基于IP的宽带多媒体通信.ppt

基于IP的宽带多媒体通信网络 IP网络的典型技术 IPoverATM技术 IPoverATM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IP数据包将在此虚电路VC上以直通 Cut 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 IPoverATM分层模型 方案可分两类 迭加模式 集成模式 迭加模式 迭加模式指的是IP网的寻址是迭加在ATM寻址的基础上的 通俗一点说在迭加模式中ATM的寻址方式是不变的 IP地址在边缘设备中映射成ATM地址 IP包据此传向另一端边缘设备 迭加模式的最大特点是在ATM网中不论是用户网络信令还是网络网络间信令均不变 对ATM网来说IP业务只是它承载的业务之一 ATM的其它功能照样存在不受影响 迭加模式最典型的有局域网仿真 LANE 经典的在ATM上传送IP CIPoA classicalIPoverATM 和ATM上的多协议 MPOA multiprotocoloverATM 等 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 集成模式 集成模式指的是IP网设备和ATM网设备已集成在一起了 在集成模式中 ATM网的寻址已不再是独立的 ATM网中的寻址将要受到IP网设备的干预 在集成模式下 IP网的设备和ATM网设备是集成在一起的 IP网的控制设备一般可称为IPC 它具有传统路由器的功能 能完成IP网的路由功能 并具有控制建立ATM虚通路的能力 IPC是一个逻辑功能块 它可以是一个独立的物理设备 也可以不是一个独立的物理设备 而是ATM交换机中的一个功能模块 但它是必不可少的 ATM交换设备一般仍为普通ATM交换机 但它也有十分重大的改变 最大的变化在信令 UNI和NNI 它们之间的信令已不再是ATMForum或ITU T的信令 而是一套特别的控制方式 其目的在于能快速建立连接 以满足无连接IP业务快速切换的要求 集成模型的实现技术主要有 Ipsilon公司提出IP交换 IPSwtich技术 cisco公司提出的标记交换 Tagswtich 技术和IETF推荐的MPLS技术 ATM技术的特点比较 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 1 目前 IPoverATM还不能提供完全的QoS保证 2 对IP路由的支持一般 IP数据包分割加入大量头信息 造成很大的带宽浪费 20 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 局域网仿真配置结构 IPoverSDH技术 IPoverSDH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分组插入到PPP帧中的信息段 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 IPoverSDH分层模型 2020 3 15 11 可编辑 PPP协议 PPP协议最初是作为在点到点链路上进行IP通信的封装协议 它定义了IP地址的分配和管理 异步和同步封装 网络协议复用 链路配置 链路质量测试 差错测试等规范 PPP是一个简单的OSI第二层网络协议 其头部只有两个字节 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帧以满足映射到SDH Sonet帧结构 符合RFC1619 PPPoverSDH 上的要求 PPP链路操作过程 IPoverSDH的特点 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 有利于实施多路广播方式 3 能利用SDH技术本身的环路 即可利用自愈环 Self healingRing 能力达到链路纠错 同时又利用OSPF协议防止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 1 仅对IP业务提供好的支持 不适于多业务平台 2 不能像IPoverATM技术那样提供较好的服务质量保障 QoS 3 对IPX等其他主要网络技术支持有限 IPoverWDM工作原理 IPoverWDM也称光因持网 简言之 就是直接在光上运行的因特网 其基本原理和工作方式是 在发送端 将不同波长的光信号组合 复用 送入一极光纤中传输 在接收端 又将组合光信号分开 解复用 并送入不同终端 IPoverWDM是一个真正的链路层数据网 在其中 高性能路由器取代传统的基于电路交换概念的ATM和SDH电交换与复用设备 成为关键的统计复用设备 高性能路由器通过光ADM或WDM耦合器直接连至WDM光纤 由它控制波长接入 交换 选路和保护 IPoverWDM由于使用了指定的波长 在结构上将更加灵活 并具有向光交换和全光选路结构转移的可能 1 目前 对于波长标准化还没有实现 一般取193 1THz为参考频率 间隔取100GHz 2 WDM系统的网络管理应与其传输的信号的网管分离 但在光域上加上开销和光信号的处理技术还不完善 从而导致WDM系统的网络管理还不成熟 3 目前 WDM系统的网络拓扑结构只是基于点对点的方式 还没有形成 光网 IPoverWDM的特点 1 充分利用光纤的带宽资源 提高带宽和相对的传输速率 2 对传输码率 数据格式及调制方式透明 可以传送不同码率的ATM SDH Sonet和千兆以太网格式的业务 3 可与现有通信网络兼容 还可支持未来的宽带业务网及网络升级 并具有可推广性 高度生存性等特点 IPoverWDM系统组成 IPoverWDM系统的组成器件包括光纤 激光器 EDFA 光耦合器 电再生中继器 转发器 光分插复用器 交叉连接器与交换机 ATM网在综合传送各种业务时是最优的 但对IP业务而言 ATM不是最优的 ATM在网络工程设计方面有高度灵活性 易于支持VPN和各种服务类别 ATM在业务工程方面也有很强的能力 它允许我们为不同的业务类型建立 清晰 的通道 根据业务负荷 拥塞及其它情况提供备种键路 但付出的代价是复杂性 ATM的另一不利因素是由于SVC建立时间长而损失了带宽利用率 因为SVC的建立时间比网络转接肘间长 在其建立时间内要在SVC上传送的数据必须缓存到SVC建立之后 故在此期间即使网上有容量 也无法用来传数据 随着带宽越来越大 SVC建立时间所代表的空闲带宽也就越大 甚至超过了原来要传的数据量 因此 如与兆兆比路由器相比 ATM过于复杂 在吞吐量方面又没有特别改善 那么在大型骨干网中IPoverATM就没有优势了 如果主导业务是IP 那么ATM网只能增加复杂性 使网络提供者在管理方面增加成本 然而直接把路由器和WDM光纤相连的光因特网却变得更有利了 IPoverWDM与现有的ATM和SDH同的比较 IPoverWDM与SDH相比 SDH的一大优点是它的恢复能力但需复杂的键路管理 在IPoverWDM中 SDH层中的复杂链路管理就未必需要 因为保护和恢复能力是因特网固有的分布式存活能力的一部分因此如果IP层能单独承担存活能力就不需要在因特网结构底下再设一层存活能力 另外 当初开发SDH网的一个原意是使整个网络同步 更加牢靠 现在利用GPS也能经济地达到同步目的 而且随着IP技术的渗透 网络变得越来越能容忍定时差错 因此可以省去SDH这一中间层 在IPoverWDM中 让路由器直接与WDM波长相连有一很大的优点 即路由器可在光纤环两侧使用几个波长 对IP业务进行负荷分担 有可能使因特网链路的带宽利用率加倍 而增加的成本很少 万一光纤断路 可以把IP业务放到一条能用的光纤上去送 或者放到另一完全不同的路径上去重新选路 由于因特网数据具有自相似性 故光纤断裂的后果在数据网环境下不如在传统电信网环境下严重 可以通过流量控制 缓存和重新选路等技术来加以补偿 总结 从以上的分析来看IPoverWDM对传送大量IP业务是比较理想的 它能够极大地拓