ATM信元交换控制方式研究

7．3．2　ATM信元交换控制方式

在信元进入到交换网络时，如何引导信元通过交换网络正确传送到目的地属于选路控制功能。选路控制有两种方法：自选路由和转发表控制选路。

1．自由选路

（1）自由选路过程

自由选路在每个到来的信元进入交换网络之前加上路由标签，各级交换单元按照路由标签中相应的路由信息来确定出线，直到最后一级交换单元自行选路后就可到达所需的出口端。

以2级交换网络为例，说明自选路由的工作原理。采用自选路由的控制方法如图7．15所示。每一级交换网络的每个输入端，都有一张路由转发表，在连接建立时，信元有关的路由信息就会写入路由转发表。当某入端到达一个VPI/VCI值为A的信元时，按其VPI/VCI值查转发表，得到新的VPI/VCI值B，于是VPI/VCI的原有值A更改为新值B，并在前面加上路由标签m、n后送往交换网络，各级交换单元依次按m、n确定其出线。第1级交换单元根据选路标签中m进行选路，使信元从第m条出线输出，当信元离开第1级交换网络时，路由标签m完成其使命被取下，路由标签只剩下了n。第2级交换单元按照选路标签中的n选择第n条出线，当信元离开第2级交换网络时，路由标签n完成其使命被取下，这样当信元离开交换网络时，路由标签被完全去掉，只剩了VPI/VCI的值由A变成B的信元，完成信元的交换。

图7．15　信元在交换网络中根据标签自由选路

（2）自选路由交换网络的特点

路由标签的长度取决于交换网络的级数和每个交换单元的入/出线数，例如由16×16的交换单元组成的5级交换网络，路由标签需要5×4＝20 bit。(www.xing528.com)

在自选路由方法中，路由表只在交换网络的输入端才有，因此信元VPI/VCI的翻译只在交换网络的输入端实现，并同时在信元前面加上选路信息（53个字节以外的）。这些选路信息是额外的，因此要求交换网络内部传输速率要增大。

2．转发表控制选路

转发表控制选路是按照交换单元内部的转发表中的信息来完成选路的。在转发表控制选路方式中，每个交换单元都有一张转发表，而不是只在交换网络的输入口才有转发表，如图7．16所示。每个交换单元按照进入信元的VPI/VCI值可以查找到输出VPI/VCI值。信元在交换网络中传送时仍为53个字节，没有增加任何额外开销，但在每个交换单元内部都增加了控制选路所需要的转发表。下面以图7．16中的2级交换网络为例，说明转发表控制选路的工作原理。

在表格控制选路方法中，路由表分散在各个交换单元中，当VPI/VCI值为12的信元从输入端口3进入第1级交换单元时，用12查找该交换单元中的路由表，得到新的VPI/VCI值16和路由信息（输出端口）5，于是将12换为16，并选择第5条出线输出信元；同样信元到达第2级交换单元时，使用16查找这个交换单元中的路由表，得到新的VPI/VCI值18，将5换成1，并从第9条线输出，最终完成信元交换。

表格控制选路的优点不像自选路由那样需要给信元贴上选路标签，不会增加信元开销，但由于每个交换单元都需要有路由表，就需要增加存储器容量，因此增加了存储器开销。一

图7．16　转发表控制选路

般大规模多级交换网络多数使用自选路由，因为自选路由比表格控制选路控制简单、故障率小。