文档介绍：第12章宽带综合IP网
背景介绍
IP over ATM
多协议标记交换
IP over SDH/
IP over WDM
思考题
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背景介绍
的主要问题
持续快速地增长,是宽带应用发展的主要动力,也是使得IP协议成为目前通信网中占主导地位的通信协议,宽带IP网络将在下一代电信网络中占据主导地位。但IP技术的最初目标只是支持简单的数据通信业务,并非是为面向运营和支持综合业务来设计的,将IP用作构建大型宽带骨干网的技术还需解决以下主要问题。
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1) 综合业务传送的能力
底层结构和协议主要是针对简单数据传输来优化设计的。越来越多地用来传送HTTP业务、语音、多媒体和实时电子商务应用,的底层结构能提供更高的带宽,也要求相应的协议来支持复杂的多媒体数据流的传送。
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2) 可靠的网络QoS能力
的最初设计并非面向电信运营,IP协议也是一个无连接型的网络协议,网络只提供尽力而为(Best-Effort)的数据传输服务,不能为业务提供有保证的QoS。但作为面向运营的多业务骨干网, IP应该提供面向连接的服务,支持带宽资源的预留,以便为关键业务提供可靠而有保证的服务质量,更好地支持语音、视频等具有实时要求的业务。
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3) 路由器的线速率分组转发能力
传统路由器通常放置于网络的汇聚点,负责IP分组的转发,它主要依靠软件进行选路和分组转发。由于IP的无连接特性,不管分组是否朝向同一目的地,它们都会被独立地执行选路和转发,因此效率很低,中业务量增大,路由器就成为性能瓶颈。在宽带综合IP网中必须引入新的技术来解决路由器瓶颈。
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4) 支持超大型网络结构的能力
网络规模和用户数目增长迅速,IPv4的地址空间已基本耗尽,目前IETF已提出了新的IP地址方案IPv6。与IPv4相比,IPv6的地址长度由32位扩展至128位,以解决地址空间不够的问题。另外,IPv6的控制字段少于IPv4,支持数据流标记等新的特性,这些都有利于改善网络的性能,提高路由器的处理能力。
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5) 流量工程能力
今天,上的主要路由协议都是基于计算分组在网上传输的最短路径算法来设计的,很少考虑时延、抖动、拥塞等因素,这样网络管理者很难进行流量工程。
1995年后,上支持实时业务,尤其是语音和视频业务,并提供有保证的服务质量,ITU-T、ATM论坛和IETF做了大量的工作。这一时期,一方面IETF在原有IP技术的基础上,陆续制定了RSVP、RTP、RTCP等协议以支持实时,尤其是语音和视频业务;另一方面,各种厂家也推出了很多专有的IP over ATM技术产品来改善IP的服务质量。
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1997年,IETF开始制定的多协议标记交换技术(MPLS:Multi-Protocol Label Switching),在各种专有IP over ATM技术的基础上,从全网体系结构的角度出发来考虑如何实现综合业务、QoS、流量工程等目标。1999年底,鉴于MPLS在未来网络中的重要地位,ITU-T SG13研究组也将研究重心从B-ISDN和GII转向MPLS。2000年后,随着低成本、高性能路由器技术的成熟,采用IP over ATM方式构建综合宽带IP骨干网已无性能优势,IP/MPLS方案成为构建综合宽带IP骨干网的首选方案,我们将在随后进行介绍。
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实现宽带综合IP网的主要方案
目前的IP网络和技术还存在着很多的问题,但主要问题是IP网络的QoS、IP分组传输的带宽效率、网络的健壮性、可管理性、可扩充性等。
ITU-T、IETF以及很多设备制造商和电信运营商都在积极研究基于IP的宽带综合骨干网的技术方案。总的来看,各种方案可以分成以下两大类:
(1) IP与ATM相结合的方案:借助ATM网络强大的QoS和综合业务的能力,基于ATM来传送IP,以此来解决IP网络的服务质量问题。IP over ATM即属于该方案,传统电信运营商多采用此方案。其主要的缺点是技术体制复杂、IP传输效率不高。
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(2) IP直接与光传送网相结合的方案:使用光纤信道来增加可用的带宽,同时舍弃复杂的ATM层,将IP分组直接在光传送网上传输,以提高传输效率,网络资源的管理则委托路由器来完成,因而协议结构简单。依靠光传送网的高带宽和现代路由器的处理能力可以为宽带业务提供很好的服务质量。IP over SDH和IP over WDM就属于该方案,目前这种方案主要的缺点是综合业务能力和QoS保障能力较弱。MPLS则更像一个封装协议,在两种方案中均可使用。
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