IP與ATM融合

2019-11-04 10:07:11

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　　----在數據信息爆炸式增長的同時，作為信息傳輸媒介的計算機網絡發展也可謂一日千里。以計算機為主開發的因特網（Internet），采用的是路由技術（ip技術）。而傳統的以電信為主開發的寬帶綜合業務數字網（B-ISDN），其核心是ATM交換技術。IP的崛起向ATM提出了挑戰。

----IP是因特網網絡層協議的技術基礎，采用無連接、端到端的TCP／IP協議。它結構簡單，輕易實現異型網絡互連；具有統一的尋址體系，網絡擴展性強；幾乎可以運行在任何一種數據鏈路高層，適用范圍極其廣泛。IP協議在數據業務規程中占據統治地位，成為各種業務的核心。而IP的尋址方式解析協議（ARP）和選路方式可能導致網絡內的廣播風暴，產生路由器處理能力的瓶頸效應。所以，面向無連接的特性使IP無法適應一些新業務質量（QoS）要求。

----ATM是一種信息復用和交換技術。它將信息劃分成定長單位（信元）進行發送，具有帶寬（622Mbit／s）高、速度快、容量大和伸縮性強等特點，可為不同等級的業務提供相應的QoS。即能夠為不同的傳輸提供不同類型的服務。ATM是面向連接的，能承載任何信息流，包括數據、語音和圖像等。ATM將這些信息分成很小的分組，稱為信元（cell），然后通過預先建立好的通路進行傳輸。但由于ATM采用的是信令協議，所以與其他網絡的互通互聯能力差。

----如上所述，IP和ATM有本質的不同。IP是面向非連接的，有相應的地址和選路功能，在進行任何數據傳輸之前，必須在兩個通信實體之間建立一條端到端的連接；ATM是面向連接的，有自己的地址結構、選路方式和信令，它不需要在每個中間節點（交換機）為分組（信元）確定路由，在進行任何數據交換之前，兩個通信實體之間的網絡通路已經計算好，并且在整個連接期間保持不變。雖然ATM與IP無關聯，兩者之間存在許多不同的技術和協議（如表1所示），但IP與ATM并不存在對抗，IP在技術上需要ATM，而ATM在商業應用方面又需要IP。由此產生了各種IP與ATM的融合技術。

表1ATM與IP性能對比

2ATMIP

協議結構LANE（局域網仿真）、MPOA、Q.2931FTP（文件傳輸協議）、SMTP（簡單郵件傳輸協議）

2TCP（文件傳輸協議）、UDP（用戶數據報協議）

AAL（ATM適配層）IP（網絡協議）、ARP（地址解析協議）、ICMP（網絡層）

ATM2

ATM物理層Ethernet等物理層

轉發狀態所有可能的網絡局部活動的傳輸連接

轉發基礎固定長度的標簽最大匹配地址前綴

路由雙向多向

路徑動態變化呼叫時固定

廣播一對多點多點對多點

信令有無

分組長度固定信元長度可變信元長度

狀態狀態化非狀態化

連接性面向連接無連接

QoS有無

信息數據、語音、圖像數據

通路確定連接建立分組

----從IP協議與ATM協議的關系劃分，IP與ATM相融合的技術存在兩種模型：第一種模型稱為重疊模型。它將IP當成一個網絡與ATM網絡互聯，不更改ATM網絡的協議模塊，而將IP協議的功能層疊加在ATM上。也就是說，在重疊模型中，IP協議是重疊在ATM上運行的，它需要定義兩套地址結構及選路協議，同時需要兩套維護和治理功能，ATM系統既要分配IP地址，也要分配ATM地址，所有在ATM網絡上工作的協議均需解析協議，將高層地址（IP地址）與相應的ATM地址聯系起來。第二種模型稱為集成模型。它將ATM單元實體與ATM網絡地址分配策略和路由選擇協議分高，ATM網絡實體采用與IP協議完全相同的協議體系和地址分配策略，ATM系統僅需標識IP地址，網絡不再需要ATM的地址解析規程。兩種模型的簡單比較如表2所示。

表2疊加模型與集成模型比較

項目疊加模型集成模型

LANE

（局域網仿真）IPOA

（IPoverATM）MPOA

（ATM支持多協議）IP交換標記交換IP導航MPLS

互通IP疊加在ATM上把IP協議的2，3層與ATM層集成在一起

可擴展性低低高低高高高

IP路由協議放在IP路由器中放在IP路由器中或ATM交換機中

ATM路由協議使用不使用

地址解析要求不要求

對ATM控制軟件的修改不需要需要

QoS保證不保證不保證保證保證

組播支持不支持支持支持

廣播／多發送效率較低效率較高

支持ATM業務否否是否是是是

支持VLAN（虛擬局域網）否否是否是是是

網絡環境局域網局域網廣域網局域網廣域網廣域網廣域網

----IP與ATM的結合有多種技術，適用的范圍也不相同，但都是利用ATM硬件交換來提高IP選路性能和減少網絡的傳輸時延，以及利用IP簡單、實用和與其他網絡互通互聯能力好的這一特點。選路和交換融為一體，可以做到各取所長，優勢互補，達到靈活、高效之目的。

----采用ATM網絡傳送IP具有以下的優點：

----（1）可伸縮性。復雜路由在網絡邊緣實現，交換式虛電路（SVC）則由網絡核心實現，這樣

就沒有了成為瓶頸的核心路由，路由操作分布至整個網絡，實現多業務客戶操作。

----（2）業務質量保證。能夠為大量的連接進行治理和監察QoS屬性，從而支持服務水平協議（SLA）。

----（3）高效率的信息傳送。交換路由使IP信息能以直接路由傳往目的地。

----（4）富有效率的空間帶寬使用。ATM交換結構整合了通過空間實現的IP協議，從而提供高效率的帶寬應用。

----（5）網絡資源的超額預訂。ATM信息整形器可以消除IP信息的突發數據，這不但實現了網絡資源的最大利用。而且還能支持服務水平協議，使分組損失降到最低。

----（6）減少了對網絡操作員的干預。交換式虛電路的使用減少了設定連接的治理和連接的維護工作。

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