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IP over SDH和IP over ATM技術(shù)

云知道

1　引言
近年來，隨著Internet的呈指數(shù)性增長，對廣域網(wǎng)（WAN）的帶寬提出了更高的要求 。因特網(wǎng)服務(wù)提供商（ISP）正在積極探索各種技術(shù)以更好地連接其骨干路由器 。常用方法是采用異步轉(zhuǎn)移模式（ATM）技術(shù)，使用155M(STM-1)直至622M(STM-4)的高速鏈路 。從而產(chǎn)生了諸多IP over ATM技術(shù)，如LANE,CIPOA,MPOA等 。
但是，由于運營商底層的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為基于光纖連接的同步數(shù)字體系（SDH）（北美為同步光纖網(wǎng)絡(luò)SONET），這使得ISP更傾向于IP over SDH技術(shù)，以提高帶寬的效率，而不是常規(guī)的IP over ATM技術(shù) 。這兩種方案在業(yè)界引起了強(qiáng)烈的爭論 。
2　SDH/SONET概要
SDH為物理層技術(shù)，用來傳輸和復(fù)用，傳輸速率可高達(dá)10Gbps，是國際電聯(lián)（ITU）標(biāo)準(zhǔn) 。而SONET是美國標(biāo)準(zhǔn)委員會（ANSI）的標(biāo)準(zhǔn)，兩者只是在復(fù)用機(jī)制上有所不同，而其余技術(shù)均相似，因此，本文就以IP over SDH為例，以下簡要介紹SDH 。
2.1　SDH網(wǎng)絡(luò)元素
SDH的網(wǎng)絡(luò)元素主要有同步光纖線路系統(tǒng)、終端復(fù)用器（TM）、分插復(fù)用器（ADM）和同步數(shù)字交叉連接設(shè)備（DXC） 。TM主要將支路信號復(fù)接成STM信號并完成其光電轉(zhuǎn)換和逆過程，ADM具有靈活的插入和分出電路的功能，可以插入和分出如ATM交換機(jī)等信源產(chǎn)生的用戶凈荷到環(huán)中的SDH幀中 。DXC完成信號的交叉連接 。典型的SDH應(yīng)用是在光纖上的雙環(huán)應(yīng)用，雙環(huán)結(jié)構(gòu)采用自動保護(hù)倒換以實現(xiàn)雙環(huán)自愈 。
2.2　SDH幀結(jié)構(gòu)
SDH每秒傳送8K　SDH幀（STM-N），STM-N幀是以STM-1為基礎(chǔ)的幀結(jié)構(gòu) 。盡管SDH提供同步幀結(jié)構(gòu)，但它并不強(qiáng)制用戶凈荷位于SDH幀中的特定位置，相反，它答應(yīng)用戶凈荷在幀內(nèi)浮動，使用開銷域中的指針指出用戶凈荷的開始位置 。在用戶看來，SDH是提供字節(jié)同步的物理層介質(zhì) 。
3　ATM概述
ATM是以信元（CELL）為基本單位進(jìn)行交換和復(fù)用的面向連接的傳輸機(jī)制，定長的53字節(jié)的ATM信元便于實現(xiàn)基于硬件的交換 。ATM使用VCC或VPC連接，使用信元頭中的VPI/VCI標(biāo)識每一連接 。
ATM不但是數(shù)據(jù)鏈路層技術(shù)，還具有完整的網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層的各種特性，例如尋址、路由以及流控，ATM答應(yīng)多個用戶數(shù)據(jù)流共享有效的鏈路帶寬，但每一連接必須預(yù)先設(shè)定QoS 。話音、數(shù)據(jù)、圖像和視頻流等都可以應(yīng)用在ATM上，但對于不同的應(yīng)用流需要不同的ATM適配層（AAL）來映射相應(yīng)的用戶數(shù)據(jù)到ATM信元 。
ATM可以運行在不同的物理介質(zhì)上，ATM層產(chǎn)生信元然后交給物理層并由其完成從物理介質(zhì)上發(fā)送和接受相應(yīng)的信號 。SDH/SONET是ATM的物理層之一，由于SDH幀中的凈荷不是53字節(jié)的信元的整數(shù)倍，ATM信元只能直接連續(xù)地發(fā)送到SDH幀中的凈荷中 。在接受時，ATM信元頭中的信元頭差錯檢測（HEC）域用來描述從SDH凈荷中來的ATM信元的正確性 。
4　IP over ATM
IETF已決定用IP互連導(dǎo)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，把各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)互連成一個單一的巨大的IP網(wǎng) 。單個的網(wǎng)絡(luò)通常采用不同的物理鏈路和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，但假如IP運行在各種網(wǎng)絡(luò)層之上，網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間將實現(xiàn)無縫互連 。目前IP已經(jīng)運行在多種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之上，包括廣播的LAN技術(shù)，如Ethernet，電路交換WAN技術(shù)，如X.25，以及分組交換WAN技術(shù)，如交換式多兆位數(shù)據(jù)服務(wù)SMDS 。
IETF于1990年開始定義IP over ATM，ATM論壇了著手開始在ATM上運行不同的第二層和第三層協(xié)議，非凡是在LAN方面 。
4.1　classic IP over ATM(CIPOA)
ＣＩＰＯＡ的目的是把ATM作為IP的低層數(shù)據(jù)鏈路層，而應(yīng)用層還是基于傳統(tǒng)的IP 。最初在傳統(tǒng)IP網(wǎng)中實現(xiàn)ATM只是用ATM替代了LAN線，正因如此，ATM網(wǎng)絡(luò)需要分割成不同的邏輯子網(wǎng)（LIS）,LIS之間通訊需要路由器 。在ATM網(wǎng)中沒有廣播功能，因此，傳統(tǒng)的廣播地址解析協(xié)議（ARP）被基于客戶/服務(wù)器模式的ATM ARP協(xié)議所取代 。

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