ATM與IP技術(shù)結(jié)合發(fā)展

摘 要ATM的成功及Internet的發(fā)展的關(guān)鍵是現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和ATM的互操作，而實現(xiàn)這一目的的關(guān)鍵是相同的網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，如IP、IPX。提供了高可靠的網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞 組播;標(biāo)記交換;MPLS

中圖分類號TP393文獻(xiàn)標(biāo)識碼A文章編號1673-9671-(2009)111-0010-01

近幾年隨著計算機技術(shù)的發(fā)展以及IP應(yīng)用的深入，無論是對終端應(yīng)用還是傳輸網(wǎng)絡(luò)都提出了更高的要求，不但要求要有快速的處理轉(zhuǎn)發(fā)能力，還需要對數(shù)據(jù)處理轉(zhuǎn)發(fā)的質(zhì)量有保障。而ATM作為重要的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，雖然目前的純應(yīng)用越來越少，但它可以提供空前的可伸縮性和性價比，以及對將來的實時業(yè)務(wù)、多媒體業(yè)務(wù)等的支持。在將來的信息體系中，ATM將繼續(xù)扮演重要的角色。目前的計算機網(wǎng)絡(luò)主要是IP應(yīng)用為主的LAN和WAN，網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議應(yīng)用IP、IPX等的基礎(chǔ)上，因此，需要把ATM和IP結(jié)合起來，給高層協(xié)議和應(yīng)用提供快速穩(wěn)定的服務(wù)是其主要目標(biāo)。

目前發(fā)展起來的在ATM網(wǎng)絡(luò)中支持IP技術(shù)主要有LANE、IP交換、標(biāo)簽標(biāo)記、MPLS、MPOA和CLIP。根據(jù)ATM協(xié)議層和IP的關(guān)系又分為對等模型和覆蓋模型。對等模型即把ATM層看做IP的對等層，使用基于IP的地址方案，而覆蓋模型即把ATM層和現(xiàn)有協(xié)議分開，重新定義地址體系。下面主要討論目前應(yīng)用比較多的LANE、IP交換、標(biāo)記交換和MPLS。

1LANE

1.1LANE工作組成

LANE協(xié)議定義了仿真IEEE 802.3以太網(wǎng)或802.5令牌環(huán)網(wǎng)的機制。LANE協(xié)議定義了與現(xiàn)有LAN給網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)相同的接口，在ATM網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)以相應(yīng)的LAN MAC分組格式封裝。

每個ELAN(Emulated LAN)由一組LANE客戶(LEC)和LANE服務(wù)構(gòu)成。LEC還可以是作為ATM主機代理的網(wǎng)橋和路由器。LE服務(wù)由三個不同的功能實體構(gòu)成:LAN仿真配置服務(wù)器(LECS)、LAN服務(wù)器(LES)和BUS，這三個服務(wù)實體可以各自存在，但通常位于同一設(shè)備，例如:LES可以位于ATM交換機、路由器、網(wǎng)橋和工作站。

1.2LANE的優(yōu)缺點

因為LANE提供與現(xiàn)有MAC協(xié)議給網(wǎng)絡(luò)層提供的驅(qū)動相同的服務(wù)接口，不需要改變該驅(qū)動，這將加速ATM的發(fā)展和應(yīng)用。但是，LANE的功能是使ATM的特性對高層協(xié)議透明，因此它使高層協(xié)議不能利用ATM固有的優(yōu)點，尤其是其服務(wù)質(zhì)量保證。盡管LANE提供在ATM網(wǎng)絡(luò)子網(wǎng)內(nèi)橋接的有效方式，但子網(wǎng)間的業(yè)務(wù)仍需要通過路由器轉(zhuǎn)發(fā)，因此，

ATM路由器很可能成為瓶頸。

2IP交換

IP交換的目的是在快速交換硬件上獲得最有效的IP實現(xiàn)，將非連接的IP和面向連接的ATM的優(yōu)點互補。IP交換是標(biāo)準(zhǔn)的ATM交換加上連接于ATM交換機端口上的智能的軟件控制器，即IP交換控制器。每個將現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備連到IP交換機的IP交換網(wǎng)關(guān)或邊緣設(shè)備在啟動時建立一個到IP交換控制器的虛信道作為缺省的轉(zhuǎn)發(fā)信道，從現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備接收到分組時，邊緣設(shè)備通過缺省轉(zhuǎn)發(fā)信道將分組傳送給IP交換控制器。

IP交換控制器執(zhí)行傳統(tǒng)的路由協(xié)議，如RIP、OSPF和BGP，將分組以正常的方式通過缺省轉(zhuǎn)發(fā)信道轉(zhuǎn)發(fā)給下一個節(jié)點，這可能是另一個IP交換機或邊緣設(shè)備。 當(dāng)長期的數(shù)據(jù)流被識別，IP交換控制器要求上一節(jié)給之打標(biāo)記，使用新的虛信道，如果源邊緣設(shè)備同意，該數(shù)據(jù)流就通過新的虛信道流向IP交換控制器，下一節(jié)點也執(zhí)行同一動作。IP交換的一個重要特性是流的分類和交換在本地執(zhí)行，而不是基于端到端的基礎(chǔ)上，這保留了IP的非連接本質(zhì)，并允許IP交換機繞過失效節(jié)點路由而不需要從源主機重新建立通道。 此外，流分類使IP交換同樣有效地支持長期和突發(fā)數(shù)據(jù)。

然而，IP交換是基于流的，在大型網(wǎng)絡(luò)中其伸縮性是值得質(zhì)疑的，在很大的網(wǎng)絡(luò)中流的數(shù)目可能最終超過可用的虛通道數(shù)。

3標(biāo)記交換

標(biāo)記交換網(wǎng)絡(luò)包含三個成分:標(biāo)記邊緣路由器、標(biāo)記交換機和標(biāo)記分發(fā)協(xié)議。

標(biāo)記邊緣路由器位于標(biāo)記交換網(wǎng)絡(luò)邊緣的含完整3層功能的路由設(shè)備，它們檢查到來的分組，在轉(zhuǎn)發(fā)給標(biāo)記交換網(wǎng)絡(luò)前打上適當(dāng)?shù)臉?biāo)記，當(dāng)分組退出標(biāo)記交換網(wǎng)絡(luò)時刪去該標(biāo)記;標(biāo)記交換機是標(biāo)記交換網(wǎng)絡(luò)的核心。所謂標(biāo)記是短的、固定長度的標(biāo)簽，使標(biāo)記交換機能用快速的硬件技術(shù)來做簡單快速的表查詢和分組轉(zhuǎn)發(fā);標(biāo)記分發(fā)協(xié)議提供了標(biāo)記交換機和其它標(biāo)記交換機或標(biāo)記邊緣路由器交換標(biāo)記信息的方法。

在標(biāo)記交換網(wǎng)絡(luò)中，標(biāo)記分發(fā)協(xié)議和標(biāo)準(zhǔn)路由協(xié)議可以用目標(biāo)前綴標(biāo)記算法集合起來，此算法可以在數(shù)據(jù)流穿過網(wǎng)絡(luò)前在TIB中建立標(biāo)記信息。這有兩個意義:一個是流中的所有分組都可以被標(biāo)記交換，即使是突發(fā)短數(shù)據(jù)也是如此;此外它是基于拓?fù)涞?，在每個源/目的分配一個標(biāo)簽。因此，標(biāo)記交換比基于流的機制更有效地使用標(biāo)簽，避免了一個一個流的建立過程，這使之具有了公共因特網(wǎng)服務(wù)網(wǎng)絡(luò)所需要的很好的伸縮性。

4MPLS

4.1MPLS工作原理

MPLS是基于標(biāo)記的IP路由選擇方法，稱為多協(xié)議標(biāo)記交換。這些標(biāo)記可以被用來代表逐跳式或者顯式路由，并指明服務(wù)質(zhì)量(QoS)、虛擬專網(wǎng)以及影響一種特定類型的流量(或一個特殊用戶的流量)在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸方式的其它各類信息。

MPLS協(xié)議實現(xiàn)將第三級的包交換轉(zhuǎn)換成第二級的交換。目前MPLS的主要發(fā)展方向是在ATM方面。這主要是因為ATM具有很強的流量管理功能，能提供QoS方面的服務(wù)，ATM和MPLS技術(shù)的結(jié)合能充分發(fā)揮在流量管理和QoS方面的作用。

IP包進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)核心時，邊緣路由器給它分配一個標(biāo)記。自此，MPLS 設(shè)備就會自始至終查看這些標(biāo)記信息，將這些有標(biāo)記的包交換至其目的地。由于路由處理減少，網(wǎng)絡(luò)的等待時間也就隨之減少，而可伸縮性卻有所增加。

MPLS數(shù)據(jù)包的服務(wù)質(zhì)量類型可由MPLS邊緣路由器根據(jù)IP包的各種參數(shù)來決定，如IP的源地址、目的地址、端口號、TOS值等參數(shù)。如對于到達(dá)同一目的地的IP包，可根據(jù)其TOS值的要求來建立不同的轉(zhuǎn)發(fā)路徑，以達(dá)到其對傳輸質(zhì)量的要求。如當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中出現(xiàn)擁塞時，MPLS可實時的建立新的轉(zhuǎn)發(fā)路由來分擔(dān)其流量，以緩解網(wǎng)絡(luò)擁塞。

4.2MPLS的應(yīng)用

MPLS將幫助運營商提供更好的IP 服務(wù)，帶來更多的帶寬控制、吞吐量保證和虛擬專用網(wǎng)功能性。很明顯，MPLS主要是面向服務(wù)提供商和運營商。不過，它也擁有將會使企業(yè)用戶受益的許多特征，不論這些企業(yè)是使用公共的還是專用的WAN服務(wù)。

MPLS對服務(wù)提供商具有很大潛在好處的一項應(yīng)用就是對VPN服務(wù)的支持。VPN服務(wù)提供商常常需要向客戶提供一系列服務(wù)質(zhì)量(QoS)。MPLS VPN利用新的差分服務(wù)技術(shù)來支持QoS。

5結(jié)語

隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及應(yīng)用發(fā)展的日新月異，對目前的計算機網(wǎng)絡(luò)也提出了新的要求，除了要求有較快的轉(zhuǎn)發(fā)傳輸速率要求外，還需要保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)膶崟r性和完整性，這就需要把ATM和IP技術(shù)的優(yōu)點結(jié)合起來，共同應(yīng)對不斷發(fā)展的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]段聯(lián)國，葉酉蓀，胡中豫 . 基于ATM的MPLS網(wǎng)絡(luò)仿真模型設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 計算機工程，2007，14.