IP over SDH和IP over ATM技术（二）

4　IP over ATM

　　IETF已决定用IP互连异构网络，把各种异构网络互连成一个单一的巨大的IP网。单个的网络通常采用不同的物理链路和网络技术，但假如IP运行在各种网络层之上，网络与网络之间将实现无缝互连。目前IP已经运行在多种网络技术之上，包括广播的LAN技术，如Ethernet，电路交换WAN技术，如x．25，以及分组交换WAN技术，如交换式多兆位数据服务SMDS。

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

4．1 classic IP over ATM（CIPOA）

　　CIPOA的目的是把ATM作为IP的低层数据链路层，而应用层还是基于传统的IP。最初在传统IP网中实施ATM只是用ATM替代了LAN“线”，正因如此，ATM网络需要分割成不同的逻辑子网（LIS），LIS之间通讯需要路由器。在ATM网中没有广播功能，因此，传统的广播地址解析协议（ARP）被基于客户／服务器模式的ATM ARP协议所取代。

　　一个缺省的逻辑链路／子网接入协议（LLC／SNAP）封装8字节段，用来在ATM上传送IP和ATM ARP包，这些包用AAL5封装适配后直接映射到ATM信元中，这些信元用虚连接（预定的PVC或交换式的SVC）传送。对于SVC的呼叫建立，需要ATM论坛的UNI 3．1/4．0或ITU－T的Q．2931信令。

4.2　LANE局域网仿真

　　LANE是ATM论坛推出的用来在ATM网上仿真Eerthnet/802．3和Token Ring／802.45。利用局域网仿真，现有的LAN应用能在ATM网上进行通信，就像在传统的用MAC地址进行寻址的LAN上一样，可提供组播和广播数据传送。LANE运行在MAC层，任何第三层协议可在其上运行，相反，CIPOA只能运行IP协议。

　　一个仿真LAN（ELAN）由一组局域网仿真客户（LEC）和一个或几个局域网仿真服务器（LES）、广播和未知服务器（BUS）以及局域网仿真配置服务器（LECS）组成。一个仿真LAN是一个LAN网段，其与其余的LAN网段互通则需要桥或路由器。为传送LANE的控制和数据报，在ATM上用2字节的封装组，新的修订版LANE允许使用LLC/SNAP封装，LANE的封包用AAL5适配后封装成ATM信元，由SVC承载。

4．3　MPOA

　　MPOA是ATM论坛的另一个协议，克服了CIPOA和LANE的主要缺点之一，就是不同子网之间通信需要中间路由器，中间路由器需要把信元组装成第三层的包，进行路由选择后再把包分段封装成ATM信元进行转发，MPOA允许不同的子网用户之间直接建立一条较短VCC连接，而不需要中间的重组和分段。在同一子网内，MPOA和LANE相同。

　　MPOA包括MPOA客户机和MPOA服务器。MPOA客户机可以是ATM主机或通过边缘设备与ATM相连的非ATM网段主机，边缘设备之间可以进行第二层的桥接或第三层的转发，通过短路径的VCC传送。MPOA客户机具有监视第三层的分组流的功能，当检测到去往某一特定目的地的连续的分组流时，MPOA客户机向MPOA服务器查询目的地ATM地址或去往目的地ATM边缘设备的ATM地址，用来建立短路径VCC。MPOA服务器用IETF定义的下一跳解析协议（NHRP）沿着相应的路由传播解析包，直至到网络目的地的出口ATM地址被解析到。MPOA使用分布式虚拟路由技术，连接ATM子网和传统的LAN子网的边缘设备类似于虚拟路由器的接口卡，而与边缘设备相连的整个ATM网则是虚拟路由器的转发背板。分组转发功能和路由计算功能相分离，路由计算由路由服务器（MPOA服务器）完成，这种分离与传统的路由器相比，提高了转发效率和具有更高的吞吐量。分组使用LANE或LLC／SNAP封装格式，用AAL5直接适配成ATM信元，使用SVC连接。

4.4　协议栈

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

4.5　MPLS多协议标签交换

　　IETF定义的MPLS为ATM和IP的集成模型，而不是传统的重叠模型。在MPLS中，每一路由器即为交换机，在传统的第三层的报头前加上固定长度标签（Label），通过这些标签，在每个MPLS路由器中建立一个类似于传统路由表的标签路由表。在转发数据报时，查找这些固定长度的标签路由表以达到快速转发数据报，而传统的路由表查找采用的是最长前缀匹配法。MPLS使用专用的标签分配协议（LDP），此协议用来建立传统的路由表和标签路由间的对应关系，从而在MPLS路由器之间建立一条基于标签的数据报转发的快捷路径。MPLS也可以使用开放最短路径优先协议（OSPF）建立快捷路径而不采用LDP协议。

　　MPLS目前只支持IPv4，但其的适用范围不局限于ATM，其目标是任何数据链路层技术，只要其支持识别快捷路径的固定长度的标签，如以太网等。

5　IP over SDH

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

5．1　PPP

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

　　PPP采用类HDLC的成帧机制，可以运行在各种物理接口之上，如RS232、RS422和V.35等


5.2　PPP over SDH

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

5．3　协议栈

5．4　POS骨干技术

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