第10章--ATM网络上的TCP.ppt

第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP1第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP引言引言-IP技术与技术与ATM技术技术nIP网络技术：网络技术：n 特点：技术简单，可扩展性好，灵活性高特点：技术简单，可扩展性好，灵活性高 n 存在问题：传输效率低，无法保证服务质量存在问题：传输效率低，无法保证服务质量nATM网络技术：网络技术：n 特点：可满足多业务需求，传输效率高，保证服特点：可满足多业务需求，传输效率高，保证服务质量，有流量控制务质量，有流量控制 n 存在问题：技术复杂，可扩展性不好存在问题：技术复杂，可扩展性不好2第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IPIP 与与ATM融合的两种模式（融合的两种模式（1）n重叠模式重叠模式nIP层运行在层运行在ATM层之上层之上n2个地址空间（个地址空间（IP地址与地址与ATM地址）地址）n2种选路协议（种选路协议（IP选路协议与选路协议与ATM选路协议）选路协议）n需要地址解析功能需要地址解析功能nCIP、LANE、MPOA是重叠模式是重叠模式nCIP 是IETF（INTERNET工程任务组）在1994年的RFC1577文件中提出的解决在ATM网上支持IP协议的方案3第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IPCIPClassical IP over ATM4第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IPIP 与与ATM融合的两种模式（融合的两种模式（2）n集成模式集成模式n单一的单一的IP地址空间地址空间n单一的单一的IP选路协议选路协议n需要控制协议（将需要控制协议（将3层的选路信息映射到层的选路信息映射到2层直通交层直通交换机制）换机制）nIpsilon的的IP交换、交换、Tag交换、交换、MPLS是集成模式是集成模式5第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP6第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IPn主要内容主要内容n本章主要讨论：为无连接网络设计的本章主要讨论：为无连接网络设计的TCP/IP怎样才能用怎样才能用于面向连接的技术于面向连接的技术-异步传输模式异步传输模式ATM？n讨论讨论ATM所提供的逻辑连接以及所提供的逻辑连接以及ATM的数据传输协议；的数据传输协议；ATM与与TCP/IP的关系；主机的的关系；主机的ATM地址与地址与IP地址的关地址的关系；地址解析协议；服务器如何获取和管理地址等。最系；地址解析协议；服务器如何获取和管理地址等。最重要的是，我们将看到重要的是，我们将看到IP数据报怎样通过数据报怎样通过ATM网络而不网络而不需要进行分片。需要进行分片。7第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IPn10.1 ATM回顾回顾n10.1.1 两种两种ATM连接形式连接形式n10.1.2 通路、电路与标识符通路、电路与标识符n10.1.3 ATM信元信元n10.2 ATM适配层适配层 n10.2.1 IP协议使用协议使用AAL5n10.2.2 AAL5的收敛、分段与重组的收敛、分段与重组n10.2.3 数据报的封装与数据报的封装与IPMTU的大小的大小n10.2.4 数据报的封装数据报的封装8第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IPn10.3 ATM网络中网络中IP地址的绑定地址的绑定n10.3.1 逻辑逻辑IP子网子网n10.3.2 ATMARP分组格式分组格式n10.3.3 用用ATMARP分组确定地址分组确定地址n10.3.4 服务器数据库的管理服务器数据库的管理n10.3.5 主机主机ATMARP高速缓存的管理高速缓存的管理n10.4 MPOA简介简介n10.5 IP交换技术交换技术9第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.1 ATM回顾回顾nATM网络的基本构件是网络的基本构件是专用的电子交换机。专用的电子交换机。n通常计算机通过插在计通常计算机通过插在计算机总线上的接口卡，算机总线上的接口卡，用一对光纤连接到交换用一对光纤连接到交换机。机。ATM交换机交换机10第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.1 ATM回顾回顾ATM交换机交换机ATM交换机交换机ATM交换机交换机UNIUNI或或NNINNI接口设计用于交换机之间接口设计用于交换机之间UNI连接可在专用网络中用于连接可在专用网络中用于ATM交换机之间交换机之间大型大型ATM网络网络11第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.1 ATM回顾回顾nATM在同构的在同构的ATM硬件上硬件上提供了一般性的抽象：尽管提供了一般性的抽象：尽管具有允许一个交换结构包含具有允许一个交换结构包含多台交换机的物理结构，但多台交换机的物理结构，但ATM硬件使连接的计算机硬件使连接的计算机感觉都是连接到一个单一的感觉都是连接到一个单一的物理网络。在物理网络。在ATM网络上网络上的任何计算机都可以和其他的任何计算机都可以和其他任何计算机通信，这些计算任何计算机通信，这些计算机并不了解物理网络结构。机并不了解物理网络结构。ATM交换机系统交换机系统ATM交换系统的逻辑表示交换系统的逻辑表示12第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.1.1 两种两种ATM连接形式连接形式nATM向所连接的主机提供一个面向连接的接口。主机要通向所连接的主机提供一个面向连接的接口。主机要通过过ATM网络给远端的目的站发送数据，必须先建立一个连网络给远端的目的站发送数据，必须先建立一个连接。接。ATM提供两种形式的连接：提供两种形式的连接：永久虚电路永久虚电路PVC和和交换虚交换虚电路电路SVC。1.PVC：管理员沿从原站到目的站的通路手工输入所需的配：管理员沿从原站到目的站的通路手工输入所需的配置。置。PVC只用于相当长的时期内不变动位置的连接。只用于相当长的时期内不变动位置的连接。2.SVC：由软件自动创建，并在不需要时终止。主机上的软：由软件自动创建，并在不需要时终止。主机上的软件启动件启动SVC的创建，它给本地交换机传递一个请求。这个的创建，它给本地交换机传递一个请求。这个请求包括请求包括SVC所需的所需的远程主机的完整地址远程主机的完整地址，还包括指定所，还包括指定所需服务质量的参数。然后主机等待需服务质量的参数。然后主机等待ATM网络创建一个电路网络创建一个电路并做出应答。并做出应答。ATM信令系统建立一条通路，从源主机通过信令系统建立一条通路，从源主机通过ATM网络到达远程主机。网络到达远程主机。13第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IPATM 网络AB交换机 X交换机 YUNIUNINNINNICONNECT ACKCONNECT ACKRELEASE COMPLETE RELEASECOMPLETE连接建立连接释放tSETUPSETUPSETUP CALL PROCEEDINGCALL PROCEEDING CALL PROCEEDINGCONNECTCONNECTCONNECTCONNECT ACKRELEASERELEASERELEASE RELEASECOMPLETE数据传送阶段SVC14第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.1.2 通路、电路与标识符通路、电路与标识符n面向连接的技术给每个电路分配了一个独特的面向连接的技术给每个电路分配了一个独特的整数整数标识符标识符。UNI接口使用一个接口使用一个24 比特的整比特的整数来标识每一条虚电路。数来标识每一条虚电路。n当管理员创建当管理员创建PVC时，分别给它们指定了的一时，分别给它们指定了的一个标识符。个标识符。n当主机上的软件创建一个新当主机上的软件创建一个新SVC时，本地时，本地ATM交换机就给该电路指定一个标识符，并通知主交换机就给该电路指定一个标识符，并通知主机。机。15第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.1.2 通路、电路与标识符通路、电路与标识符n面向连接的系统没有给每个电路分配全局的电路标识符面向连接的系统没有给每个电路分配全局的电路标识符1.电路标识符代替了用于创建电路的完整信息电路标识符代替了用于创建电路的完整信息2.一个电路标识符只是在跨越一个单跳时才有意义一个电路标识符只是在跨越一个单跳时才有意义3.电路标识符仅在电路打开时又有意义电路标识符仅在电路打开时又有意义n标识符分为两个字段：标识符分为两个字段：虚通路标识符虚通路标识符VPI和和虚电路标识符虚电路标识符VCIn分分VPI和和VCI的动机：的动机：ATM的硬件可以高效的使用的硬件可以高效的使用VPI路由路由通信量通信量。8比特比特VPI16比特比特VCI16第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IPVCI 与与 VPI（VPI 包含包含 VCI）nATM 连接用信元首部中的两级标号来识别。连接用信元首部中的两级标号来识别。n虚电路标识虚电路标识 VCI(Virtual Channel Identifier)n虚通路标识符虚通路标识符 VPI(Virtual Path Identifier)传输链路虚通路 VPxVPzVPyVCxVCxVCyVCzVCzVCyVCyVCx虚电路17第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP图中端点图中端点A通过交换机通过交换机X、Y、Z与端点与端点B建立了建立了一条逻辑连接：虚电路一条逻辑连接：虚电路18第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.1.3 ATM信元信元nATM 网络使用信元来传输数据。网络使用信元来传输数据。ATM要求所有信元都要求所有信元都一样长，这样有可能构造出更快的交换硬件。一样长，这样有可能构造出更快的交换硬件。n每个每个ATM信元信元53字节长，字节长，5字节首部，接着是字节首部，接着是48字节字节的有效载荷。的有效载荷。流流 控控 制制VPI 前前4比特比特VPI 后后4比特比特VCI前前4比特比特VCI中间中间8比特比特VCI后后4比特比特 有效载荷有效载荷 优先级优先级循环冗余校验循环冗余校验19第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP设备驱动程序设备驱动程序信元传输信元传输光通信光通信主机接口卡主机接口卡主机中的软件主机中的软件光纤光纤10.2 ATM适配层适配层n通过通过ATM传输数据的传输数据的应用程序并不读写信应用程序并不读写信元，而是由计算机通元，而是由计算机通过一个过一个ATM适配层与适配层与ATM进行交互。进行交互。n一个典型的一个典型的ATM接口接口的结构如右图所示。的结构如右图所示。适配层适配层AAL20第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IPATM 层和层和 AAL 层层n在在 ATM 交换机中只有交换机中只有物理层物理层和和 ATM 层层。ATM 端点AAL层IP 层物理层ATM层AAL层IP 层物理层ATM层ATM 网络ATM 网络交换机交换机ATM 层物理层物理层物理层ATM 层物理层ATM 端点21第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IPATM 层和层和 AAL 层层nAAL 层层只能驻留在只能驻留在 ATM 端点之中。端点之中。交换机交换机ATM 网络ATM 网络ATM 层物理层物理层物理层ATM 层物理层IP 层物理层ATM层IP 层物理层ATM层ATM 端点AAL层AAL层ATM 端点22第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP砂漏模型砂漏模型 不同类别的应用AAL1AAL2AAL3/4AAL553 字节51 Mb/sUTP100 Mb/s光纤155 Mb/s光纤其他AAL 层ATM 层物理层信元23第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.2 ATM适配层适配层n当建立一个连接时，主机必须明确将使用什么当建立一个连接时，主机必须明确将使用什么适配层协议。连接的两端必须同意所作的选择，适配层协议。连接的两端必须同意所作的选择，并且一旦建立连接之后就不能再改变适配层。并且一旦建立连接之后就不能再改变适配层。24第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.2.1 IP协议使用协议使用AAL5n计算机使用计算机使用ATM适配层适配层5通过通过ATM网络传输数网络传输数据。据。AAL5 提供了一个可以接受和交付可变长提供了一个可以接受和交付可变长度的分组的接口。度的分组的接口。AAL5允许每个分组包含允许每个分组包含1至至65535字节之间的数据字节之间的数据数据数据165535字节字节8字节尾部字节尾部8比特比特UU8比特比特CPI16比特长度比特长度32比特校验和比特校验和保留保留置置0用户到用用户到用户标识户标识CRC差差错检查错检查报文数报文数据长度据长度25第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.2.2 AAL5的收敛、分段与重的收敛、分段与重组组n当一个应用程序通过当一个应用程序通过AAL5 的的ATM连接连接发送数据时发送数据时，主机就将一块数据交付到主机就将一块数据交付到AAL5接口上。接口上。AAL5产生产生一个信尾，并将信息划分为一个信尾，并将信息划分为48字节长的信息块，然字节长的信息块，然后将每一个信息块以单个信元的形式在后将每一个信息块以单个信元的形式在ATM网络上网络上传输。传输。在连接的接收方在连接的接收方，AAL5将到达的信元重组将到达的信元重组成一个分组，检验其成一个分组，检验其CRC以保证所有分组正确到达，以保证所有分组正确到达，然后将结果数据传给主机软件。然后将结果数据传给主机软件。这种将分组划分这种将分组划分成许多信元以及重新将它们重组成分组的过程，称成许多信元以及重新将它们重组成分组的过程，称为为ATM分段与重组分段与重组SAR。26第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.2.2 AAL5的收敛、分段与重的收敛、分段与重组组n示例：一个示例：一个140字节的数据报怎样封装成信元，字节的数据报怎样封装成信元，在在ATM网络中传输？网络中传输？n封装之前，先要加上封装之前，先要加上8字节的尾部，字节的尾部，尾部应当尾部应当出现在最后一个信元的最后出现在最后一个信元的最后8字节字节。nAAL5 在在ATM首部中使用一个比特来标识给定首部中使用一个比特来标识给定的数据块中的最后一个信元。的数据块中的最后一个信元。27第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.2.2 AAL5的收敛、分段与重的收敛、分段与重组组140字节字节IP数据报数据报8字节尾部字节尾部 填充填充48字节字节48字节字节48字节字节48字节字节AAL55字节首部，有效载荷字节首部，有效载荷PT值值000最后一个信元中的最后一个信元中的PT值值001ATM28第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.2.3 数据报的封装与数据报的封装与IPMTU的的大小大小n当当TCP/IP在在ATM网络上发送数据时，使用网络上发送数据时，使用AAL5传输一份完整的数据报。虽然传输一份完整的数据报。虽然AAL5 能能接受和传输长达接受和传输长达64K字节的分组，但字节的分组，但TCP/IP标准却规定了一个默认的标准却规定了一个默认的MTU，其值为，其值为9180字节。字节。IP必须将任何长度超过必须将任何长度超过9180字节的数字节的数据包分片，然后交给据包分片，然后交给AAL5。29第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.2.4 数据报的封装数据报的封装n数据报的封装形式可以有两种：数据报的封装形式可以有两种：n一条虚电路两端的一条虚电路两端的两个主机事先同意两个主机事先同意将此虚电路用于某将此虚电路用于某个特定的协议（例如此虚电路仅用来发送个特定的协议（例如此虚电路仅用来发送IP数据报）。数据报）。n这种方案的优点是不需要在分组中附加信息，但造这种方案的优点是不需要在分组中附加信息，但造成了虚电路的重复，每一台主机必须为每一个高层成了虚电路的重复，每一台主机必须为每一个高层协议重建一条虚电路。协议重建一条虚电路。n一条虚电路两端的一条虚电路两端的两个主机事先同意两个主机事先同意将数据区中的某些将数据区中的某些八位组保留作为类型字段之用。八位组保留作为类型字段之用。n这种方案允许所有的通信协议在同一条虚电路上通这种方案允许所有的通信协议在同一条虚电路上通过，但缺点是需要使每一个分组带有标识协议类型过，但缺点是需要使每一个分组带有标识协议类型的一些八位组，而且的一些八位组，而且使用各种协议的分组都具有同使用各种协议的分组都具有同样的时延和优先级样的时延和优先级。30第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.2.4 数据报的封装数据报的封装n标准建议分组中包含信息类型时，应使用标准建议分组中包含信息类型时，应使用802.2标准，标准，其逻辑链路控制其逻辑链路控制LLC的首部应跟随一个子网连接点的首部应跟随一个子网连接点SNAP的首部。的首部。n多个协议复用一条虚电路时，用多个协议复用一条虚电路时，用AAL5发送一个发送一个IP数据数据报所用的分组格式如下图：报所用的分组格式如下图：LLC（AA.AA.03）OUI（00）OUI（0000）TYPE（08.00）IP数据报数据报01631组织标识符，管理组织标识符，管理TYPE字段中的值字段中的值将将IP数据报封装在以太数据报封装在以太网帧时所用的值网帧时所用的值31第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.3 ATM网络中网络中IP地址的绑定地址的绑定nATM网络传输网络传输IP数据报时，需要三种类型的地址：数据报时，需要三种类型的地址：IP地址、物理地址、虚电路标识符地址、物理地址、虚电路标识符。nATM给连接的每一台计算机分配了一个物理地址，给连接的每一台计算机分配了一个物理地址，当建立虚电路时必须使用这个物理地址。当建立虚电路时必须使用这个物理地址。nATM的物理地址比的物理地址比IP地址长，不可能把地址长，不可能把ATM物理地物理地址编码到址编码到IP地址内部。因此地址内部。因此不能使用静态绑定不能使用静态绑定。nATM的硬件不支持广播。因此的硬件不支持广播。因此不能使用传统的不能使用传统的ARP将其地址绑定到将其地址绑定到ATM网络。网络。n不用绑定？不用绑定？32第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.3 ATM网络中网络中IP地址的绑定地址的绑定n首先，首先，在建立虚电路传输数据时在建立虚电路传输数据时，目的站的，目的站的IP地址必须映射到地址必须映射到ATM端点地址。这个端点地址端点地址。这个端点地址用于建立虚电路。用于建立虚电路。n其次，当在现有虚电路上其次，当在现有虚电路上向远程主机发送数据向远程主机发送数据报时报时，目的站的，目的站的IP地址必须映射到电路的地址必须映射到电路的VPI/VCI序偶。序偶。n面向连接的交换技术需要面向连接的交换技术需要两级地址绑定两级地址绑定，第二，第二级邦定在级邦定在ATM网络上发送数据报时使用，第一网络上发送数据报时使用，第一级绑定仅在建立交换虚电路时才需要。级绑定仅在建立交换虚电路时才需要。33第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.3 ATM网络中网络中IP地址的绑定地址的绑定IP 地址地址ATM 端点地址端点地址IP 地址地址VPI/VCI建立虚电路时建立虚电路时发送数据报时发送数据报时面向连接技术的两级地址绑定面向连接技术的两级地址绑定如何解决地址绑定？如何解决地址绑定？34第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.3 ATM网络中网络中IP地址的绑定地址的绑定10.3.1 逻辑逻辑IP子网子网n一种局限条件下可用的协议。一种局限条件下可用的协议。n当一组计算机使用当一组计算机使用ATM网络代替单个物理网络时，可使用网络代替单个物理网络时，可使用该协议。这个组构成了该协议。这个组构成了逻辑逻辑IP子网子网LISn连在同一个连在同一个ATM硬件网络上的一组计算机可以定义为多个硬件网络上的一组计算机可以定义为多个逻辑逻辑IP子网。每个逻辑子网。每个逻辑IP子网的功能就像单个的局域网。子网的功能就像单个的局域网。n所有在一个所有在一个LIS中的计算机都共享一个中的计算机都共享一个IP网络前缀，这个网络前缀，这个网络前缀与其它网络前缀是不同的。网络前缀与其它网络前缀是不同的。n在一个在一个LIS 的计算机在组成的计算机在组成LIS的所有虚电路上必须使用的所有虚电路上必须使用同样的同样的MTU。n一个一个LIS中的主机并不能与另一个中的主机并不能与另一个LIS中的主机直接通信。中的主机直接通信。逻辑子网之间的通信必须通过一个属于多个逻辑子网之间的通信必须通过一个属于多个LIS的路由器的路由器进行。进行。35第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP连接在一个连接在一个ATM网络上的网络上的8台计算机分成两个逻辑台计算机分成两个逻辑IP子网，子网，每一个每一个LIS构成一个在概念上分割的网络。构成一个在概念上分割的网络。计算机计算机F同时同时属于两个逻辑子网，可以是两个逻辑子网之间的属于两个逻辑子网，可以是两个逻辑子网之间的路由器路由器。FATM网络网络ABCDEHG10.3.1 逻辑逻辑IP子网子网36第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.3.1 逻辑逻辑IP子网子网nLIS内部的地址绑定内部的地址绑定n当一台主机创建到自己所属的当一台主机创建到自己所属的LIS中其他计算机的中其他计算机的一条虚电路时，该主机必须指明目的站的一条虚电路时，该主机必须指明目的站的ATM硬件硬件地址。主机如何将下一跳地址映射到适当的地址。主机如何将下一跳地址映射到适当的ATM硬硬件地址呢？件地址呢？n用服务器用服务器来完成这样的映射。主机和服务器之间的来完成这样的映射。主机和服务器之间的通信使用的是通信使用的是ATMARP。37第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.3 ATM网络中网络中IP地址的绑定地址的绑定源源IP、源、源ATM地址、目地址、目的的IP、请求目的、请求目的ATMATMARP服务器服务器主机主机A主机主机B应答应答ATMARP或或NACKATMARP过程过程38第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.3 ATM网络中网络中IP地址的绑定地址的绑定10.3.2 ATMARP分组格式分组格式nATMARP对对ARP分组进行了修改。主要是增大分组进行了修改。主要是增大了地址长度字段以放入了地址长度字段以放入ATM地址。地址。n提供公用提供公用ATM网络的电话公司使用的是网络的电话公司使用的是8八位组的八位组的格式，其中每个地址是由格式，其中每个地址是由ITU标准文档标准文档E.164定义定义的的ISDN电话号码。电话号码。nATM论坛允许连接到专用论坛允许连接到专用ATM网络上的每台计算机网络上的每台计算机可以指定一个可以指定一个20八位组的网络服务访问点八位组的网络服务访问点NSAP地地址。址。39第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.3.2 ATMARP分组格式分组格式硬件类型硬件类型(0 x0013)协议类型协议类型(0 x0800)SEND HLEN(20)保留保留OPERSEND PLEN(4)TAR HLEN(20)保留保留TAR PLEN(4)发送方发送方 ATM地址地址(20字节字节)发送方发送方 协议地址协议地址接收方接收方 ATM地址地址(20字节字节)接收方接收方 协议地址协议地址16031报文报文 OPER值值ATMARP请求请求1ATMARP回答回答2反向请求反向请求8反向回答反向回答9NACK10ATMARP分组格式。使用分组格式。使用ATM论坛推荐的论坛推荐的20八位组地址八位组地址0类型类型以字节计算的地址长度以字节计算的地址长度40第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.3 ATM网络中网络中IP地址的绑定地址的绑定10.3.3 用用ATMARP分组确定地址分组确定地址nATM的硬件支持两种类型的虚电路，因此有两种情况的硬件支持两种类型的虚电路，因此有两种情况nPVCn主机如何使用主机如何使用PVC？n对于永久虚电路，主机不需要参加对于永久虚电路，主机不需要参加PVC的建立，主机在的建立，主机在PVC上操作时并没有从硬件收到任何关于远程端点的地址信息，上操作时并没有从硬件收到任何关于远程端点的地址信息，除非在主机中配置了地址信息，否则主机并不知道一条除非在主机中配置了地址信息，否则主机并不知道一条PVC所连接的计算机的所连接的计算机的IP地址或地址或ATM地址。地址。n反向反向ATMARP协议协议解决使用解决使用PVC时寻找地址的问题。时寻找地址的问题。41第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.3.3 用用ATMARP分组确定地分组确定地址址n一条永久虚电路上通信的两台计算机使用反向一条永久虚电路上通信的两台计算机使用反向ATMARP来发来发现彼此的现彼此的IP地址和地址和ATM地址。一台计算机发送一个反向地址。一台计算机发送一个反向ATMARP请求，另一台计算机对此发送一个应答。这样连接请求，另一台计算机对此发送一个应答。这样连接的一端的计算机都知道另一端的计算机的绑定情况。的一端的计算机都知道另一端的计算机的绑定情况。主机主机A的的IP和和ATM地址地址OPER=8主机主机A主机主机B主机主机B的的IP和和ATM地址地址OPER=9主机主机C42第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.3.3 用用ATMARP分组确定地分组确定地址址nSVCn一个一个ATMARP服务器服务器维护着一个数据库，该数据库中保存着维护着一个数据库，该数据库中保存着从从IP地址到地址到ATM地址的映射。地址的映射。n每一个主机或路由器和服务器之间通常都建立了永久虚电路。每一个主机或路由器和服务器之间通常都建立了永久虚电路。如没有，服务器必须知道这个主机的物理地址，以便创建如没有，服务器必须知道这个主机的物理地址，以便创建SVC连接，为了交换连接，为了交换ATMARP请求和回答报文请求和回答报文n每一个每一个LIS都有一个都有一个ATM服务器。服务器等待在服务器。服务器等待在LIS中的计算中的计算机来和他联系。要将地址机来和他联系。要将地址B映射成映射成ATM地址，计算机地址，计算机A必须打必须打开着到此开着到此LIS的的ATMARP服务器的一条虚电路。服务器的一条虚电路。nATMARP请求与响应过程如下图：请求与响应过程如下图：43第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.3.3 用用ATMARP分组确定地分组确定地址址A的的IP和和ATM地址地址B的的IP地址地址OPER=1ATMARP服务器服务器主机主机A主机主机BB的的IP和和ATM地址地址A的的IP和和ATM地址地址OPER=2应答应答否定否定 不能响应不能响应B的的IPA的的IP和和ATM地址地址OPER=1044第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.3 ATM网络中网络中IP地址的绑定地址的绑定10.3.4 服务器数据库的管理服务器数据库的管理n服务器数据库表项的获得服务器数据库表项的获得n自动构建和维护其绑定数据库。自动构建和维护其绑定数据库。n使用反向使用反向ATMARPn只要一台主机或路由器先打开一条到只要一台主机或路由器先打开一条到ATMARP服务服务器的虚电路，该服务器立即发送一个反向器的虚电路，该服务器立即发送一个反向ATMARP请求分组。主机或路由器必须发送一个反向请求分组。主机或路由器必须发送一个反向ATMARP应答分组进行应答。当服务器收到一个反应答分组进行应答。当服务器收到一个反向向ATMARP应答后，就提取发送方的应答后，就提取发送方的IP和和ATM地地址，并将此绑定存储在器数据库中。址，并将此绑定存储在器数据库中。n一个一个LIS中的每一台计算机必须建立一条到中的每一台计算机必须建立一条到ATMARP服务器的连接。注册自动进行。服务器的连接。注册自动进行。45第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.3 ATM网络中网络中IP地址的绑定地址的绑定 10.3.4 服务器数据库的管理服务器数据库的管理n服务器数据库中的超时服务器数据库中的超时ATMARP信息信息n通过通过ATMARP得到的绑定必须有超时和消除功能得到的绑定必须有超时和消除功能n一台计算机在一台计算机在ATMARP服务器上登记了它的绑定，该服务器就将此服务器上登记了它的绑定，该服务器就将此表项维持至少表项维持至少20分钟。分钟。n20分钟后检查此表项。分钟后检查此表项。n如果到产生此表项的计算机已没有电路存在，服务器就删除此表如果到产生此表项的计算机已没有电路存在，服务器就删除此表项。项。n如果维护着一条打开的虚电路，则服务器使此表项重新有效。如果维护着一条打开的虚电路，则服务器使此表项重新有效。n如果要验证表项信息，服务器重置定时器并再等待如果要验证表项信息，服务器重置定时器并再等待20分钟。分钟。n如果反向如果反向ATMARP的响应与表项信息不匹配，服务器就关闭此电的响应与表项信息不匹配，服务器就关闭此电路并删除该信息。路并删除该信息。n为了减少通信量，为了减少通信量，ATMARP标准允许进行优化。主机使用单一的虚标准允许进行优化。主机使用单一的虚电路和服务器进行所有的通信。电路和服务器进行所有的通信。46第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.3 ATM网络中网络中IP地址的绑定地址的绑定 10.3.5 主机主机ATMARP高速缓存的管理高速缓存的管理n主机或路由器中的超时主机或路由器中的超时ATMARP信息信息n一台计算机从一台计算机从ATNARP服务器得到的绑定只能保留服务器得到的绑定只能保留15分钟，超时就必须将表项删除或使之重新有效。分钟，超时就必须将表项删除或使之重新有效。n主机没有打开一条到目的站的虚电路，删除表项。主机没有打开一条到目的站的虚电路，删除表项。n如果一台主机有一个打开的虚电路到此目的站，使如果一台主机有一个打开的虚电路到此目的站，使绑定重新有效。绑定重新有效。n一个地址绑定到期会使通信量产生延迟。地址绑定到一个地址绑定到期会使通信量产生延迟。地址绑定到期，必须停止向该目的站发送数据。只有在绑定重新期，必须停止向该目的站发送数据。只有在绑定重新有效后才能发送能够数据。有效后才能发送能够数据。47第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.3.5 主机主机ATMARP高速缓存的管高速缓存的管理理n主机使一个绑定重新有效的方法与所用虚电路类型有关。主机使一个绑定重新有效的方法与所用虚电路类型有关。ATMARP服务器服务器主机主机A主机主机B反向反向ATMARP 请求请求反向反向ATMARP应答应答ATMARP应答应答ATMARP 请求请求PVCSVC48第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.3 ATM网络中网络中IP地址的绑定地址的绑定n当两主机处于不同的当两主机处于不同的LIS时，必须通过缺省网时，必须通过缺省网关（路由器）进行连接。此时，源主机与网关关（路由器）进行连接。此时，源主机与网关之间，网关与终端主机之间，都会存在之间，网关与终端主机之间，都会存在ATM虚虚电路。网关对收到的电路。网关对收到的IP数据包首部判断后，再数据包首部判断后，再进行数据的封装，从虚电路发送到对端。进行数据的封装，从虚电路发送到对端。n为了更好地发挥为了更好地发挥ATM高速、宽带的特点，可以高速、宽带的特点，可以将常用的服务器，如文件服务器，配置在多个将常用的服务器，如文件服务器，配置在多个LIS中。这样可以在客户与服务器之间建立直中。这样可以在客户与服务器之间建立直达的达的ATM电路。电路。49第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IPCIPOA与与LANE比较比较n与与LANE相比较，相比较，CIPOA存在的优点是明显的：存在的优点是明显的：n1从网络层接入的特性使它能利用从网络层接入的特性使它能利用ATM的的QOS功能，功能，提供多种业务；提供多种业务；2采用采用IP地址和地址和ATM地址的一步映地址的一步映射，效率更高，减小时延；射，效率更高，减小时延；3能够支持更大的能够支持更大的MTU，提高网络性能。，提高网络性能。n同时，同时，CIPOA模型也有自己的缺点：模型也有自己的缺点：1只支持只支持IP协协议；议；2与与LANE一样，不同子网间通信需要外部路由一样，不同子网间通信需要外部路由器，容易造成瓶颈；器，容易造成瓶颈；3因为广播和多点广播地址无因为广播和多点广播地址无法映射到法映射到ATM地址上，所以不支持这些功能。地址上，所以不支持这些功能。50第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.4 MPOA简介简介nMPOA是是ATM论坛继论坛继CIPOA和和LANE之后提出之后提出的又一个使用的又一个使用ATM网支持传统局域网的方案。网支持传统局域网的方案。它支持多种网络协议和网络技术，吸收了它支持多种网络协议和网络技术，吸收了IETF的的NHRP(Next Hop Resolution Protocol 下一跳解析协议），在下一跳解析协议），在ATM框架上建立点到点框架上建立点到点的网络层连接，减小了时延和三层处理开销。的网络层连接，减小了时延和三层处理开销。nMPOA技术中最引人注目的是引入虚拟路由器技术中最引人注目的是引入虚拟路由器的概念，这一概念就是建立在的概念，这一概念就是建立在NHRP的基础上的基础上的。的。51第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IP10.4 MPOA简介简介n当一个节点需要进行当一个节点需要进行ATM地址解析时，向地址解析时，向NHS（NHRP服务器）发送一个服务器）发送一个NHRP请求帧。请求帧。NHS记录所管辖的节点的记录所管辖的节点的IP地址与地址与ATM地址的对应关系。地址的对应关系。如果如果NHS查询到结果，则向节点发回结果信息；否则，查询到结果，则向节点发回结果信息；否则，向下一个向下一个NHS发出请求，直到可查询该地址映射的发出请求，直到可查询该地址映射的NHS为止。该为止。该NHS将结果信息按同样的路径返回节点。将结果信息按同样的路径返回节点。根据这一原理，可以将传统路由器的路由选择功能和根据这一原理，可以将传统路由器的路由选择功能和数据转发功能分离，放置在网络的不同部分。数据转发功能分离，放置在网络的不同部分。MPOA边缘设备完成数据帧的格式转换和数据转发功能；边缘设备完成数据帧的格式转换和数据转发功能；MPOA服务器和边缘设备共同完成路由选择，即所谓服务器和边缘设备共同完成路由选择，即所谓虚拟路由器。此时，不同虚拟路由器。此时，不同IASG（互连网络地址子组）（互连网络地址子组）之间的数据转发由虚拟服务器完成，即由之间的数据转发由虚拟服务器完成，即由ATM来承担，来承担，而不需要外部路由器。而不需要外部路由器。52第第10章章 ATM网络上的网络上的TCP/IPnMPOA客户间传送数据有两种模式：默认路由和直通客户间传送数据有两种模式：默认路由和直通路由。路由。MPOA客户机通过客户机通过LANE发送数据的方式为默认发送数据的方式为默认路由，这是在两客户间不存在直通路由的情况下所采路由，这是在两客户间不存在直通路由的情况下所采用的，可能会经过多个外部路由器的转接；直通路由用的，可能会经过多个外部路由器的转接；直通路由是在两客户间建立直达的是在两客户间建立直达的VC电路，发送网络层数据。电路，发送网络层数据。当边缘设备收到当边缘设备收到LAN发送的数据时，根据目的端的发送的数据时，根据目的端的MAC地址，网络层地址决定选用何种路由模式：当只地址，网络层地址决定选用何种路由模式：当只有少量数据帧时，通过默认路由发送数据；当数据帧有少量数据帧时，通过默认路由发送数据；当数据帧的统