第11章 IP-over-ATM与MPLS.ppt

第11章 IP over ATM IP 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 在端口速率方面(目前最高2.5 Gbps) ,落后于IP over SDH(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。 　IP Over ATM 模型图 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。 重叠模型的优缺点 优点： 在于使用了标准的ATM Forum/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 。 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 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，这常称为信元税(cell tax)。 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 (MultiProtocol Label Switching) 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 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。 10.5.2 MPLS 的工作原理1. 基本工作过程 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，而且可以运行于不同底层网络之上， MPLS 协议的基本原理 MPLS 的基本工作过程 (1) MPLS 域中的各 LSR 使用专门的标记分配协议 LDP 交换报文，并找出标记交换路径LSP。各 LSR 根据这些路径构造出