現(xiàn)代交換技術(shù)課程設(shè)計(jì)IP與ATM的比較及相結(jié)合的模型

1、蘭州交通大學(xué)現(xiàn)代交換技術(shù)（課程設(shè)計(jì)）蘭州交通大學(xué)本科生課程設(shè)計(jì)中文題目： ip與atm的比較及相結(jié)合的模型 英文題目： the comparison of ip and atm ,and combining the model 學(xué) 院：電子與信息工程學(xué)院 課 程：現(xiàn) 代 交 換 技 術(shù) 專 業(yè)： 通信工程 班 級(jí)： 1201班 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 二零一五年七月摘 要近幾年來，internet應(yīng)用的不斷發(fā)展對(duì)ip骨干網(wǎng)絡(luò)帶寬提出了新的要求。傳統(tǒng)的ip網(wǎng)絡(luò)采用的純路由方式，即在廣域網(wǎng)環(huán)境中通過路由器進(jìn)行ip包的拆裝好轉(zhuǎn)發(fā)。這種方式造成中間轉(zhuǎn)接次數(shù)多，時(shí)延大并且?guī)挷粔蚋摺Ａ硗?，atm交換機(jī)的開發(fā)

2、和使用已有一段時(shí)間，現(xiàn)已有不少專門用于atm接口和交換的硬件。ip需要利用atm技術(shù)來提高傳輸速度，atm也具有承載ip的能力以拓展其應(yīng)用領(lǐng)域。atm論壇和制定ip標(biāo)準(zhǔn)的ietf組織很早就開始了這方面的工作。本文從數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展概況出發(fā)，首先介紹了ip協(xié)議與atm協(xié)議研究和發(fā)展?fàn)顩r，對(duì)ip協(xié)議、atm協(xié)議的歷史、存在的問題、發(fā)展的方向等方面做了總結(jié)。其次對(duì)ip協(xié)議與atm協(xié)議做了全面的比較，并對(duì)ip與atm分層結(jié)構(gòu)與功能、參考模型、工作原理以及應(yīng)用與優(yōu)缺點(diǎn)做了分析。繼而深入研究ip與atm相融合的模型，并對(duì)ip交換技術(shù)的信息傳送方式、模型、結(jié)構(gòu)及特性的各個(gè)層面深入分析，并指出ip與at

3、m的融合是大勢(shì)所趨。最后，綜合前期研究成果，基于mpls技術(shù)方案對(duì)ip技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀做了進(jìn)一步的分析，分析各個(gè)模塊，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞： ip atm 融合；mpls；ip交換技術(shù)；ip atm比較abstractin recent years, the continuous development of application internet ip backbone network bandwidth to new requirements. traditional pure ip routing network used, namely ip packets through

4、the router wan environments disassembly good forwards. this means to cause the intermediate transfer more often, long delays and the bandwidth is not high enough. in addition, the development and use of atm switches for some time, now there are many dedicated atm interfaces and switching hardware. i

5、p need to use atm technology to improve transmission speed, atm also has the ability to carry ip to expand its applications. atm forum and the development of ip standards organization ietf began very early work in this area.from the development of digital communication network technology before depa

6、rture, first introduced the ip protocol and atm protocol research and development, on the ip protocol, atm protocol history, problems and development direction and so do the summary. secondly, the ip protocol and the atm protocol to do a comprehensive comparison, ip and atm and hierarchical structur

7、e and function, reference model, working principle and applications, advantages and disadvantages were analyzed. followed by in-depth research model integration of ip and atm, and ip information transfer mode switching technology, all aspects of the model, the structure and characteristics of the in

8、-depth analysis, and pointed out that integration of ip and atm is the trend.finally, a comprehensive preliminary research results, based on mpls technology solutions for current development of ip technology to do further analysis, analysis of each module, and the experimental results are analyzed.k

9、ey words: ip atm integration; mpls; ip switching technology; ip atm comparison目 錄摘 要1abstract2目 錄31 緒論51.1 ip和atm集成交換概述51.2 ip和atm技術(shù)綜合發(fā)展的背景51.3 ip和atm技術(shù)綜合發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀61.4 ip和atm技術(shù)網(wǎng)絡(luò)綜合發(fā)展的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)61.5 atm與ip技術(shù)簡(jiǎn)介72 ip與atm的比較及相結(jié)合的模型92.1 ip與atm92.2 ip與atm融合模型102.3 ip交換中的流132.4 ip交換132.4.1 ip交換機(jī)結(jié)構(gòu)132.4.2 ip交換的工

10、作原理142.4.3幾個(gè)重要的概念152.4.4 ip交換的工作原理162.4.5 ip交換的信息傳送方式17圖2-3 ip交換的信息傳送方式172.4.6 模型172.4.7 結(jié)構(gòu)182.4.8特性193 atm體系結(jié)構(gòu)213.1 atm定義213.2 atm參考模型213.3 atm協(xié)議的平面功能243.4 atm的分層結(jié)構(gòu)與功能243.6 atm的特點(diǎn)28結(jié)束語30參考文獻(xiàn)311 緒論1.1 ip和atm集成交換概述由于因特網(wǎng)的迅速發(fā)展，ip成為當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境中的“既成事實(shí)”標(biāo)準(zhǔn)，基于ip的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用日益廣泛，atm必須支持作為業(yè)務(wù)主流的ip協(xié)議。1.2 ip和atm技術(shù)綜合發(fā)展的

11、背景ip依靠網(wǎng)絡(luò)可用、盡力而為、以端為中心的特點(diǎn)，以及ip技術(shù)與以太網(wǎng)技術(shù)的無縫結(jié)合，已成為internet的成熟技術(shù)。atm（asynchronoustransfermode，異步傳輸模式）是一種高速、高效、控制靈活的綜合業(yè)務(wù)信息傳遞模式。atm以其網(wǎng)絡(luò)可靠、可管理、以路為中心的特點(diǎn)，符合網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化、寬帶化、分組化的發(fā)展趨勢(shì)。atm技術(shù)所具有的端到端qos保證、完善的流量控制和擁塞控制、靈活的動(dòng)態(tài)帶寬分配與管理、支持多業(yè)務(wù)等方面的優(yōu)勢(shì)，目前是ip技術(shù)所不及的。目前ip技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)，而atm技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。atm具有高帶寬、快速交換和提供可靠服務(wù)質(zhì)量保

12、證的特點(diǎn)，internet的迅速發(fā)展和普遍應(yīng)用使得ip成為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境的既成標(biāo)準(zhǔn)和開放系統(tǒng)平臺(tái)。寬帶網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展方向是把最先進(jìn)的atm交換技術(shù)和最普通的ip分組的技術(shù)融合起來，因而產(chǎn)生了一系列新的交換技術(shù)。ip交換就是ipsilon公司提出的專門用于在atm網(wǎng)上傳送ip分組的技術(shù)，其目的是使ip更快并能提供業(yè)務(wù)質(zhì)量支持。它將第三層的路由選擇功能與第二層的交換功能結(jié)合起來在下層通過atmpvc虛電路建立連接，上層運(yùn)行tcp/ip協(xié)議，從而實(shí)現(xiàn)在atm硬件的基礎(chǔ)上直接進(jìn)行ip路由的選擇，進(jìn)而同時(shí)獲得ip的強(qiáng)壯新以及atm交換的高速、大容量的優(yōu)點(diǎn)。所謂ip交換，就是利用第2層交換作為傳送ip分組

13、通過一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的主要轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制的一組協(xié)議和機(jī)制。ip交換利用交換的高帶寬和低延遲優(yōu)勢(shì)盡可能快地傳送一個(gè)分組通過網(wǎng)絡(luò)?；旧险f，ip交換技術(shù)是利用ip的智能化路由選擇功能來控制atm的交換過程，即根據(jù)通信流的特性來決定是進(jìn)行路由選擇還是進(jìn)行交換。所以識(shí)別數(shù)據(jù)的特征是ip交換技術(shù)的基本功能。準(zhǔn)確的說，一個(gè)數(shù)據(jù)流就是一個(gè)從特定源機(jī)到特定目標(biāo)機(jī)發(fā)送的ip數(shù)據(jù)包序列，它們使用相同的協(xié)議類型（如udp或tcp)、服務(wù)類型和其他一些特性。用戶可以自己定義ip交換機(jī)如何判斷收到多少這樣的數(shù)據(jù)包才算一個(gè)數(shù)據(jù)流。1.3 ip和atm技術(shù)綜合發(fā)展的歷史和現(xiàn)狀1996年美國(guó)ipsilon公司提出了一種專門用于在atm網(wǎng)上

14、傳送ip分組的技術(shù)，稱之為ip交換（ip switch）。它只對(duì)數(shù)據(jù)流的第一個(gè)數(shù)據(jù)包進(jìn)行路由地址處理，按路由轉(zhuǎn)發(fā)，隨后按已計(jì)算的路由在atm網(wǎng)上建立虛電路vc。以后的數(shù)據(jù)包沿著vc以直通（cut-through）方式進(jìn)行傳輸，不再經(jīng)過路由器，從而將數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)速度提高到第2層交換機(jī)的速度。ip交換基于ip交換機(jī)，可被看做是ip路由器和atm交換機(jī)組合而成，其中的“atm交換機(jī)”去除了所有的atm信令和路由協(xié)議，并受“ip路由器”的控制。ipx 的原則已經(jīng)由 gsma 成功網(wǎng)地測(cè)試和驗(yàn)證。在 2004 年以前， gsma sip 實(shí)驗(yàn)局用多個(gè)基于 ims 的業(yè)務(wù)測(cè)試了基于 ip 的 nni。ip

15、x 預(yù)商用實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)局從 2007 年 4 月開始運(yùn)行，特別專注于分組交換語音業(yè)務(wù)。2008 年的 gsma 通稿聲明，ipx 實(shí)驗(yàn)局完全成功。很多國(guó)際運(yùn)營(yíng)商都準(zhǔn)備推出 ipx 業(yè)務(wù)，例如 ipx 語音（ipx voice）、比利時(shí)電信國(guó)際運(yùn)營(yíng)商業(yè)務(wù)（belgacom international carrier services）、英國(guó)電信（bt）、中信國(guó)際電訊（citic 1616）、德國(guó)電信（deutsche telekom icss）、ibasis、reach、sap 移動(dòng)服務(wù), syniverse, 塔塔電信等等。這些公司都面向固定和移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商和其它服務(wù)提供商類型做為 ipx 提供商。1

16、.4 ip和atm技術(shù)網(wǎng)絡(luò)綜合發(fā)展的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)atm與ip各有優(yōu)勢(shì)，如果二者結(jié)合起來，取長(zhǎng)補(bǔ)短，利用atm網(wǎng)絡(luò)為ip用戶提供高速直達(dá)數(shù)據(jù)鏈路，既可使atm網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)部門充分利用atm網(wǎng)絡(luò)資源，發(fā)展atm網(wǎng)絡(luò)上的ip用戶業(yè)務(wù)，又可解決internet網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中遇到的瓶頸問題，使二者的潛力充分發(fā)揮出來。目前，atm與ip結(jié)合技術(shù)主要分為兩大類：重疊技術(shù)和集成技術(shù)。重疊技術(shù)方面的典型技術(shù)有：lane（局域網(wǎng)仿真）、ipoa（atm上的傳統(tǒng)ip）、mpoa（atm上的多協(xié)議傳輸）等，重疊技術(shù)傳送ip包的效率較低。集成技術(shù)方面的典型技術(shù)有：ip交換、多協(xié)議標(biāo)簽交換（mpls）等，集成技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是傳送ip

17、包的效率比較高；缺點(diǎn)是與標(biāo)準(zhǔn)的atm技術(shù)融合較為困難。通過近年來對(duì)各種atm與ip結(jié)合技術(shù)的研究，重疊技術(shù)更適用于專用網(wǎng)或規(guī)模小的網(wǎng)絡(luò)；而集成技術(shù)則更適用于規(guī)模大的公用網(wǎng)。下面簡(jiǎn)單介紹兩種技術(shù)的典型代表。 1ipoa技術(shù)。ipoa（ipoveratm）是在atmlan上傳送ip數(shù)據(jù)包的一種技術(shù)。它規(guī)定了利用atm網(wǎng)絡(luò)在atm終端間建立連接，特別是建立交換型虛連接（svc：switchedvirtu-alcircuit）進(jìn)行ip數(shù)據(jù)通信的規(guī)范。ipoa最大的優(yōu)點(diǎn)就是其利用了atm網(wǎng)絡(luò)的qos，可以支持多媒體業(yè)務(wù)，它在網(wǎng)絡(luò)層上將局域網(wǎng)接入atm網(wǎng)絡(luò)，既提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬，也提升了網(wǎng)絡(luò)的性能；但同時(shí)ip

18、oa也存在一些缺點(diǎn)，比如目前的ipoa不支持廣播和組播業(yè)務(wù)；另外，由于atmlan中一臺(tái)主機(jī)要與所有成員建立vc連接，隨著網(wǎng)絡(luò)的增加，vc連接的數(shù)目會(huì)呈平方級(jí)數(shù)的增加，因此ipoa技術(shù)不適合于大網(wǎng)結(jié)構(gòu)，一般用在企業(yè)網(wǎng)、校園網(wǎng)這樣的網(wǎng)絡(luò)中。作為一種過渡，ipoveratm技術(shù)仍具有很強(qiáng)的生命力。 2mpls技術(shù)。mpls（multi-protocollabelswitching）即多協(xié)議標(biāo)簽交換。這種技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)是把路由器和atm交換機(jī)融為一體，從而提高ip包的傳送速度，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)。mpls將ip路由和atm交換技術(shù)緊密結(jié)合，既實(shí)現(xiàn)了路由器的功能，又利用了atm交換機(jī)構(gòu)的高效硬件交換。mpls技術(shù)

19、可以提高路由器的轉(zhuǎn)發(fā)能力，從而提高整個(gè)ip網(wǎng)絡(luò)的性能，并且只需在用戶現(xiàn)有的路由器上進(jìn)行軟件升級(jí)，即可以完全支持mpls技術(shù)，從而可以保證用戶原有的投資。mpls給atm網(wǎng)絡(luò)據(jù)供了智能的ip應(yīng)用服務(wù)。而ipoveratm的解決方案，將ip數(shù)據(jù)流和atm數(shù)據(jù)流作同等處理，限制了實(shí)現(xiàn)端到瑞ip服務(wù)的能力。沒有mpls，ip在atm的傳輸就需要一個(gè)復(fù)雜的協(xié)議翻譯過程，要把ip地址路由對(duì)應(yīng)于atm地址和路由，放到atm交換表中。而mpls省略了把ip地址和路由映射到atm交換表上的復(fù)雜性，mpls標(biāo)簽交換與atm交換機(jī)交換信元機(jī)制相同。mpls集成了ip與atm技術(shù)各自的優(yōu)勢(shì)，既可以完成第三層的靈活性、

20、可擴(kuò)展性，又可以完成第二層的快速交換、流量管理、安全性以及qos的保障機(jī)制，mpls是大型網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性的最佳解決方案。1.5 atm與ip技術(shù)簡(jiǎn)介 1atm技術(shù)的特點(diǎn)。atm是20世紀(jì)80年代后期由itu-t針對(duì)電信網(wǎng)支持寬帶多媒體業(yè)務(wù)而提出的，itu-t定義atm為“以信元為信息傳輸、復(fù)接和交換的基本單位的傳送方式”。現(xiàn)代通信網(wǎng)中廣泛使用的兩種交換方式是電路交換和分組交換，atm綜合了電路交換和分組交換的優(yōu)點(diǎn)，既能靈活的分配帶寬，又取消了復(fù)雜的流量控制和差錯(cuò)控制，使傳輸時(shí)延大大降低，并可以提供具有qos保證的實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù)。atm技術(shù)的主要特點(diǎn)如下： （1）采用固定長(zhǎng)度的信元。atm采用固定

21、長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)包作為傳輸?shù)幕締挝?，為了有別于分組交換網(wǎng)中的分組，稱之為信元。每個(gè)信元的長(zhǎng)度為53個(gè)字節(jié)，其中前面5個(gè)字節(jié)為信頭，裝配有地址、丟失優(yōu)先級(jí)、流量控制、差錯(cuò)控制信息等，用來表示這個(gè)信元來自何處，到何處去，是什么類型等。后面48個(gè)字節(jié)是話音、數(shù)據(jù)、圖像等要在線路上傳送的信息。（2）對(duì)服務(wù)質(zhì)量（qos）的支持。atm簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)功能，atm交換節(jié)點(diǎn)不參與任何數(shù)據(jù)鏈路層功能，將差錯(cuò)控制與流量控制工作都交給主機(jī)去做，而且協(xié)議簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中信息存貯管理與處理的復(fù)雜性，加快了信息交換的速率，減少了信元在節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)中的排隊(duì)時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)，特別適合在核心網(wǎng)中傳送信息。atm支持多路用戶信息并行傳

22、輸。atm交換機(jī)可以同時(shí)為多路用戶信息進(jìn)行交換和處理，保證每個(gè)用戶獨(dú)占固定帶寬。當(dāng)atm網(wǎng)絡(luò)同時(shí)傳送多個(gè)用戶數(shù)據(jù)時(shí)，不會(huì)降低每個(gè)用戶傳輸?shù)乃俣?，也不?huì)降低網(wǎng)絡(luò)的整體速度。（3）采用面向連接的通信方式。所謂面向連接，即在通信前先在收與發(fā)終端間建立一條虛連接，在通信時(shí)，信息在該連接上傳送，虛連接包括虛路徑（vp）和虛通道（vc）。atm將路由選擇和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)分開，使傳輸中的控制較為簡(jiǎn)單。atm路由通過虛路徑標(biāo)識(shí)符vpi（vir-tualpathidentifier）和虛通道標(biāo)識(shí)符vci（virtualchannelidentifier）兩級(jí)尋址來實(shí)現(xiàn)。（4）異步時(shí)分復(fù)用。時(shí)分復(fù)用技術(shù)是在一條傳輸介質(zhì)

23、上按時(shí)間片分時(shí)傳送多路信息的多路復(fù)用技術(shù)。異步傳傳輸模式的各路原始信號(hào)不一定按照一定時(shí)間間隔周期性地出現(xiàn)，因而atm不是通過時(shí)隙在幀內(nèi)的位置來區(qū)分不同的子信道，而是在信元頭上標(biāo)記其所屬的通道號(hào)。atm的這種異步時(shí)分復(fù)用模式，使得信道利用率有很大的提高，它可以根據(jù)用戶的需要分配網(wǎng)絡(luò)資源。所以，atm既能支持恒定速率的連續(xù)性業(yè)務(wù)，又能支持突發(fā)性業(yè)務(wù)，可以同時(shí)支持低速、高速、變速和實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)。 2.ip技術(shù)的特點(diǎn)。ip技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)的核心，是一種端到端的無連接通信技術(shù)，其特點(diǎn)是“盡力傳送”。通過ip數(shù)據(jù)報(bào)和ip地址屏蔽網(wǎng)絡(luò)低層的差異，實(shí)現(xiàn)了“ipovereverything”的目標(biāo)。ip技術(shù)成功的關(guān)鍵

24、是其層次結(jié)構(gòu)的包容性與開放性，以及簡(jiǎn)單、實(shí)用、有效的原則。tcp/ip協(xié)議已成為全世界主導(dǎo)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)協(xié)議，其中ip協(xié)議的主要功能包括無連接數(shù)據(jù)報(bào)傳送，數(shù)據(jù)報(bào)尋徑和差錯(cuò)控制三部分，因此ip具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）ip協(xié)議可實(shí)現(xiàn)相鄰節(jié)點(diǎn)間點(diǎn)到點(diǎn)的通信。（2）ip可提供無連接數(shù)據(jù)報(bào)傳輸機(jī)制。（3）ip網(wǎng)絡(luò)著眼于高傳輸效率，采用的協(xié)議簡(jiǎn)單，無qos保證。（4）ip協(xié)議便于互聯(lián)異構(gòu)型網(wǎng)絡(luò)。 2 ip與atm的比較及相結(jié)合的模型2.1 ip與atm以ip協(xié)議為基礎(chǔ)的internet的迅猛發(fā)展，使得ip成為當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用環(huán)境的當(dāng)然標(biāo)準(zhǔn)和開放式系統(tǒng)平臺(tái)。ip技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是易于實(shí)現(xiàn)異種網(wǎng)絡(luò)的互連；對(duì)延遲、帶寬

25、和qos等要求不高，適與非實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)的通信；具有統(tǒng)一的尋址體系，便于管理。atm是是用于b-isdn傳輸、復(fù)用和交換的技術(shù)，它是以分組傳送模式為基礎(chǔ)并融合了電路電路傳送模式高速化的優(yōu)點(diǎn)發(fā)展而成的。atm技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是采用異步時(shí)分復(fù)用方式，實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)帶寬分配，可適應(yīng)任意速率的業(yè)務(wù)；有可信的qosl來保證語音、數(shù)據(jù)、圖像和多媒體信息的傳輸；其面向連接的工作方式、固定長(zhǎng)度的信元和簡(jiǎn)化的信頭，實(shí)現(xiàn)了快速交換；具有安全和自愈能力強(qiáng)等特點(diǎn)。如表1-1所示，給出了ip與atm的特性比較。表2-1 ip與atm的特性比較特性ipatm連接方式無連接面向連接信息傳送最小單位可變長(zhǎng)度分組固定長(zhǎng)度信元（53byte)交

26、換方式數(shù)據(jù)報(bào)方式atm方式路由方向單向雙向組播多點(diǎn)到多點(diǎn)點(diǎn)到多點(diǎn)服務(wù)質(zhì)量保證盡力而為根據(jù)不同業(yè)務(wù)提供不同服務(wù)質(zhì)量保證成本低高發(fā)展推動(dòng)力市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)技術(shù)驅(qū)動(dòng)從上對(duì)atm與ip技術(shù)特點(diǎn)的介紹，可以看出ip技術(shù)和atm技術(shù)個(gè)有優(yōu)點(diǎn)。ip技術(shù)應(yīng)用廣泛，技術(shù)簡(jiǎn)單，可擴(kuò)展性好，路由靈活，但是傳輸效率低，無法保證服務(wù)質(zhì)量；atm技術(shù)先進(jìn)，可滿足多業(yè)務(wù)的需求，交換快速，傳輸效率很高，但是可擴(kuò)展性不好，技術(shù)復(fù)雜。如果將兩者結(jié)合起來，即將ip路由的靈活性和atm交換的高速性結(jié)合起來，技術(shù)互補(bǔ)，將有效解決網(wǎng)絡(luò)發(fā)展過程中困擾人們的諸多問題，將給網(wǎng)絡(luò)發(fā)展帶來很大的推動(dòng)。為此，世界上各大通信公司、研究機(jī)構(gòu)相繼提出了許多ip與

27、atm融合的新技術(shù)，如ipsilon公司提出的ip交換（ip switch），cisco公司提出的標(biāo)簽交換（tag switch），ibm提出的基于ip交換的路由聚合技術(shù)（aggregate routed based ip switching,aris)，ieftt推薦的atm上的傳統(tǒng)ip技術(shù)（classic ip over atm，iopa）和多協(xié)議標(biāo)記交換(muti-protocol over atm，mpoa）等。這些技術(shù)的本質(zhì)都是通過ip進(jìn)行選路，建立基于atm面向連接的傳輸通道，將ip封裝在atm信元中，ip分組以atm信元形式在信道中傳輸和交換，從而使ip分組的轉(zhuǎn)發(fā)速度提高到了交換

28、的速度。2.2 ip與atm融合模型據(jù)ip與atm融合方式不同，其實(shí)現(xiàn)的?？煞譃閮纱箢悾褐丿B模型（over model)和集成模型（integrated model）。（1） 重疊模型重疊技術(shù)的核心思想是：ip（第三層）運(yùn)行在atm（第二層）之上，ip選路和atm選路相互獨(dú)立。系統(tǒng)運(yùn)行兩種選路協(xié)議：ip選路協(xié)議和atm選路協(xié)議。系統(tǒng)中的atm端點(diǎn)具有兩個(gè)地址：atm地址和ip地址。ip路由功能仍由ip路由器來實(shí)現(xiàn)。通過地址解析協(xié)議實(shí)現(xiàn)mac地址與atm地址或ip地址與atm地址的映射。重疊模型的實(shí)現(xiàn)方式主要有：ietf推薦的ipoa、atm forum推薦的lane和多協(xié)議mpoa。ipoa也

29、稱cipoaa或cip，ietf在rfc1577中給出了ipoa技術(shù)的定義和說明。ipoa網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖1-2所示。如圖1-2所示，連接到atm網(wǎng)絡(luò)的ip設(shè)備，有主機(jī)和路由器，其中共享同一公共地址前綴的ip主機(jī)和路由器構(gòu)成了一個(gè)邏輯ip子網(wǎng)（logical ip subnet，lis）。從運(yùn)行與=于atm網(wǎng)絡(luò)之上的ip設(shè)備來看，atm網(wǎng)絡(luò)是形成lis的共享媒體，在atm網(wǎng)絡(luò)之上可承載多個(gè)lis。atm網(wǎng)絡(luò)使用自己的地址和選路協(xié)議，獨(dú)立于其上的ip網(wǎng)絡(luò)完成通信連接的建立與釋放以及信息的傳送。連接在atm網(wǎng)絡(luò)上的主機(jī)和路由器，具有兩個(gè)地址：ip地址和atm地址。為了實(shí)現(xiàn)兩種地址之間的映射，在每個(gè)li

30、s中設(shè)置了地址解析服務(wù)器（address resolution sever,ars)，主機(jī)和路由器通過地址解析協(xié)議（address resolution protocol ,arp）與ars交互，以獲取相應(yīng)的atm地址。 路由器arsnhsarslisi atm網(wǎng)絡(luò) lis2主機(jī)a主機(jī)c主機(jī)路由器主機(jī)主機(jī)b 圖2-1 ipoa的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如果主機(jī)a要與主機(jī)b通信，由于a和b在同一個(gè)lis中，因此它可向本lis中的ars查詢主機(jī)b的atm地址，收到arp的回復(fù)后，即可通過atm網(wǎng)絡(luò)建立主機(jī)a到主機(jī)b的atm連接，主機(jī)a與主機(jī)b通過這個(gè)atm的svc來實(shí)現(xiàn)直接通信。如果主機(jī)a要與主機(jī)c通信，由于a和

31、c不再同一個(gè)lis中，所以主機(jī)a先要向最近的下一跳地址解析服務(wù)器（next hop address resolution server ,nhs）查詢主機(jī)c的atm地址。這一查詢請(qǐng)求沿著通常的逐跳轉(zhuǎn)發(fā)的ip通路向主機(jī)c發(fā)送，如果沿著這一通路上nhs獲得主機(jī)c的ip地址解析信息，就向發(fā)出請(qǐng)求的nhs回送主機(jī)c的atm地址或離主機(jī)c最近的atm設(shè)備的atm地址。一旦獲得這個(gè)地址，主機(jī)a就建立一條直達(dá)的目的目標(biāo)的svc，從而實(shí)現(xiàn)主機(jī)a和主機(jī)c直接通過svc來傳送ip分組。重疊模塊使用的標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)準(zhǔn)的atm網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)兼容。使得這種模型構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)不會(huì)對(duì)ip和atm雙方的技術(shù)和設(shè)備進(jìn)行任何改動(dòng)，只需在網(wǎng)絡(luò)的

32、邊緣進(jìn)行協(xié)議和地址的轉(zhuǎn)換。但是這種網(wǎng)絡(luò)需要維護(hù)兩個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，地址重復(fù)、路由功能重復(fù)，因此網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)張性不強(qiáng)，不便于管理、ip分組的傳輸效率較低。（2） 集成模型集成模型有稱作對(duì)等模型，集成模型的核心思想是：atm層被看做是ip層的對(duì)等層，將ip層的路由功能與atm層的交換功能結(jié)合起來，使ip網(wǎng)絡(luò)獲得atm的選路功能。集成模型只使用ip地址和ip選路協(xié)議，不使用atm地址和選路協(xié)議，即具有一套地址和一種選路協(xié)議，因此也不需要地址解析功能。集成模型需要另外的控制協(xié)議將3層的選路映射到2層的直通交換上。集成模型通常也采用atm交換結(jié)構(gòu)，但它不能使用atm信令，從而采用比atm信令簡(jiǎn)單的信令協(xié)議

33、來完成連接的建立。集成模型基于標(biāo)記進(jìn)行分組的轉(zhuǎn)發(fā)，因而速度快，其次集成模型只需一套地址和一種選路協(xié)議，不需要地址解析協(xié)議，將逐跳轉(zhuǎn)發(fā)的信息傳送方式變?yōu)橹蓖ㄟB接的信息傳送方式，因而傳送ip分組的效率高，但它只采用ip地址和ip選路協(xié)議，因而與標(biāo)注的atm融合較為困難。如表1-2所示，給出了重疊模型與集成模型技術(shù)特點(diǎn)的比較。表2-2 重疊模型與集成模型技術(shù)特點(diǎn)的比較特性重疊模型集成模型地址二套（ip和atm地址）一套（ip地址）選路協(xié)議ip與atm選路協(xié)議ip選路協(xié)議地址解析功能需要不需要atm信令需要不需要ip映射至直通連接專用協(xié)議不需要需要實(shí)例ipoa、lane、mpoaip交換、標(biāo)記交換、a

34、ris、mpls集成模型的實(shí)現(xiàn)方式主要有：ipsilon公司的ip交換、cisco公司的標(biāo)記交換、ibm的aris和ietf的mpls。在mpls技術(shù)方案提出之前已有的各種集成模塊解決方案所采取的基本方法都是從ip路由器獲取控制信息，將其與atm交換機(jī)的轉(zhuǎn)發(fā)性能和標(biāo)簽交換方式相結(jié)合，從而構(gòu)建成一個(gè)高速而經(jīng)濟(jì)的多層交換路由器。但是，各種方案彼此不能互通，而且僅使用與以atm做第二層的傳輸鏈路，不能工作在其他多中媒體（如幀中繼、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)協(xié)議、以太網(wǎng)）中，這與internet基于分組的發(fā)展方向相矛盾。為了解決上訴問題，需要有一種可運(yùn)行與任何鏈路層技術(shù)上的、被多廠商共同遵循的標(biāo)準(zhǔn)。在ietf在1997年

35、初成立了mpls工作組，利用集成模型中，現(xiàn)有技術(shù)的主要思想與優(yōu)勢(shì)，制定出一個(gè)統(tǒng)一、完善的第三層交換技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)mpls。mpls明確規(guī)定了一整套協(xié)議和操作過程，最終在ip網(wǎng)內(nèi)通過atm和幀中繼實(shí)現(xiàn)快速交換。mpls中的關(guān)鍵概念是用標(biāo)簽來識(shí)別和標(biāo)記ip報(bào)文，并把標(biāo)簽封裝后的報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)到已升級(jí)改善過的交換機(jī)或路由器，由它們?cè)诰W(wǎng)絡(luò)內(nèi)部繼續(xù)交換標(biāo)簽，轉(zhuǎn)發(fā)報(bào)文。因而，ip報(bào)文標(biāo)簽的產(chǎn)生和分配是建立在通過現(xiàn)有的ip路由協(xié)議獲得網(wǎng)絡(luò)路由信息的基礎(chǔ)上。雖然mpls技術(shù)從概念上講可以支持多種協(xié)議，但其最初的工作重點(diǎn)主要放在ipv4與atm/幀中繼相結(jié)合的技術(shù)上。2.3 ip交換中的流流是ip交換的基本概念，流是從at

36、m交換機(jī)輸入端口輸入的一系列有先后關(guān)系的ip包，它將有ip交換機(jī)控制器的路由軟件來處理。ip交換的核心是把輸入的數(shù)據(jù)流分為兩種類型。（1） 持續(xù)期長(zhǎng)、業(yè)務(wù)量大的用戶數(shù)據(jù)流，包括文件傳輸協(xié)議（ftp)、遠(yuǎn)程登錄（telnet)、http數(shù)據(jù)、多媒體音頻、視頻等數(shù)據(jù)。（2） 持續(xù)期短、業(yè)務(wù)量小、呈突發(fā)分布的用戶數(shù)據(jù)流，包括域名服務(wù)器（dns）查詢、簡(jiǎn)單郵件傳輸協(xié)議（smtp)數(shù)據(jù)、簡(jiǎn)單網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議（snmp)查詢等。持續(xù)期長(zhǎng)、業(yè)務(wù)量大的用戶數(shù)據(jù)流在atm交換機(jī)硬件中直接進(jìn)行交換。由于多媒體數(shù)據(jù)常常要求進(jìn)行廣播和多發(fā)送通信，因此這些數(shù)據(jù)流在atm交換機(jī)中交換式可以利用atm交換機(jī)硬件的廣播和多發(fā)送能

37、力。持續(xù)期短，業(yè)務(wù)量小、呈突發(fā)分布的用戶數(shù)據(jù)流可以通過ip交換機(jī)控制器中的ip路由轉(zhuǎn)件進(jìn)行傳輸，即與傳統(tǒng)路由器一樣，也采用一跳接一跳（hop-by-hop）和“存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)”方法，省去了建立atm虛連接（vc）的開銷。2.4 ip交換2.4.1 ip交換機(jī)結(jié)構(gòu)ip交換可提供兩種信息傳送方式，一種是atm交換式傳輸，另一種是基于hop-by-hop方式的傳統(tǒng)ip傳輸。采用何種方式取決于數(shù)據(jù)流的類型，對(duì)于連續(xù)的、業(yè)務(wù)量大的數(shù)據(jù)流采用atm交換式傳輸，對(duì)于持續(xù)時(shí)間短的、業(yè)務(wù)量小的數(shù)據(jù)流采用傳統(tǒng)ip傳輸技術(shù)，ip交換是基于數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)的。ip交換機(jī)是ip交換的核心，它有ip交換控制器和atm交換器兩部分構(gòu)成

38、，如圖1-1所示。 ip交換控制器選路與轉(zhuǎn)發(fā) 流分類 識(shí)別 ifmp dsmp gsmp atm 圖2-2 ip交換機(jī)的結(jié)構(gòu)（1）ip交換控制器ip交換控制器是系統(tǒng)的控制處理器。它上面館運(yùn)行了標(biāo)準(zhǔn)的ip選路軟件可控制軟件，其中控制軟件主要包括流的判識(shí)軟件、ipsilon流管理協(xié)議（ipsilon flow management protocol，ifmp）和通用交換機(jī)管理協(xié)議（general switch management protocol，gsmp）。流的判識(shí)軟件用于判定數(shù)據(jù)流，以確定是采用atm交換式傳輸方式，還是采用傳統(tǒng)的ip傳輸方式。當(dāng)ip交換機(jī)之間通信時(shí)，采用ifmp協(xié)議用以ip

39、交換機(jī)之間分發(fā)數(shù)據(jù)流標(biāo)記，即傳輸分配標(biāo)記（vci）信息和將標(biāo)記與特定ip流相關(guān)聯(lián)的信息，從而實(shí)現(xiàn)基于流的第2層交換。在ip交換控制器和atm交換器之間所使用的控制協(xié)議是gsmp，它是一個(gè)主/從協(xié)議，此協(xié)議用于ip交換器對(duì)atm交換器的控制，一實(shí)現(xiàn)連接管理、端口管理、統(tǒng)計(jì)管理、配置管理和事件管理等。（2）atm交換器atm交換器實(shí)際上就是去掉了atm高層信令（aal以上）、尋址、選路等軟件，并具有g(shù)smp處理功能的atm交換機(jī)。它們的硬件結(jié)構(gòu)相同，只存在軟件上的差異。2.4.2 ip交換的工作原理ip交換的工作過程可分為四個(gè)階段。（1）對(duì)默認(rèn)信道上傳來的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)在系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)，ip

40、數(shù)據(jù)分組被封裝在信元中，通過默認(rèn)通道傳送到ip交換機(jī)。當(dāng)封裝了ip分組數(shù)據(jù)的信元到達(dá)ip交換控制器后，被重新組合成ip數(shù)據(jù)分組，在第三層按照傳統(tǒng)的ip選路方式，進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，然后再被拆成信元在默認(rèn)通道上進(jìn)行傳送。（2）向上游節(jié)點(diǎn)發(fā)送改向消息在對(duì)從默認(rèn)信道傳來的分組進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，ip交換控制器中的流判識(shí)軟件要對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行判別，以確定是否建立atm直通連接。對(duì)于連續(xù)的、業(yè)務(wù)量大的數(shù)據(jù)流采用atm交換式傳輸，對(duì)于持續(xù)時(shí)間短的、業(yè)務(wù)量小的數(shù)據(jù)流采用傳統(tǒng)ip存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式。當(dāng)需要建立atm直通連接時(shí)，則從該數(shù)據(jù)流輸入的端口上分配一個(gè)空閑的vci，并向上游節(jié)點(diǎn)發(fā)送ifmp的改向消息，通知上游節(jié)點(diǎn)將屬于該流

41、的ip數(shù)據(jù)分組在指定端口的vc上傳送到ip交換機(jī)。上游ip交換機(jī)收到ifmp的改向消息后，開始把指定流的信元在相應(yīng)vc上進(jìn)行傳送。（3）收到下游節(jié)點(diǎn)的改向消息在同一個(gè)ip交換網(wǎng)內(nèi)，各個(gè)交換節(jié)點(diǎn)對(duì)流的判識(shí)方法是一致的，因此ip交換機(jī)也會(huì)收到下游節(jié)點(diǎn)要求建立atm直通連接的ifmp改向消息，改向消息含有數(shù)據(jù)流標(biāo)識(shí)和下游節(jié)點(diǎn)分配的vci。隨后，ip交換機(jī)將屬于該數(shù)據(jù)流的信元在此vc上傳送到下游節(jié)點(diǎn)。（4）在atm直通連接上傳送分組ip交換機(jī)檢測(cè)到流在輸入端口指定的vci上傳送過來，并受到下游節(jié)點(diǎn)分配的vci后，ip交換控制器 通過gsmp消息指示atm控制器，建立相應(yīng)輸入和輸出端口的入出vci的連接

42、，這樣就建立起atm直通連接，屬于該數(shù)據(jù)流的信元就會(huì)在atm連接上以atm交換機(jī)的速度在ip交換機(jī)中轉(zhuǎn)發(fā)。2.4.3幾個(gè)重要的概念在ip交換中有幾個(gè)重要的概念，在詳細(xì)介紹ip交換的工作原理之前我們先來介紹重要的基本概念。（1）流：流是ip交換中的基本概念，ip交換式基于數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)的。在ip交換中將流分為兩類，一種是端到端口的流，另一種是主機(jī)到主機(jī)的流。前者是具有相同源ip地址、源端口號(hào)、目的ip地址和目的端口號(hào)的一個(gè)ip數(shù)據(jù)分組序列，被稱為ip交換中的第一種類型的流，識(shí)別出這一類型的流，實(shí)際上就識(shí)別出了相同的一對(duì)主機(jī)之間的不同的應(yīng)用；后者具有相同源ip地址、目的ip地址的一個(gè)ip數(shù)據(jù)分組序列，

43、被稱為ip交換中的第二類型的流。（2）輸入輸出端口：ip交換網(wǎng)的輸入輸出端口是指數(shù)據(jù)流進(jìn)入和離開ip交換網(wǎng)絡(luò)的點(diǎn)，即邊緣ip交換機(jī)，邊緣ip交換機(jī)主要完成以下的功能：為進(jìn)入和離開ip交換網(wǎng)的數(shù)據(jù)流提供默認(rèn)缺省的分組轉(zhuǎn)發(fā)；根據(jù)數(shù)據(jù)流的特性申請(qǐng)建立、參與維護(hù)和釋放第二層交換路徑；入口能判斷到達(dá)分組頭的有關(guān)標(biāo)記，對(duì)到來的數(shù)據(jù)流進(jìn)行拆解，并將相應(yīng)的流放到對(duì)應(yīng)的交換通道上；出口能判斷到達(dá)分組頭的有關(guān)標(biāo)記，對(duì)到來的數(shù)據(jù)流進(jìn)行拆解，并將相應(yīng)的流放到對(duì)應(yīng)的交換通道上；出口將2層送來的數(shù)據(jù)重新組合成原來的ip分組數(shù)據(jù)流，并在第3層上轉(zhuǎn)發(fā)。（3）直通連接：直通連接是在第二2層上建立的傳輸通道，它旁路了中間節(jié)點(diǎn)的第

44、3層功能，在該通道上經(jīng)過的每個(gè)中間結(jié)點(diǎn)不再有如同第3層上的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，它是由數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)請(qǐng)求建立的，可提供一定的qos，當(dāng)直通連接因故障中斷是，分組仍能在第3層進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)而不被丟失。2.4.4 ip交換的工作原理ip交換機(jī)通過傳統(tǒng)的ip方式和通過atm交換機(jī)的直接交換方式來實(shí)現(xiàn)ip分組的傳輸其工作過程可分為四個(gè)階段。（1）默認(rèn)操作與數(shù)據(jù)流的判別在系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)，輸入端口輸入的業(yè)務(wù)流是封裝在信元中的傳統(tǒng)ip數(shù)據(jù)包，該信元通過默認(rèn)通道傳送到ip變換機(jī)，有ip控制器將信元中的信息重新組合成為ip數(shù)據(jù)分組，按照傳統(tǒng)的ip選路方式在第3層上進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，在輸出端口上再被拆成信元在默認(rèn)通道上進(jìn)行傳送。同時(shí)，ip

45、交換控制器中的流分類識(shí)別軟件對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行判別軟件對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行判別，以確定采用何種技術(shù)進(jìn)行傳輸。對(duì)于連續(xù)、業(yè)務(wù)量大的數(shù)據(jù)流，則建立atm直通連接，進(jìn)行atm交換式傳輸；對(duì)于持續(xù)時(shí)間短的、業(yè)務(wù)量小的數(shù)據(jù)流，則仍采用傳統(tǒng)的ip“存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)”方式。（2）向上游節(jié)點(diǎn)發(fā)送該向消息當(dāng)需要建立atm直通連接時(shí)，則從該數(shù)據(jù)流輸入的端口上分配一個(gè)空閑的vci，并向上游節(jié)點(diǎn)發(fā)送ifmp的改向消息，通知上游節(jié)點(diǎn)將屬于該流的ip數(shù)據(jù)分組在指定端口的vc上傳送到ip交換機(jī)。上游ip交換機(jī)收到ifmp的改向消息后，開始吧指定流的信元在相應(yīng)vc上進(jìn)行傳送。（3）收到下游節(jié)點(diǎn)的改向消息atm直通連接的ifmp 在同一個(gè)ip交換網(wǎng)

46、內(nèi)，各個(gè)交節(jié)點(diǎn)對(duì)流的判別方法是一致的，因此ip市換機(jī)也會(huì)收到下游節(jié)點(diǎn)要求建市atm直通連接的ifmp改向消息，改向消息含有數(shù)據(jù)流標(biāo)識(shí)和下游節(jié)點(diǎn)分配的vci。隨后，ip交換機(jī)將屬于該數(shù)據(jù)流的信元在此vc上傳送到下游節(jié)點(diǎn)。（4）在atm直通連接上傳送分組ip交換機(jī)檢測(cè)到流在輸入端口指定的vci上傳送過來，并收到下游節(jié)占分配的vci后，ip交換控制器通過gsmp消息指示atm控制器，建立相應(yīng)輸入和輸出端口vci的連接，這樣就建立起atm直通連接，屬于該數(shù)據(jù)流的信元就會(huì)在atm連接上以atm交換機(jī)的速度在ip交換機(jī)中轉(zhuǎn)發(fā)。2.4.5 ip交換的信息傳送方式一種是atm交換式傳輸；另一種是基于hop-b

47、y-hop方式的傳統(tǒng)ip傳輸。對(duì)于連續(xù)的、業(yè)務(wù)量大的數(shù)據(jù)流采用atm交換式傳輸，對(duì)于持續(xù)時(shí)間短的、業(yè)務(wù)量小的數(shù)據(jù)流采用傳統(tǒng)ip傳輸，ip交換是基于數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)的。ip交換的核心思想就是對(duì)用戶業(yè)務(wù)流進(jìn)行分類。對(duì)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、業(yè)務(wù)量大、實(shí)時(shí)性要求較高的用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流直接進(jìn)行交換傳輸，用atm虛電路來傳輸；對(duì)持續(xù)時(shí)間短、業(yè)務(wù)量小、突發(fā)性強(qiáng)的用戶業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)流，使用傳統(tǒng)的分組存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)方式進(jìn)行傳輸。 圖2-3 ip交換的信息傳送方式2.4.6 模型實(shí)現(xiàn)ip與atm融合的模型主要有重疊模型和集成模型兩大類。重疊模型在重疊模型中，ip運(yùn)行在atm之上，ip選路和atm選路相互獨(dú)立，系統(tǒng)需要ip和atm兩種選路協(xié)議，

48、使用ip和atm兩套地址，并要求地址解析功能，重疊模型使用標(biāo)準(zhǔn)的atm論壇/itu-t的信令標(biāo)準(zhǔn)，與標(biāo)準(zhǔn)的atm網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)兼容。但需要維護(hù)兩個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，地址重復(fù)，路由功能重復(fù)，因此網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展性不強(qiáng)，不便于管理，ip分組的傳輸效率較低。ietf推薦的ipoa、atm forum推薦的lane 和mpoa等都屬于重疊模型。集成模型集成模型只需要一套地址和一種選路協(xié)議，不需要地址解析協(xié)議，將逐跳轉(zhuǎn)發(fā)的信息傳送方式變?yōu)橹蓖ㄟB接的信息傳送方式，因而傳送ip分組的效率高，但它與標(biāo)準(zhǔn)的atm融合較為困難。ipsilon公司的ip交換、cisco公司的標(biāo)記交換、ibm的aris和ietf的mpls都屬

49、于集成模型4 。2.4.7 結(jié)構(gòu)ip交換機(jī)5 的結(jié)構(gòu)是由ip交換控制器和atm交換器兩部分構(gòu)成。ip交換控制器ip交換控制器實(shí)際上就是運(yùn)行了標(biāo)準(zhǔn)的ip選路軟件和控制軟件的高性能處理機(jī)，其中控制軟件主要包括流的判識(shí)軟件、ipsilon流管理協(xié)議和通用交換機(jī)管理協(xié)議。（1）流的判識(shí)軟件流的判識(shí)軟件用于判定數(shù)據(jù)流，以確定是采用atm交換式傳輸方式，還是采用傳統(tǒng)的ip傳輸方式。（2）ipsilon流管理協(xié)議(ifmp）在ip交換機(jī)之間通信所使用的協(xié)議是ifmp（ipsilon流管理協(xié)議），用于ip交換機(jī)之間分發(fā)數(shù)據(jù)流標(biāo)記，即傳遞分配標(biāo)記（vci）信息和將標(biāo)記與特定ip流相關(guān)聯(lián)的信息。（3）通用交換機(jī)管

50、理協(xié)議（gsmp)在ip交換控制器和atm交換器之間所使用的控制協(xié)議是gsmp,是一個(gè)主/從協(xié)議，此協(xié)議用于ip交換器對(duì)atm交換器的控制，以實(shí)現(xiàn)連接管理、端口管理、統(tǒng)計(jì)管理、配置管理和事件管理等。2.4.8特性開放對(duì)于任何想要采納必備的公共ipx 技術(shù)和商業(yè)原則并簽約的固網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商、移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商以及其它服務(wù)提供商都開放質(zhì)量通過使用網(wǎng)絡(luò)中的技術(shù)特性的組合，以及能夠確保所牽涉的所有參與方的之前的合同的執(zhí)行的模式（端到端sla），來提供對(duì) qos 的支持。級(jí)聯(lián)支付 ipx 中的級(jí)聯(lián)責(zé)任是指，傳輸鏈中的每一方都對(duì)下一方的性能負(fù)責(zé)。因?yàn)樗械膮⑴c者都做出這個(gè)承諾，因此，對(duì)該服務(wù)的提供所涉及的財(cái)務(wù)收益是

51、順著這個(gè)價(jià)值鏈而級(jí)聯(lián)的，使得所有的前設(shè)防都能夠因?yàn)樗鼈兊膮⑴c而獲得一個(gè)商業(yè)上的回報(bào)。高效連通性連接到 ipx 的運(yùn)營(yíng)商可以選擇一個(gè)多邊網(wǎng)間互聯(lián)模式，這種模式下，一個(gè)多邊網(wǎng)間互聯(lián)合同可以開放多個(gè)網(wǎng)間互聯(lián)合作伙伴全ip 生來就支持基于 ip 的協(xié)議（例如 sip、rtp、gtp、smtp、sigtran 等）安全不論是邏輯的還是物理的，都完全獨(dú)立于公共的互聯(lián)網(wǎng)。ipx 在互聯(lián)網(wǎng)上無法尋址或可見。全球性不局限于某一個(gè)特定的地理區(qū)域后向兼容ipx 規(guī)范符合現(xiàn)存的規(guī)范和建議。不需要為，例如，一個(gè)符合 3gpp 的 ims 核心網(wǎng)，去更新它的接口為一個(gè)符合 ipx 的網(wǎng)絡(luò)到網(wǎng)絡(luò)接口（nni）僅 nniip

52、x 需求僅處理 nni。用戶到網(wǎng)絡(luò)接口（user-to-network interface，簡(jiǎn)稱：uni）不在它的范圍內(nèi)。公共技術(shù)規(guī)范端到端地被使用網(wǎng)間互聯(lián)和漫游ipx 同時(shí)覆蓋網(wǎng)間互聯(lián)和漫游場(chǎng)景。競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境competitive environment ipx 服務(wù)由很多個(gè)相互競(jìng)爭(zhēng)的國(guó)際 ip 運(yùn)營(yíng)商來提供，它們通過一個(gè)專用的 ipx 對(duì)等點(diǎn)來相互連接。3 atm體系結(jié)構(gòu)3.1 atm定義atm（asynchronous transfer mode）是一項(xiàng)數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)b-isdn的業(yè)務(wù)的核心技術(shù)之一。atm是以信元為基礎(chǔ)的一種分組交換和復(fù)用技術(shù)，它是一種為了多種業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)的通用的面向連接

53、的傳輸模式。它適用于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)，它具有高速數(shù)據(jù)傳輸率和支持許多種類型如聲音、數(shù)據(jù)、傳真、實(shí)時(shí)視頻、cd質(zhì)量音頻和圖像的通信。atm是在lan或wan上傳送聲音、視頻圖像和數(shù)據(jù)的寬帶技術(shù)。它是一項(xiàng)信元中繼技術(shù)，數(shù)據(jù)分組大小固定。你可將信元想像成一種運(yùn)輸設(shè)備，能夠把數(shù)據(jù)塊從一個(gè)設(shè)備經(jīng)過atm交換設(shè)備傳送到另一個(gè)設(shè)備。所有信元具有同樣的大小，不像幀中繼及局域網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分組大小不定。使用相同大小的信元可以提供一種方法，預(yù)計(jì)和保證應(yīng)用所需要的帶寬。如同轎車在繁忙交叉路口必須等待長(zhǎng)卡車轉(zhuǎn)彎一樣，可變長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)分組容易在交換設(shè)備處引起通信延遲。3.2 atm參考模型1.功能群和參考點(diǎn)在isdn中，為了實(shí)

54、現(xiàn)用戶的標(biāo)準(zhǔn)化接口，itut將用戶處的設(shè)備按照實(shí)際的物理情況加以組群，并將這種物理設(shè)備或設(shè)備組合的某些確定的安排稱為功能群，即功能群表示用戶接入isdn所需要的一組功能，這些功能由一個(gè)或多個(gè)設(shè)備來實(shí)現(xiàn)。將用以分開功能群的概念性的點(diǎn)稱為參考點(diǎn)。2.b-isdn用戶網(wǎng)絡(luò)接口參考配置在b-isdn中，uni處的參考配置如圖3-1所示，參考點(diǎn)為r、s、t、u，功能群有b-te2、b-te1、b-nt2、b-nt1，其中b表示帶寬，te為終端設(shè)備，nt為網(wǎng)絡(luò)終端。參考點(diǎn)u為b-nt1和公用atm網(wǎng)之間的接口，是公用uni接口，主要采用基于sdh stm-1的155mbit/s接口速率和stm-4的622

55、mbit/s接口速率；t也是公用uni接口；二s為專用uni接口；r接口的具體特性由于終端設(shè)備的類型有關(guān)，如接入以太網(wǎng)時(shí)，r接口為ieee802.3，接入n-isdn時(shí)，接口為i.430或i.431。 圖3-1 b-isdn用戶網(wǎng)絡(luò)接口參考配置3.atm協(xié)議模型的作用atm提供了一套網(wǎng)絡(luò)用戶服務(wù)，但與網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)男畔㈩愋蜔o關(guān)。這些服務(wù)由atm協(xié)議參考模型定義。模型定義出對(duì)高層的服務(wù)和操作維護(hù)atm網(wǎng)絡(luò)所需的功能。如圖3-2所示。用戶設(shè)備（工作站） atm交換機(jī) 用戶設(shè)備（工作站）atm適配層（aal層）atm層atm層物理層物理層atm適配層（aal層）atm層 物理層atm層atm層物理層物理層圖3-2 atm協(xié)議模型的作用4.atm參考模型在itu-t的i.321建議中定義了b-isdn協(xié)議參考模型，該模型為一個(gè)立體模型，包括三個(gè)面：用戶面u、控制面c和管理面m，而在每個(gè)面中又是分層的，分為物理層、atm層、aal層和