第11章 ip-over-atm与mpls

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1、第11章IPoverATMIP技术目前会取代ATM技术?基于IP技术的Internet骨干面临着很多问题,例如服务质量问题,流量控制问题,多业务能力问题等。而所有这些正是ATM技术的基本功能。ATM技术融合了电路交换和分组交换的优点:面向连接———保证服务质量;统计复用———高的带宽利用率。采用固定长度的短分组———53字节的信元,便于硬件的高速处理,实现高速、大容量交换。具有很强的业务适配能力:低到几百bps,高到几百Mbps甚至Gbps以上端口速率都可接入。IP技术目前会取代ATM技术?虽然ATM在端口

2、速率方面(目前最高2.5Gbps),落后于IPoverSDH(10Gbps已实用),但随着技术的发展ATM端口速率必将会进一步提高,并满足IP及各种应用开展的要求。因此,ATM技术和IP技术的融合是网络技术发展的基本要求。IPOverATM模型图LANE：局域网仿真NHRP：下一跳解析协议MPOA：ATM上的多协议重叠模型的主要思想重叠模型的特征是在ATM逻辑子网内使用基于ATM地址的ATM路由和信令协议为IP数据包选择路由并发送IP数据包。对于ATM和IP分别定义不同的地址结构和相关的路由协议。ATM端点

3、使用ATM地址和IP地址两者来标识，而在ATM网内，都使用ATM路由协议来为IP数据包选择路由，所以需要把IP地址映射到ATM地址。重叠模型中，ATM网络被看成在IP层之下。IP地址映射为ATM地址，由ATM选路并传输！重叠模型的优缺点优点：在于使用了标准的ATMForum/ITU-T的信令标准，从而与标准的ATM网络及业务兼容。缺点：在于存在着重复的地址和路由功能(IP一套、ATM一套)，而且传送IP数据包的效率较低（存在地址映射）。集成模型的主要思想该模型的特征是使用非ATM路由和信令协议来为IP数据包

4、选择路由并发送IP数据包。在集成模型中，ATM层被看作是IP层的对等层，ATM端点只需使用IP地址来标识即可。在ATM网络内使用现有的网络层路由协议为IP数据包选择路由，而在建立ATM连结时使用非标准的ATM信令协议。ATM与IP互相融合。集成模型试图把传统的面向连结的ATM改造成适合Internet应用的类似无连结的工作方式。由IP选路，ATM建立连接并传输！集成模型的优缺点优点：不需要地址解析协议，且传送IP数据包的效率比较高。缺点：该模型与标准的ATM相融合较难增加了ATM交换机的复杂性，使ATM交换

5、机看起来更像一个多协议的路由器两种模型的技术细节比较技术指标重叠模型集成模型互通IP重叠在ATM层上把IP协议与ATM层集成在一起IP路由协议放在IP路由器中放在IP路由器或ATM交换机中ATM路由协议使用不使用地址解析需要不需要对ATM控制软件的修改不需要需要QoS保障支持(MPOA)支持广播，组播效率较低效率较高计费支持比较困难比较容易标准已标准化正在发展MPLS的产生IP与ATM技术的融合产生了MPLS技术。MPLS是一种多层交换技术,它把第二层交换技术和第三层路由技术结合起来,使用标记作为聚集转发信

6、息的方式,运行在路由层次结构下,支持多种上层协议,能在多种物理平台上实现。在ATM交换机上实现MPLS是ATM和IP融合的最佳方案。（参见北邮课件-MPLS的引入）重叠模型很难协调IP和ATM网络的巨大差异IP是无连接的，而ATM是面向连接的；IP只提供尽最大努力交付的服务，而ATM能确保服务质量QoS。随着网络规模的不断扩大，和ATM主干网连接的主干路由器的数目就大大增多，以致需要建立非常多的永久虚通路，导致难以维持庞大的ATM地址到VCI的映射表。从分组转换为信元时每一个信元的5字节首部开销相当大，这常

7、称为信元税(celltax)。同时维护两种体系结构完全不同的网络也很不方便。多协议标记交换MPLS(MultiProtocolLabelSwitching)IETF于1997年成立了MPLS工作组。MPLS使用集成模型，它把第三层的路由选择功能与面向连接的第二层的交换功能综合在一起。MPLS是一种出现在OSI2.5层的连接机制MPLS的特殊功能(1)支持面向连接的服务质量。(2)支持流量工程，平衡网络负载。(3)有效地支持虚拟专用网VPN。(4)支持多种网络协议。10.5.2MPLS的工作原理1.基本工作过

8、程MPLS对打上固定长度“标记”的分组用硬件进行转发，使分组转发过程中省去了每到达一个结点都要查找路由表的过程，因而分组转发的速率大大加快。采用硬件技术对打上标记的分组进行转发称为标记交换。“交换”也表示在转发分组时不再上升到第三层用软件分析IP首部和查找转发表，而是根据第二层的标记用硬件进行转发。标记交换还是一种支持多协议的技术。它不仅可以支持多种上层网络协议，包括IP、IPX、AppleTalk等，而且可以运