宽带IP主干网技术比较
网络信息量爆炸式增长和P技术的深入人心促进厂宽带IP主于网的出现和发展。本文比较了IP over ATM、IP over SDH和IP over WDM三种主流的主于网技术,分析了三者间的特点和发展前景。
一、概述
新一代宽带1P网络要建立在现有的网络技术基础上,建立在当前最先进的网络传输技术基础上。典型的相关技术有IP over ATM、 IP crver SDH、IP over WDM等。
IP 0ver ATM,融合了IP和ATM技术特点,发挥ATM支持多业务、提供QoS(服务质量保证)的技术优势。IP 0ver SDH,直接在SDH上传送IP业务,对IP业务提供了完善支持,提高了效率。而IP over WDM,采用高速路由交换机设备和DWDM(密集波分复用)技术,极大地提高了网络带宽,对不同码率、数据帧格式的业务提供全面支持。
二、宽带IP支持技术
1、 IP over AIM
IP over ATM的基本原理和工作方式为:将IP数据包在ATM层全部封装为ATM信元,以ATM信元形式在信道中传输。当网络中的交换机接收到一个IP数据包时,它首先根据IP数据包的IP地址通过某种机制进行路由地址处理,按路由转发。随后,按已计算的路由在ATM网上建立虚电路(VC)。以后的TP数据包将在此虚电路VC上以直通(Cut一Through)方式传输而下再经过路由器,从而有效地解决了IP的路由器的瓶颈问题,并将IP包的转发速度提高到交换速度。
实现1P0ve=ATM,11U一TSG一13组把相应的解决方案分为两种模型:重叠模型和集成模型。
● 重叠模型
重叠模型的实现方式主要有:IETF推荐的IPOA。CIPOA, c1assic IP Over ATM、 ATM Forum推荐的LAN仿真(LANE: LAN Emulation)和多协议MPOA等(MPOA:Muti-Protocol over ATM)。
重叠技术的主要思想是:IP的路由功能仍由IP路由器来实现,需要地址解析协议ARP实现MAC地址与ATM地址或IP地址与ATM地址的映射。而其中的主机不需要传统的路由器,任何具有MPOA功能的主机或边缘设备都可以和另一设备通过ATM交换直接连接,并由边缘设备完成包的交换即第三层交换。
信令标准完善成熟,采用ATM Forum/ITU-T的信令标准,与标准的ATM网络及业务兼容。但该技术对组播业务的支持仅限于逻辑子网内部,子网间的组播需通过传统路由器,因而对广播和多发业务效率较低。
● 集成模型
集成模型的实现技术主要有:Ipsilon公司提出IP交换(IP Swtich技术、cisco公司提出的标记交换(Tag swtich)技术和IETF推荐的MPLS技术。
集成模型的主要思想是:将ATM层看成IP层的对等层,将IP层的路由功能GN 层的交换功能结合起来,使IP网络获得ATM的选路功能。ATM端点只需使用IP地址标识,从而不需要地址解析协议。该技术传输IP数据包效率较高,且不需地址解析协议。但目前标准还未完成,与标准的ATM技术结合不是很好。
从以上分析可以看出,IP Over ATM具有以下特点:
● 优点:
(1)由于ATM技术本身能提供QoS保证,因此可利用此特点提高IP业务的服务质量。
(2)具有良好的流量控制均衡能力以及故障恢复能力,网络可靠性高。
(3)适应于多业务,具有良好的网络可扩展能力。
(4)对其它几种网络协议如IPX等能提供支持。
● 缺点
(1)目前:Pcrver ATM还不能提供完全的005保证。因为目前还没有一种标准方法实现:P优先级(Cos)分类映射到ATM的06。
(2)对P路由的支持一般,P数据包分割加入大量头信息,造成很大的带宽浪费(z0%~30%)。
(3)在复制多路广播方面缺乏高效率。
(4)由于ATM本身技术复杂,导致管理复杂。
2、 IP Pover SDH
IP Over SDH以SDH网络作为IP数据网络的物理传输网络。它使用链路及PPP协议对IP数据包进行封装,把IP分组根据RFC1662规范简单地插入到PPP帧中的信息段。然后再由SDH通道层的业务适配器把封装后的IP数据包映射到SDH的同步净荷中,然后向下,经过SDH传输层和段层,加上相应的开销,把净荷装入一个SDH帧中,最后到达光层,在光纤中传输。IP over SDH,也称Pacdket over SDH(PoS)。它保留了IP面向无连接的特征。
支持IP over SDH技术的协议、标准和草案主要有:
● PPP协议
PPP协议(即IETF FRC1661:The Point-to-Point Protocol和RFC2153:PPP vendor Extension是一个简单的OSI第二层网络协议。其标头只有两个字节,没有地址信息,只是按点到点顺序,面向无连接。PPP协议可将IP数据包切成PPP帧(符合RFC1662:PPP in HDLC-Link Faming)以满足映射到SDH/Sonet帧结构(符合RFC1619:PP over SDH)上的要求。
● 简化的数据链路协议(SDL)
在IP/PPP/HDLC/SDH中,使用的基于HDLC的帧定界协议存在一些问题,主要表现在:用户使用HDLC帧时,网管需要对每一个输入、输出字节都进行监视。当用户数据字节的编码与标志字节相同时,网管需要进行填充、去填充操作。
为此,Lucent提出了简化数据链路协议SDL。SDL用户对同步或异步传送的可变长的IP数据包进行高速定界,可适用于OC-48/STM-16以上速率的IP over SDH。
SDL协议主要应用于点到点的IP传送,可以用于任何类型的数据包(如IPv4、IPv6等)。与HDLC相比,SDL更容易应用于高速链路,并且可能提供链路层的QoS。
从以上分析可以看出,IP over SDH具有以下特点:
●优点:
(1)对IP路由的支持能力强,具有很高的IP传输效率。
(2)符合Internet业务的特点,如有利于实施多路广播方式。
(3)能利用SDH技术本身的环路,故可利用自愈合(Self-healing Ring)能力达到链路纠错;同时又利用OSPF协议防止备和链路故障造成的网络停顿,提高网络的稳定性。
(4)省略了不必要的ATM层,简化了网络结构,降低了运行费用。
●缺点:
(1)仅对IP业务提供好的支持,不适于多业务平台。
(2)不能像IP crver ATM技术那样提供较好的服务质量保障IP)。
(3)对IPX等其它主要网络技术支持有限。
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