【摘要】本文介紹了IP技術(shù)與ATM技術(shù)的基本概念和主要特點(diǎn)，對(duì)這兩種技術(shù)進(jìn)行了比較，討論了兩種技術(shù)的發(fā)展趨

勢(shì)——ATM與IP結(jié)合技術(shù)及應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】ATM；信元；IPOA；MPLS

一、引言

IP依靠網(wǎng)絡(luò)可用、盡力而為、以端為中心的特點(diǎn)，以及IP技術(shù)與以太網(wǎng)技術(shù)的無(wú)縫結(jié)合，已成為Internet的成熟技術(shù)。ATM（Asynchronous Transfer Mode，異步傳輸模式）是一種高速、高效、控制靈活的綜合業(yè)務(wù)信息傳遞模式。ATM以其網(wǎng)絡(luò)可靠、可管理、以路為中心的特點(diǎn)，符合網(wǎng)絡(luò)數(shù)字化、寬帶化、分組化的發(fā)展趨勢(shì)。ATM技術(shù)所具有的端到端QoS保證、完善的流量控制和擁塞控制、靈活的動(dòng)態(tài)帶寬分配與管理、支持多業(yè)務(wù)等方面的優(yōu)勢(shì)，目前是IP技術(shù)所不及的。目前IP技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺(tái)，而ATM技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于提供統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)。

二、ATM與IP技術(shù)簡(jiǎn)介

1．ATM技術(shù)的特點(diǎn)。ATM是20世紀(jì)80年代后期由I

TU-T針對(duì)電信網(wǎng)支持寬帶多媒體業(yè)務(wù)而提出的，ITU-T定義ATM為“以信元為信息傳輸、復(fù)接和交換的基本單位的傳送方式”。現(xiàn)代通信網(wǎng)中廣泛使用的兩種交換方式是電路交換和分組交換，ATM綜合了電路交換和分組交換的優(yōu)點(diǎn)，既能靈活的分配帶寬，又取消了復(fù)雜的流量控制和差錯(cuò)控制，使傳輸時(shí)延大大降低，并可以提供具有QoS保證的實(shí)時(shí)多媒體業(yè)務(wù)。ATM技術(shù)的主要特點(diǎn)如下：

（1）采用固定長(zhǎng)度的信元。ATM采用固定長(zhǎng)度的數(shù)據(jù)包作為傳輸?shù)幕締挝?，為了有別于分組交換網(wǎng)中的分組，稱之為信元。每個(gè)信元的長(zhǎng)度為53個(gè)字節(jié)，其中前面5個(gè)字節(jié)為信頭，裝配有地址、丟失優(yōu)先級(jí)、流量控制、差錯(cuò)控制信息等，用來(lái)表示這個(gè)信元來(lái)自何處，到何處去，是什么類(lèi)型等。后面48個(gè)字節(jié)是話音、數(shù)據(jù)、圖像等要在線路上傳送的信息。（2）對(duì)服務(wù)質(zhì)量（QoS）的支持。ATM簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)功能，ATM交換節(jié)點(diǎn)不參與任何數(shù)據(jù)鏈路層功能，將差錯(cuò)控制與流量控制工作都交給主機(jī)去做，而且協(xié)議簡(jiǎn)單，簡(jiǎn)化了網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中信息存貯管理與處理的復(fù)雜性，加快了信息交換的速率，減少了信元在節(jié)點(diǎn)緩沖區(qū)中的排隊(duì)時(shí)延和時(shí)延抖動(dòng)，特別適合在核心網(wǎng)中傳送信息。ATM支持多路用戶信息并行傳輸。ATM交換機(jī)可以同時(shí)為多路用戶信息進(jìn)行交換和處理，保證每個(gè)用戶獨(dú)占固定帶寬。當(dāng)ATM網(wǎng)絡(luò)同時(shí)傳送多個(gè)用戶數(shù)據(jù)時(shí)，不會(huì)降低每個(gè)用戶傳輸?shù)乃俣?，也不?huì)降低網(wǎng)絡(luò)的整體速度。（3）采用面向連接的通信方式。所謂面向連接，即在通信前先在收與發(fā)終端間建立一條虛連接，在通信時(shí)，信息在該連接上傳送，虛連接包括虛路徑（VP）和虛通道（VC）。ATM將路由選擇和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)分開(kāi)，使傳輸中的控制較為簡(jiǎn)單。ATM路由通過(guò)虛路徑標(biāo)識(shí)符VPI（Vir

-tual Path Identifier）和虛通道標(biāo)識(shí)符VCI（Virtual Channel Identifier）兩級(jí)尋址來(lái)實(shí)現(xiàn)。（4）異步時(shí)分復(fù)用。時(shí)分復(fù)用技術(shù)是在一條傳輸介質(zhì)上按時(shí)間片分時(shí)傳送多路信息的多路復(fù)用技術(shù)。異步傳傳輸模式的各路原始信號(hào)不一定按照一定時(shí)間間隔周期性地出現(xiàn)，因而ATM不是通過(guò)時(shí)隙在幀內(nèi)的位置來(lái)區(qū)分不同的子信道，而是在信元頭上標(biāo)記其所屬的通道號(hào)。ATM的這種異步時(shí)分復(fù)用模式，使得信道利用率有很大的提高，它可以根據(jù)用戶的需要分配網(wǎng)絡(luò)資源。所以，ATM既能支持恒定速率的連續(xù)性業(yè)務(wù)，又能支持突發(fā)性業(yè)務(wù)，可以同時(shí)支持低速、高速、變速和實(shí)時(shí)性業(yè)務(wù)。

2．IP技術(shù)的特點(diǎn)。IP技術(shù)是互聯(lián)網(wǎng)的核心，是一種端到端的無(wú)連接通信技術(shù)，其特點(diǎn)是“盡力傳送”。通過(guò)IP數(shù)據(jù)報(bào)和

IP地址屏蔽網(wǎng)絡(luò)低層的差異，實(shí)現(xiàn)了“IP over everything”的目標(biāo)。IP技術(shù)成功的關(guān)鍵是其層次結(jié)構(gòu)的包容性與開(kāi)放性，以及簡(jiǎn)單、實(shí)用、有效的原則。TCP/IP協(xié)議已成為全世界主導(dǎo)的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)協(xié)議，其中IP協(xié)議的主要功能包括無(wú)連接數(shù)據(jù)報(bào)傳送，數(shù)據(jù)報(bào)尋徑和差錯(cuò)控制三部分，因此IP具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：（1）IP協(xié)議可實(shí)現(xiàn)相鄰節(jié)點(diǎn)間點(diǎn)到點(diǎn)的通信。（2）IP可提供無(wú)連接數(shù)據(jù)報(bào)傳輸機(jī)制。（3）IP網(wǎng)絡(luò)著眼于高傳輸效率，采用的協(xié)議簡(jiǎn)單，無(wú)QoS保證。（4）IP協(xié)議便于互聯(lián)異構(gòu)型網(wǎng)絡(luò)。

三、ATM與IP技術(shù)的結(jié)合

ATM與IP各有優(yōu)勢(shì)，如果二者結(jié)合起來(lái)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，利用ATM網(wǎng)絡(luò)為IP用戶提供高速直達(dá)數(shù)據(jù)鏈路，既可使ATM網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)部門(mén)充分利用ATM網(wǎng)絡(luò)資源，發(fā)展ATM網(wǎng)絡(luò)上的IP用戶業(yè)務(wù)，又可解決Internet網(wǎng)絡(luò)發(fā)展中遇到的瓶頸問(wèn)題，使二者的潛力充分發(fā)揮出來(lái)。目前，ATM與IP結(jié)合技術(shù)主要分為兩大類(lèi)：重疊技術(shù)和集成技術(shù)。重疊技術(shù)方面的典型技術(shù)有：LANE（局域網(wǎng)仿真）、IPOA（ATM上的傳統(tǒng)IP）、MPOA（ATM上的多協(xié)議傳輸）等，重疊技術(shù)傳送IP包的效率較低。集成技術(shù)方面的典型技術(shù)有：IP交換、多協(xié)議標(biāo)簽交換（MPLS）等，集成技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是傳送IP包的效率比較高；缺點(diǎn)是與標(biāo)準(zhǔn)的ATM技術(shù)融合較為困難。通過(guò)近年來(lái)對(duì)各種ATM與IP結(jié)合技術(shù)的研究，重疊技術(shù)更適用于專(zhuān)用網(wǎng)或規(guī)模小的網(wǎng)絡(luò)；而集成技術(shù)則更適用于規(guī)模大的公用網(wǎng)。下面簡(jiǎn)單介紹兩種技術(shù)的典型代表。

1．IPOA技術(shù)。IPOA（IP over ATM）是在ATM－LAN上傳送IP數(shù)據(jù)包的一種技術(shù)。它規(guī)定了利用ATM網(wǎng)絡(luò)在ATM終端間建立連接，特別是建立交換型虛連接（SVC：Switched Virtu

-al Circuit）進(jìn)行IP數(shù)據(jù)通信的規(guī)范。IPOA最大的優(yōu)點(diǎn)就是其利用了ATM網(wǎng)絡(luò)的QoS，可以支持多媒體業(yè)務(wù)，它在網(wǎng)絡(luò)層上將局域網(wǎng)接入ATM網(wǎng)絡(luò)，既提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬，也提升了網(wǎng)絡(luò)的性能；但同時(shí)IPOA也存在一些缺點(diǎn)，比如目前的IPOA不支持廣播和組播業(yè)務(wù)；另外，由于ATM－LAN中一臺(tái)主機(jī)要與所有成員建立VC連接，隨著網(wǎng)絡(luò)的增加，VC連接的數(shù)目會(huì)呈平方級(jí)數(shù)的增加，因此IPOA技術(shù)不適合于大網(wǎng)結(jié)構(gòu)，一般用在企業(yè)網(wǎng)、校園網(wǎng)這樣的網(wǎng)絡(luò)中。作為一種過(guò)渡，IP over ATM技術(shù)仍具有很強(qiáng)的生命力。

2．MPLS技術(shù)。MPLS（Multi-Protocol Label Switching）即多協(xié)議標(biāo)簽交換。這種技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)是把路由器和ATM交換機(jī)融為一體，從而提高IP包的傳送速度，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)。MPLS將IP路由和ATM交換技術(shù)緊密結(jié)合，既實(shí)現(xiàn)了路由器的功能，又利用了ATM交換機(jī)構(gòu)的高效硬件交換。MPLS技術(shù)可以提高路由器的轉(zhuǎn)發(fā)能力，從而提高整個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)的性能，并且只需在用戶現(xiàn)有的路由器上進(jìn)行軟件升級(jí)，即可以完全支持MPLS技術(shù)，從而可以保證用戶原有的投資。MPLS給ATM網(wǎng)絡(luò)據(jù)供了智能的IP應(yīng)用服務(wù)。而IP over ATM的解決方案，將IP數(shù)據(jù)流和ATM數(shù)據(jù)流作同等處理，限制了實(shí)現(xiàn)端到瑞IP服務(wù)的能力。沒(méi)有MPLS，IP在ATM的傳輸就需要一個(gè)復(fù)雜的協(xié)議翻譯過(guò)程，要把IP地址路由對(duì)應(yīng)于ATM地址和路由，放到ATM交換表中。而MPLS省略了把IP地址和路由映射到ATM交換表上的復(fù)雜性，MPLS標(biāo)簽交換與ATM交換機(jī)交換信元機(jī)制相同。MPLS集成了IP與ATM技術(shù)各自的優(yōu)勢(shì)，既可以完成第三層的靈活性、可擴(kuò)展性，又可以完成第二層的快速交換、流量管理、安全性以及QoS的保障機(jī)制，MPLS是大型網(wǎng)絡(luò)可擴(kuò)展性的最佳解決方案。

四、結(jié)語(yǔ)

將ATM與IP技術(shù)兩者結(jié)合起來(lái)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，才能使二者的潛力充分發(fā)揮出來(lái)。

參 考 文 獻(xiàn)

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