如何在ATM网络支持IP

2010-06-24 20:57:18来源: 21IC电子网

      ATM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,ATM将扮演重要的角色。但目前的信息体系,即LAN和WAN,建立在网络层协议如IP、IPX、AppleTalk等的基础上,因此,ATM的成功及Internet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、LANE

      1、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、ATM LAN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协议定义了仿真IEEE 802.3以太网或802.5令牌环网的机制。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LAN MAC分组格式封装。

      每个ELAN(Emulated LAN)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中的工作站与另一工作站通信的步骤:

      (1)初始化

      LEC需要知道LECS的ATM地址并与其建立连接,这通过ILMI或众所周知(well-known)的LECS地址完成,这个过程中的任何时刻LEC都可以与手工配置的LECS地址建立双向配置直达VCC。这个过程中,LEC将获取该ELAN的LES的ATM地址。

      (2)登记

      这是LEC给LES提供地址信息,如MAC地址的机制。此过程中将在LEC和LES之间建立一对连接,即双向点到点控制直达VCC,及单向点到多点控制分布VCC。

      (3)地址解析

      这是LEC从LES学习目的站点ATM地址的方法,由ATM地址解析协议实现,允许LEC建立数据直达VCC以传送帧。这时在LEC和BUS之间建立双向点到点组播发送VCC和单向点到多点组播转发VCC。

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关键字:ATM网络

编辑:金子 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/wltx/2010/0624/article_970.html
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