城域网网络优化-IPoverSDH和IPoverATM技术介绍
IPoverSDH和IPoverATM技术介绍
IPoverSDH和IPoverATM技术介绍
网络信息量爆炸式增长和IP技术的深入人心促进厂宽带IP主干网的出现和发展。本文比较了IPoverATM和IPoverSDH两种主流的主干网技术,分析了两者间的特点和发展前景。
IPoverSDH和IPoverATM技术介绍
1、概述
新一代宽带IP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IPoverATM、IPOverSDH、IPoverWDM等。
IPOverATM,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。IPOverSDH,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。
2宽带IP支持技术
2.1IPoverATM
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。用ATM来支持IP业务有2个必须解决的问题:其一是ATM的通信方式是面向连接的,而IP是不面向连接的,要在一个面向连接的网上承载一个不面向连接的业务,有很多问题需要解决,如呼叫建立时间、连接持续期等等;其二是ATM是以ATM地址寻址的,IP通信是以IP地址来寻址的,在IP网上端到端是以IP寻址的,而传送IP包的承载网(ATM网)是以ATM地址来寻址的,IP地址和ATM地址之间的映射是一个很大的难题。IPoverATM分层模型与封装示意如图1所示。
用ATM来承载IP业务,从目前来看又有相当的前景,因而在这方面提出了许多解决方案,从大类来说,可以分为两类:一类为迭加模式,另一类为集成模式。
●迭加模式
2.2IPOverSDH
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。SDH是基于时分复用的,在网管的配置下完成半永久性连接的网,在IPoverSDH中,SDH只可能有一种工作方式,即SDH只可能以链路方式来支持IP网。SDH作为链路来支持IP网,由于它不能参与IP网的寻址,它的作用只是将路由器以点到点的方式连接起来,提高点到点之间的传送速率,它不可能从总体上提高IP网的性能。这种IP网其本质上仍是一个路由器网。IP网整体性能的提高将取决于路由器技术是否有突破性进展。千兆路由器在技术上是有突破的,但是技术的突破带来了设备复杂度大大的提高,由于这种突破性技术目前并不能广泛用于普通路由器中,除非全网全部路由器都采用千兆路由器(IPoverSDH),否则就不可能从整体上提高IP网的水平。另外SDH是依靠网管来完成端到端的半永久性连接的配置的,一个大网完全依靠网管来配置是不可想象的。所以千兆比路由器(IPoverSDH)只可能在干线上用,用以疏导高速率数据流。IPoverSDH,也称PacdketoverSDH(PoS)。它保留了IP面向无连接的特征,其分层模型与封装示意如图2所示。
支持IPoverSDH技术的协议、标准和草案主要有:
●PPP协议
PPP协议(即IETFFRC1661:ThePoint-to-PointProtocol和RFC2153:PPPvendorExtension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:PPPinHDLC-LinkFaming)以满足映射到SDH/Sonet帧结构(符合RFC1619:PPoverSDH)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IPoverSDH。SDL的帧格式如图3所示。
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,IPoverSDH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-healingRing)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IPoverATM技术那样提供较好的服务质量保障(QoS)。
(3)对IPX等其它主要网络技术支持有限。
IPoverSDH的应用方案
随着千兆位高速路由器的商用化,IPoverSDH的发展势头很强。例如美国Sprint公司和GTE公司已决定采用Cisco的GSR12000高速路由器作为节点建立IP骨干网。世界最大的ISDN业务供应商UUNet也宣布将在骨干网上采用IPoverSDH。采用这种技术的关键是千兆位高速路由器,这方面近来已有重要突破性进展。
美国Cisco公司于1997年9月推出的12000系列千兆位交换路由器(GSR),可以在千兆位速率上实现因特网业务选路,还具有60Gb/s的多带宽交换能力,提供灵活的拥塞管理、组播和QoS功能,其骨干网速率可以高达2.5Gb/s。