题目：IP交换技术概论学院：自动化与信息工程学院专业：通信与信息系统班级：研1409班学号： 2140320120 姓名：马颖萍目录1 概述 (1)2 IP与ATM技术的结合 (2)2.1 IP与ATM技术比较 (2)2.2 IP与ATM技术融合模式 (3)2.3 具体技术介绍 (5)2.3.1 ATM局域网仿真 (5)2.3.2 MOPA (6)2.3.3 IP交换 (7)图 2.1 IP交换和MPOA的比较 (7)2.3.4 Tag交换 (7)2.3.5 其他技术 (9)3 总结 (9)参考文献 (10)IP交换技术概论马颖萍西安理工大学自动化学院，陕西西安，710048摘要：本文主要介绍了基于IP和ATM技术融合的IP交换。

并具体分析了其两种基本模型，对两种模型的各种技术进行了详细的介绍与总结，这对我们充分认识并理解IP交换技术具有重要作用。

关键词：IP交换；ATM交换；三层网络Introduction to IP Switching TechnologyMa Ying-pingSchool of Automation,Xi’an University of Techonology,Xi’an 710048,China Abstract This paper describes the IP switching technology based on the integration of IP and ATM technology. It gives a detailed analysis of its two basic models, and gives a detailed description and summary to a variety of techniques of two models , which plays an important role on our fully cognition and comprehension for IP exchange technology .Key words IP switching;ATM switching;Three layer network1 概述Internet和ATM都是发展前景良好的技术，分别被计算机网络运营商和电信网络运营商看成是未来网络的支撑技术。

Internet技术的最大生命力在于采用了全球最广泛应用和支持的TCP/IP协议，协议简单灵活，网络强健性好，网络资源得到充分利用，从而代表了网络无连接化和全球寻址的大趋势。

而ATM是B-ISDN的关键技术，取电路交换和分组交换二者之长，其速度快，带宽容量大，吞吐量高，保证服务等特征为各种业务提供了良好的网络基础。

但是二者在发展的过程中各自遇到一些问题。

随着用户数量的增长，路由器的瓶颈问题日益明显，Internet的带宽资源变得十分紧张，网络经常发生拥塞。

同时，用户业务也越来越多样化，对多媒体应用的需求日益上涨；而许许多多媒体业务都对业务质量有严格要求。

显然，Internet必须在提高网络速度的基础上提供QoS(业务质量)保证，否则将无法适应这些需求。

ATM的技术尽管于90年代中期进入了实用阶段，但ATM一直面临市场驱动力不足的问题。

ATM的网络管理过于复杂，从而导致其价格居高不下，这些都使ATM是否最终能送到用户的桌面成为一个不确定的问题。

尽管Internet和ATM各有长短，但同时存在很好的互补优势。

Internet最大的价值是connectivity(连接性)，ATM最大的价值是performance(性能)。

如果二者结合起来，利用ATM网络为IP用户提供高速直达链路，一方面可以解决Internet网络发展过程中的瓶颈问题，利用ATM的网络管理和Qos功能来保证Internet的服务质量，推动Internet的进一步发展。

另一方面可以使ATM网络运营部门充分利用ATM网络资源，发展ATM上的IP用户，为ATM自身的商用化铺平道路。

IP技术与ATM技术相结合的难点在于：第一，ATM是面向连接的技术，而IP是无连接技术，第二，IP协议有自已的寻址方式和相应的选路功能，而ATM 技术也有其相应的信令、选路规程和地址结构。

目前IP与ATM相结合的技术有：AM论坛定义的局域网仿真(LANE和多协议规范(MPOA)、Inteet工作小组(IEF)定义的IpO。

IEF也正在考虑IP交换和Tag交换的标准化，并正在制定多协议标记交换(MPLS)。

2 IP与ATM技术的结合2.1 IP与ATM技术比较IP技术的优点是易于实现异种网络的互联；对延迟、带宽和QoS等要求不高，适于非实时业务的通信；具有统一的寻址体系，便于管理。

ATM是用于B-ISDN传输、复用和交换的技术，它是以分组传送模式为基础并融合了电路传送模式高速化的优点发展成的。

ATM技术的优点是采用异步时分复用方式，实现了动态带宽分配，可适应任意速率的业务；有可信的QoS 来保证语音、数据、图像和多媒体信息的传输；其面向连接、信元固定长度和简化的信头，能快速交换；具有安全和自愈能力强等特点。

IP与ATM比较如表2.1。

从上述对ATM与IP技术特点的介绍，我们不难看到IP技术应用广泛，技术简单，可扩展性好，路由灵活，但是传输效率低，无法保证服务质量；ATM 技术先进，可满足多业务的需求，交换快速，传输效率高，但是可扩展性不好，技术复杂。

IP技术与ATM技术各有优缺点，如果将两者结合起来，即将IP路由的灵活性和ATM交换的高速性结合起来，技术互补，将有效解决网络发展过程中困扰人们的诸多问题。

2.2 IP与ATM技术融合模式TIU一T第13研究组(sG13)认为，从Pl协议与ATM协议的关系划分，PI 与ATM相结合的技术存在重叠和集成两种模型。

重叠模型是指PI协议在ATM 上运行时，需要定义两套地址结构及选路协议，ATM网上的端系统除了需要分配PI地址外，还需要分配ATM地址。

同时，也需要两套维护和管理模块。

重叠模型见图2.1所示。

集成模型是指ATM端系统仅需要标识PI地址，不需要ATM 的地址解析规程，而采用PI的选路协议。

集成模型体系结构如图2.2所示。

图2.1 重叠模型中用于IP包的控制和数据平面图2.2 集成模型中用于IP包的控制和数据平面ITU一T将给出这两种模型的网络总体要求、参考模型和功能协议，并进一步研究ATM的传送能力与PI业务关系。

两种模型的比较见表2.2：在重叠模型方面，校园网和企业网将向LANE、PIOA和MPOA发展；在广域网方面，siemens、Newbridge和3eom公司于1997年12月推出了CSI模型，其基本思想是以MPOA为基础对MPOA进行改进，使其能适用于广域网环境，主要的改进包括：①取消了MPOA中的流检测机制；②增加了PICoS(业务级别)与ATMQoS的映射。

集成模型的发展趋势是所谓的MPLS，EITF正着手对MPLS进行标准化。

参加标准化的成员包括国际上主要的计算机厂商和电信设备生产厂商，如Cicso、BIM、Acsend、Noretl、Lueent、Fujitsu、Toshiba等。

MPLs的思想与Ciseo公司提出的标记交换基本相同。

本文着重分析重叠模型中的LANE、MPOA和集成模型中的PI交换、Tga 交换。

2.3 具体技术介绍2.3.1 ATM局域网仿真局域网仿真L(ANE,LANemulatnin)提供了在ATM网络上运行现有LAN协议(IEEE802.3以太网和802.5令牌环)的手段，它定义如何以ATM作为骨干网互联LAN，以及以太网和令牌环网主机怎样在对等的环境下与ATM主机、符合ATMUNI标准的服务器、路由器、桥接器等ATM设备，组成仿真LAN。

在LANE 中，ATM交换网络的各种功能，对原局域网都透明，因此，原局域网终端硬件和软件系统不需作任何改动，而且原有网络的数据链路层及高层的协议也不需要改动。

在ATM上进行LAN仿真的主要目标是：将ATM的众多优点(如低时延抖动、高带宽等)引入LAN中；允许LAN终端用户接入ATM骨干网；在ATM上进行LAN桥接；ATM互通产品间的互操作。

(1) LANE的工作过程下面以发送PI数据包为例，说明LANE地址解析的步骤。

当所仿真的局域网中的主机要发送PI数据包时，它首先使用在LEC安装阶段所获得的BUS的ATM地址，建立与BUS的ATM连接，然后利用该连接向BUS发送PIARP，其中包含被叫主机的PI地址。

BUS向所仿真的局域网内的所有端系统广播发送该PIARP。

被叫主机接收到PIARP后使用自己的MAC地址进行响应。

但主叫主机真正需要的是ATM地址，而不是MAC地址。

为了获得ATM地址，当主叫主机接收到被叫主机的MAC地址后，将向LES发送LEARP 请求，其中包含被叫主机的MAC地址。

LES将进行被叫主机MAC地址与ATM 地址的映射，并将该ATM地址告知主叫主机。

主叫主机将使用该ATM地址建立与被叫主机ATM的SVC连接，并在其上发送PI数据包。

这叫两步地址解析方法。

(2) LANE存在的问题LANE技术是现有的传统网络与ATM互联的主要技术之一。

同传统的桥接网络一样，LANE内核支持所有的高层协议，如TCPI/P与PIXS/PX等，简化了ATM适配器与桥的开发，无须实现网络层的智能。

但是，它也存在以下缺陷：1) 连接虚拟LAN需要使用传统的路由器，这会给网络带来一个新问题。

因为即使最快的路由器，所提供的性能也只是当前最低档的ATM交换机的几分之一。

2) LNAE不能解决以太网、令牌环网、FI之间的转换问题。

3) LNEA不能使用ATM的多媒体与服务质量属性。

4) LNEA是利用BR技术，而UBR的缺点是对信元的传送没有可靠性保证。

2.3.2 MOPA为克服LANE和IpOA的缺点，ATM论坛定义了MPOA(rr、ultiprotoeoloverATM)。

MPOA集成了LANE、PIOA、下一跳解析协议(NHRP)和Mars规范的功能。

MPOA引入了虚拟路由器的概念，从而使主机间能建立直接的ATM虚电路，解决了LANE和PIOA的路由器瓶颈间题。

MPOA通过引入“交换路由器”的概念，使得MPOA具有很好的伸缩性和灵活性。

“交换路由器”仿真了传统路由器网络，同时消除了经过多次路由“跳”所带来的性能限制。

在MPOA中，不论是否属于相同的子网，任何具有MPOA 功能的主机和边缘设备，都可以和另一台设备在ATM交换中建立直接(shortout)连接。

MPOA能辨识数据流，并将这些数据流直接映射到ATM交换虚电路上。

这种跨越ATM建立直接连接的技术有时被称为“直通”或“零”跳路由。