用率低,平均隊(duì)長(zhǎng)要求長(zhǎng),而中央排隊(duì)存儲(chǔ)器速率要求高、存儲(chǔ)器管理復(fù)雜。同時(shí),三種方式有各有優(yōu)點(diǎn),輸入隊(duì)列對(duì)存儲(chǔ)器速率要求低,中央排隊(duì)效率高,輸出隊(duì)列則處于兩者之間,所以在實(shí)際應(yīng)用中并沒(méi)有直接利用這三種方式,而是加以綜合,采取了一些改進(jìn)的措施。改進(jìn)的方法主要有: 減少輸入排隊(duì)的隊(duì)頭阻塞; 采用帶反壓控制的輸入輸出排隊(duì)方式; 帶環(huán)回機(jī)制的排隊(duì)方式; 共享輸出排隊(duì)方式; 在一條輸出線上設(shè)置多個(gè)輸出子隊(duì)列,這些輸出子隊(duì)列在邏輯上作為一個(gè)單一的輸出隊(duì)列來(lái)操作。 2、ATM交換機(jī)構(gòu) 為實(shí)現(xiàn)大容量的交換,也為了增加ATM交換機(jī)的可擴(kuò)展性,往往構(gòu)造小容量的基本交換單元,再將這些交換單元按一定的結(jié)構(gòu)構(gòu)造成ATM交換機(jī)構(gòu) (Fabric),對(duì)于ATM交換機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō),研究的主要問(wèn)題是各交換單元之間的傳送介質(zhì)結(jié)構(gòu)及選路方法,以及如何降低競(jìng)爭(zhēng),減少阻塞。 ATM交換機(jī)構(gòu)分類方法不一,有一種分法為:時(shí)分交換和空分交換,其中時(shí)分交換包括共享總線、共享環(huán)和共享存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),空分交換包括全互連網(wǎng)和多級(jí)互連網(wǎng)。 3、ATM交換機(jī) ATM信元交換機(jī)的通用模型有一些輸入線路和一些輸出線路,通常在數(shù)量上相等(因?yàn)榫路是雙向的)。在每一周期從每一輸入線路取得一個(gè)信元(如果有的話)。通過(guò)內(nèi)部的交換結(jié)構(gòu)(switchingfabric),并且逐步在適當(dāng)?shù)妮敵鼍路上傳送。從這一角度上來(lái)看,ATM交換機(jī)是同步的。 交換機(jī)可以是流水線的,即進(jìn)入的信元可能過(guò)幾個(gè)周期后才出現(xiàn)在輸出線路上。信元實(shí)際上是異步到達(dá)輸入線路的,因此有一個(gè)主時(shí)鐘指明周期的開始。當(dāng)時(shí)鐘滴答時(shí)完全到達(dá)的任何信元都可以在該周期內(nèi)交換。未完全到達(dá)的信元必須等到下一個(gè)周期。 信元通常以ATM速率到達(dá),一般在150Mb/s左右,即大約超過(guò)360,000信元/s,這意味著交換機(jī)的周期大約為2.7um。一臺(tái)商用交換機(jī)可能有16條~1,024條輸入線路,即它必須能在每2.7um內(nèi)接收和交換16個(gè)~1,024個(gè)信元。在622Mb/s的速率上,每700ns就有一批信元進(jìn)入交換結(jié)構(gòu)。由于信元是固定長(zhǎng)度并且較。53字節(jié)),這就可能制造出這樣的交換機(jī)。若使用更長(zhǎng)的可變長(zhǎng)分組,高速交換會(huì)更復(fù)雜,這就是ATM使用短的、固定長(zhǎng)度信元的原因。 4、ATM交換機(jī)的分類 各種ATM交換設(shè)備由于應(yīng)用場(chǎng)合的不同,完成的功能也略有差異,主要區(qū)別有接口種類、交換容量、處理的信令這幾方面。 在公用網(wǎng)中,有接入交換機(jī)、節(jié)點(diǎn)交換機(jī)和交叉連接設(shè)備。接入交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中的位置相當(dāng)于電話網(wǎng)中的用戶交換機(jī),它位于ATM網(wǎng)絡(luò)的邊緣,將各種業(yè)務(wù)終端連入ATM網(wǎng)中。節(jié)點(diǎn)交換機(jī)的地位類似于現(xiàn)有電話網(wǎng)中的局用交換機(jī),它完成VP/VC交換,要求交換容量較大,但接口類型比接入交換機(jī)簡(jiǎn)單,只有標(biāo)準(zhǔn)的 ATM接口,主要是NNI接口,還有UNI接口或B-ICI接口,信令方面,只要求處理ATM信令。交叉連接設(shè)備與現(xiàn)有電話網(wǎng)中的交叉連接設(shè)備作用相似,它在主干網(wǎng)中完成VP交換,不需要進(jìn)行信令處理,從而實(shí)現(xiàn)極高速率的交換。 在ATM專用網(wǎng)中,有專用網(wǎng)交換機(jī)、ATM局域網(wǎng)交換機(jī)。專用網(wǎng)交換機(jī)作用相當(dāng)于公用網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)交換機(jī),具有專用網(wǎng)的UNI和NNI接口,完成P-UNI和P-NNI的信令處理,有較強(qiáng)的管理和維護(hù)功能。ATM 局域網(wǎng)交換機(jī)完成局域網(wǎng)業(yè)務(wù)的接入,ATM局域網(wǎng)交換機(jī)應(yīng)具有局域網(wǎng)接口和ATMP-UNI接口,處理局域網(wǎng)的各層協(xié)議以及ATM信令。
ATM交換機(jī)是用于ATM網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)產(chǎn)品。ATM網(wǎng)絡(luò)由于其獨(dú)特的技術(shù)特性,現(xiàn)在還只廣泛用于電信、郵政網(wǎng)的主干網(wǎng)段,因此其交換機(jī)產(chǎn)品在市場(chǎng)上很少看到。如我們?cè)谙旅鎸⒁v的ADSL寬帶接入方式中如果采用PPPoA協(xié)議的話,在局端(NSP端)就需要配置ATM交換機(jī),有線電視的Cable Modem互聯(lián)網(wǎng)接入法在局端也采用ATM交換機(jī)。它的傳輸介質(zhì)一般采用光纖,接口類型同樣一般有兩種:以太網(wǎng)RJ-45接口和光纖接口,這兩種接口適合與不同類型的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。它相對(duì)于物美價(jià)廉的以太網(wǎng)交換機(jī)而言,ATM交換機(jī)的價(jià)格實(shí)是很高的,所以也就在普通局域網(wǎng)中見(jiàn)不到它的蹤跡。 1、ATM基本排隊(duì)原理 ATM交換有兩條根本點(diǎn):信元交換和各虛連接間的統(tǒng)計(jì)復(fù)用。信元交換即將 ATM信元通過(guò)各種形式的交換媒體,從一個(gè)VP/VC交換到另一個(gè)VP/VC上。統(tǒng)計(jì)復(fù)用表現(xiàn)在各虛連接的信元競(jìng)爭(zhēng)傳送信元的交換介質(zhì)等交換資源,為解決信元對(duì)這些資源的競(jìng)爭(zhēng),必須對(duì)信元進(jìn)行排隊(duì),在時(shí)間上將各信元分開,借用電路交換的思想,可以認(rèn)為統(tǒng)計(jì)復(fù)用在交換中體現(xiàn)為時(shí)分交換,并通過(guò)排隊(duì)機(jī)制實(shí)現(xiàn)。 排隊(duì)機(jī)制是ATM交換中一個(gè)極為重要的內(nèi)容,隊(duì)列的溢出會(huì)引起信元丟失,信元排隊(duì)是交換時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)的主要原因,因此排隊(duì)機(jī)制對(duì)ATM交換機(jī)性能有著決定性的影響;九抨(duì)機(jī)制有三種:輸入排隊(duì)、輸出排隊(duì)和中央排隊(duì)。這三種方式各有缺點(diǎn),如輸入排隊(duì)有信頭阻塞,交換機(jī)的負(fù)荷達(dá)不到60%;輸出排隊(duì)存儲(chǔ)器利用率低,平均隊(duì)長(zhǎng)要求長(zhǎng),而中央排隊(duì)存儲(chǔ)器速率要求高、存儲(chǔ)器管理復(fù)雜。同時(shí),三種方式有各有優(yōu)點(diǎn),輸入隊(duì)列對(duì)存儲(chǔ)器速率要求低,中央排隊(duì)效率高,輸出隊(duì)列則處于兩者之間,所以在實(shí)際應(yīng)用中并沒(méi)有直接利用這三種方式,而是加以綜合,采取了一些改進(jìn)的措施。改進(jìn)的方法主要有: 減少輸入排隊(duì)的隊(duì)頭阻塞; 采用帶反壓控制的輸入輸出排隊(duì)方式; 帶環(huán)回機(jī)制的排隊(duì)方式; 共享輸出排隊(duì)方式; 在一條輸出線上設(shè)置多個(gè)輸出子隊(duì)列,這些輸出子隊(duì)列在邏輯上作為一個(gè)單一的輸出隊(duì)列來(lái)操作。 2、ATM交換機(jī)構(gòu) 為實(shí)現(xiàn)大容量的交換,也為了增加ATM交換機(jī)的可擴(kuò)展性,往往構(gòu)造小容量的基本交換單元,再將這些交換單元按一定的結(jié)構(gòu)構(gòu)造成ATM交換機(jī)構(gòu) (Fabric),對(duì)于ATM交換機(jī)構(gòu)來(lái)說(shuō),研究的主要問(wèn)題是各交換單元之間的傳送介質(zhì)結(jié)構(gòu)及選路方法,以及如何降低競(jìng)爭(zhēng),減少阻塞。 ATM交換機(jī)構(gòu)分類方法不一,有一種分法為:時(shí)分交換和空分交換,其中時(shí)分交換包括共享總線、共享環(huán)和共享存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu),空分交換包括全互連網(wǎng)和多級(jí)互連網(wǎng)。 3、ATM交換機(jī) ATM信元交換機(jī)的通用模型有一些輸入線路和一些輸出線路,通常在數(shù)量上相等(因?yàn)榫路是雙向的)。在每一周期從每一輸入線路取得一個(gè)信元(如果有的話)。通過(guò)內(nèi)部的交換結(jié)構(gòu)(switchingfabric),并且逐步在適當(dāng)?shù)妮敵鼍路上傳送。從這一角度上來(lái)看,ATM交換機(jī)是同步的。 交換機(jī)可以是流水線的,即進(jìn)入的信元可能過(guò)幾個(gè)周期后才出現(xiàn)在輸出線路上。信元實(shí)際上是異步到達(dá)輸入線路的,因此有一個(gè)主時(shí)鐘指明周期的開始。當(dāng)時(shí)鐘滴答時(shí)完全到達(dá)的任何信元都可以在該周期內(nèi)交換。未完全到達(dá)的信元必須等到下一個(gè)周期。 信元通常以ATM速率到達(dá),一般在150Mb/s左右,即大約超過(guò)360,000信元/s,這意味著交換機(jī)的周期大約為2.7um。一臺(tái)商用交換機(jī)可能有16條~1,024條輸入線路,即它必須能在每2.7um內(nèi)接收和交換16個(gè)~1,024個(gè)信元。在622Mb/s的速率上,每700ns就有一批信元進(jìn)入交換結(jié)構(gòu)。由于信元是固定長(zhǎng)度并且較。53字節(jié)),這就可能制造出這樣的交換機(jī)。若使用更長(zhǎng)的可變長(zhǎng)分組,高速交換會(huì)更復(fù)雜,這就是ATM使用短的、固定長(zhǎng)度信元的原因。 4、ATM交換機(jī)的分類 各種ATM交換設(shè)備由于應(yīng)用場(chǎng)合的不同,完成的功能也略有差異,主要區(qū)別有接口種類、交換容量、處理的信令這幾方面。 在公用網(wǎng)中,有接入交換機(jī)、節(jié)點(diǎn)交換機(jī)和交叉連接設(shè)備。接入交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中的位置相當(dāng)于電話網(wǎng)中的用戶交換機(jī),它位于ATM網(wǎng)絡(luò)的邊緣,將各種業(yè)務(wù)終端連入ATM網(wǎng)中。節(jié)點(diǎn)交換機(jī)的地位類似于現(xiàn)有電話網(wǎng)中的局用交換機(jī),它完成VP/VC交換,要求交換容量較大,但接口類型比接入交換機(jī)簡(jiǎn)單,只有標(biāo)準(zhǔn)的 ATM接口,主要是NNI接口,還有UNI接口或B-ICI接口,信令方面,只要求處理ATM信令。交叉連接設(shè)備與現(xiàn)有電話網(wǎng)中的交叉連接設(shè)備作用相似,它在主干網(wǎng)中完成VP交換,不需要進(jìn)行信令處理,從而實(shí)現(xiàn)極高速率的交換。 在ATM專用網(wǎng)中,有專用網(wǎng)交換機(jī)、ATM局域網(wǎng)交換機(jī)。專用網(wǎng)交換機(jī)作用相當(dāng)于公用網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)交換機(jī),具有專用網(wǎng)的UNI和NNI接口,完成P-UNI和P-NNI的信令處理,有較強(qiáng)的管理和維護(hù)功能。ATM 局域網(wǎng)交換機(jī)完成局域網(wǎng)業(yè)務(wù)的接入,ATM局域網(wǎng)交換機(jī)應(yīng)具有局域網(wǎng)接口和ATMP-UNI接口,處理局域網(wǎng)的各層協(xié)議以及ATM信令。
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