首頁>>>行業(yè)應用>>>寬帶     [相關廠商信息]

IP over SDH和IP over ATM技術(上)

沈孟坤 2003/01/17

  摘要:隨著Internet的快速發(fā)展,對廣域網的帶寬提出了更高的要求,目前在廣域網上采用的兩種技術是IP over ATM和IP over SDH,本文簡要介紹了SDH和ATM以及實現(xiàn)IP over ATM和IP over SDH所需的協(xié)議棧,著重比較了這兩技術在協(xié)議開銷、帶寬管理、服務質量(QoS)、尋址選路以及流量控制等技術。

  關鍵詞 SDH ATM PPP MPLS

  1 引言

  近年來,隨著Internet的呈指數(shù)性增長,對廣域網(WAN)的帶寬提出了更高的要求。因特網服務提供商(ISP)正在積極探索各種技術以更好地連接其骨干路由器。常用方法是采用異步轉移模式(ATM)技術,使用155M(STM-1)直至622M(STM-4)的高速鏈路。從而產生了諸多IP over ATM技術,如LANE,CIPOA,MPOA等。  但是,由于運營商底層的網絡結構為基于光纖連接的同步數(shù)字體系(SDH)(北美為同步光纖網絡SONET),這使得ISP更傾向于IP over SDH技術,以提高帶寬的效率,而不是常規(guī)的IP over ATM技術。這兩種方案在業(yè)界引起了強烈的爭論。

  2 SDH/SONET概要

  SDH為物理層技術,用來傳輸和復用,傳輸速率可高達10Gbps,是國際電聯(lián)(ITU)標準。而SONET是美國標準委員會(ANSI)的標準,兩者只是在復用機制上有所不同,而其余技術均相似,因此,本文就以IP over SDH為例,以下簡要介紹SDH。

  2.1 SDH網絡元素

  SDH的網絡元素主要有同步光纖線路系統(tǒng)、終端復用器(TM)、分插復用器(ADM)和同步數(shù)字交叉連接設備(DXC)。TM主要將支路信號復接成STM信號并完成其光電轉換和逆過程,ADM具有靈活的插入和分出電路的功能,可以插入和分出如ATM交換機等信源產生的用戶凈荷到環(huán)中的SDH幀中。DXC完成信號的交叉連接。典型的SDH應用是在光纖上的雙環(huán)應用,雙環(huán)結構采用自動保護倒換以實現(xiàn)雙環(huán)自愈。

  2.2 SDH幀結構

  SDH每秒傳送8K SDH幀(STM-N),STM-N幀是以STM-1為基礎的幀結構。盡管SDH提供同步幀結構,但它并不強制用戶凈荷位于SDH幀中的特定位置,相反,它允許用戶凈荷在幀內浮動,使用開銷域中的指針指出用戶凈荷的開始位置。在用戶看來,SDH是提供字節(jié)同步的物理層介質。

  3 ATM概述

  ATM是以信元(CELL)為基本單位進行交換和復用的面向連接的傳輸機制,定長的53字節(jié)的ATM信元便于實現(xiàn)基于硬件的交換。ATM使用VCC或VPC連接,使用信元頭中的VPI/VCI標識每一連接。

  ATM不但是數(shù)據(jù)鏈路層技術,還具有完整的網絡層和傳輸層的各種特性,例如尋址、路由以及流控,ATM允許多個用戶數(shù)據(jù)流共享有效的鏈路帶寬,但每一連接必須預先設定QoS。話音、數(shù)據(jù)、圖像和視頻流等都可以應用在ATM上,但對于不同的應用流需要不同的ATM適配層(AAL)來映射相應的用戶數(shù)據(jù)到ATM信元。  ATM可以運行在不同的物理介質上,ATM層產生信元然后交給物理層并由其完成從物理介質上發(fā)送和接受相應的信號。SDH/SONET是ATM的物理層之一,由于SDH幀中的凈荷不是53字節(jié)的信元的整數(shù)倍,ATM信元只能直接連續(xù)地發(fā)送到SDH幀中的凈荷中。在接受時,ATM信元頭中的信元頭差錯檢測(HEC)域用來描述從SDH凈荷中來的ATM信元的正確性。

  4 IP over ATM

  IETF已決定用IP互連導構網絡,把各種異構網絡互連成一個單一的巨大的IP網。單個的網絡通常采用不同的物理鏈路和網絡技術,但假如IP運行在各種網絡層之上,網絡與網絡之間將實現(xiàn)無縫互連。目前IP已經運行在多種網絡技術之上,包括廣播的LAN技術,如Ethernet,電路交換WAN技術,如X.25,以及分組交換WAN技術,如交換式多兆位數(shù)據(jù)服務SMDS。

  IETF于1990年開始定義IP over ATM,ATM論壇了著手開始在ATM上運行不同的第二層和第三層協(xié)議,特別是在LAN方面。

  4.1 classic IP over ATM(CIPOA)

CIPOA的目的是把ATM作為IP的低層數(shù)據(jù)鏈路層,而應用層還是基于傳統(tǒng)的IP。最初在傳統(tǒng)IP網中實現(xiàn)ATM只是用ATM替代了LAN線,正因如此,ATM網絡需要分割成不同的邏輯子網(LIS),LIS之間通訊需要路由器。在ATM網中沒有廣播功能,因此,傳統(tǒng)的廣播地址解析協(xié)議(ARP)被基于客戶/服務器模式的ATM ARP協(xié)議所取代。

  一個缺省的邏輯鏈路/子網接入協(xié)議(LIC/SNAP)封裝8字節(jié)段,用來在ATM上傳送IP和ATM ARP包,這些包用AAL5封裝適配后直接映射到ATM信元中,這些信元用虛連接(預定的PVC或交換式的SVC)傳送。對于SVC的呼叫建立,需要ATM論壇的UNI3.1/4.0或ITU-T的Q.2931信令。

  4.2LANE局域網仿真

  LANE是ATM論壇推出的用來在ATM網上仿真Eerthnet/802.3和Token Ring/802.45。利用局域網仿真,現(xiàn)有的LAN應用能在ATM網上進行通信,就像在傳統(tǒng)的用MAC地址進行尋址的LAN上一樣,可提供組播和廣播數(shù)據(jù)傳送。LANE運行在MAC層,任何第三層協(xié)議可在其上運行,相反,CIPOA只能運行IP協(xié)議。

  一個仿真LAN(ELAN)由一組局域網仿真服務器(LES)、廣播和未知服務器(BUS)以及局域網仿真配置服務器(LECS)組成。一個仿真LAN是一個LAN網段,其與其余的LAN網段互通則需要橋或路由器。為傳送LAN的控制和數(shù)據(jù)報,在ATM上用2字節(jié)的封裝組,新的修訂版LANE允許使用LLC/SNAP封裝,LANE的封包用AAL5適配后封裝成ATM信元,由SVC承載。

  4.3 MPOA

  MPOA是ATM論壇的另一個協(xié)議,克服了CIPOA和LANE的主要缺點之一,就是不同子網之間通信中間路由器,中間路由器需要把信元組裝成第三層的包,進行路由選擇后再把包分段封裝成ATM信元進行轉發(fā),MPOA允許不同的子網用戶之間直接建立一條較短的VCC連接,而不需要中間的重組和分段,在同一子網內,MPOA和LANE相同。  MPOA包括MPOA客戶機和MPOA服務器。MPOA客戶機可以是ATM主機或通過邊緣設備與ATM相連的非ATM網段主機,邊緣設備之間可以進行第二層的橋接或第三層的轉發(fā),通過短路徑的VCC傳送。MPOA客戶機具有監(jiān)視第三層的分組流的功能,當檢測到去往某一特定目的地的連續(xù)的分組流時,MPOA客戶機向MPOA服務器查詢目的地ATM地址或去往目的地的ATM邊緣設備的ATM地址,用來建立短路徑VCC。MPOA服務器用IETF定義的下一跳解析協(xié)議(NHRP)沿著相應的路由傳播解析包,直至到網絡目的地的出口ATM地址解析到。MPOA使用分布式虛擬路由技術,連接ATM子網和傳統(tǒng)的LAN子網的邊緣設備類似于虛擬路由器的接口卡,而與邊緣設備相連的整個ATM網則是虛擬路由器的轉發(fā)背板。分組轉發(fā)功能和路由計算功能相分離,路由計算由路由服務器完成,這種分離與傳統(tǒng)的路由器相比,提高了轉發(fā)效率和具有更高的吞吐量。分組使用LANE或LLC/SNAP封裝格式,用AAL5直接適配成ATM信元,使用SVC連接。

  4.4 協(xié)議棧

  CIPOA、LANE、MPOA作為ATM上的通用協(xié)議層(PLOA)來執(zhí)行,包括用于LLC/SNAP封裝的邏輯鏈路控制(LLC)模塊和接口信令和ATM適配層和主機呼叫控制(HCC)模塊,以用來VCC的建立和數(shù)據(jù)傳輸。協(xié)議棧用來描述表示前面提到的不同的IP over ATM的技術。

  4.5 MPLS多協(xié)議標簽交換

  IETF定義的MPLS為ATM和IP的集成模型,而不是傳統(tǒng)的重疊模型。在MPLS中,每一路由器即為交換機,在傳統(tǒng)的第三層的報頭前加上固定長度標簽(Label),通過這些標簽,在每個MPLS路由器中建立一個類似于傳統(tǒng)路由表的標簽路由表。在轉發(fā)數(shù)據(jù)報時,查找這些固定長度的標簽路由表以達到快速轉發(fā)數(shù)據(jù)報,而傳統(tǒng)的路由表查找采用的是最長前綴匹配法。MPLS使用專用的標簽分配協(xié)議(LDP),此協(xié)議用來建立傳統(tǒng)的路由表和標簽路由間的對應關系,從而在MPLS路由器之間建立一條基于標簽的數(shù)據(jù)報轉發(fā)的快捷路徑。MPLS也可以使用開放最短路徑優(yōu)先協(xié)議(OSPF)建立快捷路徑而不采用LDP協(xié)議。

  MPLS目前只支持IPv4,但其的適用范圍不局限于ATM,其目標是任何數(shù)據(jù)鏈路層技術,只要其支持識別快捷路徑的固定長度的標簽,如以太網等。

中國通信網(www.c114.net)—摘自《廣播電視信息》
分類信息:  網絡文摘_與_寬帶     文摘   網絡文摘   

潼关县| 大石桥市| 信宜市| 三明市| 樟树市| 宣城市| 监利县| 乐都县| 浮梁县| 蓬溪县| 巴中市| 建始县| 合山市| 阿合奇县| 永春县| 中西区| 获嘉县| 宁明县| 云霄县| 彰化县| 闽清县| 交口县| 苗栗市| 宿松县| 台山市| 巴青县| 宝山区| 巧家县| 略阳县| 科技| 基隆市| 鄂托克旗| 江油市| 巧家县| 资中县| 绥滨县| 正安县| 旬阳县| 横山县| 芜湖县| 宜阳县|