程控交换4优秀文档

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第七章 IP与ATM的融合,IP与ATM的融合,1.1 IP与ATM融合的背景,1.3 重叠模型技术,1.2 IP与ATM的融合,1.4 集成模型技术,1.5 MPLS的出现,IP发展的历史,IP起源于60年代，最初只用于计算机局域网的组建。到了90年代，以Internet为代表的IP网络处于一个什么状况？,结论,：,Internet独立发展受限,上网人数每半年翻一番，网络流量急速增加，网络拓扑越来越大,QOS,无法保证,路由技术的进步远远跟不上,Internet,的发展速度。,ATM发展的历史,从80年代提出，经过10多年ATM网络是一种什么状况？,ATM的优势,信令非常完善，提供很好的,QOS,服务。,由于采用短、固定的信元，使用硬件完成信元交换，速度可达,Gbit/s,量级。,ATM,核心技术是,ATM,交换结构和控制协议,(,信令,),ATM,综合了电路交换和分组交换的优点,市场应用进展缓慢。原因：,信令复杂，实现困难；,2.Everything Over IP,的观念已经成为业内的共识。,www.email.QQ.,bbs,等基于,IP,的应用已经被广泛使用。进一步的应用如,VOIP,、,IPTV,等。,结论,：使用ATM来构建B-ISDN前景暗淡。,ATM的缺陷：,ATM上的多协议技术MPOA(Multi-Protocol Over ATM)，可支持多种网络协议。,为了实现地址、协议、路由的相互映射，需要定义一组特定的服务器,IP和ATM融合的可能性,对已经习惯IP业务的用户而言，感觉不出有任何变化。,标签交换(Tag Switching),控制器通过GSMP通知ATM交换机将入标记信元流直接交换到出标记信元流，此时该大业务量数据流不再经过控制器选路转发，而改由ATM交换机直接转发。,IP起源于60年代，最初只用于计算机局域网的组建。,通信之前，发起呼叫，虚连接建立完成后，才可以通信。,MPLS可以有效的支持骨干网的QOS，流量工程TE，虚拟专用网VPN等,要求：应用(业务)仍然可以通过IP来访问TCP/IP。,集成模型技术：IP交换、标记交换、多协议标记交换,IP和ATM融合技术演进图,缺点是不能提供很好的QOS，路由器转发速度慢。,要求：应用(业务)仍然可以通过IP来访问TCP/IP。,IETF(Internet Engineering Task Force)的IPATM工作组最早进行了重叠模型的研究。,ATM论坛(ATM Forum)也对重叠模型技术进行了研究:,重叠模型思路简单，但实现复杂,IP与ATM的融合,1.1 IP和ATM的发展历史,1.3 重叠模型技术,1.2 IP和ATM的融合,1.4 集成模型技术,1.5 MPLS的出现,IP和ATM融合引出,IP,优点,是灵活，协议简单易实现；,缺点,是不能提供很好的,QOS,，,路由器转发速度慢。,ATM,优点,是能提供很好的,QOS,，,ATM,交换机转发速度快；,缺点,是信令实现复杂，在,LAN,中很难应用。,IP和ATM融合的可能性,IP,协议处于,OSI,模型的第,3,层，可以采用任何一种链路层技术,由,ATM,参考模型和,OSI,模型的对应关系可以知道，,ATM,也可以作为链路层使用，为,IP,提供服务。,IPOA-IP Over ATM,IPOA首要解决的问题,如何把IP结构映射到ATM网络中去？,要求：,应用,(,业务,),仍然可以通过,IP,来访问,TCP/IP,。,对已经习惯,IP,业务的用户而言，感觉不出有任何变化。,方法：,IP,网和,ATM,网是两个完全不同体系的网络协议，因此要在,TCP/IP,和,ATM,之间定义一个“过渡层次”，将,IP,和,ATM“,缝合”起来。,IP与ATM的融合,1.1 IP和ATM的发展历史,1.3 重叠模型技术,1.2 IP和ATM的融合,1.4 集成模型技术,1.5 MPLS的出现,重叠模型(overlay mode),基本思想：,重叠模型,是将IP当成一个网络与ATM网络互连，不更改ATM网络的协议模块，而将IP的功能层叠加在ATM上。,可知：ATM的端点就需要用ATM地址和IP地址共同标识。,重叠模型的发展历史-1,IETF(Internet Engineering Task Force)的IPATM工作组最早进行了重叠模型的研究。,ATM封装IP包的方法,，RFC1483,IP地址和ATM地址的映射的地址解析协议ATMARP，RFC1577,基于上述研究，提出了“ATM上的传统IP”即CIPOA(Classical IP Over ATM)技术。,重叠模型的发展历史-2,ATM论坛(ATM Forum)也对重叠模型技术进行了研究:,局域网仿真,LANE,(LAN Emulation),ATM,上的多协议技术,MPOA,(Multi-Protocol Over ATM),，,可支持多种网络协议。,IP包要转换成ATM信元，由ATM建立的VC转发到下一跳。,路由器,路由器,高性能ATM交换机构成宽带传送骨干网,低速路由器构成的IP网络，提供IP包的路由，确定下一跳。,ATM上的传统IP结构图,LIS（Logical IP Subnetwok）,逻辑IP子网（LIS）组成：,直接连接到ATM网络中的任意主机、路由器和服务器进行组合形成一个逻辑IP子网。,说明,：服务器一般指的是就是,ARP,（,Address Resolution Protocol,）,服务器，也就是该,LIS,的地址解析协议服务器。,数据传送-1,LIS内主机的数据传送,只需要建立点到点的ATM连接。,例：主机A向主机B发送信息（IP分组）,初始条件：主机A知道主机B的IP地址，但是不知道ATM地址,第一步：主机,A,向,ARP,服务器发送,ARP,请求（将主机,B,的,IP,地址送到,ARP,服务器）,第二步：,ARP,服务器将主机,B,的,IP,地址转换成,ATM,地址，送回给主机,A,第三步：主机,A,可以利用主机,B,的,ATM,地址建立,ATM,连接,地址解析过程,数据传送-2,LIS间主机的数据传送,需要使用中间路由器来传送数据。,例：LIS1中的主机A向处于不同的LIS2中的主机B发送IP分组,（1）中间路由器知道主机B的ATM地址,（2）中间路由器不知道主机B的ATM地址,直接将IP分组发送到主机B所在的网络中,通过ARP服务器得到主机B的ATM地址，可以将IP分组发送给主机B,主机,A,将,IP,分组送到中间路由器上。,中间路由器将,IP,分组送到主机,B,上,重叠模型的特点,保持IP和ATM网络结构、协议和技术不变。,解决两个完全不同的异构网络之间的数据映射、地址映射和控制协议映射。,高性能ATM交换机构成宽带传送骨干网,IP协议处于OSI模型的第3层，可以采用任何一种链路层技术,如何把IP结构映射到ATM网络中去？,Ipsilon公司研制的控制器由通用PC构成，OS为改进的UNIX，运行IP路由协议等。,IPOA-IP Over ATM,普通的ATM交换机装配GSMP后，再增加一个“控制器”就可成为“IP交换机”。,LIS内主机的数据传送,ATM上的传统IP结构图,由于采用短、固定的信元，使用硬件完成信元交换，速度可达Gbit/s量级。,集成模型（integrated mode）,不仅适用于ATM，而且还适用于其它链路层技术。,MPLS又称为层技术。,bbs等基于IP的应用已经被广泛使用。,重叠模型的缺点,重叠模型思路简单，但实现复杂,要求网络支持两套完全不同的地址和控制协议，实现起来复杂。,为了实现地址、协议、路由的相互映射，需要定义一组特定的服务器,这些服务器往往会成为限制网络性能的瓶颈,IP与ATM的融合,1.1 IP和ATM的发展历史,1.3 重叠模型技术,1.2 IP和ATM的融合,1.4 集成模型技术,1.5 MPLS的出现,如何克服重叠模型的缺点,思路,：能否,让,ATM,交换机不使用,ITU-T,制定的信令协议，而改用和,Internet,结构更为相容甚至相同的控制协议。,90,年代末，提出了,IP,和,ATM,融合的集成模型,集成模型（integrated mode）,基本思想：,集成模型,是将IP路由器的智能和管理性能集成到ATM交换中形成的一体化平台。,集成模型的特点,在采用集成模型的网络中：,ATM,交换机发挥其快速的转发能力，利用其硬件结构对信元进行,VC/VP,的交换,交换机的路由表,/,转发表不再由,ATM,信令协议控制建立，而改由,IP,路由协议驱动。,从控制平面来看，该,ATM,交换机实际上也是一个路由器，因此把这样的设备称为“交换路由器或路由交换机”。,集成模型的进一步分析,ATM交换机如何实现信元交换的？,通信之前，发起呼叫，虚连接建立完成后，才可以通信。,ATM,交换机接收到信元，从信元头中查找,VPI/VCI,，,然后依据信元转发表，检索到与其对应的出端口，进行转发,VPI/VCI,可以称为“路由标记”。,集成模型技术又可统称为标记交换,(Label Switching),技术,这样的设备不但具有路由功能，还有标记交换功能，称为标记交换路由器,LSR(Label Switching Router),集成模型相对重叠模型的优点,避免两类不同网络之间的复杂映射。,(,核心网络由,LSR,替代了单纯的,ATM,交换机,),排除了映射服务器成为网络瓶颈的可能,提高网络的可扩展性。,集成模型技术：,IP交换,、,标记交换,、,多协议标记交换,IP交换,96年，新兴的Ipsilon公司宣布开发成功集成模型产品，称为“IP交换机”。,研制了,通用交换机管理协议,GSMP(General Switch Management Protocol)。普通的ATM交换机装配GSMP后，再增加一个“控制器”就可成为“IP交换机”。GSMP用作控制器和ATM交换机之间的通信协议。,Ipsilon公司研制的控制器由通用PC构成，OS为改进的UNIX，运行IP路由协议等。,IP交换机结构,IFMP,IFMP,IFMP-Ipsilon Flow Management Protocol,，Ipsilon流量管理协议,IP交换原理,“IP交换”属于数据驱动型技术,默认信道,上游节点,下游节点,数据流向,IP交换原理-1,1.,一般情况下，,IP,分组被封装成,ATM,信元由缺省,VC,传送。,3.,如果为持续时间长、业务量大的数据流,(,如,FTP,、视频、数据下载,),，通过,IFMP,协议通知上游,IP,交换机将该流的信元改由另外指定的,VC,发送，该指定,VC,的,VCI,就是该,IP,交换机分配的入标记。,交换机从缺省,VC,上收到,ATM,信元后，一律送往控制器，控制器对接收到的数据流进行检测，如果为持续时间短的小业务量数据流，重新拆封成,IP,分组，按,hop-by-hop,方式进行转发,IP交换原理-2,结论,：小业务量数据流路由转发，大业务量数据流标记交换转发,5.,控制器通过,GSMP,通知,ATM,交换机将入标记信元流直接交换到出标记信元流，此时该大业务量数据流不再经过控制器选路转发，而改由,ATM,交换机直接转发。,4.,如果该,IP,交换机的下游,IP,交换机也检测到该数据流为大业务量数据流，按同样的方式通知该,IP,交换机改向传送，并分配出标记,IP交换的发展,Ipsilon将其技术提交给IETF，形成很多信息性RFC，未能称为标准，但占有很重要的地位，是数据驱动型典型的集成模型技术。,多种因素导致了IP交换产品在市场上不够成功。98年，Ipsilon被Nokia收购，很难再看到IP交换的产品了。,标签交换(Tag Switching),Ipsilon公司推出“IP交换”后不久，Cisco提出另一种标记交换技术，即“标签交换”。,与IP交有两个显著的不同,1.是一种拓扑驱动型技术