1.IP/ATM集成基本原理

        上述IP/ATM重叠模型总的思路是保持IP和ATM网络模式不变，解决IP报如何在ATM网络上传送的问题。它包含一系列的IP和ATM功能映射，如图2.58所示。其中，地址映射需要设置专门的服务器，既是网络的潜在瓶颈，又会引人数据传送的附加时延。IP选路全VC交换的映射要求网络既具有IP层的路由功能，又具有ATM层的交换信令功能，实现十分复杂。QoS的映射，由于IP网络的固有局限性，并没有解决。尽管ATM网络具有完善的QoS支持能力，但是在重叠模型中ATM网络仅仅提供了未定比特率(UBR)业务，用以支持IP网络的尽力而为服务。而IP多播能力却受到ATM多播能力的限制，其功能和规模都将受到影响。

　　鉴于重叠模型二层网络功能重复，ATM能力又未能充分发挥的问题，IETF成员公司又提出了IP/ATM集成模型。其基本思路是将第三层的选路和第二层的转发融合在一起，转发采用ATM交换结构，而ATM交换结构的交换操作则受IP选路的控制。其网络节点既具有IP路由功能，又具有ATM交换功能，称之为交换／路由器(Switch/router);网络协议则摒弃复杂的标准ATM信令，重新定义简化的分配协议。这样的模型不需要地址解析，IP报传送效率高，兼具IP选路的灵活性、健壮性和ATM交换的高速度、高性能的优点。

　　根据IP选路对ATM交换控制方式的不同，可将集成技术划分成两种类型：

数据驱动：根据IP数据流的类型控制ATM旁路通道的建立。

一般来说，对于长报文流或实时性要求较高的报文流采用ATM直通连接传送，对于其它报文则采用常规IP选路逐跳转发。典型的数据驱动集成技术为原lpsilon公司的IP交换(IPSwitching),其它尚有东芝公司的信元交换路由器(CSR—CE1lSwitchRouter)和NEC公司的快速ATM信元传送的IP交换(ipsofacto:IPswitchingoverfastATM cEll transport)。

控制驱动：由控制协议负责建立和保持IP路由和ATMVC之间的关系。它又可分为拓扑驱动和预留驱动两类。预留驱动的控制协议是资源预留协议(RSVP-ResourceReservationProtocol),它将资源预留请求映射为ATM连接，可以确保IP数据传送的QoS。该项技术对于IP网络电话应用具有重要意义。拓扑驱动的控制协议就是IP路由协议，它将IP路由映射为ATM连接，其过程比预留驱动法简单，可以应用于大型网络，但是支持Qo.S的能力较弱。典型的拓扑驱动集成技术为Cisco公司的标签交换(Tag Switching)和以此为基础开发的、IEfF标准化的多协议标记交换(MPI.5-Multi-rotocolLabElSwitching),其它尚有IBM公司的基于聚合路由的IP交换(ARIS-AggregatedRoute-BasedIPSwitching)。

下面简要介绍典型的数据驱动和拓扑驱动技术。

2.IP交换

IP交换机结构如图2.59所示。它由两部分组成：

·ATM交换结构：其硬件和普通ATM交换机完全相同，但软件只保留交换控制和AA1、5适配功能，高层软件（包括信令、路由选择等）均去除。

.IP交换控制器：运行标准的IP路由器软件，同时根据数据流类型控制ATM交换结构建立直通连接。

　　由此可见，IP交换内含两种转发方式：IP逐跳转发和ATM交换转发。

IP交换机运行两个协议：

．通用交换管理协议(GSMP--GeneralSwitchManagementProto col):供IP交换控制器控制ATM交换结构。

·lpsilon流管理协议(IFMP-IpsilonFlowManagementProtocol):供IP交换机和邻节点通信，建立IP流和ATMVC的对应关系。

　　IP交换机还装备了IP流分类软件，以决定IP数据报按何种方式转发。

　　系统启动时，在IP交换控制器之间建立缺省ATMVC,在该VC上逐跳转发无连接的IP数据报。由于第二层采用ATM传送，因此数据报需拆成信元，接收时由ATM交换结构交换至IP交换控制器，再由后者重装成数据报并选路，然后再拆成信元由选定的默认VC送出。

　　在转发过程中，IP交换控制器还识别IP数据流，如果发现是长报文流，就将其交给ATM交换结构传送，并经由1FMP通知前方节点。所谓IP流就是在相同源点和目的地点之间传送的一组IP数据报，具体来说，就是它们的IP/TCP/UDP头部中和路由相关的字段的值完全相同，包括源地址、目的地址、协议、源端口、目的端口和服务类型。判断长流有两种方法。一种方法是根据端口号识别其应用，如为FfP、TE1net、HTTP.RTP数据，则为长流，其中RTP是传送实时音频和视频数据的协议；如为DNS、SMIP、SNMP数据，则为短流。另一种方法是计数收到的每个流的数据报数目，如果在一定时间间隔内，收到的数据报数超过规定的门限值，就视作长流。

IP交换的工作原理如图2.60所示，其长流处理过程为：

(1)起始阶段：报文流经由缺省VC传送，由IP交换控制器负责选路和转发。