ATM交换机是什么

ATM交换机是用于ATM网络的交换机产品，由于ATM网络独特的技术特性，还只广泛用于电信、邮政网的主干网段。相对于物美价廉的以太网交换机而言，ATM交换机的价格实是很高的，所以也就在普通局域网中见不到它的踪迹。

ATM 交换机是用于 ATM 网络的交换机产品。但由于 ATM 网络独特的技术特性，现在还只广泛用于电信、邮政网的主干网段。相对于物美价廉的以太网交换机而言，ATM 交换机的价格实是很高的，所以也就在普通局域网中见不到它的踪迹。

概述

ATM 交换机技术，主要广泛用于电信、邮政网的主干网段，因此其交换机产品在市场上很少看到。如我们在下面将要讲的 ADSL 宽带接入方式中如果采用 PPPoA 协议的话，在局端（NSP 端）就需要

配置 ATM 交换机，有线电视的 Cable Modem 互联网接入法在局端也采用 ATM 交换机。它的传输介质一般采用光纤，接口类型同样一般有两种：以太网 RJ－45 接口和光纤接口，这两种接口适合与不同类型的网络互联。

排队原理

ATM 交换有两条根本点：信元交换和各虚连接间的统计复用。信元交换即将 ATM 信元通过各种形式的交换媒体，从一个 VP/VC 交换到另一个 VP/VC 上。统计复用表现在各虚连接的信元竞争传送信元的交换介质等交换资源，为解决信元对这些资源的竞争，必须对信元进行排队，在时间上将各信元分开，借用电路交换的思想，可以认为统计复用在交换中体现为时分交换，并通过排队机制实现。

排队机制是 ATM 交换中一个极为重要的内容，队列的溢出会引起信元丢失，信元排队是交换时延和时延抖动的主要原因，因此排队机制对 ATM 交换机性能有着决定性的影响。基本排队机制有三种：输入排队、输出排队和中央排队。这三种方式各有缺点，如输入排队有信头阻塞，交换机的负荷达不到 60%；输出排队存储器利用率低，平均队长要求长，而中央排队存储器速率要求高、存储器管理复杂。同时，三种方式有各有优点，输入队列对存储器速率要求低，中央排队效率高，输出队列则处于两者之间，所以在实际应用中并没有直接利用这三种方式，而是加以综合，采取了一些改进的措施。改进的方法主要有：

减少输入排队的队头阻塞；

采用带反压控制的输入输出排队方式；

带环回机制的排队方式；

共享输出排队方式；

在一条输出线上设置多个输出子队列，这些输出子队列在逻辑上作为一个单一的输出队列来操作。

交换机构

为实现大容量的交换，也为了增加 ATM 交换机的可扩展性，往往构造小容量的基本交换单元，再将这些交换单元按一定的结构构造成 ATM 交换机构 (Fabric)，对于 ATM 交换机构来说，研究的主要问题是各交换单元之间的传送介质结构及选路方法，以及如何降低竞争，减少阻塞。

ATM 交换机构分类方法不一，有一种分法为：时分交换和空分交换，其中时分交换包括共享总线、共享环和共享存储器结构，空分交换包括全互连网和多级互连网。

交换机

ATM 信元交换机的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。从这一角度上来看，ATM 交换机是同步的。

交换机可以是流水线的，即进入的信元可能过几个周期后才出现在输出线路上。信元实际上是异步到达输入线路的，因此有一个主时钟指明周期的开始。当时钟滴答时完全到达的任何信元都可以在该周期内交换。未完全到达的信元必须等到下一个周期。

信元通常以 ATM 速率到达，一般在 150Mb/s 左右，即大约超过 360,000 信元/s，这意味着交换机的周期大约为 2.7um。一台商用交换机可能有 16 条~1,024 条输入线路，即它必须能在每 2.7um 内接收和交换 16 个~1,024 个信元。在 622Mb/s 的速率上，每 700ns 就有一批信元进入交换结构。由于信元是固定长度并且较小（53 字节），这就可能制造出这样的交换机。若使用更长的可变长分组，高速交换会更复杂，这就是 ATM 使用短的、固定长度信元的原因。