IP over SDH和IP over ATM技术对比

   SDH的骨干网中在IP over,提供点到点的链路骨干路由器必须,链路故障为防止,立多条链路甚至必须建,场合中在某些,由器的跳数为了减少路,必须配置为全网状结构骨干路由器间的链路。N*(N-1)/2全网状网所需链路为,的N2增加也就是所谓。不但价格昂贵一个全网状网,利扩展而且不,的SDH链路有限因为广域范围内。

  点的链路层技术PPP是点对,封装和传输不同的网络层协议数据报主要提供以下功能:在同一链路上,测试链路层连接建立、配置和,网络层协议建立和配置。链路控制协议(LCP)PPP指定了封装机制和,外另,证、链路质量监视PPP还需要认,协议(NCP)以及网络控制。

  只支持IPv4MPLS目前,不局限于ATM但其的适用范围,数据链路层技术其目标是任何,路径的固定长度的标签只要其支持识别快捷,太网等如以。

  上仿线和Token Ring/802。45LANE是ATM论坛推出的用来在ATM网。域网仿真利用局,在ATM网上进行通信现有的LAN应用能,址进行寻址的LAN上一样就像在传统的用MAC地,广播数据传送可提供组播和。行在MAC层LANE运,议可在其上运行任何第三层协,反相,能运行IP协议CIPOA只。

  由器网中在骨干路,之间需要通信大多数路由器,需要网状连接这就意味着,是ATM SVC不管是PPP还。

  定义IP over ATMIETF于1990年开始,上运行不同的第二层和第三层协议ATM论坛了着手开始在ATM,LAN方面特别是在。

  播和未知服务器(BUS)以及局域网仿真配置服务器(LECS)组成一个仿真LAN(ELAN)由一组局域网仿真服务器(LES)、广。是一个LAN网段一个仿真LAN,互通则需要桥或路由器其与其余的LAN网段。的控制和数据报为传送LAN,2字节的封装组在ATM上用,使用LLC/SNAP封装新的修订版LANE允许,5适配后封装成ATM信元LANE的封包用AAL,C承载由SV。

  复并倒换到备份路由的功能ATM具有从错误链路中恢,协议PNNI信令其使用动态路由,及当网络故障时对已建立的连接的重路由能力PNNI具有连接建立初始化时的重路由能力,供错误恢复功能在ATM层提。

  ISP骨干网相同的问题跨地区企业网正面临与,从成本角度看具有很多优势IP over SDH,的设备和服务所需代价相权衡但这些优势必须与取得相应。路便宜的多的ATM链路运营商将出售比SDH链,活的带宽管理功能因为ATM具有灵,外另,和非IP应用共享广域范围内的带宽ATM允许多协议应用包括IP应用。

  论坛的另一个协议MPOA是ATM,ANE的主要缺点之一克服了CIPOA和L,间通信中间路由器就是不同子网之,元组装成第三层的包中间路由器需要把信,封装成ATM信元进行转发进行路由选择后再把包分段,间直接建立一条较短的VCC连接MPOA允许不同的子网用户之,的重组和分段而不需要中间,子网内在同一,LANE相同MPOA和。

  多协议共享同一ATM链路ATM提供两个机制以便使。CC复用一个V,一个单独的VCC分配每一个协议以,和解复用VCCATM层复用,的封装头以区分不同的协议用户不需要添加任何的其他。是LLC复用另一个机制,复用同一VCC允许多个协议,个封包以标识其属于哪个协议它添加8字节的封装头到每一,用技术可这种复用

  位进行交换和复用的面向连接的传输机制ATM是以信元(CELL)为基本单,元便于实现基于硬件的交换定长的53字节的ATM信。C或VPC连接ATM使用VC,/VCI标识每一连接使用信元头中的VPI。

  )和同步数字交叉连接设备(DXC)用器(TM)、分插复用器(ADM。M信号并完成其光电转换和逆过程TM主要将支路信号复接成ST,入和分出电路的功能ADM具有灵活的插,源产生的用户净荷到环中的SDH帧中可以插入和分出如ATM交换机等信。号的交叉连接DXC完成信。在光纤上的双环应用典型的SDH应用是,护倒换以实现双环自愈双环结构采用自动保。

  器之间的告诉互连以最大化包吞吐量ISP骨干网典型的需求是骨干路由,此原因基于,P over SDH来互连路由器ISP及其用户比较倾向于采用I。的带宽管理、服务质量以及灵活的网络工程但由于IP over SDH缺乏有效,在渐渐消退这种热情。外另,传输能力可能超出大多数路由器的处理能力IP over SDH提供的快速的包。QoS要求不严的广域网应用还是有很多优势但IP over SDH在带宽有限同时对。

  纳控制(CAC)ATM使用连接接,)或策略来确保信息流遵守流量合同流量整形以及用法参数控制(UPC,被打上标记超过部分将,时将被丢弃在网络过载,包或丢弃的包通过带标记的,得到拥塞信息终端用户将。P包的丢弃的互操作性很差ATM信元级的丢弃和TC,这一现象为消除,PPD)、早期包丢弃(EPD)等业界已推出多种技术如部分包丢弃(,(AAL帧)边界以使ATM识别包,整个包而不是ATM信元以便在网络过载时丢弃。

  任何容错能力PPP不提供,单一的链路上因为其运行在,有自动保护倒换功能但其下层的SDH具,可倒换到备用环当主用环故障是。层采用SDH时当ATM的下,有此能力其也具。

  义了ABR业务ATM论坛又定,的反馈流控它提供显式,可以向网络发送的速率用允许速率来指示用户,络负荷的改变而改变这个速率将随着网,带宽而不致于网络过载允许用户接入有效的。想状态在理,消除信元丢弃率ABR业务将,推出ATM网络边缘而把网络拥塞条件,适应ATM网所允许的接入速率的变化这同时要求路由器能缓存更多的包以。

  丰富的QoS参数尽管ATM提供了,接的路由器之间的ATM链路上但基于QoS的服务仅限于连。的QoS IP为提供端到端,能的排队和调度机制路由器必须提供智。此因,ATM网之上时当IP网叠加于,ATM网上的交换机之间虽然实际的通信发生在,由器而言但对于路,似与PPP的点到点的链路都是把ATM连接视为类。

  为ATM和IP的集成模型IETF定义的MPLS,的重叠模型而不是传统。LS中在MP,即为交换机每一路由器,固定长度标签(Label)在传统的第三层的报头前加上,些标签通过这,个类似于传统路由表的标签路由表在每个MPLS路由器中建立一。数据报时在转发,由表以达到快速转发数据报查找这些固定长度的标签路,用的是最长前缀匹配法而传统的路由表查找采。签分配协议(LDP)MPLS使用专用的标,表和标签路由间的对应关系此协议用来建立传统的路由,条基于标签的数据报转发的快捷路径从而在MPLS路由器之间建立一。OSPF)建立快捷路径而不采用LDP协议MPLS也可以使用开放最短路径优先协议(。

  采用SDH校园网不太,更廉价的物理接口因为有比SDH,以及非屏蔽五类双绞线UTP等如多模光纤、屏蔽双绞线STP,用SDH即使采,非常宽裕由于带宽,势将不比IP over ATM的灵活性明显IP over SDH带来可带宽的高效性优。

  质上看从本,ver SDH采用IP o,点到点的链路进行连接路由器间采用快速的,ver SDH而采用IP o,链路连接的网络相连路由器通过有多采,多路复用的连接这些链路承载着,宽和协商的服务质量相关每个连接都与灵活的带,别是速度与灵活性的对比这两种技术之间的主要区,特定场合在某一,起决定性作用某一因素将。

  (LIC/SNAP)封装8字节段一个缺省的逻辑链路/子网接入协议,IP和ATMARP包用来在ATM上传送,后直接映射到ATM信元中这些包用AAL5封装适配,VC或交换式的SVC)传送这些信元用虚连接(预定的P。的呼叫建立对于SVC,。0或ITU-T的Q。2931信令需要ATM论坛的UNI3。1/4。

  M作为IP的低层数据链路层CIPOA的目的是把AT,基于传统的IP而应用层还是。M只是用ATM替代了LAN线最初在传统IP网中实现AT,如此正因,同的逻辑子网(LIS)ATM网络需要分割成不,讯需要路由器LIS之间通。没有广播功能在ATM网中,此因,户/服务器模式的ATM ARP协议所取代传统的广播地址解析协议(ARP)被基于客。

  年来近,et的呈指数性增长随着Intern,带宽提出了更高的要求对广域网(WAN)的。探索各种技术以更好地连接其骨干路由器因特网服务提供商(ISP)正在积极。步转移模式()技术常用方法是采用异,622M(STM-4)的高速链路使用155M(STM-1)直至。生了诸从而产多

  数据链路层技术ATM不但是,和传输层的各种特性还具有完整的网络层,路由以及流控例如寻址、,据流共享有效的链路带宽ATM允许多个用户数,预先设定QoS但每一连接必须。流等都可以应用在ATM上话音、数据、图像和视频,(AAL)来映射相应的用户数据到ATM信元但对于不同的应用流需要不同的ATM适配层。

  LLC复用的多协议封装格式PPP采用类似于ATM ,标识域作为其封装头其使用2字节的协议。应有和而言对大多数,协议封装能力是相同的PPP和ATM的多。

  视为字节同步链路PPP把SDH,映射到SDH的净荷中PPP帧作为字节流,来识别在SDH净荷中的PPP帧在类HDLC的帧中使用相应标志。

  完整的网络技术ATM被定义为,路由连接的巨大功能具有端系统寻址和,以跨越地理区域ATM网络可,的位置如何不管路由器,广泛的连接机制可以为它们提供。反相,连的点到点的链路上PPP运行只在直,和路由能力没有寻址。

  何的带宽管理功能PPP并不提供任,供点到点的链路它只是简单地提,其分组转发功能IP必须调度,得公平的链路带宽份额以确保每一信息流获。上将会产生问题这在低速的链路,将阻塞其余的高优先级的包当传输低优先级的大包时,包将阻塞对时延敏感的话音包的传送比如说传输一个低优先级的文件送。三的实时应用对于对时延第,限的链路上在带宽受,er SDH带来的带宽效率的优势这种时延的变化将抵消IP ov。

  客户机和MPOA服务器MPOA包括MPOA。可以是ATM主机MPOA客户机或

  DH作为其网络基础运营商已基本采用S,供灵活的带宽管理以对其付费用户保证服务质量运营商将采用ATM over ATM以提。在SDH上相比与IP直接运行,P over ATM运营商更容易提供I。

  较显示以上比,的IP只利用线%运行在ATM之上, SDH的IP却为95%而运行在PPP over,干路由器来讲对于广域网主,额外的容量将显得十分诱人IP over SDH,域骨干网因为在广,较昂贵带宽比,网中带宽相对比较廉价而不像在局域网或园区。

  以采用ATM或PPP在IP和SDH之间可,主流目前还不明朗哪种传输技术作为,TM或POS技术的决定因素但速度和灵活性将是选择A。指标的应用中在速度是首要,SDH更具有吸引力IP over ,QoS和网络工程的场合而需灵活的带宽管理、,TM是最好的解决方案IP over A。

  er ATM中而在IP ov,用SVC由于使,器间连接而不需要全网状网ATM可以提供任何路由,链路故障时甚至ATM,路由以保证任何两个路由器的连接动态的SVC路由可以找到迂回。口可以实现与多个路由器互连另一优点是通过一个ATM接,加灵活的网络工程从而可以实现更,的扩展性具有较强,链路上路由SVC其可以在不同的,一台路由器连接到不同的多个信宿并且可以利用同一ATM链路把,N2问题以解决。

  数有端到端的时延服务质量有关的参,弃率和吞吐量时延抖动、丢。富的QoS参数ATM提供了丰,CC提供协商可以对每个V。协商后的QoS参数得到保证智能的排队和调度机制使得。以与不同要求的就用相协调ATM提供不同的服务类型,可用CBR、VBR业务比如QoS要求高的应用,求相对低的应用而对QoS要,R和UBR业务可以采用AB,容易地在IP级提供QoS这些ATM的属性使得可以,映射到具有相应QoS的VCC具有一定的QoS的信息流可以,CBR或VBR连接例如话音流映射到,映射ABR连接而文件传输可以。

  DLC的成帧机制PPP采用类H,种物理接口之上可以运行在各,422和V。35等如RS232、RS。

   over SDH骨干网中采用IP,连接接入服务器CPE设备直接,骨干路由器相连接入服务器再与,H双环以构成骨干网骨干路由器连接SD。

  任何的流控机制PPP不提供,接运行在PPP链路上只有TCP的流控直,已提到前面,或直接使用SDH不论是采用ATM,之间的一定带宽的管道路由器都把它视为两点,制来确保合理的吞吐量必须采用相应的缓冲机。

  :一种是受internet的驱动今天的网络工业界有两种明显的趋势,为网络层技术IP迅速成,个基于包的网络有机会建立一,被运营商广泛地采用另一个则是SDH已,络基础结构成为物理网,在广域范围内互连路由器可以基于此。

  相连的非ATM网段主机通过边缘设备与ATM,二层的桥接或第三层的转发边缘设备之间可以进行第,的VCC传送通过短路径。视第三层的分组流的功能MPOA客户机具有监,目的地的连续的分组流时当检测到去往某一特定,M地址或去往目的地的ATM边缘设备的ATM地址MPOA客户机向MPOA服务器查询目的地AT,路径VCC用来建立短。协议(NHRP)沿着相应的路由传播解析包MPOA服务器用IETF定义的下一跳解析,出口ATM地址解析到直至到网络目的地的。布式虚拟路由技术MPOA使用分,的边缘设备类似于虚拟路由器的接口卡连接ATM子网和传统的LAN子网,M网则是虚拟路由器的转发背板而与边缘设备相连的整个AT。由计算功能相分离分组转发功能和路,由服务器完成路由计算由路,统的路由器相比这种分离与传,具有更高的吞吐量提高了转发效率和。LC/SNAP封装格式分组使用LANE或L,适配成ATM信元用AAL5直接,VC连接使用S。

  物理层技术SDH为,输和复用用来传,达10Gbps传输速率可高,ITU)标准是国际电联(。委员会(ANSI)的标准而SONET是美国标准,机制上有所不同两者只是在复用,术均相似而其余技,此因,ver SDH为例本文就以IP o,介绍SDH以下简要。

  DH帧(STM-N)SDH每秒传送8KS,M-1为基础的帧结构STM-N帧是以ST。供同步帧结构尽管SDH提,于SDH帧中的特定位置但它并不强制用户净荷位,反相,荷在帧内浮动它允许用户净,出用户净荷的开始位置使用开销域中的指针指。户看来在用,同步的物理层介质SDH是提供字节。

  ATM信元头的开销(信元税)太大(5/53)ISP启用IP over SDH的最大原因是,的尾)和LLC/SNAP封装(8字节)附加的开销还有AAL5(填充、8字节。ver ATM对于IP o,H的STM-1链路假设物理层使用SD,为576字节IP包大小。

  IP互连导构网络IETF已决定用,一个单一的巨大的IP网把各种异构网络互连成。同的物理链路和网络技术单个的网络通常采用不,在各种网络层之上但假如IP运行,将实现无缝互连网络与网络之间。在多种网络技术之上目前IP已经运行,LAN技术包括广播的,ernet如Eth,WAN技术电路交换,。25如X,换WAN技术以及分组交,数据服务SMDS如交换式多兆位。

  是但,字体系(SDH)(北美为同步光纤网络SONET)由于运营商底层的网络结构为基于光纤连接的同步数,Pover SDH技术这使得ISP更倾向于I,宽的效率以提高带,overATM技术而不是常规的IP 。引起了强烈的争论这两种方案在业界。

  流(VCC)的全套带宽管理功能ATM具有管理分配给每个信息,配相应的带宽给这些VCC它根据所要求的QoS分。交换的特性因为信元,信息流共享链路ATM允许多,一信息流以满足其QoS并且保证一定的带宽给每。

  TM上的通用协议层(PLOA)来执行CIPOA、LANE、MPOA作为A,块和接口信令和ATM适配层和主机呼叫控制(HCC)模块包括用于LLC/SNAP封装的逻辑链路控制(LLC)模,建立和数据传输以用来VCC的。同的IP over ATM的技术协议栈用来描述表示前面提到的不。

  不同的物理介质上ATM可以运行在,完成从物理介质上发送和接受相应的信号ATM层产生信元然后交给物理层并由其。是ATM的物理层之一SDH/SONET,是53字节的信元的整数倍由于SDH帧中的净荷不,发送到SDH帧中的净荷中ATM信元只能直接连续地。受时在接,用来描述从SDH净荷中来的ATM信元的正确性ATM信元头中的信元头差错检测(HEC)域。

  由之间的点对点连接由于SDH环提供路,射到点对点的链路上因此IP包必须映,的点对点协议(PPP)封装最常用的技术是采用IETF。ket over SDH(POS)技术IP over SDH也被称为Pac。

  的点到点的链路上PPP运行在单一,的QoS能力且不提供任何,确保相应的信息流的服务质量IP层必须管理其包传送以。

  ver ATM时当运行IP o,在相应的ATM地址需要把IP地址翻译,现路由才能实,议的复杂性这增加了协,额外地增加了网络的开销而地址翻译所需的流量又。要进行地址转换而PPP不需,额外的开销也就没有。

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