【正文】 22/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡 65 IP Over ATM優(yōu)點 ? 由于 ATM技術本身能提供 QoS保證 ， 因此可利用此特點提高 IP業(yè)務的服務質量 。 ? 具有良好的流量控制均衡能力以及故障恢復能力 ， 網(wǎng)絡可靠性高 。 ? 適應于多業(yè)務 ， 具有良好的網(wǎng)絡可擴展能力 。 ? ?對其它幾種網(wǎng)絡協(xié)議如 IPX等能提供支持 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡 66 IP Over ATM的缺點 ? 目前 IP over ATM還不能提供完全的 QoS保證。 因為目前還沒有一種標準方法實現(xiàn)： IP優(yōu)先級（ QoS） 分類映射到 ATM的 QoS。 ? 對 IP路由的支持 ,一般 IP數(shù)據(jù)包分割加入大量頭信息 ， 造成很大的帶寬浪費 （ 20％ ～ 30％ ） 。 ? 在復制多路廣播方面缺乏高效率 。 ? ? 由于 ATM本身技術復雜 ， 導致管理復雜 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡 67 IP交換 IP交換 （ IP Switching） 由 Ipsilon網(wǎng)絡公司開發(fā) 。Ipsilon的目標是提高 IP的速度和提供服務質量支持 。 “ IP over ATM”的方法通過把數(shù)據(jù)鏈路層看作大而不透明的網(wǎng)絡云 ， 試圖從 IP層中隱藏掉底層網(wǎng)絡的拓撲結構 。 這最終導致網(wǎng)絡低效 ， 復雜和功能重復 。 Ipsilon的方法則拋棄了面向連接的 ATM的軟件 ， 直接在 ATM的硬件上實現(xiàn)無連接的 IP路由 。 這種方法兼有無連接的 IP所具有的魯棒性 ，可伸縮性和 ATM交換機的速度 ， 容量以及擴展性 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡 68 IP交換 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡 69 IP交換 流是指從出發(fā)地到目的地的包的序列 ， 這些包在路由上得到相同的轉發(fā) 。 一個 IP流的特性由 IP/TCP/UDP包頭上的字段說明 ， 包括源地址 ， 目的地址 ， 端口號等等 。 目前 ， Ipsilon定義了兩種流 。主機對流 （ host pair flow） 類型定義為相同源和目標 IP地之間的通信 。 端口對流 （ port pair flow） 定義為相同源和目標 IP地址 ，相同源和目標端口之間的通信 。 當一個包被拼裝和提交給 IP交換機控制時 ， 除了轉發(fā)它以外 ， 交換機還要進行流分級 。 流分級決定由當?shù)氐?IP交換機做出 。 根據(jù)分級， 交換機決定對來自這個流的隨后的包是轉發(fā)還是進行交換 。 通常， 控制器對短時間的流進行轉發(fā) ， 例如數(shù)據(jù)庫查詢 ， DNS消息 ， 而對長時間的流進行交換 ， 例如 ftp或 tel數(shù)據(jù) 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡 70 IP交換 （ 1） 控制器在接收包的輸入端口 i上選擇一個空標簽 x， 在控制端口 c上選擇一個空標簽 x’， 指示交換機的驅動器將輸入端口的標簽 x映射到控制端口 c上的標簽 x’。 （ 2） 然后 ， 它向前一個轉發(fā)路由發(fā)送一條 IFMP上傳消息 （ 包括流表示 ， 標簽和生存時間 ） ， 要求該流的所有后來的包通過 ATM虛通道發(fā)送 ， 虛通道由消息中的標簽表明 。 由此 ， 包在到達交換機的控制器時 ， 帶有標簽 x’。 雖然包仍然需要重新拼裝 ， 但是這一過程被加速 ， 因為早先的路由決定被緩存 。 （ 3） 在端口 j上 ， 交換機可能會收到來自下一路由的相似的重定向請求 ， 要求以標簽 y重定向流 。 接受這種請求的決策由本地做出 ，但也可能被忽略 。 （ 4） 一旦接收了重定向請求 ， 交換機將輸入端口 i上的標簽 x映射到輸出端口 j上的標簽 y。 由此 ， 該流的所有包實現(xiàn)了硬件上的交換， 并不需要重新拼裝 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡 71 IP over SDH IP over SDH亦稱為 IP over SONET/SDH。 SONET是指同步光網(wǎng)絡 (Synchronous Optical Network)， 它首先在美國發(fā)展起來 ， 由一整套分等級的標準數(shù)字傳送結構組成 ，適合于各種經(jīng)適配處理的凈負荷 （ Payload， 指網(wǎng)絡比特流中可用于電信業(yè)務的部分 ） 在物理媒質上進行傳送 。1998年 ， CCITT(現(xiàn)在的 ITUT)接受了 SONET的概念 ,并重新命名為 SDH(Synchronous Digital Hierarchy)， 使之成為不僅適用于光纖傳輸同時也適用于微波和衛(wèi)星傳輸?shù)耐ㄓ眉夹g ， 并推動其成為數(shù)字傳輸體制上的世界性標準 。SONET和 SDH規(guī)范略有差異 ,但兩者的基本原理完全相同 ,標準也相互兼容 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡 72 IP over SDH IP over SDH在本質上保留了因特網(wǎng)作為 IP網(wǎng)的無連接特征 ， 形成統(tǒng)一的平面網(wǎng) ， 簡化了網(wǎng)絡的體系結構 ， 提高了傳輸效率 ， 降低了成本 ， 易于實現(xiàn) IP組播和兼容不同技術體系 ， 實現(xiàn)網(wǎng)間互聯(lián) 。 其基本思路是將 IP數(shù)據(jù)報通過點到點協(xié)議 （ PPP） 直接映射到 SDH幀 ， 省掉了中間復雜的ATM層 ， 這樣可大大節(jié)省網(wǎng)絡的投資 。 具體作法是先把 IP數(shù)據(jù)報封裝進 PPP分組 ， 然后利用高層數(shù)據(jù)鏈路控制 （HDLC） 組幀 ， 再將字節(jié)同步映射進虛容器 （ VC） 包封中 ，最后再加上相應的 SDH開銷置入 STMN幀中即可 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡 73 PPP協(xié)議 PPP協(xié)議 （ 即 IETF FRC1661： The PointtoPoint Protocol和 RFC2153： PPP vendor Extension） 是一個簡單的 OSI第二層網(wǎng)絡協(xié)議 。 其標頭只有兩個字節(jié) ， 沒有地址信息 ， 只是按點到點順序 ， 面向無連接 。 PPP協(xié)議可將IP數(shù)據(jù)包切成 PPP幀 （ 符合 RFC1662： PPP in HDLCLink Faming） 以滿足映射到 SDH／ So幀結構 （ 符合 RFC1619： PP over SDH） 上的要求 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡 74 簡化的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議（ SDL） 在 IP／ PPP／ HDLC／ SDH中 ， 使用的基于 HDLC的幀定界協(xié)議存在一些問題 ， 主要表現(xiàn)在：用戶使用 HDLC幀時 ， 網(wǎng)管需要對每一個輸入 、 輸出字節(jié)都進行監(jiān)視 。 當用戶數(shù)據(jù)字節(jié)的編碼與標志字節(jié)相同時 ， 網(wǎng)管需要進行填充 、 去填充操作 。 為此 ， Lucent提出了簡化數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議 SDL。 SDL用戶對同步或異步傳送的可變長的 IP數(shù)據(jù)包進行高速定界 ， 可適用于 OC48／ STM16以上速率的 IP over SDH。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡 75 IP over SDH的優(yōu)點 ? 對 IP路由的支持能力強 ， 具有很高的 IP傳輸效率 。 ? 符合 Inter業(yè)務的特點 ， 如有利于實施多路廣播方式。 ?能利用 SDH技術本身的環(huán)路 ， 故可利用自愈合 （ Selfhealing Ring） 能力達到鏈路糾錯；同時又利用 OSPF協(xié)議防止備和鏈路故障造成的網(wǎng)絡停頓 ， 提高網(wǎng)絡的穩(wěn)定性 。 ? 省略了不必要的 ATM層 ， 簡化了網(wǎng)絡結構 ， 降低了運行費用 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡 76 IP over SDH的缺點 ? 僅對 IP業(yè)務提供好的支持 ， 不適于多業(yè)務平臺 。 ? 不能像 IP crver ATM技術那樣提供較好的服務質量保障 （ QoS） 。 ? ? 對 IPX等其它主要網(wǎng)絡技術支持有限 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡 77 基于 IP交換的集群路由 IBM提出基于 IP交換的集群路由 (Aggregate Route Based IP Switching, ARIS)這一概念 ， 它的目標是通過以介質的速度交換數(shù)據(jù)包來改善 IP的集群吞吐量和其它網(wǎng)絡層協(xié)議 。 一個集成的交換式路由 （ ISR） ， 是一個強化了標準網(wǎng)絡層路由支持的交換機 。交換路徑則是一條網(wǎng)絡通道 ， 數(shù)據(jù)包在其中可以介質的速度被交換 。 在一個基于目標的躍進轉發(fā)數(shù)據(jù)包的網(wǎng)絡中 ， ARIS使用 ISR代替交換機 /路由器 ， 并預先建立到常用出口節(jié)點的交換路徑 。 從像 OSPF和 BGF這樣的路由協(xié)議所提供的信息之中， 可以識別出這些節(jié)點 。 ISR通過交換后面介紹的 ARIS消息來建立交換路徑 ， 并以樹的形式存在出口節(jié)點上 。 一旦接受到一個數(shù)據(jù)包 ， 入口的 ISR在它的轉發(fā)信息庫里執(zhí)行常規(guī)的最長前綴匹配 ， 以獲得連接目標的交換路徑的標記 ， 并在該交換路徑上傳送數(shù)據(jù)包 。 如果在 FIB沒有發(fā)現(xiàn)匹配的記錄 ， 那么使用缺省的躍進轉發(fā)路徑 ， 數(shù)據(jù)包轉發(fā)到下一站 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡 78 ARIS建立和管理交換路徑 1 初始化 這是由 ISR發(fā)給它的鄰居的第一個消息 ， 用來通報它的存在 。它會周期性的重發(fā) ， 直到受到一個肯定性的確認 。 l 2 保持活動 該消息由 ISR發(fā)給它的鄰居 ， 用來通報它的繼續(xù)存在 。 僅僅在給定時間內沒有其他 ARIS消息發(fā)給鄰居的時候 ， 該消息才會發(fā)出 。 l 3 建立 該消息由 ISR周期性的發(fā)出或作為對觸發(fā)消息的回應 ， 發(fā)給它上游的鄰居來建立或刷新交換路徑 。 ISR接受到一個要求出口節(jié)點的建立消息 ， 就檢查路徑是否正確和回路空閑 。 如果還沒有 ， 它破壞掉原先的路徑 ， 并使用建立消息建立一個新的 。 l 4 觸發(fā) 該消息在 ISR拆卸掉原先到達出口標識的交換路徑之后 ， 由 ISR發(fā)給它下游新的鄰居請求一個建立消息 。 l 5 拆卸 該消息在 ISR釋放它同出口標識之間的連接時發(fā)出 。 確認 該消息回應 ARIS消息 。 6 確認可能是肯定也可能是否定 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡 79 信息庫 路由信息庫 （ RIB） 這與標準路由上的 RIB相同 。 與計算 besteffort路由不同， RIB也用來標識出口節(jié)點 ， 出口節(jié)點則用在其他兩種信息庫中 。 轉發(fā)信息庫 （ FIB） 包含條目有目標前綴形式 ， 輸出接口 ， 下一跳 IP地址 ， 出口標識和關聯(lián)交換路徑的標記 。 在 IP路由協(xié)議在下一跳 IP地址和出口標識之間創(chuàng)建關聯(lián)時 ， ARIS協(xié)議創(chuàng)建出口標識和交換路徑之間的關聯(lián) 。 VC信息庫 （ VCIB） 該信息庫存有出口標識和上下游標記之間的映射。 該映射用 ARIS協(xié)議創(chuàng)建 。 2022/8/21 史忠植 高級計算機網(wǎng)絡 80 謝謝 ! THANK YO