N-ISDN的新接入技术AO/DI

2019-11-03 18:48:25

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供稿：网友

华中理工大学刘军黄桂金

    随着互联网的快速发展，在WAN范围内，人们越来越多地利用N-ISDN远程接入，但早期N-ISDN协议设计时并没有预料到将它用于互联网接入，这种接入互联网的方式和用Modem的方式都采用电路交换网的拨号连接，其弊端是浪费带宽。

    用户上网时必须首先建立一个电路连接，而用户在浏览、等待网页、收发e-mail时，独占的B信道并没有充分利用，这对ISP、用户以及电话公司来说都是一种浪费。为了提高网络的使用效率，一种新技术AO/DI应运而生。

    AO/DI( Always On /Dynamic ISDN) 是VIA( Vendor's ISDN Association)于1996提出的一种新的接入技术，它的核心思想是利用分组交换网（X.25网）和ISDN的D信道来传送小数据量的互联网业务，比如新闻更新、e-mail的收发，并且随时维持一个X.25的SVC（交换虚电路）连接，当数据量过大以致于超过D信道的容量时，利用BAP/BACP/MLPPP等协议自动分配B信道，以适应大数据量的业务，比如下载文件、图片甚至实时的语音和视频，当数据量峰值过去之后，自动释放B信道。分配和释放B信道的过程对于用户来说是透明的。由于SVC连接总是存在，用户不必每次接入时重新拨号，ISP也可以随时下传数据(如有新邮件的通知)，这就是always on的含义。而承载B信道又是按最佳的原则动态分配的，从而提高了资源利用率，这就是Dynamic ISDN 的含义。

    AO/DI的操作

    一般地，现代交换机都有X.25的分组处理模块，BACP(Bandwidth Allocation Control PRotocol)是IETF RFC2125制定的PPP带宽分配的控制协议。在AO/DI中，用户利用X.25呼叫ISP。TCP/ip包通过MLPPP封装在D信道的X.25逻辑信道中传送，需要时，承载信道提供备用带宽。承载信道使用MLPPP时，不像D信道那样使用Q.922和X.25封装。ISP与用户之间的电路连接建立在B信道上，IP包通过MLPPP封装在B信道上直接传送。

    虽然X.25协议的效率不高，但AO/DI采用它，可以利用当前交换机上普遍存在的分组处理模块，D信道上的X.25分组连接是MLPPP的主连接。之所以能保持全双工，总处于激活状态，是因为AO/DI即使在没有Q.931的信令信息时，仍保持物理层(2B1Q同步调制)和Q.922数据链路层的激活状态。而少量的分组数据，通过X.25虚呼叫，在ISP和用户之间传送，这种方式也充分利用了分组处理模块，避免使用交换机，减轻交换机的负担。

    一般的操作过程如下：首先，一个X.25的SVC呼叫从用户打到ISP，除非PC机重新启动，通常情况下，这条SVC总是存在的。当需要B承载信道时，用户向ISP发送适当的电话号码，承载信道通过交换机连到ISP，MLPPP统一管理这些B信道连接和SVC连接。

    AO/DI使用BACP控制的MLPPP协议来协商带宽，管理电话号码的交换，组合后继加入的带宽。BACP/MLPPP允许ISP和用户发起或拆除一个B呼叫，以申请更多的带宽，这种对称的方式使用户和ISP都能发送大量数据给对方。

    AO/DI对传统的PPP X.25封装有许多改进：如物理层使用SVC，而不是PVC呼叫。CUD字段有一个专供AO/DI使用的保留值，DL层把PPP帧头直接封装在X.25帧中，而不用替换的方式。

    由于D信道只有16kb/s，TCP/IP over X.25 / D 信道的应用范围有限。当D信道不够用时，使用BACP申请建立一个B信道连接，这种统计复用方式高效地使用交换机，对电话公司和ISP都有利。值得注意的是，每一个MLPPP的连接都可以发送BACP信令来分配B信道。即使D信道上的X.25连接不存在，AO/DI的接收方也能处理通过B信道发来的BACP信令，这种方式与MLPPP兼容，并且能保证支持BACP的设备和不支持BACP的设备之间的互通。即使BACP不能成功的与对端协商，X.25呼叫也能保持连接状态，以传送PPP负荷。即使没有BAP协商过程，也能分配或释放B信道。BAP协商过程必须具有以下实体：AO/DI服务器，能向客户器发送BAP Callback Request,以发起带宽分配。

    AO/DI客户机能向服务器发送BAP Call Request发起带宽分配，并能处理服务器发送的BAP Callback Request。为了同时支持X.25地址，AO/DI建议采用 Phone Deltas 号码发送方法。

    AO/DI协议堆的组成

    AO/DI协议堆：TCP/IP经MLPPP封装后可选择D信道上的X.25虚连接或B信道电路连接，一般只用前者。BAC是带宽分配控制器，它利用BACP协议在X.25虚连接上动态地分配或释放B信道；拨号器利用Q.931建立呼叫。

    动态分配和释放带宽

    为了动态分配带宽，必须要实时监测和估计数据流量，基于这些估计，可以设置一些触发机制，在适当的时候分配承载信道。当流量大到必须要D信道连续传输5秒钟或队列中的待发送数据大于7500字节时，触发器就会分配一个B信道。B信道建立、协商、初始化需3秒钟，这意味着D信道在这3秒钟内还可传4500字节的数据；在B信道建立后，D信道便处于一种空闲的激活状态（即链路仍然保持，但不传送任何数据）。这种方式效率高，不易出错。但为了兼容，AO/DI要求接收方能同时处理来自D信道(X.25)和B信道的数据。

    触发器的实现有多种方法，举例说明：设上层软件把IP包放入一个缓冲区,MLPPP从该缓冲区获得IP包，或者由X.25通过D信道，或者通过B信道传到ISP。MLPPP每发送一个IP包，就把它从缓冲区中清除，设清空该缓冲区的时间是T秒：

    －当T<5s 时，只利用D信道，不分配B信道；

    －当5s
    如果有一个可用的B信道，则用MLPPP增加连接数；

    如果无可用的B信道，则继续监视缓冲区，并监视B信道是否可用；

    －当10s
    如果有两个B信道可用，则用MLPPP增加连接数；

    如果有一个B信道可用，则用MLPPP增加一个连接，并同时监视缓冲区和另一B信道占用情况；

    如果无可用的B信道，则继续监视缓冲区，并监视B信道是否可用；

    当AO/DI分配B信道时，不影响正在通话的B信道。

    释放B信道：

    当利用B信道传送完数据之后，必须释放这些信道，BACP支持这样的请求，但必须考虑到应用程序的要求，比如一页网页在下载5～10秒后，用户没有动作，可以认为用户正在仔细浏览该页，可以断开B信道连接。在收发完E-mail之后，可以断开B信道连接。当AO/DI占用B信道时，有时正好碰到ISDN入呼叫，或者S/T接口上的其它设备要出呼叫，这时AO/DI应能让出B信道。

    AO/DI的网络结构

    AO/DI对现有的网络结构改动不大,如图2所示，用户设备的D信道直接把X.25分组交给交换机的PH (Packet Handler)分组处理器，PH利用交换网与ISP的设备相连，B信道经TSI(时隙交换)，通过ISDN的PRI接口或BRI接口与ISP相连，这一部分是电路交换网。

    尽管AO/DI协议还在完善中，但它越来越引起人们的关注。目前VIA组织已有多家公司推出了支持AO/DI的终端产品和局端产品。

摘自《通讯世界》

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