【正文】 間的信流合約。ATM 層提供 5 種業(yè)務(wù)類別：? 固定比特率（CBR）CBR 可以提供固定的傳送速率，其帶寬的量值用峰值信元率（PCR）來表述，可以用來支持對時延和時延變化嚴格限制的實時應(yīng)用，包括固定比特率的話音、視頻和電路仿真業(yè)務(wù)。? 實時可變比特率（rtVBR）rtVBR 具有突發(fā)特性，其在較長時間的平均速率為持續(xù)信元率（SCR） ，突發(fā)期間的峰值速率為峰值信元率（PCR） 。RtVBR 用于非固定速率的實時應(yīng)用，對時延和時延變化也有嚴格要求，包括話音和視頻業(yè)務(wù)。? 非實時可變比特率（nrtVBR）nrtVBR 與 rtVBR 相似，支持可變的信元速率，提供低的信元丟失率（CLR） ，但不規(guī)定時延方面的要求，可以用于要求低 CLR 的數(shù)據(jù)傳送。23 / 71? 非限定比特率（UBR）UBR 用來支持非實時的盡力而為的業(yè)務(wù)，如文件傳送和電子郵件，不支持任何 QOS 要求。? 可用比特率（ABR）ABR 連接規(guī)定了峰值信元率（PCR）和最小信元率（MCR） ，可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)負荷的狀況調(diào)整信元發(fā)送速率，使 CLR 保持在可接受的水平。 ATM 層服務(wù)質(zhì)量ATM 論壇 定義了 6 個 ATM 層參數(shù)。其中，可協(xié)商的 3 個參數(shù)是：? PeaktoPeak 信元時延變化（CDV）? 最大傳送時延（maxCTD）? 信元丟失率（CLR）非協(xié)商的 3 個參數(shù)是：? 信元差錯率（CER）? 信元塊嚴重差錯率（SECBR）? 信元誤插率（CMR）以上 6 個 QOS 參數(shù)又可以分為與時延有關(guān)和與可靠性有關(guān)兩大類。其中，與時延有關(guān)的參數(shù)是 PeaktoPeak CDV 和 maxCTD，maxCTD 決定于固定時延和PeaktoPeak CDV，固定時延包括物理媒體的傳播時間、傳輸系統(tǒng)的時延和交換機處理時延中的固定部分，而信元時延變化 CDV 則由信元緩沖和信元調(diào)度所引起。其余 4 個參數(shù)均與可靠性有關(guān)。24 / 71 流量控制ATM 的流量控制是一種基于預(yù)防性控制的信流管理方式，其目的是防患于未然，以避免網(wǎng)絡(luò)擁塞的發(fā)生。ATM 流量控制主要包括連接接納控制（CAC）和用戶/網(wǎng)絡(luò)參數(shù)控制（UPC/NPC）兩種方式。? 連接接納控制（CAC）連接接納控制的基本功能可以由網(wǎng)絡(luò)交換節(jié)點在 SVC 建立時或網(wǎng)絡(luò)管理員在 PVC 建立時所采取的一組動作來定義，其目的是根據(jù)信流合約中是信息和網(wǎng)絡(luò)的資源狀況來確定接受還是拒絕連接建立請求。? 用戶/網(wǎng)絡(luò)參數(shù)控制（UPC/NPC）用戶/網(wǎng)絡(luò)參數(shù)控制的基本功能可以由網(wǎng)絡(luò)為了監(jiān)視和控制信流而采取的一組動作來定義，其主要目的是通過檢測信元流對商定的信流合約的違反，并采取一定的行動來保護網(wǎng)絡(luò)資源不受用戶有意或無意的行為的影響，從而進一步對已建立連接的 QOS 給予保護。 擁塞控制ATM 的擁塞控制是一種基于應(yīng)對性控制的信流管理方式，其目的是在擁塞發(fā)生后采取對應(yīng)措施，以減輕擁塞程度，減少擁塞時間，使網(wǎng)絡(luò)盡快恢復(fù)正常。ATM 擁塞控制主要包括選擇性信元丟棄、顯式前向擁塞指示兩種方式。? 選擇性信元丟棄在網(wǎng)絡(luò)發(fā)生擁塞時，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可以選擇性地丟棄部分違反信流合約的信元或 CLP=1 的信元。選擇性信元丟棄通常采用兩種方案：部分分組丟棄（PPD）和早期分組丟棄（EPD） 。部分分組丟棄又稱為尾丟棄，是指一旦某個信元被丟棄，則該分組的所有后繼信元均將被丟棄。早期分組丟棄則是當隊列長度達到門限值時，丟棄整個分組的所有信元。25 / 71? 顯式前向擁塞指示顯式前向擁塞指示(EFCI)使用數(shù)據(jù)信元頭部的 PTI 位向目的端傳遞擁塞信息，目的端將該信息通過 OAM 信元返回到發(fā)端并借以調(diào)整發(fā)出的信元速率。 IP 與 ATM 融合隨著 Inter 在全球范圍內(nèi)的迅速升溫，TCP/IP 已成為目前應(yīng)用最為廣泛的協(xié)議簇，任何網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的研發(fā)都必須考慮到與 TCP/IP 協(xié)議的兼容性問題。ATM 技術(shù)也不例外，如何更有效、更合理地承載 IP 業(yè)務(wù)已成為 ATM 技術(shù)發(fā)展中的重要課題。從 IP 協(xié)議與 ATM 協(xié)議的關(guān)系劃分，IP 與 ATM 相融合的技術(shù)存在兩種模型：重疊模型和集成模型。? 重疊模型將 IP 當成一個網(wǎng)絡(luò)與 ATM 網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，不更改 ATM 網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議模塊，而將 IP 協(xié)議的功能層疊加在 ATM 上。也就是說，在重疊模型中，IP 協(xié)議是重疊在 ATM 上運行的，它需要定義兩套地址結(jié)構(gòu)及選路協(xié)議，同時需要兩套維護和管理功能，ATM 系統(tǒng)既要分配 IP 地址，也要分配ATM 地址，所有在 ATM 網(wǎng)絡(luò)上工作的協(xié)議均需解析協(xié)議，將高層地址（IP 地址）與相應(yīng)的 ATM 地址聯(lián)系起來。集成模型主要包括 Classic IP Over ATM（CIPOA） 、局域網(wǎng)仿真（LANE）和 MultiProtocol Over ATM（MPOA）三種實現(xiàn)方式。? 集成模型將 ATM 單元實體與 ATM 網(wǎng)絡(luò)地址分配策略和路由選擇協(xié)議分離，ATM 網(wǎng)絡(luò)實體采用與 IP 協(xié)議完全相同的協(xié)議體系和地址分配策略，ATM系統(tǒng)僅需標識 IP 地址，網(wǎng)絡(luò)不再需要 ATM 的地址解析規(guī)程。集成模型主要包括 IP 交換、標記交換、IP 導(dǎo)航和多協(xié)議標簽交換（MPLS）等實現(xiàn)方式。26 / 71 CIPOAInter 工作組在 RFC1483（AAL5 上的多協(xié)議封裝）和RFC1577（Classical IP and ARP over ATM)兩個文件中定義并規(guī)范了 CIPOA。由于 CIPOA 規(guī)范只支持 IP 協(xié)議，所以它適用于只使用 IP 協(xié)議的互聯(lián)網(wǎng)和局域網(wǎng)。利用該規(guī)范，用戶可以在 ATM 網(wǎng)絡(luò)上直接運行現(xiàn)存的基于 IP 的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議（如 TCP、UDP）和基于 IP 應(yīng)用協(xié)議（如 WWW、FTP、NFS 等） 。CIPOA 引入了邏輯 IP 子網(wǎng)（LIS：Logical IP Subwork)的概念，所謂LIS 是指根據(jù)用戶和網(wǎng)絡(luò)管理者的連接要求，對直接連接到 ATM 網(wǎng)絡(luò)的任意主機、路由器進行組合，這種組合形成了一個邏輯的 IP 子網(wǎng)，其中的主機和路由器可位于網(wǎng)絡(luò)中的任何地方，即與他們的地理位置無關(guān)。不同的 LIS 相互獨立操作和通信，在一個 LIS 內(nèi)，IP 包可以在點到點的 ATM 永久虛通道（PVC）和ATM 交換虛通道（SVC）上傳送，位于兩個 LIS 內(nèi)的主機間的 IP 連接需要經(jīng)過一個路由器。在一個 LIS 內(nèi)設(shè)有一個地址解析服務(wù)器（ATM ARInter Server） ，負責(zé)完成 IP 地址和 ATM 地址的映射功能。當 LIS 中新增了一個 IP 主機時，該主機首先利用配置好的地址建立與 ATM ARP 服務(wù)器的連接，ATM ARP 服務(wù)器檢測到來自新主機的連接后，向該主機發(fā)送反向 ARP 請求（InARP)，從而獲得新增主機的 IP 地址和 ATM 地址，并在 ATM ARP 服務(wù)器中的 IP 地址ATM 地址映射表中進行登記。當一個主機需要向被叫發(fā)送 IP 數(shù)據(jù)報時，由于它不知道對方的 ATM地址，所以首先向 ATM ARP 服務(wù)器發(fā)送 ARP 請求，獲得被叫的 ATM 地址，再建立到被叫的 ATM 連接并進行通信。在重疊技術(shù)中，CIPOA 技術(shù)成熟，實現(xiàn)簡單，在 LIS 上傳送的廣播業(yè)務(wù)量最少，網(wǎng)絡(luò)的資源利用率較高，改善了 LIS 內(nèi)主機間通信的時延特性。但兩個LIS 中的主機間進行通信時需要經(jīng)過路由器，仍不能完全解決路由器瓶頸問題。27 / 71 LANEATM FORUM 的局域網(wǎng)仿真（LANE）技術(shù)為在 ATM 網(wǎng)絡(luò)上傳送現(xiàn)有 LAN 協(xié)議（ 以太網(wǎng)和 令牌環(huán)）創(chuàng)造了條件。采用 ATM 局域網(wǎng)仿真技術(shù)時，對原局域網(wǎng)用戶來說，ATM 交換網(wǎng)絡(luò)的各種功能（如呼叫建立、信元拆裝等）都是透明的，原局域網(wǎng)終端的硬件和軟件系統(tǒng)不需做任何改動，即可利用ATM 網(wǎng)絡(luò)提供的高速直達數(shù)據(jù)鏈路傳送 LAN 協(xié)議包。LANE 對局域網(wǎng)的媒體訪問控制子層（MAC 層）進行仿真，在 LANE 協(xié)議棧中，由 ATM 層提供傳統(tǒng)的 LAN 的 MAC 子層的功能，因此局域網(wǎng)邏輯鏈路層以上的軟件可以不做任何改動，LANE 可以支持任何局域網(wǎng)的高層協(xié)議（如IP、IPX、Appletalk 等） 。在一個仿真的局域網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)提供局域網(wǎng)仿真配置服務(wù)器（LECS） 、局域網(wǎng)仿真服務(wù)器（LES） 、廣播和未知服務(wù)器（BUS） 。LECS 負責(zé)保存仿真局域網(wǎng)中的LEC 配置信息，并向新安裝的 LEC 發(fā)送 LES 的 ATM 地址，每個管理域只有一個LECS，它可為一個或多個仿真局域網(wǎng)（ELAN）提供服務(wù)；LES 負責(zé)實現(xiàn) MAC 地址與 ATM 地址的映射功能，每個 ELAN 只有一個 LES，每個 LES 有一個專有的ATM 地址來標識；BUS 負責(zé)處理廣播及未知的 MAC 地址，在仿真局域網(wǎng)內(nèi)提供廣播和組播傳送功能。在接入 ELAN 的用戶設(shè)備上配置局域網(wǎng)仿真客戶機（LEC）軟件，代理原有LAN 上的成員與服務(wù)器進行通信，完成地址解析并把用戶數(shù)據(jù)通過 ATM 數(shù)據(jù)直達鏈路傳送給另一個 LEC。當發(fā)端 LEC 要向收端 LEC 發(fā)送信息時，由于不知道收端 LEC 的 ATM 地址，它首先向 LES 發(fā)出 LEARP 請求，詢問收端的 ATM 地址。如果收端已在 LES 上注冊，則 LES 就在 LEARP 應(yīng)答中將收端 ATM 地址返回給發(fā)端；如果收端未在 LES上注冊，LES 就將 LEARP 請求轉(zhuǎn)發(fā)給 ELAN 上的所有 LEC，收端 LEC 收到該請求后，就在 LEARP 應(yīng)答中將自己的 ATM 地址返回給 LES，再由 LES 返回給發(fā)端LEC。在得到收端 ATM 地址后，發(fā)端 LEC 就通過 ATM SVC 呼叫建立到收端的虛連接，并在其上進行數(shù)據(jù)傳送。28 / 71LANE 對局域網(wǎng)從 MAC 層進行仿真，屏蔽了高層協(xié)議，從而使 ATM 網(wǎng)絡(luò)可以支持多種協(xié)議的傳送，為 LAN 用戶的互連創(chuàng)造了便利條件。但是，由于在一個ELAN 中存在著大量廣播信息的傳送，ATM 網(wǎng)絡(luò)資源的浪費較大，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的擴展受到限制；而且兩個 ELAN 內(nèi)的用戶進行通信時要經(jīng)過路由器，仍不能完全解決路由器瓶頸問題。 MPOA為了解決 CIPOA 的缺陷，并將 ATM 高速傳輸引入路由器間的鏈路，ATM 論壇在 1997 年 7 月定義了 MPOA 標準。MPOA 集成了 LANE、CIPOA、NHRP 的功能，在子網(wǎng)內(nèi)部，MPOA 使用 LANE。MPOA 引入了虛擬邊緣交換機、MPOA 客戶、MPOA 服務(wù)器的概念，并將數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)和路由功能相分離。MPOA 可以讓不同子網(wǎng)的客戶建立直接的虛電路連接，即直通路由。這樣就可以直接轉(zhuǎn)發(fā)三層的數(shù)據(jù)包，而不再需要重組和分段。MPOA 客戶可以是以 ATM 連接的計算機，還可以是將 ATM 子網(wǎng)與非 ATM 局域網(wǎng)段相連的邊緣交換機。這些邊緣交換機可在第二層橋接數(shù)據(jù)包，并在直通虛電路上直接在第三層轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。MPOA 客戶要監(jiān)視第三層數(shù)據(jù)包流量，如果檢測到通往某第三層地址的連續(xù)數(shù)據(jù)流，該客戶就向 MPOA 服務(wù)器要求獲得一個該第三層地址的 ATM 地址來建立通往該目的地的直通虛電路。MPOA 服務(wù)器與目的地所在 ATM 子網(wǎng)的路由服務(wù)器通信來獲取必要的路由信息。它還可以使用 NHRP協(xié)議將地址解析要求沿路由路徑發(fā)送到要求的目的地，來得知到達最靠近所要求的地址的 ATM 網(wǎng)絡(luò)出口。MPOA 提供的是一種分布的、虛擬路由器。ATM 子網(wǎng)與原存 LAN 段的邊緣設(shè)備從某種程度上類似于虛路由器的接口卡，連接邊緣設(shè)備的 ATM 網(wǎng)絡(luò)可看作虛路由器轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)。包轉(zhuǎn)發(fā)功能與路由計算功能分離，路由計算由路由服務(wù)器來完成。這種功能分離與傳統(tǒng)的路由器相比可以獲得更高的效率和更高的包吞吐量。MPOA 中數(shù)據(jù)包采用 LANE 和 LLC/SNAP 封裝。這些包通過 AAL5 直接映射為 ATM信元，并通過 SVC(交換式虛電路)傳送。MPOA 能支持包括 IP 在內(nèi)的多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議。29 / 71 MPLS（1）基本原理MPLS 是屬于第三層交換技術(shù)，引入了基于標記的機制，它把選路和轉(zhuǎn)發(fā)分開，由標簽來規(guī)定一個分組通過網(wǎng)絡(luò)的路徑。MPLS 網(wǎng)絡(luò)由核心部分的標簽交換路由器（LSR） 、邊緣部分的標簽邊緣路由器（LER）組成。LSR 的作用可以看作是 ATM 交換機與傳統(tǒng)路由器的結(jié)合，由控制單元和交換單元組成；LER 的作用是分析 IP 包頭，用于決定相應(yīng)的傳送級別和標簽交換路徑（LSP） ，MPLS 網(wǎng)絡(luò)如下圖所示。圖 35 MPLS 網(wǎng)絡(luò)示意圖LSR 就是實現(xiàn)了 MPLS 功能的 ATM 交換機；LER 可以是具有 MPLS 功能的 ATM交換機，也可以是具有 MPLS 功能的路由器。標記交換的工作過程可概括為以下3 個步驟：1）由 LDP（標記分布協(xié)議）和傳統(tǒng)路由協(xié)議（OSPF 等）一起，在 LSR 中建立路由表和標記映射表。2）LER 接收 IP 包，完成第三層功能，并給 IP 包加上標記；在 MPLS 出口的LER 上，將分組中的標記去掉后繼續(xù)進行轉(zhuǎn)發(fā)。3）LSR 對分組不再進行任何第三層處理，只是依據(jù)分組上的標記通過交換單元對其進行轉(zhuǎn)發(fā)。30 / 71（2） 信令方式的實現(xiàn)目前 MPLS 實現(xiàn)信令的方式可分為兩類，一類是 LDP／CRLDP，它是基于ATM 網(wǎng)絡(luò)的。CRLDP 和 LDP 是同一個協(xié)議，CRLDP 是 LDP 的擴展，它使用與LDP 相同的消息和機制，如對等發(fā)現(xiàn)、會話建立和保持、標記發(fā)布和錯誤處理。另外