交换节点信元转发

9.5.6　交换节点信元转发

1）ATM网的网络结构

一个典型的ATM网络由ATM业务终端、ATM接入系统、ATM传输、ATM交换节点等几部分组成，如图9.32所示。

图9.32　ATM网的网络结构

2）ATM交换节点转发表的建立

在电路交换网中，通常采用预先设置路由的选路方法。例如，我国的长途自动交换电话网中的选路按照首选高效直达路由，然后依次选择第一迂回路由，第二迂回路由，……，直至最终路由的选路方法。ATM标准制定的部门——ITU－T和“ATM论坛”，各自以不同的经历制定了两种截然不同的选路方法。ITU－T建议仍然采用预先设置路由的选路方法，而“ATM论坛”由于其组成单位大多数来自于计算机厂商，因此该组织推荐了名为专用网络——网络接口（PNNI）的分层动态选路方案。PNNI最多可分为105层，PNNI是静态选路。关于PNNI更深一步的内容可查阅相关资料。下面简要叙述ITU－T的路由选择方法。

ATM网络的路由选择分为两个阶段：呼叫建立阶段和数据传输阶段，这两个阶段的路由选择是不同的。

（1）ATM网络的路由选择

ATM网络中每个ATM交换机均有路由表。它是根据ATM网络的拓扑结构预先建立号的。路由表的更新由维护人员完成，类似于公用电话网PSTN。

在呼叫建立阶段，ATM信令信元（UNI信令和NNI信令）在一个特定的虚通道（VPI＝0，VCI＝5）上传送，所有的ATM交换机都被配置成从这个虚信道接收信令信元。除了信令信元外，没有其他类型的数据信元通过该通道发送。每个ATM交换机都把所收到的信令信元递交给一个专门的信令处理模块进行处理，处理完之后，ATM交换机把该信令信元转发出去。在ATM网络中，VPI/VCI只在建立好的一段链路上有效，也就是说只具有局部意义。信令信元穿过ATM网络，从一个交换机到另外一个交换机，在信令所经过的每一个交换机中均建立VPI/VCI转发表，形成从源节点到目的节点的一系列VPI/VCI转发表，这些转发表构成了一条数据传输通路。

数据传输通路建立起来以后，就可以传递用户数据。当用户数据以ATM信元方式进入ATM节点后，根据输入信元头部的VPI/VCI值，查找VPI/VCI转发表，将输入信元的VPI/VCI值改变为相应的输出信元的VPI/VCI值，并控制交换网络将信元交换到对应的输出端口上，这就完成了高速数据交换。

（2）ATM网络路由选择结果示例

前面介绍了VC相当于支流，VP相当于干流。在接入侧用VCI管理的粒度比较细，可以管理到每一个连接。在高速骨干网中，可能同时有成百上千万个连接，可能同时有几千个VC在使用同一个VP，用管理粒度比较粗的VPI进行管理，比用VCI进行管理无论从资源占用、管理复杂程度、软件设计等方面都容易得多。

图9.33为ATM网络路由选择结果示例。VPI/VCI用（X.Y）表示，符号“X.”用于骨干网内的ATM交换机上，表示它们仅仅查看VPI字段；符号“Y”则用于骨干网外的接入交换机上。

图9.33　ATM网络路由选择结果示例

ATM交换机S1、S8为接入交换机，S2、S3、S4、S5、S6、S7为骨干网的核心交换机，建立好的一条虚连接为S1－S2－S3－S6－S7－S8，如图9.33中黑实线所示。ATM交换机S1到S2的端口1的VCI为89，S2查找转发表，输出端口为3，交换后的VPI/VCI为（187.42）；ATM交换机S2连接到S3的端口2，S3查找转发表，输出端口为3，交换后的VPI为57；交换机S3连接到S6的端口4，S6查找转发表，输出端口为9，交换后的VPI为64；交换机S3、S6为核心交换机，只进行VPI交换，忽略VCI，也就是说VCI＝42在整个骨干网内保持不变；交换机S7的输出为接入交换机S8，输入端口7的VPI/VCI为（64.42），交换到输出端口5的VCI变为38。