----在数据信息爆炸式增长的同时,作为信息传输媒介的计算机网络发展也可谓一日千里。以计算机为主开发的因特网(Internet),采用的是路由技术(IP技术)。而传统的以电信为主开发的宽带综合业务数字网(B-ISDN),其核心是ATM交换技术。IP的崛起向ATM提出了挑战。
----IP是因特网网络层协议的技术基础,采用无连接、端到端的TCP/IP协议。它结构简单,轻易实现异型网络互连;具有统一的寻址体系,网络扩展性强;几乎可以运行在任何一种数据链路高层,适用范围极其广泛。IP协议在数据业务规程中占据统治地位,成为各种业务的核心。而IP的寻址方式解析协议(ARP)和选路方式可能导致网络内的广播风暴,产生路由器处理能力的瓶颈效应。所以,面向无连接的特性使IP无法适应一些新业务质量(QoS)要求。
----ATM是一种信息复用和交换技术。它将信息划分成定长单位(信元)进行发送,具有带宽(622Mbit/s)高、速度快、容量大和伸缩性强等特点,可为不同等级的业务提供相应的QoS。即能够为不同的传输提供不同类型的服务。ATM是面向连接的,能承载任何信息流,包括数据、语音和图像等。ATM将这些信息分成很小的分组,称为信元(cell),然后通过预先建立好的通路进行传输。但由于ATM采用的是信令协议,所以与其他网络的互通互联能力差。
----如上所述,IP和ATM有本质的不同。IP是面向非连接的,有相应的地址和选路功能,在进行任何数据传输之前,必须在两个通信实体之间建立一条端到端的连接;ATM是面向连接的,有自己的地址结构、选路方式和信令,它不需要在每个中间节点(交换机)为分组(信元)确定路由,在进行任何数据交换之前,两个通信实体之间的网络通路已经计算好,并且在整个连接期间保持不变。虽然ATM与IP无关联,两者之间存在许多不同的技术和协议(如表1所示),但IP与ATM并不存在对抗,IP在技术上需要ATM,而ATM在商业应用方面又需要IP。由此产生了各种IP与ATM的融合技术。
表1ATM与IP性能对比
2ATMIP
协议结构LANE(局域网仿真)、MPOA、Q.2931FTP(文件传输协议)、SMTP(简单邮件传输协议)
2TCP(文件传输协议)、UDP(用户数据报协议)
AAL(ATM适配层)IP(网络协议)、ARP(地址解析协议)、ICMP(网络层)
ATM2
ATM物理层Ethernet等物理层
转发状态所有可能的网络局部活动的传输连接
转发基础固定长度的标签最大匹配地址前缀
路由双向多向
路径动态变化呼叫时固定
广播一对多点多点对多点
信令有无
分组长度固定信元长度可变信元长度
状态状态化非状态化
连接性面向连接无连接
QoS有无
信息数据、语音、图像数据
通路确定连接建立分组
----从IP协议与ATM协议的关系划分,IP与ATM相融合的技术存在两种模型:第一种模型称为重叠模型。它将IP当成一个网络与ATM网络互联,不更改ATM网络的协议模块,而将IP协议的功能层叠加在ATM上。也就是说,在重叠模型中,IP协议是重叠在ATM上运行的,它需要定义两套地址结构及选路协议,同时需要两套维护和治理功能,ATM系统既要分配IP地址,也要分配ATM地址,所有在ATM网络上工作的协议均需解析协议,将高层地址(IP地址)与相应的ATM地址联系起来。第二种模型称为集成模型。它将ATM单元实体与ATM网络地址分配策略和路由选择协议分高,ATM网络实体采用与IP协议完全相同的协议体系和地址分配策略,ATM系统仅需标识IP地址,网络不再需要ATM的地址解析规程。两种模型的简单比较如表2所示。
表2叠加模型与集成模型比较
项目叠加模型集成模型
LANE
(局域网仿真)IPOA
(IPoverATM)MPOA
(ATM支持多协议)IP交换标记交换IP导航MPLS
互通IP叠加在ATM上把IP协议的2,3层与ATM层集成在一起
可扩展性低低高低高高高
IP路由协议放在IP路由器中放在IP路由器中或ATM交换机中
ATM路由协议使用不使用
地址解析要求不要求
对ATM控制软件的修改不需要需要
QoS保证不保证不保证保证保证
组播支持不支持支持支持
广播/多发送效率较低效率较高
支持ATM业务否否是否是是是
支持VLAN(虚拟局域网)否否是否是是是
网络环境局域网局域网广域网局域网广域网广域网广域网
----IP与ATM的结合有多种技术,适用的范围也不相同,但都是利用ATM硬件交换来提高IP选路性能和减少网络的传输时延,以及利用IP简单、实用和与其他网络互通互联能力好的这一特点。选路和交换融为一体,可以做到各取所长,优势互补,达到灵活、高效之目的。
----采用ATM网络传送IP具有以下的优点:
----(1)可伸缩性。复杂路由在网络边缘实现,交换式虚电路(SVC)则由网络核心实现,这样
就没有了成为瓶颈的核心路由,路由操作分布至整个网络,实现多业务客户操作。
----(2)业务质量保证。能够为大量的连接进行治理和监察QoS属性,从而支持服务水平协议(SLA)。
----(3)高效率的信息传送。交换路由使IP信息能以直接路由传往目的地。
----(4)富有效率的空间带宽使用。ATM交换结构整合了通过空间实现的IP协议,从而提供高效率的带宽应用。
----(5)网络资源的超额预订。ATM信息整形器可以消除IP信息的突发数据,这不但实现了网络资源的最大利用。而且还能支持服务水平协议,使分组损失降到最低。
----(6)减少了对网络操作员的干预。交换式虚电路的使用减少了设定连接的治理和连接的维护工作。