[科普中国]-虚通道连接

虚通道（virtual path，VP）是一种通信电路，它可以在两个或多个端点之间传送ATM信元。虚通道连接，是一个在ATM网络中的概念，是指虚拟信道连接组，其共享一个或多个接近虚拟通道链接。或指一条虚通道可以连接两个用户和两个网络实体。

简介虚通道是指具有相同端点的一组虚通路连接，一条虚通道可以连接一个端用户和一个网络。无论是哪种情况，都必须要保持信元被投递的顺序与它们被发送的顺序相同。虚通道连接具有以下下列特征：保证虚通道的服务质量，这一特征主要由信元丢失率和信元延迟变化等参数确定。提供交换的和半永久的虚通道连接，保证信元顺序完整性和协商流参数并使用监督。在一条虚通道内部的虚通路标识符限制。可能有一个或多个虚通路标识符或号码不能提供给连接在通道上的，但可能保留给网络用户。

异步传输模式随着Internet与多媒体技术的飞速发展， Web上的图像、音频、视频等多媒体内容越来越多，用户需要有更高的接入速率。而现有的电路交换和分组交换很难胜任宽带高速的交换任务。对于电路交换，当数据的传输速率及其突发性变化很大时，交换的控制就变得十分复杂;对于分组交换，当数据传输速率很高时，协议数据单元在各层的处理成为很大的开销，无法满足实时性很强的业务的时延要求。异步传输模式ATM (Asynchronous Transfer Mode)就是建立在电路交换和分组交换基础上的一种新的交换技术，他可以很好地进行宽带信息交换。

与普通IP传输的非面向连接不同， ATM是一种面向连接的交换方式。 ATM交换机是根据信元头的信息，基于信元完成的。一个ATM交换机可能只使用信元头的VPI部分，或只使用VCI部分，或者两个部分都使用来决定如何转发信元。其工作过程大致是：ATM交换机接收来自特定输入端口的、带有标记的VPI/VCI字段和表明属于特定虚电路的信元，然后检查路由表，从中找出从哪个输出端口转发该信元，并设置输出信元的VPI/VCI值。就像电话呼叫的例子，只使用信元头部的VPI字段进行ATM信元的大量交换是非常有用的。ATM采用了虚连接技术，将逻辑子网和物理子网分离。类似于电路交换， ATM首先选择路径，在2个通信实体之间建立虚通路，将路由选择与数据转发分开，使传输中间的控制较为简单，解决了路由选择瓶颈问题。设立虚通路和虚通道两级寻址，虚通道是由两结点间复用的一组虚通路组成的，网络的主要管理和交换功能集中在虚通道一级，减少了网管和网控的复杂性。在一条链路上可以建立多个虚通路。在一条通路上传输的数据单元均在相同的物理线路上传输，且保持其先后顺序，因此克服了分组交换中无序接收的缺点，保证了数据的连续性，更适合于多媒体数据的传输。

在信头的各个组成部分中， VPI和VCI是最重要的了。这两个部分合起来构成了一个信元的路由信息，该信息表示这个信元从哪里来，到哪里去。为此常把这两个部分合起来记作VPI和VCI。 ATM交换就是依据各个信元上的VPI和VCI，来决定把他们送到哪一条输出线上去。

每个ATM交换机建立一张对照表。对于每个交换端口的每一个VPI和VCI，都有对应表中的一个入口。当VPI和VCI分配给某一信道时，对照表将给出该交换机的一个对应输出端口以及用于更新信头的VPI和VCI值。当某一信元到达交换机时，交换机将读出该信元信头的VPI和VCI值，并与路由对照表比较。当找到输出端口时，信头的VPI和VCI被更新，信元被发往下一段路程。

ATM传送信息的基本载体是ATM信元。 ATM信元采用53 B的固定长度，其中48 B为数据，另附加5 B作为信头。在信元交换过程中，主要是参照信头的内容对信元进行处理。信头内容在UNI和NNI中略有不同，如图所示。

GFC (Generic Flow Control)：一般流量控制，只用于UNI接口，没用，置为0000。VPI(Virtual Path Identifier)：虚通道标识，在一个接口上将若干个虚通路集中起来组成一个虚通道(VP)，并以虚通道为网络管理的基本单位。 VPI在UNI中为8 b，在NNI中为12b。

VCI(Virtual Channel Identifier)：虚通路标识，标识虚通道内的虚通路， VPI/VCI一起标识一个虚连接。PTI (Payload Type)：载荷类型指示，用于指明信元中的载荷(数据域中携带的数据)类型。CLP (Cell Loss Priority)：信元丢失优先级，用于拥塞控制。当网络出现拥塞时，首先抛弃CLP等于1的信元。

HEC (Header Error Control)：信元差错控制，用来检测信头中的错误，并可以纠正信头中的1 b差。HEC的另一个作用是用于信元定界，利用HEC字段和他之前的4 B的相关性可识别出信头位置。HEC的功能在物理层实现1。

虚通道虚通道（VP）是一种通信电路，它可以在两个或多个端点之间传送ATM信元。端点之间的虚通道可以是用户到用户的链接，也可以是用户到网络的连接，还可以网强到网络的连接。虚通道的端点指的是高层协议发送或接收ATM信元的接口。从原理上讲，建立了虚信道概念，就已经能够描述ATM的交换连接过程，但是为了便于描述交换机和交换机之间的半固定连接，在ATM术语中，还定义了一个虚通道(VP)的概念。虚通道用来描述一组虚信道通过网络的单向路由，它由若干虚信道组成。和虚信道一样，虚通道也是一种单向通道，它也通过一个标记(虚通道标记VPI)来表示，而且，VPI的数值也只在局部范围内有意义。不同的虚通道中可以有相同数值的VCI，但在同一虚通道中，各个VCI的数值是确定的。通常，虚通道用于各节点交换机互联以及用户终端设备的接入，而虚信道则直接用于各种业务源。在同一虚通道中，不同用户或不同业务的信元各自使用不同数值标记的虚信道。

本词条内容贡献者为:

张磊 - 副教授 - 西南大学