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解决IP网络传输层优化问题

来源:互联摘选 日期:2006-09-16 19:13
从国家基础网络建设的角度来看,建立高质量的IP网络的主要问题集中在网络层、数据链路层和物理层。很显然,物理层应该采用能够保障网络带宽需求的光纤技术,通过光纤构建IP骨干网。网络层采用IP协议已是既成事实,无论传输数据或是语音、视频信号都可以封装在IP数据包内通过IP网络进行传输,那么当运营商的网络选择和优化问题都集中到数据链路层的实现,IP层与物理层之间究竟该采用什么传输方式?如何对IP网络传输层进行优化?

传统的IP传输层技术及其优化

  在实际应用中,传统的IP网络传输层通常采用以下四种技术:IPoverATM、IPoverSDH、IPoverOptical、千兆以太网(GE)。

IP over ATM

  IP与ATM的结合,也就是在ATM网络上支持IP技术,并构造骨干传输网。当前有两种技术实现方式:重叠技术和集成技术。重叠技术是将IP网络层协议重叠在ATM之上,即ATM网与现有的IP网重叠。目前采用这种技术的有ATM论坛定义的LANE、IETF定义的IPOA及ATM论坛定义的MPOA,但是这种方式传递IP的效率不高。集成技术是将IP路由器的智能和管理性能集成到ATM交换机形成一体化平台,仅要求标识IP地址,无须ATM的地址解析协议,简化了ATM的路由选择功能,提高了IP转发效率,同时保留了路由的灵活性。以IETF的多协议标签交换(MPLS)和Cisco公司的标记交换(TagSwitching)技术为代表。

  目前发展比较迅速的是MPLS技术。它的网络控制是在传统路由协议的基础上,通过简单标记分配协议来代替复杂的ATM信令协议,预先为MPLS边缘路由器建立直达的数据连接。在数据通信过程中,中间的MPLS交换机根据转发信息库只作信元交换功能,加快了数据包的转发速度,减少了延迟及抖动,有利于支持实时业务。MPLS具有VC合并的功能,能解决重叠模型的问题。

IP over ATM可以利用ATM的QoS特性对网络进行优化,保证网络的服务质量,适用于多种业务,有很好的扩充性能,有良好的网络流量管理和拥塞控制性能,适用于一般的IP骨干网边缘多业务的接续。IP over ATM的不足是IP数据包需映射成ATM信元,由此形成的传输开销约占20-30%,传输效率低。此外还需要解决IP地址与ATM地址多重映射的矛盾以及IP网络的非连接特性与ATM面向连接特性之间的矛盾,网络管理比较复杂,不太适用于超大型IP骨干网。

IP over SDH

IP over SDH/SONET技术的实现需要高速路由器和PPP协议,采用的仍然是传统路由器的逐包转发方式。G比特和T比特核心交换路由器技术的突破发展成为这种传输方式的关键。这种方式的基本思路是将路由计算与包的转发分开,采用缓冲技术、硬件芯片快速处理技术,以ATM信元交换矩阵作为路由器内部体系结构的交换技术,将路由器的逐包转发速度控制到与第二层交换的速度相当。
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