总之IP over ATM 适用于多种业务的电信环境以及服务质量较高的IP业务。
图5
3.2IPover SDH
SDH 网的主要特点是同步复用,标准光接口处强大的网管功能。SDH的复用结构中定义了容 的C 和虚容的VC各种业务只要装入容的或虚容的就可以作为一个独立的实体在SDH网中进行 传送。C、VC以及级联和复帧结构的定义使SDH可以灵活地支持多种电路层业务,包括各种速 率的异步数字系统、FDDI、ATM等。段开销中有大量备用通道,增强SDH网的可扩展性。SDH的 这种灵活性和可扩展性使它成为宽带数字网的基础传送网络。
因为SDH是第一层,IP是第三层,1994年提出的(RFC1619)和(RFC1662)选用PPP为第二层 ,这样才能将IP和SDH结合起来。PPP直接映射到SDH帧就可以省掉ATM层,保留了IP网的无连 接特性。这样就简化了网络的体系结构,提高了传输效率。ATM的传输效率仅为80%,SDH传 输效率可达95%。
然而目前尚缺完整的支持多业务承载标准,流量管理标准。尚不支持VPN和电路仿真。可以 用SDH的自愈环提高系统的可靠性和可用性。网络层的功能靠IP技术的进步。1997年千兆以 太网的出现和千兆位的路由器以及L2/L3/L4(多层)交换机的出现是IP技术进步的重要标志 。所谓第三层交换(L3 Switch)以线速实现包交换,高端包交换速率已达5000万包/s以上 。总吞吐量可达70G/s。实际上IPover SDH讲的是千兆以太网over SDH。端口密度和端口费 用均优于ATM。
IPover SDH适用于经营IP业务的ISP,以IP业务为主的电信网或在电信骨干网上疏导高速速 率数据流。
3.3IPover WDM
SDH是为传输话音而设计的网络,是一个时分复用系统(TDM)。如果以IP业务为主,优化设 计网络时并不需要SDH,因IP业务原理上看是统计复用。原来用SDH层是解决传输分帧的方法 以及自愈恢复。
WDM提供帧格式有G位以太网和SDH两种。所以可以直接用G位路由器,按IP的方式进行工作, 不至于出现转换成SDH帧格式时把一个IP包分在两个SDH帧中或在一个SDH帧中包含两个小的I P包,这样都会浪费资源。
在广域网上进行远距离传输需要进行光放大。为了防止光色散使波形畸变造成误码,每隔一 定距离加一个电再生器(2.5Gbps时600公里),如用新型的量子阱分布激光器,提高功率并 有更窄的带宽,单模光纤无放大最大传输距离可达80KM。
IPover WDM的最大优势在于巨大的带宽潜力。目前商用的WDM系统速率已达320Gb/s。WDM的 重要特点是有达数十乃至上百个可用波道,彼此间互相隔离。因而很容易兼容不同性质和协 议的业务,起到业务汇集作用。不需要在同一电路上(如ATM上)用复杂的结构汇集各种业 务。
人们认为IP网的QoS能力不足,因此要在IP和WDM之间加入其它层。实际上根据排队论,网络 利用率在超过75%时才要用QoS。网络利用率低于70%时,队列很短或根本不存在排队,只要 用优先级方案就达到保证QoS的目标。
目前IPover WDM的标准化刚开始,离开预定目标尚存一定距离。当然潜力是十分诱人的。
4. 高端路由器的进展
从前面的论述看到,第三层的功能改善关键在路由器。历来路由器是IP网传输的瓶颈。
近年来由于VLSI技术的进步,将交换机和路由器结合起来,采用ASIC电路进行包处理和转发 ,用高性能的路由处理机计算路由表,达到上面所说的包处理和转发的速度。既提供第二层 的交换功能,VLAN服务,又可以提供第三层的路由功能,并支持多种路由协议,如RIP、OSP F、BGP-4等。还可支持第四层交换。 我们知道第四层TCP和UDP包含端口号,可以唯一的确定每个数据包包含那些应用协议(例如 HTTP、SMTP、FTP、SNMP等等)。所以第四层交换简单的定义是:它是一种功能,不仅依据M AC地址(第二层桥)或IP地址(第三层路由)而且依据TCP/UDP(第四层)应用端口号进行 传输,达到线速。在千兆以太网上也是如此。在决定路由时检查第四层信息并非新概念,通 常为安全性考虑,允不允许穿越路由器。这时路由器作为一个包过滤防火墙来动作。实际上 可根据第四层信息的流量,增强网络管理员排除故障的能力,提供了网络流量更详尽的记帐 。可以支持每个端口的RMON统计。进行第四层交换的难点是需要区分和存贮大量发送表项的 能力。第2/3层交换机发送表的大小与网络设备的数量成正比。对第四层交换,这个数量还 要乘上网络中使用不同的协议和会话的数量。因而发送表的大小随着端口设备和应用类型数 量的增长而迅速增长。