ATM LAN技术的原理、应用及展望

2019-11-03 10:12:47

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ATM LAN技术的原理、应用及展望<1>（金宇航）一序言 ATM是广泛应用于广域网的技术，得到了传统电信运营商及设备提供商的高度重视。近几年ATM技术被运用于局域网，尤其是本地、校园、工厂等的计算机局域网上。ATM LAN技术能得以在局域网领域拓展，主要有以下几个原因：（1）录像传送、计算机图像、多媒体会议这些应用需要非常高的带宽和多媒体能力；（2）计算机的处理速度越来越快，计算机间的传送能力可达100Mb／s；（3）由于距离短，高带宽的链路在本地和校园环境内相对便宜，将ATM用于LAN经济上可行；（4）现行的局域网无法提供业务所需的高带宽及QoS保证；（5）随着用户的增长，局域网需提供模块化的扩容和带宽增长。 ATM LAN必需提供现存LAN应用协议和 ATM设备之间的通信，支持虚拟网络和将来的应用。二 ATM LAN结构与功能1．对无连接业务的支持 ATM是面向连接的，故并不直接支持ATM LAN中的无连接业务，为了支持面向无连接的业务．ITU在ATMLAN中定义了直接和非直接两种方式来支持无连接的业务。 a．直接方式其中起主要关键作用的是CLSF（ConnectionLess Service Function），它可以位于ATM内，也可以和ATM独立地连接。为传送数据，瑞点节将无连接的数据分组通过ATM虚连接传送至特定CLSF。端节点可以是IWU、LAN集线器、桥、路由器、ATM接口的计算机等。CLSF类似于分组交换机，将分组数据传送至目标节点或是其对应的CLSF。CLSF通过ATM虚通道相连接。在ATM网上形成一个覆盖网。其优点是，减少了连接的数目，这一点在广域网范围尤为明显，在局域网则不太明显。缺点是由于无连接服务器的引入导致其本身可能成为系统的瓶颈。 b．间接方式它是通过在ATM相连设备间建立虚电路来实现的，通过一条分立的ATM连接来达到无连接服务的目的，这种方式在ATM网络上建立起一个端节点之间的网状网。通路可以是永久虚电路、交换式虚电路（SVC）或是两者的组合。在直接方式中，ATM LAN节点通过PVC／SVC来连接的优点是避免了无连接服务器的瓶颈问题。但这种连接方式不得不解决地址解析和快速连接问题，此外，间接方式在网络资源利用上效率不高，尤其在带宽利用上。2．对ATM地址、MAC地址及ip等高层协议的地址提供解析今天的LAN协议利用了LAN现有的广播功能来支持地址解析，由于ATM本身并不支持广播功能， ATM LAN必需在面向连接业务的基础上来实现地址解析功能。众所周知，LAN网上的主机和其他网络设备是通过其不同的MAC地址业区分的，如果一个节点是通过ATM接口直接连接于ATM LAN或是IEEE802 LAN通过 IWU相连干ATM LAN。ATM到MAC层的地址必需被解析，如果应用高层的API，高层的地址（如网络层）到ATM的地址也必需被解析。地址解析可采用与IP类似的ARP广播协议机制或直接利用分布式地址数据库来映射。不管何种方式，主机发送地址解析申请，在广播地址解析机制中；对单播地址，发送主机向本地ATM LAN子网及所有连接子网的设备广播地址解析请求，所有主机检查申请的目标 MAC地址，含此 MAC地址的主机返回它的ATM地址；多播、广播地址解析则由特殊的逻辑来完成，如果协议接口在高层。也采用类似的技术。在利用数据库来映射地址解析时，地址申请由网络中的地址解析服务器来完成的，服务器拥有每个ATM LAN主机的 MAC地址、高层协议地址和 ATM的地址映射表，需要地址解析的主机向服务器申请，服务器将响应回ATM地址。3．对广播和多播业务的支持为了支持多播和广播能力，ATM接口接收的信元必需复制到所有的ATM接口，以便在组内传送接收。为此ATM中定义了两类多点连接；点到多点连接和多点到点连接。在ATM LAN上的主机和在传统LAN上的类似，也可能是多播业务的发送者或接收者。支持多播的最有效方式是通过多点到多点的连接，此法要求接收端具备一定的复用功能，或者具有多个虚信道的连接。由于ATM LAN中不支持ATM AAL3／4，用它来作多播是不太可能的。因此可以利用令牌环在组内的传送机制，从而来仲裁是否建立多点到多点的连接。多播也可以通过点到多点的连接来支持，其中一个方法是，利用从每个主机到其他主机的点到多点的连接；但是由于每个主机均需维护所有的广播组内的地址，这将导致严重的管理问题。另一方法是在ATM LAN中放置广播服务器，此时每个主机只需将多播的业务通过点到点的连接送到服务器中；然后由服务器来实现多播功能，此时只需服务器组内成员的地址和连接。因此，相对而言，基于服务器的方法是ATM LAN的最佳选择。4．支持与传统局域网的互联 ATM LAN支持虚拟LAN内的主机互联一部分主机可能是ATM接口，而另一部分则是传统局域网接口。传统的LAN互联是由IWU单元来实现和 ATM网络互联的，和ATM相联的主机中含相应的互联功能。例如，IWU可以是具有互联功能的以大网交换机集线器，它包含以下网络互联功能：ATM层功能、AAL功能、PDU成帧和封装、传统LAN或MAC子层和ATM地址解析及映射关系。其中ATM层和AAL功能和ATM相朕的主机相同，即包括信元成帧、头标记纠错、闲置信元插入、AAL协议和UNI协议约定。PDU成帧是指传统LAN和ATM主机互相认可的数据封装成帧方式，它包括和桥等效的LAN MAC子层封装，或是与路由器等效的网络层PDU单元，不管何种情形，IWU和 ATM主机必须使用相同的 PDU封装格式。

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