在ATM网络支持IP技术介绍.doc

日期:2004-5-13    浏览次数:6348在过去十来年中,ATM成为下一代网络的重要技术,它可以提供空前的可伸缩性和性价比,以及对将来的实时业务、多媒体业务等的支持。在将来的信息体系中,ATM将扮演重要的角色。但是,目前的信息体系,即LAN和WAN,建立在网络层协议如IP、IPX、AppleTalk等的基础上,因此,的发展的关键是现有的网络技术和ATM的互操作,而实现这一目的的关键是相同的网络层协议,如IP、IPX,同时应用于现有的网络和ATM上,因为给高层协议和应用提供统一的网络视角是网络层的任务。到目前为止,已有了多种在ATM上运行IP的方法,如:ATM论坛的LANE和MPOA、IETF的CLIP和NHRP、Ipsilon网络公司的IP交换和Cisco公司的标记交换,下面将逐一介绍。一、简介 ATM和现有的协议体系,特别是网络层的IP、IPX等协议,在很长的时间内共存,如何在单一网络上实现现有网络协议和ATM、如何将ATM与传统网络互连,是广大研究人员、设计人员和业者研究的课题。然而,ATM和IP源于不同的技术团体和基础,有着各自的应用。IP的目的是以不确定的状态将分组发送到目的地,它是非连接的,没有服务质量的保证;而ATM的目的是提供有保证的综合业务,是面向连接的,基于快速的固定长度信元的交换。ATM和IP的巨大差异使得有效地将二者集成成为难题。在ATM网络中支持IP有两种不同的模型,这两种模型以不同的角度看待ATM协议层和IP的关系。第一种是对等模型,在本质上将ATM层看作IP的对等层,这种模型建议在ATM网络中使用与基于IP的网络中相同的地址方案,因此ATM端点将由IP地址来识别,ATM信令将携带这样的地址,且ATM信令的路由也使现有的网络层路由协议。因为使用了现有的路由协议,对等模型就排除了开发新的ATM路由的需要。对等模型在简化了端系统地址管理的同时,很大程度上增加了ATM交换机的复杂度,因为ATM交换机必须具有多协议路由器的功能,支持现有的地址方案和路由协议。此外,现有的路由协议是基于当前的LAN和WAN开发的,不能很好地映射到ATM中及使用ATM的服务质量特性。在目前的解决方案中,IP交换和标记交换是基于对等模型的。另一种模型称作子网或覆盖模型,将ATM层与现有协议分开,定义了全新的地址体系,即现有协议将运行于ATM之上。此覆盖模型需要定义新的地址体系和相关的路由协议,所有的ATM系统需要同时被赋予ATM地址和它要支持的高层协议地址。ATM地址空间逻辑地与高层协议的地址空间相分隔,没有任何相关性。因此,所有运行于ATM子网上的协议需要某种ATM地址解析协议以把高层协议(如IP)地址映射到相应的ATM地址。这种将ATM与高层协议分开的方法允许各自独立的开发,在实用的工程角度这非常重要。在目前的解决方案中,LANE、MPOA和CLIP是基于覆盖模型的。二、LANE1、如何在传统LAN上运行IP? 在传统的LAN中,当源主机想给同子网的目的主机发送分组时,它检查其ARP缓存看是否已经知道与目的主机IP地址相联系的硬件地址(MAC地址),如果已经知道,就把带有目的主机的IP地址和MAC地址的分组发送出去。如果目的MAC地址未知,源主机就发送一个ARP请求分组,ARP请求是本地广播分组,将被子网中所有主机接收,目的主机识别到自己的IP地址后,在ARP回应分组中回答其MAC地址,源主机接收到ARP回应并把它存到自己的ARP表中,现在源主机就可以发送含有正确的目的IP地址和MAC地址的分组了。2、ATMLAN必须仿真什么功能?(1)由于传统LAN是介质共享网络,很容易提供广播服务并实现ARP,ATM网必须模仿这一功能,由BUS(广播和未知服务器)实现。(2)一般来说,传统LAN中的每个主机都有其MAC地址和IP地址,直接连到ATM网的主机除了具有ATM地址外,也必须有MAC地址和IP地址。(3)ATM主机必须提供与MAC协议给网络层协议提供的接口服务相同的服务,如NDIS或ODI类驱动接口。3、LANE如何工作? 顾名思义,LANE的功能是在ATM网络上仿真LAN,。LANE协议定义了与现有LAN给网络层提供的服务相同的接口,在ATM网络中传输的数据以相应的LANMAC分组格式封装。每个ELAN(EmulatedLAN)由一组LANE客户(LEC)和LANE服务构成。LEC还可以是作为ATM主机代理的网桥和路由器。LE服务由三个不同的功能实体构成:LAN仿真配置服务器(LECS)、LAN服务器(LES)和BUS,这三个服务实体可以各自存在,但通常位于同一设备,例如:LES可以位于ATM交换机、路由器、网桥和工作站。下面是LANE中的工作站与另一