[科普中國]-虛通道

簡述

從原理上講，建立了虛信道概念，就已經(jīng)能夠描述ATM的交換連接過程，但是為了便于描述交換機(jī)和交換機(jī)之間的半固定連接，在ATM術(shù)語中，還定義了一個虛通道(VP)的概念。虛通道用來描述一組虛信道通過網(wǎng)絡(luò)的單向路由，它由若干虛信道組成。和虛信道一樣，虛通道也是一種單向通道，它也通過一個標(biāo)記(虛通道標(biāo)記VPI)來表示，而且，VPI的數(shù)值也只在局部范圍內(nèi)有意義。不同的虛通道中可以有相同數(shù)值的VCI，但在同一虛通道中，各個VCI的數(shù)值是唯一的。通常，虛通道用于各節(jié)點(diǎn)交換機(jī)互聯(lián)以及用戶終端設(shè)備的接入，而虛信道則直接用于各種業(yè)務(wù)源。在同一虛通道中，不同用戶或不同業(yè)務(wù)的信元各自使用不同數(shù)值標(biāo)記的虛信道。

ATM的呼叫接續(xù)不是按信元逐個地進(jìn)行選路控制，而是采用分組交換中虛電路的概念，也就是在傳送信元之前預(yù)先建立與某呼叫相關(guān)的信元接續(xù)路由，同一個呼叫的所有信元都經(jīng)過相同的路由，直至呼叫結(jié)束。其連接過程是：當(dāng)發(fā)送端想和接收端通信時(shí)，它通過用戶網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送一個請求建立連接的控制信號；接收端通過網(wǎng)絡(luò)收到該控制信號并同意建立連接后，網(wǎng)絡(luò)中的各個交換節(jié)點(diǎn)經(jīng)過一系列的信令交換后就會在發(fā)送端和接收端之間建立起一個虛連接。虛連接是用一系列的VPI/VCI表示的。在虛連接的建立過程中，虛連接上所有的交換節(jié)點(diǎn)都會建立路由翻譯表，以完成輸入信元VPI/VCI值到輸出信元VPI/VCI值的轉(zhuǎn)換。1

虛通道數(shù)目隨著工藝的進(jìn)一步發(fā)展，每個虛擬網(wǎng)絡(luò)可能配置更多的虛通道(VC)。此外，優(yōu)化cache一致性協(xié)議可以減少所需虛擬網(wǎng)絡(luò)數(shù)目，從而允許每個虛擬網(wǎng)絡(luò)配置更多的虛通道。DOR、west—first和odd—even在2條VCs和4條VCs時(shí)的性能基本相同。這些算法的性能在VC數(shù)目從1條增加到2條時(shí)獲得了較大提升，但是，當(dāng)VC數(shù)日繼續(xù)增加時(shí)，它們的性能受限于有限的物理路徑多樣性，因此沒有進(jìn)一步提升。Negative—first具有較高的物理通道多樣性，當(dāng)VC數(shù)目從2條增加到4條時(shí)．其獲得了一定程度的性能提升。由于更多的虛通道降低了保守分配策略對性能的影響，當(dāng)VC數(shù)日從2條增加到4條時(shí)，PSF、FULLY、PSF-I WPF和FULLY+WPF都得到了顯著性能提升。報(bào)文進(jìn)入逃逸虛通道的概率隨著虛通道數(shù)的增加而下降，因此，PSF和FUI。LY(或PSF +WPF和FULLY+WPF）的性能差異隨著VC數(shù)目的增加而減少。2

虛擬通道分配器虛擬通道分配(VA)模塊將從輸入虛通道來的資源請求與下游路由器的可用虛擬通道相匹配。因?yàn)樘撔诺婪峙淦鲗妮斎胩撏ǖ纴淼馁Y源請求與可用輸出虛通道進(jìn)行匹配，它的硬件開銷數(shù)量隨著用于每個方向虛通道數(shù)的增加而增加。虛通道分配器的復(fù)雜性和延遲取決于路由選擇的范圍。與我們的NoC設(shè)計(jì)一致，路由電路在由輸入虛通道選取的單物理通道中返回候選輸出虛通道。輸入仲裁請求的大小等于共享一個物理信道的虛通道的數(shù)量(V)。

給定一個由RC模塊計(jì)算的路由結(jié)果，虛通道分配器要求每個輸入虛擬通道的第一級仲裁器選出一個下游路由器虛通道。這樣第二級輸入虛通道之間的請求競爭就會得以解決?？傊?，需要在輸入端有pv v：1仲裁器和輸出端有pv pv：1仲裁器。這個體系結(jié)構(gòu)和傳統(tǒng)的基于虛通道流控路由器相同。因?yàn)槲覀冊诿總€方向的兩個雙向通道共享虛通道緩沖區(qū)，因此相對傳統(tǒng)的基于虛通道流控路由器，在VA級沒有開銷。3