由RSVP在ATM捷径上实现综合业务IP的方案（1）

2019-11-03 10:12:44

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由RSVP在ATM捷径上实现综合业务ip的方案（1）（李大双、程蝉）摘要本文介绍了由ATM捷径和RSVP实现IP与ATM融合的一种可行方案。该方案可以区分服务的方式提供综合业务IP。关键词综合业务 IP资源预留协议 ATM捷径区分服务服务质量1引言众所周知，随着WWW应用的普及，Internet正由一种单一的数据网络向综合音频、视频、图像、数据的超媒体——综合业务的IP（ISIP）方向发展。IETF已为ISIP建议了两种业务类型，其中RFC2211定义了负载受控的业务（CLS），RFC2212定义了保证业务（GS）。此外，为便于请求和预留网络资源，RFC2205定义了一种信令协议——资源预留协议（RSVP）。IETF正在对RSVP进行修改，以便适用于高速IP网络的资源预留控制。目前ATM与IP的纷争逐渐平息而走向融合，除了直接将IP网络建立在光纤网络上的趋势外，以IP over ATM作为互联骨干网络也是一种明显的趋势。过去在ATM与互联网各自的协议设计过程中，没有综合考虑二者的融合使用的问题，因而要将它们融合使用，必须解决存在的若干问题，比如如何保证与控制服务质量（QoS），采用何种协议建立虚连接（VC），如何解决接纳控制等。技术界已提出了一些解决方案，如古典的IP over ATM方案，仿真LAN（ELAN）方案。但这些方案缺少QoS控制能力，而QoS是下一代综合业务互联网的重要特征。尽管现在又提出了MPOA（MultiPRotocol over ATM）、标签交换（Tag Switching）以及多协议标记交换（MPLS）等方案，但这些方案已演变成了非常复杂的协议栈，实现代价太高，效率不高。为此，我们认为另一种简单高效的方案更可取。该方案包括三个方面：第一，直接由ATM信元信令通道来传送 TCP／IP协议栈，使用TCP／IP协议栈支持RSVP，由RSVP作为信令来为每个业务流实现底层 ATM网络中的短接虚电路（short circuit VC或VC捷径）的建立；第二，采用一种能反映信道拥挤程度的距离测度，对互联网的路由协议如 OSPF（opensh。nest Pah Fi‘t）的距离测度进行改进，使得RSVP利用路由表建立VC通道时可避开拥挤的信道；第三，对业务流按QOS要求赋予相应的优先级，优先保证高优先级业务流的QoS。显然，对支持RSVP以及路由管理的TCP／IP业务流，要赋予较高的优先级，以保证快速的业务流连接接纳控制和路由管理。2方案的体系结构及协议拔2.1体系结构 ATM交换节点由实现标准协议的ATM交换机和路由控制器构成，它除了具有普通ATM节点的功能外（去掉了网络到网络接口（NNI）及用户到网络接口（UNI）的信令协议部分），还具有互联网络的协议栈（如TCP／IP、RSVP、OSPF以及简单网络管理协议（SNMP）等），我们称其为ATM路由器节点。由于ATM交换机的信道端口数是十分有限的，因此在本方案中，主机不是通过UNI接口直接接入ATM路由器，而是通过LAN之类的介质共享网络接入。在1000Mbit／s光纤介质接入网已成为现实的情况下，这种方案可接入更多的主机，因而是一种更为合理的接人方案。2.2采用的协议栈各节点上的RSVP控制模块（RSVPM）具有RSVP与呼叫接纳控制（CAC）功能，应用UDP（User Datagram Protocol）和IP协议发送RSVP协议分组，按照业务流QoS要求实现资源预留的协议。由于ATM路由器需要实现交换虚电路（SVC）的基本功能，在资源预留分配成功时，RSVP以及虚电路控制模块（VCCM）通过由ATM网络接口与ATM设备驱动器支持的ATM API，实现对一个业务流的输入／输出信道端口中的VC的交换控制，即修改其信元输入／输出端口的VC交换表的值。该协议栈的最下层为由硬件实现ATM网络接口，可实现ATM适配层（AAL，ATM Adaptation Layer）以及ATM会聚层的大部分功能。为ATM驱动器配备的网络接口类似于BSD ifnet或DLPI（Data Link Protocol Interface）。 3 RSVP的实现方案 RSVP协议共有路径建立、路径拆除、路径错误、预留请求、预留请求确认。预留请求错误、预留拆除以及预留刷新八种消息，RSVP利用它们配合接纳控制实现保证QoS要求的VCI（Virtual Circuit Identifier）带宽分配。为了方便 ATM链路层及网络层对VCI的管理，我们建立网络层路径状态表（PST）、网络层资源状态表（RST）以及链路层资源状态表（VST）。该分配过程分为VC路径建立和资源预留两个阶段。 VC路径建立阶段包括如下四个过程：（1）从路径建立消息的逻辑接口处理字段（LIH）中取出VCI，记录该输入 VCI在路径状态表（PST）中；（2）访问 VST，在选中的满足QoS要求的输出链路上选择一空闲的VCI；（3）将选中的输出VCI记录在VST中，并与输入VCI建立关联关系；（4）将选中的输出VCI置入路径建立消息，从输出链路向前传递该消息。在一个VC连接拆除之前，VC的源节点必须定期发送路径刷新消息到相关的路由器刷新其PST，使VC连接保持在激活的状态。资源预留阶段也包括如下四个过程：（1）从预留请求消息的LIH中提取出VCI，记录在RST中，并将请求的业务参数与关联的VCI传递到VCCM；（2）VCCM将执行允许接纳的校核和资源分配过程，它通过ATM API将相关参数传递到底层的ATM交换机，若交换机的反馈是肯定的，则通过校核，继续下一步操作，否则清除RST中的VCI记录，向上行流方向送回预留请求错误消息；（3）用相应的PST记录中的VCI替换输入预留请求消息中的VCI；（4）向上行流方向传递修改过VCI的预留请求消息。同样，这种方法很容易实现点对多点VC连接的资源预留，因而可支持多播（Multicast）协议。

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