虛通道

從原理上講，建立了虛信道概念，就已經能夠描述ATM的交換連接過程，但是為了便於描述交換機和交換機之間的半固定連接，在ATM術語中，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絡的單向路由，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，它也通過一個標記(虛通道標記VPI)來表示，而且，VPI的數值也只在局部範圍內有意義。不同的虛通道中可以有相同數值的VCI，但在同一虛通道中，各個VCI的數值是唯一的。通常，虛通道用於各節點交換機互聯以及用户終端設備的接入，而虛信道則直接用於各種業務源。在同一虛通道中，不同用户或不同業務的信元各自使用不同數值標記的虛信道。

ATM的呼叫接續不是按信元逐個地進行選路控制，而是採用分組交換中虛電路的概念，也就是在傳送信元之前預先建立與某呼叫相關的信元接續路由，同一個呼叫的所有信元都經過相同的路由，直至呼叫結束。其連接過程是：當發送端想和接收端通信時，它通過用户網絡接口發送一個請求建立連接的控制信號；接收端通過網絡收到該控制信號並同意建立連接後，網絡中的各個交換節點經過一系列的信令交換後就會在發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點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值的轉換。 ^[1] 

隨着工藝的進一步發展，每個虛擬網絡可能配置更多的虛通道(VP)。此外，優化cache一致性協議可以減少所需虛擬網絡數目，從而允許每個虛擬網絡配置更多的虛通道。DOR、west—first和odd—even在2條VPs和4條VPs時的性能基本相同。這些算法的性能在VP數目從1條增加到2條時獲得了較大提升，但是，當VP數日繼續增加時，它們的性能受限於有限的物理路徑多樣性，因此沒有進一步提升。Negative—first具有較高的物理通道多樣性，當VP數目從2條增加到4條時．其獲得了一定程度的性能提升。由於更多的虛通道降低了保守分配策略對性能的影響，當VP數日從2條增加到4條時，PSF、FULLY、PSF-I WPF和FULLY+WPF都得到了顯著性能提升。報文進入逃逸虛通道的概率隨着虛通道數的增加而下降，因此，PSF和FUI。LY(或PSF +WPF和FULLY+WPF）的性能差異隨着VP數目的增加而減少。 ^[2] 

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。因為虛信道分配器將從輸入虛通道來的資源請求與可用輸出虛通道進行匹配，它的硬件開銷數量隨着用於每個方向虛通道數的增加而增加。虛通道分配器的複雜性和延遲取決於路由選擇的範圍。與我們的NoC設計一致，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於共享一個物理信道的虛通道的數量(V)。

給定一個由RC模塊計算的路由結果，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。總之，需要在輸入端有pv v：1仲裁器和輸出端有pv pv：1仲裁器。這個體系結構和傳統的基於虛通道流控路由器相同。因為我們在每個方向的兩個雙向通道共享虛通道緩衝區，因此相對傳統的基於虛通道流控路由器，在VA級沒有開銷。 ^[3]