西安邮电大学通信与信息工程学院现代通信网课件 第十三章.pptVIP

12.1 背 景 介 绍 12.1.1 传统Internet的主要问题 综合业务传送能力？ 基于IPv4的传统Internet底层结构和协议主要是针对简单数据传输来优化设计的。 可靠的网络QoS能力？ Internet的最初设计并非面向电信运营，IP协议也是一个无连接型的网络协议，网络只提供尽力而为(Best-Effort)的数据传输服务，不能为业务提供有保证的QoS。 路由器的线速率分组转发能力？ 传统路由器主要依靠软件进行选路和分组转发，路由器就成为性能瓶颈。 支持超大型网络结构的能力？ IPv4的地址空间已基本耗尽，目前IETF已提出了新的IP地址方案IPv6。 流量工程能力？ Internet上的主要路由协议都是基于计算分组在网上传输的最短路径算法来设计的，很少考虑时延、抖动、拥塞等因素，这样网络管理者很难进行流量工程。 1997年，IETF开始制定的多协议标记交换技术(MPLS：Multi-Protocol Label Switching)，在各种专有IP over ATM技术的基础上，从全网体系结构的角度出发来考虑如何实现综合业务、QoS、流量工程等目标。1999年底，鉴于MPLS在未来网络中的重要地位，ITU-T SG13研究组也将研究重心从B-ISDN和GII转向MPLS。2000年后，随着低成本、高性能路由器技术的成熟，采用IP over ATM方式构建综合宽带IP骨干网已无性能优势，IP/MPLS方案成为构建综合宽带IP骨干网的首选方案，我们将在随后进行介绍。 12.1.2 实现宽带综合IP网的主要方案 总的来看，基于IP的宽带综合骨干网的技术方案可以分成以下两大类： (1) IP与ATM相结合的方案 借助ATM网络强大的QoS和综合业务的能力，基于ATM来传送IP，以此来解决IP网络的服务质量问题。 IP over ATM即属于该方案，传统电信运营商多采用此方案。 主要缺点：技术体制复杂、IP传输效率不高。 (2) IP直接与光传送网相结合的方案 使用光纤信道来增加可用的带宽，同时舍弃复杂的ATM层，将IP分组直接在光传送网上传输，以提高传输效率，网络资源的管理则委托路由器来完成，因而协议结构简单。 依靠光传送网的高带宽和现代路由器的处理能力可以为宽带业务提供很好的服务质量。IP over SDH和IP over WDM就属于该方案。 主要缺点：综合业务能力和QoS保障能力较弱。 MPLS则更像一个封装协议，在两种方案中均可使用。 宽带IP网络的实现方式 12.2 IP over ATM 将ATM技术应用于Internet可以解决带宽问题，也可以简单地将ATM的QoS能力引入Internet，以满足各种实时业务的性能要求。因此IP over ATM方案成为传统电信运营商构建宽带IP网的主要选择之一。 IP over ATM方案中 IP层主要实现多业务汇聚和数据的封装 ATM层负责提供端到端的QoS SDH层提供光网络的管理和保护切换功能 光网络层基于WDM提供高带宽 IP与ATM技术相结合的主要难点在于ATM是面向连接的技术，而IP是无连接的技术，并且两者都有自己的编址方案和选路规程，相互间的协调配合较复杂。 目前关于IP over ATM的方案，ITU-T、IETF、ATM-Forum等标准化部门和许多制造商已提出了很多，其中有一些已成为标准。 根据这些方案中IP与ATM之间的结合方式来划分，IP over ATM可分为： 重叠模式(Overlay Model) 集成模式(Integration Model) 重叠模型 重叠模型是将IP网络层协议重叠在ATM之上，ATM网与现有的IP网重叠。即IP在ATM网上运行。 其基本思想是：IP与ATM各自保持原有的网络结构、协议结构不变，通过在两个不同层次的网络之间进行数据映射、地址映射和控制协议映射来实现IP over ATM。 从IP层的角度来看，ATM层只是另一个异构的网络而已，它们通过IP协议实现网间互连，ATM网络作为传送IP分组的数据链路层来使用； 从ATM层来看，IP层产生的业务只是它承载的一种业务类型，它使用AAL5适配IP分组，将其封装成ATM信元，使用标准ATM信令建立端到端的VC连接，并在其上传送已封装成ATM信元形式的IP业务流。 ATM交换机构成宽带核心网，路由器则位于核心网边缘。由路由器构成的IP网络负责路由表的维护，确定下一跳路由器地址，然后将IP分组转换成ATM信元，经由ATM核心网建立的VC传送到选定的下一跳路由器。 重叠模型 该方案中，要求每个使用IP服务的ATM用户终端同时具有ATM网络地址和IP地址，并同时支持IP和ATM两套控制机制； 网络中需设置专用服务器完成高层IP地址到ATM地址的解析工作。在发