Luận văn Chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát GMPLS

LỜI CẢM ƠN Có thể nói đây là một đề tài rất mới và cũng rất khó. Nhưng với sự nỗ lực của bản thân và trên hết là sự chỉ bảo và tận tình hướng dẫn của PGS, TS Nguyễn Kim Giao em đã hoàn thành luận án này. Vì vậy lời đầu tiên em xin chân thành cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ chỉ bảo và hướng dẫn của thầy. Ngoài ra em cũng xin chân thành cám ơn các thầy cô giáo trong Khoa Điện Tử Viễn Thông - trường Đại học Công Nghệ - Đại học quốc gia Ha Nội đã giảng dạy và tạo môi trường tôt cho em nghiên cứu và học tập. Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn các bạn học cùng khoá K49 những người luôn sát cánh bên tôi trong suốt quá trình học tập cũng như trong thời gian làm khoá luận tốt nghiệp. Hà Nội, tháng 5 năm 2008 Sinh viên Đinh Mạnh Hải TÓM TẮT NỘI DUNG Vấn đề RWA hiện nay rất được quan tâm nghiên cứu với một số lượng công trình đáng kể đã được công bố. Với cùng một cấu trúc vật lý, bằng các phương pháp định tuyến và gán bước sóng hợp lý trong cấu trúc mạng quang cho ta truyền được lưu lượng cao và mang lại hiệu quả sử dụng băng tần cũng như chất lượng dịch vụ Luận văn trình bày tổng quan về chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS và chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quátGMPLS. Trên cơ sở một số giải pháp điển hình cho bài toán RWA, luận văn đã xây dựng được mô hình mô phỏng các bài toán đã đề xuất bằng OMNET++ cho mạng quang thông minh ION. MỤC LỤC Lời cảm ơn Mục lục Thuật ngữ viết tắt Lời mở đầu 1 Chương 1:Tổng quan về công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS và GMPLS 3 11. Giới thiệu 3 1.2. Công nghệ IP 4 1.3. Công nghệ ATM 4 1.4. Công nghệ MPLS 6 1.4.1. Các khái niệm cơ bản MPLS 9 1.4.2. Thành phần cơ bản của MPLS 11 1.4.3. Các giao thức sử dụng trong MPLS 11 A. Giao thức phân phối nhãn (LDP) 12 B. Giao thức RSVP 24 C. Giao thức CR – LDP 29 D. Giao thức MPLS – BGP 30 1.5.Công nghệ GMPLS 30 1.5.1.Nhãn tổng quan của GMPLS 31 1.5.2.Bộ giao thức GMPLS 32 Chương 2: Giới thiệu bài toán định tuyến và gán bước sóng trong mạng quang 33 2.1. Giới thiệu 33 2.2.Các loại bài toán RWA 34 2.2.1. Thiết lập luồng quang tĩnh (SLE) 34 2.2.2. Thiếp lập luồng quang động (DLE) 34 2.3.Các phương pháp giải quyết bài toán 34 2.4.Cơ sở lý thuyết 35 2.4.1. Giới thiệu lý thuyết đồ thị 35 2.4.2. Giải thuật Dijkstra 35 2.5. Bài toán RWA trong thiết lập luồng quang tĩnh (SLE) 36 2.6. Bài toán RWA trong thiết lập luồng quang động (DLE) 37 2.6.1. Bài toán định tuyến 38 A. Định tuyến cố định 38 B. Định tuyến thay thế cố định 38 C. Định tuyến thích nghi dựa trên thông tin tổng thể 39 D. Định tuyến thích nghi dựa trên thông tin cục bộ 43 2.6.2. Bài toán gán bước sóng 47 A. Thuật toán gán bước sóng theo thứ tự bước sóng 47 B. Thuật toán gán bước sóng ngẫu nhiên 47 C. Thuật toán gán bước sóng dựa trên bước sóng sử dụng nhiều nhất ít nhất 48 2.6.3. Báo hiệu và đặt trước tài nguyên 48 A. Đặt trước sóng sóng 48 B. Đặt trước theo chặng 49 Chương 3:Phương pháp định tuyến và gán bước sóng trong mạng quang dựa.. trên kỹ thuật GMPLS 50 3.1 MPLS và mạng quang thông minh 50 3.1.1. Tầm bao quát rộng lớn của MPLs 50 3.1.2. Các giao thức định tuyến và phân phối nhãn trong nền MPLS 51 3.1.3. Hướng tới ngăn xếp giao thức đơn giản hơn: IP/MPLS qua DWDM 51 3.1.4. Tương quan giữa MPLS và mạng quang 51 3.1.5. Liên kết và quản lý ba mặt phẳng điều khiển 52 3.2 Bài toán định tuyến và gán bước sóng trong mạng quang tổ chức trên kỹ thuật GMPLS 53 3.2.1. Tổng quan về kỹ thuật GMPLS 53 3.2.2.Thiết lập và khôi phục luồng quang 54 3.3. Các điều kiện ràng buộc trong định tuyến quang 54 3.3.1. Điều kiện ràng buộc trong lớp vật lý 55 3.3.2. Các ràng buộc bước sóng 55 3.3 Kiến trúc GMPLS 55 3.4. Bộ định tuyến GMPLS thực tế: Bộ định tuyến Hikari 56 3.5 Kết luận chương 58 Chương 4: Xây dựng mô hình bài toán định tuyến và gán bước sóng trong mạng quang sử dụng kỹ thuật GMPLs 59 4.1. Tổng quan về OMNET++ 59 4.1.1. Giới thiệu chung 59 4.1.2. Các thành phần chính của OMNET++ 59 4.1.3. Ứng dụng 60 4.1.4. Mô hình thuật toán trong OMNET++ 60 4.1.5. Lập trình thuật toán 61 4.1.6. Sử dụng OMNET++ 61 4.1.7. Hệ thống file 63 4.2. Phương pháp thực luận nghiệm 65 4.2.1. Các giả thuyết 65 A. Định nghĩa bài toán 65 B. Xem xét thời gian thiết lập yêu cầu 65 C. Yêu cầu đến 66 D. Xem xét kiến trúc của mạng quang thông minh ION 67 E. Các điều kiện ràng buộc vật lý 67 4.2.2. Xây dựng hàm mục tiêu 69 4.2.3. Mô tả bài toán RWA 70 A. Giải thuật định tuyến 70 B. Mô tả bài toán định tuyến 72 4.3. Xây dựng mô hình 76 4.3.1 Đường lối thực thi 76 A. Mô hình mạng 76 B. Các tham số hệ thống 78 4.4. Kết quả và so sánh 78 4.4.1. So sánh các bài toán gán bước sóng 78 4.4.2. Tắc nghẽn và trung bình tuyến liên kết sử dụng 79 4.4.3. Nhận xét chung về tắc nghẽn trong mạng ION 80 4.4.4. So sánh giữa các thước đo TAW đơn giản và nâng cao 81 Kết luận 82 THUẬT NGỮ VIẾT TẮT ADM Add-Drop Multiplexer Bộ ghép kênh xen rẽ ARIS Aggregate Route-Based IP Chuyển mạch IP theo phương pháp tập hợp tuyến ASE Amplified Spontaneous Emission Phát xạ tự phát được khuyếch tán ATM Asynchronous Tranfer Mode Phương thức truyền tải không đồng bộ BGP Boder Gateway Protocol Giao thức định tuyến cổng miền CLNP Connectionless Network Protocol Giao thức mạng phi kết nối CPU Central Processor Unit Bộ xử lý trung tâm CR-LDP Constraint-Based routing Labed Giao thức phân bố nhãn được xác Distribution protocol định tuyến dựa trên ràng buộc CSR Cell Switching Router Bộ định tuyến chuyển mạch tế bào DLCI Data Link Connection Identifier Nhận dạng kết nối lớp lien kết dữ liệu DLE Dynamic Lightpath Establishment Thiết lập luồng quang động DWDM Dense Wavelength Division Ghép kênh phân chia theo bước Muntiplexing sóngmật độ cao (40 hoặc 80 kênh quang trên mộ sợi) FEC Forwarding Equivalence Class Lớp chuyển tiếp tương đương FIB Forwarding Information Base Cơ sở dữ liệu chuyển tiếp trong bộ định tuyến GMPLS Generalized Multi Protocol Label Chuyển mạch nhãn đa giao thức Switching tổng quát IETF International Engineering Task Tổ chức tiêu chuẩn kỹ thuật Quốc Force tế cho Internet IGP Interior Gateway Protocol Giao thức định tuyến trong miền ILP Integer Linear Program Quy hoạch tuyến tính nguyên IP Internet Protocol Giao thức Internet ISCD Interface Switching Capability Bộ mô tả khả năng chuyển mạch Descriptor giao diện IS-IS Intermediate System to Giao thức định tuyến IS-IS Intermediate System IS-IS-TE Intermediate System to Giao thức định tuyến IS-IS có kỹ Intermediate System – Traffic thuật lưu lượng Engineering LDP Label Distribution Protocol Giao thức phân bổ nhãn LMP Link Management Protocol Giao thức quản lý kênh LSA Link State Advertisement Bản tin quảng bá trạng thái liên kết LSP Label Switching Path Đường chuyển mạch nhãn LSR Label Switching Router Bộ định tuyến chuyển mạch nhãn MPLS Multi Protocol Label Switching Chuyển mạch nhãn đa giao thức NGN Next Generation Network Mạng thế hệ sau NP Subset op class NP problems Tập hợp con của lớp các bài toán Complete NP mà nó được xem rất khó giải OSPF Open Shortest Path First Giao thức định tuyến OSPF OSPF-TE Open Shortest Path First-Traffic Giao thức định tuyến OSPF Engineering có kỹ thuật lưu lượng OXC Optical Cross-Connect Đấu nối chéo quang PMD Polarization Mode Dispersion Tán sắc mốt phân cực PPP Point to Point Protocol Giao thức điểm - điểm RIP Realtime Internet Protocol Giao thức báo hiệu IP thời gian thực RSVP Wavelength Resvation Protocol Giao thức đặt trước tài nguyên RSVP-TE Wavelength Resvation Protocol- Giao thức đặt trước tài nguyên có Traffic Engineering kỹ thuật lưu lượng RWA Routing and Wavelength Định tuyến và gán bước sóng Assignment SDH Synchronous Digital Hierarchy Phân cấp truyền dẫn số đồng bộ SLE Static Lightpath Establishment Thiết lập luồng quang tĩnh Sonet Synchronous Optical Network Mạng quang đồng bộ TCP Transport Control Protocol Giao thức điều khiển truyền tải TE Traffic Engineering Kỹ thuật lưu lượng TED Traffic Engineering Database Cơ sỡ dữ liệu có kỹ thuật lưu lượng TLV Type Length Value Giá trị chiều dài tuyến (số nút) TWA Total Wavelength and Available Tổng số bước sóng và bước sóng Có thể sử dụng UDP User Data Protocol Giao thức dữ liệu người sử dụng UNI User Network Interface Giao diện mạng- người sử dụng VCI Virtual Circuit Identifier Trường nhận dạng kênh ảo VPI Virtual Path Identifier Trường nhận dạng đường ảo WCC Wavelegth Continuity Ràng buộc bước sóng liên tục Constraint WRN Wavelength Routed Network Mạng đinh tuyến bước sóng LỜI MỞ ĐẦU Trong những năm gần đây,cùng với việc bùng nổ Internet trên toàn cầu kéo theo đó là các dịch vụ mới như truyền hình số đa phương tiện, video, xử lý ảnh đòi hỏi băng thông ngày càng cao lên tới cỡ gigabyte với khoảng cách xa, mật độ cao độ rủi ro thấp. Nhưng các giao thức hiện nay không thể đáp ứng được nhu cầu đó. Do đó xu thế tất yếu là cần phải có một giao thức mới ra đời nhằm thoả mãn các yêu cầu trên.Theo nghiên cứu thì các sợi quang với thuận lợi về băng thông (tần số sóng mang cỡ 200 THz), trong lượng và kích thước nhỏ; hoàn toàn cách biệt về điện, không có giao thoa cũng như suy hào về đường truyền thấp. Và những ưu điểm đó đã được phát triển cho các ứng dụng rộng rãi trong mạng truyền dẫn hiện nay. Để tận dụng được những ưu điểm trên thì việc phân luồng và gán bước sóng phù hợp cho tín hiệu đến và đi cho các tuyến trên sợi quang là công việc rất có ý nghĩa nhằm phát huy năng lực tiềm tàng của sợi trong việc tăng dung lượng đường truyền Trên thế giới mạng ghép kênh theo bước sóng WDM (Wavelength Division Multiplexing) đã được thương mại hoá từ năm 1996. Xu thế phát triển mạng hiện nay ở Việt Nam là mục tiêu xây dựng mạng truyền tải toàn quang cho mạng thế hệ sau NGN (Next Generation Network) dựa trên công nghệ WDM. Những lỗ lực phi thường về công nghệ truyền dẫn quang trong đó tập trung vào nghiên cứu vấn đề công nghệ mạng WDM trên thế giới hiện nay đang dần dần đáp ứng được nhu cầu tất yếu của mạng. Có nhiều vấn đề cần phải được giải quyết trong mạng WDM nhằm ngày càng hoàn thiện đặc tính mạng. Trong đó các vấn đề đó thì định tuyến và gán bước sóng trong mạng quang nói chung và mạng WDM nói riêng được coi là một trong những kỹ thuật quan trọng nhất và có tính sống còn. Một mặt kỹ thuật này cho phép xây dựng được mạng truyền dẫn quang linh hoạt và đảm bảo thông suốt các lưu lượng tín hiệu lớn. Mặt khác nó cho phép tận dụng băng tần của sợi quang trong khi vẫn đơn giản hoá được rất nhiều cấu trúc mạng. Điều đó có tác động lớn tới việc xây dựng và bảo dưỡng mạng rất có hiệu quả sau này. Trong những năm gần đây ngành công nghiệp viễn thông đã và đang tìm một phương pháp chuyển mạch có thể kết hợp ưu điểm của IP (như cơ cấu định tuyến) và của ATM (như thông lượng chuyển mạch). Công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS (Multi Protocol Label Switching) là kết quả phát triển của nhiều công nghệ chuyển mạch Ip sử dụng cơ chế hoán đổi nhãn như của ATM để tăng tốc độ truyền gói tin mà không cần thay đổi các giao thức định tuyến của IP. Nhưng gần đây nền công nghiệp viễn thông lại bị hút về chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát GMPLS (Generalized MPLS) do giải pháp về mặt phẳng điều khiển cho mạng quang thế hệ sau.GMPLS hỗ trợ không chỉ các thiết bị thực hiện chuyển mạch gói mà còn thực hiện chuyển mạch theo miền thời gian, theo bước sóng và theo không gian. GMPLS nhằm hiện đại hoá việc định tuyến qua mạng thông tin quang bằng việc tạo ra một mặt phẳng chung giữa các lớp quản lý dịch vụ IP và các lớp thông tin quang, đặc biệt cho phép chúng phản ứng rất linh hoạt với các yêu cầu thay đổi băng thông, cho phép thiết lập các dịch vụ thông tin quang năng động hơn. Với ý nghĩa đó công việc nghiên cứu tìm hiểu và đánh giá các thuật toán định tuyến và gán bước sóng trong mạng quang dựa trên GMPLS được tiến hành trong luận văn này là rất cần thiết, đặc biệt khi xu thế mạng NGN yêu cầu việc cấp phát tài nguyên.Với toàn bộ nội dung trình bày trong luận văn này, đề tài mong muốn được tiếp tục nghiên cứu về vấn đề này nhằm tham gia và trao đổi một vấn đề học thuật trong một lĩnh vực mạng thông tin quang còn rất rộng lớn và hấp dẫn. Mục đích của đề tài luận văn là nghiên cứu các kỹ thuật định tuyến và gán bước sóng trong mạng quang dựa trên GMPLS. Với mục tiêu đó nội dung của luận văn bao gồm các vấn đề sau: Chưong 1: Giới thiệu tổng quan về công nghệ chuyển mạch nhãn đa giao thức (MPLS) và chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát (GMPLS) Chương 2: Giới thiệu về vấn đề định tuyến và gán bước sóng trong mạng quang (RWA) và cách thức chung để giải quyết bài toán này Chương 3: Tập trung trình bày về phương pháp định tuyến và gán bước sóng trong mạng quang dựa trên kỹ thuật chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát GMPLS Chương 4: Tập trung vào việc xây dựng mô hình bài toán định tuyến và gán bước sóng trong mạng quang dựa trên kỹ thuật chuyển mạch nhãn đa giao thức tổng quát GMPLS CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CHUYỂN MẠCH NHÃN ĐA GIAO THỨC MPLS VÀ GMPLS 1.1 GIỚI THIỆU Trong những năm gần đây cùng với sự bùng nổ của Internet trên toàn cầu thì các dịch vụ thoại và đa phương tiện cũng ngày càng phát triển với tốc độ chóng mặt. Kéo theo đó là vấn đề về tốc độ và dải thông của các dịch vụ này đã vượt quá tài nguyên hạ tầng của Internet hiện nay. Như chúng ta đã biết giao thức định tuyến TCP/IP có ưu điểm là khả năng định tuyến và truyền gói tin một cách hết sức mềm dẻo và linh hoạt. Tuy nhiên nhược điểm của nó là không đảm bảo được chất lượng dịch vụ, tốc độ truyền tin theo yêu cầu. Trong khi đó công nghệ ATM có thế mạnh ưu việt về tốc độ truyền tin cao, đảm bảo thời gian thực và chất lượng dịch vụ theo yêu cầu định trước nhưng nó lại không có được khả năng định tuyến mềm dẻo như của TCP/IP. Giải pháp được đặt ra đối với các nhà khoa học là tìm ra một phương thức chuyển mạch có thể kết hợp đồng thới ưu điểm của TCP/IP và ATM. Sự kết hợp đó có thể là giải pháp kỳ vọng cho mạng viễn thông tương lai- mạng thế hệ sau NGN. Chuyển mạch nhãn là giải pháp đáp ứng được nhu cầu đó. Có lẽ yếu tố thúc đẩy quan trọng nhất đằng sau chuyển mạch nhãn là nhu cầu phát triển chức năng định tuyến của Internet và IP. Và đó cũng là điều tất yếu do đòi hỏi của sự phát triển nhanh chóng của Internet. Sự ra đời của chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS đã góp phần giải quyết các vấn đề mà các mạng ngày nay đang phải đối mặt như tốc độ, lưu lượng truyền khả năng mở rộng cấp độ mạng, quản lý chất lượng dịch vụ (QoS). MPLS đã xuất hiện để đáp ứng các yêu cầu dịch vụ và quản lý băng thông cho giao thức Internet (IP) thế hệ sau dựa trên mạng đường trục. Nói tóm lại, sự ra đời của MPLS đóng một vai trò quan trọng trong việc định tuyến, chuyển mạch và chuyển tiếp các gói qua mạng thế hệ sau cũng như giải quyết các vấn đề liên quan tới khả năng mở rộng mạng. Nó có thể hoạt động với các mạng Frame Relay và chế độ truyền tải không đồng bộ ATM hiện nay để đáp ứng các nhu cầu dịch vụ của người sử dụng. 1.2. CÔNG NGHỆ IP Như đã nhắc ở trên MPLS là sự kết hợp của hai công nghệ IP và ATM. Nên chúng ta sẽ giới thiệu khái quát về hai công nghệ này. Sự phát triển đột biến của IP, sự tăng trưởng theo cấp số nhân của thuê bao Internet đã là một thực tế không ai có thể phủ nhận. Hiện nay, lượng dịch vụ lớn nhất trên các mạng đường trục trên thực tế đều là từ IP. Trong công tác tiêu chuẩn hoá các loại kĩ thuật, việc đảm bảo tốt hơn cho IP đã trở thành trọng điểm của công tác nghiên cứu. IP là giao thức liên mạng phi kết nối. Việc chuyển gói tin thực hiện theo cơ chế phi kết nối. IP định nghĩa cơ cấu đánh số, cơ cấu chuyển tin, cơ cấu định tuyến và các chức năng điều khiển ở mức thấp (ICMP). Gói tin IP gồm địa chỉ của bên nhận địa chỉ là số duy nhất trong toàn mạng và mang đầy đủ thông tin cần cho việc chuyển gói tới đích. Từ khi giao thức này ra đời, nó nhanh chóng trở thành giao thức liên mạng thông dụng nhất. Ngày nay gần như các liên mạng công cộng sử dụng giao thức IP. Mạng IP có mặt ở khắp mọi nơi, mạng Internet toàn cầu chúng ta hiện nay cũng đang sử dụng giao thức IP. Bên cạnh những ưu điểm tuyệt vời của giao thức IP (như khả năng định tuyến), nó cũng có không ít những nhược điểm (như khả năng quản lý chất lượng dịch vụ), các nhà cung cấp mạng trong quá trình phát triển đã liên tục bổ sung các giao thức, thuật toán mới (chẳng hạn các giao thức QoS như: RSVP, IntServ, DiffServ; giao thức IPSec, RTP/RTCP hay các thuật toán tăng tốc độ tìm kiếm địa chỉ trong bảng định tuyến) để có thể khắc phục các nhược điểm của mạng IP. Nhưng cái gì cũng có giới hạn của nó, khi nhu cầu sử dụng dịch vụ của người sử dụng tăng lên cả về loại hình lẫn chất lượng dịch vụ thì mọi sự bổ sung là không đủ và cần có những công nghệ mạng mới có bản chất khác (không là giải pháp phi kết nối) đáp ứng yêu cầu QoS tốt hơn. Và thế là nhiều công nghệ mạng đã ra đời, điển hình là FR và ATM. Tóm lại, IP là một giao thức chuyển mạch gói có độ tin cậy và khả năng mở rộng cao. Tuy nhiên, việc điều khiển lưu lượng rất khó thực hiện do phương thức định tuyến theo từng chặng. Mặt khác, IP cũng không hỗ trợ chất lượng dịch vụ. 1.3. CÔNG NGHỆ ATM Cùng với sự phát triển của Internet và tăng tốc độ xử lý của bộ định tuyến là sự phát triển mạnh trong lĩnh vực chuyển mạch. Mạng số dịch vụ tích hợp băng rộng (B-ISDN) là một kỹ thuật cho phép truyền thông thời gian thực giữa các thiết bị truyền thông đầu cuối, sử dụng kỹ thuật ATM. ATM có thể mang mọi luồng thông tin như thoại, dữ liệu, video, phân mảnh nó thành các gói có kích thước cố định (gọi là cell), và sau đó truyền tải các cell trên đường dẫn đã được thiết lập trước, gọi là kết nối ảo. Công nghệ ATM dựa trên cơ sở phương pháp chuyển mạch gói, thông tin được nhóm vào các gói tin có chiều dài cố định, trong đó vị trí của gói không phụ thuộc vào đồng hồ đồng bộ, và dựa trên nhu cầu bất kì của kênh trước. Các chuyển mạch ATM cho phép hoạt động với nhiều tốc độ và dịch vụ khác nhau. ATM có hai đặc điểm quan trọng: - Thứ nhất ATM sử dụng các gói có kích thước nhỏ và cố định gọi là các tế bào ATM, các tế bào nhỏ với tốc độ truyền lớn sẽ làm cho trễ truyền lan và biến động trễ giảm đủ nhỏ đối với các dịch vụ thời gian thực, cũng sẽ tạo điều kiện cho việc kết hợp kênh ở tốc độ cao được dễ dàng hơn. - Thứ hai ATM có khả năng nhóm một vài kênh ảo thành một đường ảo nhằm giúp cho việc định tuyến được dễ dàng. ATM khác với định tuyến IP ở một số điểm. Nó là công nghệ chuyển mạch hướng kết nối. Kết nối từ điểm đầu đến điểm cuối phải được thiết lập trước khi thông tin được gửi đi. ATM yêu cầu kết nối phải được thiết lập bằng nhân công hoặc thiết lập một cách tự động thông qua báo hiệu. Mặt khác, ATM không thực hiện định tuyến tại các nút trung gian. Tuyến kết nối xuyên suốt được xác định trước khi trao đổi dữ liệu và được giữ cố định trong suốt thời gian kết nối. Trong quá trình thiết lập kết nối, các tổng đài ATM trung gian cung cấp cho kết nối một nhãn. Việc này nhằm thực hiện hai điều: dành cho kết nối một số tài nguyên và xây dựng bảng chuyển tế bào tại mỗi tổng đài. Bảng chuyển tế bào có tính cục bộ và chỉ chứa thông tin về các kết nối đang hoạt động đi qua tổng đài. Điều này khác với thông tin về toàn mạng chứa trong bảng chuyển tin của router dùng IP. Quá trình chuyển tiếp tế bào qua tổng đài ATM cũng tương tự việc chuyển gói tin qua router. Tuy nhiên, ATM có thể chuyển mạch nhanh hơn vì nhãn gắn trên cell có kích thước cố định (nhỏ hơn của IP), kích thước bảng chuyển tin nhỏ hơn nhiều so với của IP router, và việc này được thực hiện trên các thiết bị phần cứng chuyên dụng. Do vậy, thông lượng của tổng đài ATM thường lớn hơn thông lượng của IP router truyền thống. Do có khả năng hỗ trợ truyền dữ liệu, thoại, và video với chất lượng cao trên một số các công nghệ băng tần cao khác nhau, ATM từng được xem như là công nghệ chuyển