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1.IP/ATM集成基本原理

        上述IP/ATM重疊模型總的思路是保持IP和ATM網(wǎng)絡(luò)模式不變，解決IP報(bào)如何在ATM網(wǎng)絡(luò)上傳送的問題。它包含一系列的IP和ATM功能映射，如圖2.58所示。其中，地址映射需要設(shè)置專門的服務(wù)器，既是網(wǎng)絡(luò)的潛在瓶頸，又會(huì)引人數(shù)據(jù)傳送的附加時(shí)延。IP選路全VC交換的映射要求網(wǎng)絡(luò)既具有IP層的路由功能，又具有ATM層的交換信令功能，實(shí)現(xiàn)十分復(fù)雜。QoS的映射，由于IP網(wǎng)絡(luò)的固有局限性，并沒有解決。盡管ATM網(wǎng)絡(luò)具有完善的QoS支持能力，但是在重疊模型中ATM網(wǎng)絡(luò)僅僅提供了未定比特率(UBR)業(yè)務(wù)，用以支持IP網(wǎng)絡(luò)的盡力而為服務(wù)。而IP多播能力卻受到ATM多播能力的限制，其功能和規(guī)模都將受到影響。

　　鑒于重疊模型二層網(wǎng)絡(luò)功能重復(fù)，ATM能力又未能充分發(fā)揮的問題，IETF成員公司又提出了IP/ATM集成模型。其基本思路是將第三層的選路和第二層的轉(zhuǎn)發(fā)融合在一起，轉(zhuǎn)發(fā)采用ATM交換結(jié)構(gòu)，而ATM交換結(jié)構(gòu)的交換操作則受IP選路的控制。其網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)既具有IP路由功能，又具有ATM交換功能，稱之為交換／路由器(Switch/router);網(wǎng)絡(luò)協(xié)議則摒棄復(fù)雜的標(biāo)準(zhǔn)ATM信令，重新定義簡(jiǎn)化的分配協(xié)議。這樣的模型不需要地址解析，IP報(bào)傳送效率高，兼具IP選路的靈活性、健壯性和ATM交換的高速度、高性能的優(yōu)點(diǎn)。

　　根據(jù)IP選路對(duì)ATM交換控制方式的不同，可將集成技術(shù)劃分成兩種類型：

數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)：根據(jù)IP數(shù)據(jù)流的類型控制ATM旁路通道的建立。

一般來說，對(duì)于長(zhǎng)報(bào)文流或?qū)崟r(shí)性要求較高的報(bào)文流采用ATM直通連接傳送，對(duì)于其它報(bào)文則采用常規(guī)IP選路逐跳轉(zhuǎn)發(fā)。典型的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)集成技術(shù)為原lpsilon公司的IP交換(IPSwitching),其它尚有東芝公司的信元交換路由器(CSR—CE1lSwitchRouter)和NEC公司的快速ATM信元傳送的IP交換(ipsofacto:IPswitchingoverfastATM cEll transport)。

控制驅(qū)動(dòng)：由控制協(xié)議負(fù)責(zé)建立和保持IP路由和ATMVC之間的關(guān)系。它又可分為拓?fù)潋?qū)動(dòng)和預(yù)留驅(qū)動(dòng)兩類。預(yù)留驅(qū)動(dòng)的控制協(xié)議是資源預(yù)留協(xié)議(RSVP-ResourceReservationProtocol),它將資源預(yù)留請(qǐng)求映射為ATM連接，可以確保IP數(shù)據(jù)傳送的QoS。該項(xiàng)技術(shù)對(duì)于IP網(wǎng)絡(luò)電話應(yīng)用具有重要意義。拓?fù)潋?qū)動(dòng)的控制協(xié)議就是IP路由協(xié)議，它將IP路由映射為ATM連接，其過程比預(yù)留驅(qū)動(dòng)法簡(jiǎn)單，可以應(yīng)用于大型網(wǎng)絡(luò)，但是支持Qo.S的能力較弱。典型的拓?fù)潋?qū)動(dòng)集成技術(shù)為Cisco公司的標(biāo)簽交換(Tag Switching)和以此為基礎(chǔ)開發(fā)的、IEfF標(biāo)準(zhǔn)化的多協(xié)議標(biāo)記交換(MPI.5-Multi-rotocolLabElSwitching),其它尚有IBM公司的基于聚合路由的IP交換(ARIS-AggregatedRoute-BasedIPSwitching)。

下面簡(jiǎn)要介紹典型的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)和拓?fù)潋?qū)動(dòng)技術(shù)。

2.IP交換

IP交換機(jī)結(jié)構(gòu)如圖2.59所示。它由兩部分組成：

·ATM交換結(jié)構(gòu)：其硬件和普通ATM交換機(jī)完全相同，但軟件只保留交換控制和AA1、5適配功能，高層軟件（包括信令、路由選擇等）均去除。

.IP交換控制器：運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)的IP路由器軟件，同時(shí)根據(jù)數(shù)據(jù)流類型控制ATM交換結(jié)構(gòu)建立直通連接。

　　由此可見，IP交換內(nèi)含兩種轉(zhuǎn)發(fā)方式：IP逐跳轉(zhuǎn)發(fā)和ATM交換轉(zhuǎn)發(fā)。

IP交換機(jī)運(yùn)行兩個(gè)協(xié)議：

．通用交換管理協(xié)議(GSMP--GeneralSwitchManagementProto col):供IP交換控制器控制ATM交換結(jié)構(gòu)。

·lpsilon流管理協(xié)議(IFMP-IpsilonFlowManagementProtocol):供IP交換機(jī)和鄰節(jié)點(diǎn)通信，建立IP流和ATMVC的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

　　IP交換機(jī)還裝備了IP流分類軟件，以決定IP數(shù)據(jù)報(bào)按何種方式轉(zhuǎn)發(fā)。

　　系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，在IP交換控制器之間建立缺省ATMVC,在該VC上逐跳轉(zhuǎn)發(fā)無連接的IP數(shù)據(jù)報(bào)。由于第二層采用ATM傳送，因此數(shù)據(jù)報(bào)需拆成信元，接收時(shí)由ATM交換結(jié)構(gòu)交換至IP交換控制器，再由后者重裝成數(shù)據(jù)報(bào)并選路，然后再拆成信元由選定的默認(rèn)VC送出。

　　在轉(zhuǎn)發(fā)過程中，IP交換控制器還識(shí)別IP數(shù)據(jù)流，如果發(fā)現(xiàn)是長(zhǎng)報(bào)文流，就將其交給ATM交換結(jié)構(gòu)傳送，并經(jīng)由1FMP通知前方節(jié)點(diǎn)。所謂IP流就是在相同源點(diǎn)和目的地點(diǎn)之間傳送的一組IP數(shù)據(jù)報(bào)，具體來說，就是它們的IP/TCP/UDP頭部中和路由相關(guān)的字段的值完全相同，包括源地址、目的地址、協(xié)議、源端口、目的端口和服務(wù)類型。判斷長(zhǎng)流有兩種方法。一種方法是根據(jù)端口號(hào)識(shí)別其應(yīng)用，如為FfP、TE1net、HTTP.RTP數(shù)據(jù)，則為長(zhǎng)流，其中RTP是傳送實(shí)時(shí)音頻和視頻數(shù)據(jù)的協(xié)議；如為DNS、SMIP、SNMP數(shù)據(jù)，則為短流。另一種方法是計(jì)數(shù)收到的每個(gè)流的數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)目，如果在一定時(shí)間間隔內(nèi)，收到的數(shù)據(jù)報(bào)數(shù)超過規(guī)定的門限值，就視作長(zhǎng)流。

IP交換的工作原理如圖2.60所示，其長(zhǎng)流處理過程為：

(1)起始階段：報(bào)文流經(jīng)由缺省VC傳送，由IP交換控制器負(fù)責(zé)選路和轉(zhuǎn)發(fā)。