ATM承载IP解决方案..ppt

IP over ATM,ATM承载IP业务解决方案,1,1.引言,因特网无论从规模还是流量负荷上来说，一直呈几何级数在增长；网络的多媒体业务和实时业务的需求，要求网络必须支持高带宽的传输交换能力，并提供服务质量(QoS)的保障机制；具有高速交换能力和提供QoS的ATM网是一种仍具潜力的交换技术。,虚连接（Virtual Connection),所谓叠加（Overlay）模型的IP与ATM网互连方案，并不更改ATM网络的协议模块，而将IP等协议的功能层次叠加在ATM之上。ATM网络实体既需要有自己独立的ATM网络地址，也需要有对应的IP网络地址。ATM地址用于识别ATM站点，ATM信令，虚连接（Virtual Connection）用于传送高层的IP分组；而IP地址用于识别叠加在ATM网络实体上的IP逻辑实体。所有在ATM网络上工作的协议必须需要某种解析(resolution)协议，将高层地址（例如IP地址）与相应的ATM地址联系起来。,1.1 ATM承载IP业务解决方案分类,1.叠加模型,将ATM单元实体与ATM网络的地址分配策略和路由选择协议分离，在网络互连中，ATM网络实体采用与IP协议完全相同的协议体系和地址分配策略；在这类互连方案里，ATM实体均以无连接网络协议的网络地址（如IP地址）识别，传统无连接网络的路由选择协议（例如IGP，EGP和OSPF）将取代ATM信令统一整个互连网络；此方法所构成的互连网络实质上是一个无连接网络。这种模型出于它将ATM网络作为传输网络使用，用VPI/VCI上的信元传送代替传统的分组传送，因而被称为传递（Transit）模型，在某些文献里也被称为集成模型（Integrated Model）。,2.传递模型,MPOA,局域网仿真LANE(LAN Emulaiton),Classical IPOA(IP over ATM),叠加模型,MPLS(Multi Protocol Label Switching),TAG Switching,IP Switching,传递模型,ATM论坛(ATM Forum),因特网工程任务小组(IETF),1.2 ATM网与IP网络的关键问题,传统路由采用不等长表项匹配查找算法，极大地影响其处理速度。而ATM网络的交换是通过信元内固定长度的VPI/VCI翻译实现的，其效率很高。并将其与“捷径（Shortcut）”或 直通(cut-through)机制结合，来提高传统路由器的速度。所谓“捷径”，就是指分组在传送时的处理过程不再按照常规的方式进行，而是经过一种更为简化的处理过程（或更短的传送路径）到达目的站点，从而提高这些分组的传递效率。所谓捷径建立机制，就是向各网络实体传播这些预知信息。一旦在信源和信宿间的各有关网络实体都得到了这一预知信息，一条捷径就建立起来了。,如何提高网络的传输效率,(1)利用ATM信令建立源点到目的点的虚连接 由于分组沿虚连接传输时不再需要传统路由器的处理和转发，因此它可以完全绕开这些节点。可以证明这类捷径往往比缺省的分组转发通路要“短”（路径的长短可以是不同的度量值，例如传输速率，延迟等等，也可以是加权度量值），MPOA方案采用的就是这种协议建立方式。(2)在各网络节点寻求简化处理流程 另一类捷径的建立并不是寻求较短通路，而是在各网络节点寻求简化处理流程。目前较通用的方法是将在第三层（网络层）的分组处理简为第二层（数据链路层）的交换，从而减少分组在节点的逗留时间，减轻网络节点的处理负荷。从这一类捷径上传输的分组仍然走与常规分组相同的路径，但是由子网络节点具有这些分组的预知信息，这些分组可以直接在交换层传递出去。MPLS，IP Switching，TAG Switching 所建立的捷径都属于这一类机制。,常用的捷径建立方式主要有两种类型：,在IP/ATM网络互连中，流（flow）是一个经常用到的概念，它在近几年IP研究领域得到较广泛的应用。所谓一个流是是指一个源站点（或应用进程）与一个或多个目的站点（或应用进程）之间的某个数据报（分组）序列。这个数据报序列全部遵循相同的路径在网络中传播，并在各路由器上享受相同的服务策略。可见流也是一个与时间相关的概念。属于同一个流的数据报序列必须在时间上有先后关系，但每个数据报之间的到达间隔时间小于一个阀值T。当在阀值T区间内还没有分组到达时，则一个流结束。尽管其后到达的数据报有可能仍然享受同样的服务策略，但是它应该被认为是另一个流的开始。阀值T是一个影响网络性能的重要参数。,流与流的粒度,虚连接（Virtual Connection),虚连接（Virtual Connection),T,流,流存在于无连接网络，但是其特征却与面向连接网络的连接（connection）“非常相似”，例如它们都是临时性的概念。面向连接网络的连接需要有一个连接建立过程，而在无连接网络中，信源和信宿之间的各网络实体识别一个流也需要一段识别过程。流的识别过程是一个局部事务。各节点的流识别模块检测数据报的某个特定字段，以辨别一个信息流，并完成相应的处理工作。具体的字段则取决于不同的流识别策略。由于流的识别策略不同，所形成的流因而具有不同的粒度(granularity)。,目前比较常见的流粒度有：主机粒度：一个流由源地址和目的地址两个字段所确定。主机+端口粒度：一个流由源地址，端口号和目的地址，端口号等个字段所确定。应用粒度：一个流由端口号所确定。该端口号为熟知端口，对应于某种特定的应用类型，如HTTP，DNS。子网粒度：一个流由其源地址的网络部分和 目的地址的网络部分 所确定。,IP/ATM网络互连方案采取了不同的流 虚连接映射策略，从而将特定的流映射到有限的ATM虚连接上。这些流所具有的特征，使网络将它们映射到ATM的虚连接上，能够提高网络传输的效率。总体上可以将现有的流 虚连接映射策略划分成两大模式：(1)数据驱动模式；(2)控制驱动模式。,数据驱动模式（流驱动模式）当消息流经过路由器传递时，路由器负责对每个消息流进行监视，如果一个流传送的分组数目超过某一门限，则路由器为该流建立一条“捷径”，即建立起该流与一条ATM虚连接的映射关系，如果所有经过该路由器传递的消息流所传递的分组数均达不到一定的门限值，那么路由器将不建立任何流与虚连接的映射关系。这种模式实际上是进一步把流划分为两类：一类需要“捷径”，这一类流持续时间较长，传送的分组较多，被称为“长流”。而另一类流持续时间较短，传送分组数很少，因而不需要“捷径”映射，这一类流被称为“短流”。由于这种模式需要划分消息流，因此也被称为流驱动模式。,虚连接（Virtual Connection),流 虚连接,捷径,长流,短流,控制驱动模式 该模式通过一些控制信息建立捷径，并将特定的流映射到捷径上。一般说来，控制驱动模式没有数据驱动模式那样的流划分过程，而是事先设定相应的规则，附合这些规则的流被送往捷径传递。,流 虚连接,捷径,规则,控制驱动模式目前有：请求驱动类型 请求驱动类型由高层应用发起建立某个流与ATM虚连接的映射请求，底层随即为该流建立一条捷径，所有属于该流的分组都从虚连接上传递。高层所发起的映射请求是与其它协议的协商结果，典型的协议如QoS建立协议资源预留协议RSVP（Resource ReserVation Protocol）。由于目前具有QoS需求的流比最大努力投递业务少得多，因此请求驱动类型的虚连接建立速率要比数据驱动模式的虚连接建立速率小很多。该类型的扩展性要强一些，但是它的缺点也是很明显的。网络中各节点都必须具有能够处理RSVP协议模块，由子网络边界设备往往处理能力有限，RSVP模块的增加将显著增加边界设备的负担，从而降低网络的接入能力。,拓朴驱动类型拓朴驱动类型所采用的控制信息是第三层路由选择协议，如OSPF或BGP等等。路由器根据路由选择协议所得到的路由信息建立ATM虚连接，所建立的ATM虚连接路由与OSPF等协议建立的路由相同。由于OSPF等协议具有选择最短通路的算法，因此依照算法结果建立的ATM虚连接也是最优（理论上）通路。拓扑驱动类型还有一个特点，就是所建立的虚连接所对应的流粒度是子网粒度。这是由于OSPF等协议路由表的基本单元是子网而不是站点。由于子网粒度是目前最粗的流识别粒度，因此路由器需要建立的ATM虚连接数量是最少的。MPLS，TAG Switching等方案都采用了拓扑驱动类型。实践表明，拓扑驱动类型的应用范围比请求驱动类型的广。,(1)基本配置(2)协议结构(3)工作过程(4)网络连接,Classical IP over ATM(IPOA)规范的主要应用，即 ATM网上支持现状的TCP/IP 协议的网络应用。Internet 工作组:RFC 1483 _ AAL5 多协议封装 RFC 1577 _ Classical IP/ARP over ATM,1.3 CLASSICAL IPOA,(1)基本配置,设置：若干逻辑IP子网(LIS：Logical Internet Subnet)，在LIS内有地址解析协议(ARP)服务器。使用ATM AAL 5在ATM网中传送IP数据报，在同一子网内的主机间可直接进行通信，保持了传统的IP模型使用路由器在子网转发IP数据报。,有以下几个必要条件：属于同一个逻辑IP子网(LIS：Logical Internet Subnet)的所有成员必须配置相同的IP网址子网和子网掩码；LIS成员均必须直接与ATM网络相连；所有LIS成员必须拥有通过ATM ARP协议将IP地址解析为ATM地址的机制；如果使用的是PVC，则同时也要有使用反向地址解析协议(IN ATM ARP)将ATM地址解析为IP地址的机制；LIS的所有成员必须能够相互通信，即一个LIS子网的ATM逻辑网络拓朴必须是全互连的；所有不同LIS子网的成员通信必须要经过路由器。,(2)协议结构,IPOA包括两个协议：RFC 1483 AAL 5上的多协议封装；RFC 1577 Classical IP/ARP over ATM。,应 用 TCP/UDP I P,AAL 5ATM 层物理层,IP over ATM,当主叫用户有IP数据报要发送时，在ATM网的边缘使用RFC 1483建议：AAL 5 CPCS对IP数据报进行封装，形成ATM信元在ATM网内传送；最大传送单元为9180字节；在IP层来看，一个LIS只相当于一次hop,I P,RFC1483,IP-PDU,SNAP,LLC,CPCS-PDU净荷 尾部,CPCS 汇聚子层公共部分SNAP 子网接入点LLC 逻辑链路控制,IP地址 映射 ATM地址,(3)工作过程,ARP(Address Resolution Protocol)服务器：,主叫,ARP Server,In ARP(反向),登记新主机 IP地址-ATM地址,IP ARP,ATM地址,SVC 呼叫请求,被叫,含统一ATM地址,每个LIS中的地址解析服务器(ARP Server)负责解析一个子网内部IP地址和ATM地址的映射关系。LIS内所有成员都知道该服务器的ATM地址，当一个新主机进入LIS时，它将首先建立与ARP服务器的连接；连接建立完毕后，ARP服务器将向主机发送反向地址解析请求（IN ARP），主机以携带本机IP地址和ATM地址的ARP应答消息回应。地址解析服务器将这一映射关系记录于IP映射表中，当LIS中某主机要与同一LIS内部的主机通信时(如果是与LIS外部主机通信，则在LIS内相当于主机与路由器通信），该主机将向ARP服务器发送地址解析请求，请求消息里携带目的地的IP地址。ARP服务器将查找该IP地址对应的ATM地址，并返回给发起请求的主机。当发起请求的主机收到目的地对应的ATM地址后，即可以通过标准ATM信令建立一条ATM虚连接。所通信的内容将在这条VC上传递。如果在一段时间内无数据传送，则ATM连接被释放。,一台LIS上的主机的通信过程包括：获取目的地IP地址；如果目的地IP地址不在本子网内，则从路由表中寻找转发路由器地址；发送地址解析请求给地址解析服务器，解析目的地ATM地址；得到响应后，使用得到的ATM地址，通过ATM信令建立VC；信息从VC上发送。,IPOA的寻址示例：设：路由器 IP地址 202.119.224.3 ATM地址 a 202.119.224.5 b 202.119.224.4 c,R1,202.119.224.3,R3,R2,a,b,c,202.119.224.4,202.119.224.5,202.119.25.x,202.119.35.x,202.119.45.x,地址转换202.119.224.5 b 202.119.224.4 c,路由：202.119.224.x 直接 202.119.25.x 经R2 202.119.35.x 经R2 202.119.45.x 经R3,建立通信的寻址过程：1.从路由表中按 目的IP地址 找到 下一跳的 R2.从地址转换表中 和 ARP服务器中，转换下一跳的IP 地址和ATM地址3.由信令 Q.2931 或 UNI 3.0/3.1 在路由器之间建立 ATM VC连接4.在 ATM VC上发送信息包,(4)网络连接,AAL 5 多协议封装 RFC 1483,LLC封装,共享单一 PVC作为 Router 或 主机间的高速管道,Classical IP and ARP over ATM RFC 1577,增加了 ATM 端站 与直接连接到ATM网上、在同一逻辑 IP 子网内的任意端站 进行 动态连接 功能，即支持SVC,CLASSICAL IPOA模型优缺点：,保证了现有IP网络的端到端IP选路的所有体系结构及上层软件不需要变更。所有的子网间信息必须经过路由器传输。路由器显然成了影响网络效率的瓶颈。同时，由于LIS内部节点之间逻辑上需要全互连，因此，一个LIS不可能很大。主机之间的一次通信可能需要经过多次路由器转接，其效率非常低，同时它不支持多播和广播功能，IP的多播和广播要等待“建立ATM多点 多点连接”的标准出台后才能实现。,下一站解析协议(NHRP),为了提高CLASSICAL IPOA模型的效率，应允许网络中任何一个源站点能够利用ATM虚连接直接与目的站通信，而不管该目的站是否与源站在同一个LIS内。源站点只知道目的站点的IP地址，并不知道目的站的ATM地址，因此它无法使用ATM信令建立ATM虚连接。LIS里的ARP服务器只能解析本子网内部成员的IP地址与ATM地址的映射关系。,下一站解析协议NHRP(Next Hop Resolution Protocol),IETF所提出的NHRP是允许一个希望跨越非广播多接入(NBMA)网络的主机或路由器，判定合适的“NBMA下一站”的IP地址和NBMA地址。所谓非广播多接入(NBMA：Non-Broadcast Multiple Access)子网可以支持任意数目的主机和路由器，但本质上不具备象广播子网那样多目的地无连接传输机制，而需要采取特定措施来“模拟”广播。ATM网络是NBMA网络的一种。也就是说，NHRP提供的机制可以允许不同LIS的主机互相发现对方的IP地址与ATM地址映射关系，并建立一个直通的ATM虚连接。,(1)NHRP的配置,NHRP模型采用客户服务器结构，主要由两类模块构成：下一站解析服务器NHS(NHRP Server）下一站解析客户NHC(NHRP Client)其基本网络结构与CLASSICAL IPOA基本相同，原有的地址解析服务器被 NHS 代替。每个LIS内部不具有解析服务器功能且需要下一站解析服务的主机为NHC；而接受服务请求，并处理、返回所请求信息的路由器、主机为NHS。一个LIS内部有多个NHC，一般情况下，NHS为一个。在实际应用环境里，NHS往往与LIS的路由器融合。,NHC上配置有本机的IP地址信息及ATM地址信息，同时还配置有本LIS 的NHS的IP地址及ATM地址信息。当一个NHC进入一个LIS时，它要通过这些信息到NHS处登记。NHS上只配置有本机的网络层地址信息和ATM地址信息，也可能配置有它所服务的一系列IP网络前缀，以明确它要服务的LIS。它所服务的NHC信息通过NHC的登记信息获得。同时，NHS必须能够与其它NHS通信，以交换路由选择信息。,(2)NHRP 的工作原理,NHRP采用的是查询响应工作方式。当一个NHC进入LIS时，它将通过配置的NHS地址建立一条与NHS的连接，用NHRP registration请求来告知NHS自己的IP地址和ATM地址，NHS将把这一映射关系记录下来。这一部分功能与CLASSICAL IPOA的地址解析服务器基本相同。NHRP模型中的目的主机含义与CLASSICAL IPOA有所区别。如果目的地在ATM网络上，那么目的主机就是目的地本身。否则，目的主机指的是ATM网络中的出口（egress）主机或路由器，该主机或路由器是ATM网络离目的地最“近”的节点。也就是说，NHRP的地址解析，并不局限于ATM网络节点。,当一个主机希望知道某一目的主机的ATM地址时，它将向服务于它的NHS发送一个NHRP 解析(resolution)请求，请求中包含有目的地IP地址。NHS判断目的地址是否在它的服务子网内（也有可能目的地与它所服务的子网某主机相连）。如果是，则它将目的地IP地址与ATM地址的映射关系以NHRP 解析响应消息返回给NHC。如果不是，则它通常需要根据目的地的IP地址，在路由信息表中查询应该转发给哪一个邻接NHS。在查询到下一站NHS地址后，它将把NHRP 解析请求消息转发给该NHS。,NHS将完成同样的判决工作。如果它不是目的地所在的LIS服务器，则它需要继续选择下一个 NHS，直到到达服务于目的主机的NHS；目的地址所在的NHS将按原路返回一个NHRP 解析响应消息。其中包含目的地对应的ATM地址或目的地所连接的出口主机ATM地址（目的地不在ATM网络内）。这时源NHC可以根据标准ATM信令建立一条ATM虚连接。NHRP模型的解析请求与响应均沿一条源主机与目的主机之间的路由传递，而该路由是标准IP路由选择协议所确定的。但是一旦目的主机的ATM地址确定，则源主机与目的主机之间的路由就完全由ATM网络协议和网络拓扑所确定，与IP路由选择协议无关了，这样一来，跨逻辑IP子网之间的主机通信，就不需要路由器转接，其效率将大大提高。,局域网仿真（LANE：LAN Emulation）模型是比较复杂的一种网络互连模型。与CLASSICAL IPOA模型相比，局域网仿真模型的特点是：使用LANE可完全仿真网络层至IEEE 802.3、以太网，IEEE 802.5 标记环网和FDDI环路接口，从而保证高层（网络层及上层）协议软件不需要做任何改动，这使得将现有运行于局域网中的高层软件实体移植到ATM网络中比较方便。而IPOA模型必须要对网络层软件做较大改动，虽然这样网络层能够直接利用一些ATM的功能，但对现已良好运行的高层软件的修改，在实际应用中是不现实的。加上以太网为主体的因特网迅速普及，使相应的局域网产品和技术成为主流，在这样的环境里，应用局域网仿真模型是有必要的。,1.4 局域网仿真(LANE),LAN仿真提供了一个在较高层无连接协议(IP协议)和较低层面向连接的ATM协议之间的转换层。LANE规范定义了LAN仿真层与其它各层间的接口。其中定义的接口功能是：传送和接收用户数据帧传送和接收AAL 5帧建立和释放虚连接初始化和控制LAN仿真实体并返回状态信息,(1)LANE 基本组成,LANE是一种基于客户服务器的实现模式。一个仿真局域网包含至少一个LAN仿真服务和通过LUNI通信的多个仿真客户LEC（LAN Emulation Client），仿真客户是与ATM网络连接的主机、网桥和路由器等设备。仿真服务由多种服务器组成，它们是仿真服务器LES(LAN Emulation Server)、配置服务器(LECS：LAN Emulation Configuration Server)、广播和未知地址消息处理服务器(BUS：Broadcast and Unknown Server)。仿真客户和仿真服务之间通过仿真用户网络接口(LAN Emulation User-Network Interface)进行通信，假设LANE的各服务器均位于不同的物理节点上。在实际应用中，这些服务器的物理位置可能相互重叠。,LEC是一种软件和硬件代理的组合，被嵌入网络设备中，用于处理数据转发、地址解析以及其它控制功能。每个网络部件都可以支持多个LEC实体，允许多个仿真LAN同时存在于一个物理网络中。在LANE规范中并没有描述服务器部件的实现细节。它们既可以在端系统中以独立的设备实现，也可以在主干网的ATM交换机中实现。在LAN 仿真服务中，LES处理地址解析和控制信息。其主要工作是保存和解析MAC地址并将其转换为ATM地址。它类似IPOA的地址解析服务器，但是其解析的内容为ATM地址与MAC地址的映射关系，而不是ATM地址与IP地址的映射关系。,BUS是为了传输广播数据而定义的，由于ATM网络是NBMA网络，物理上不支持广播与多插，因此需要特定的服务器来处理所有的多插和广播信息，BUS同时广播由LEC发起的点到点数据帧。一般而言，LES和BUS处于同一物理设备中，并且一个仿真网必须有一套自己的LES和BUS。LECS负责将不同的LEC动态地分配到不同的仿真局域网（ELAN）中；它为LEC提供最适用的LES地址，并保持一个对应关系数据库，LECS可以根据由LEC的ATM地址指明的物理位置或根据逻辑关系把一个LEC分配给一个仿真LAN，单个LECS可为一个大型ATM网络管理配置信息。,(2)LANE的运行流程,(1)初始化 将LEC的各项参数设置为初始值。(2)连接LECS 在LEC与LECS之间建立一条直接控制VC，并与LECS交换如ATM地址、MAC地址、LAN类型、最大帧长度等参数。在与LECS建立连接时，可以通过一个“熟知地址”建立VC，这种方法可以提供一种易于实现的配置多个LEC的办法，但是目前的规范中尚未对这种地址进行定义，所以不同的实现之间还不能互操作，另外也可以通过ILMI（临时的本地管理接口）得到LECS地址，这要求网络管理员要在每个ATM交换机中设置LECS地址，这也是目前用于发现LECS最方便的方法之一；最后，LEC也可以使用一个预定义的VCC，这种方法需要大量的VCC，而其中大多数在多数时间都是空闲的，会产生大量的浪费。,(3)加入仿真网 LEC一旦从LECS处获得LES的ATM地址，它就建立一条到LES的连接。当LES从客户处收到建立连接的请求报文时，它就从该报文中提取“主叫用户”字段，得到发请求的LEC的ATM地址。然后LES为LEC分配一个唯一的LECID并响应LEC得加入请求。LEC收到响应后，保存它的MAC地址与LES有关的ATM地址。(4)注册 LEC将自己的MAC地址通知LES，如果是路由器或网桥则还要将路由描述表通知LES。LES收到后，将相应的MAC地址和ATM地址加入地址映射表中。(5)连接到BUS 当LEC与LES建立连接后，LEC向LES发一个全的MAC地址（广播地址）。解析请求，LES则用BUS的ATM地址进行应答，从而LEC可以通过此地址与BUS建立一条数据VC。,(3)仿真网中的数据传输,在LANE网中传输的数据帧主要分为广播数据帧和点到点数据帧。广播数据帧的传输LEC在发送一个广播数据帧时，直接通过最初加入时建立的VCC将数据传给BUS。BUS将该数据帧转发给连接在其上的所有LEC。如果BUS同时收到两个广播帧，则在发送一个的同时，缓存另一个帧。这种串行工作方式可以有效地防止来自VCC上的不同数据帧的信元交叉混合在一起。点到点数据帧的传输对于一个点到点数据帧，LEC首先检查本地表，看其是否知道与目的MAC地址对应的ATM地址。如果不知道，则不能立即与目的站点建立直接的数据连接，此时，LEC可作如下处理：,LEC可作如下处理：,可以丢弃该数据帧，但同时用目的MAC向LES请求地址解析；可以缓存此数据帧，当地址解析过程完成并建立直接的数据连接后再发送此帧；可将此数据帧发送给BUS，同时进行地址解祈。此时BUS仍将此数据帧转发给所有LEC，由LEC决定是否接收此数据。如果LEC本地保存有目的MAC地址与其ATM地址的对应表、或通过地址解析得到目的ATM地址后，就可以与目的站建立直接的数据连接，然后数据帧就通过该连接进行发送。每个LEC都建立有自己的MAC地址、ATM地址和VCC关联表。若某一MAC地址空闲了一段时间，LEC就将其从缓存中清除。,(4)多个仿真网,由LANE标准定义的客户/服务器结构有助于多个仿真LAN之间进行逻辑分离。因为与某个LES关联的任何LEC不知道与另一个LES关联的LEC的地址。多个仿真LAN之间只能通过具有LAN仿真功能的路由器进行通信。采用LANE技术对建立多个仿真LAN有一定的制约。因为建立与保持一个仿真LAN需要一些VCC。在每个LEC及相应的LES和BUS之间都有一条VCC，这些VCC可以是双向的，也可以是单向的。在最坏情况下，这些VCC是单向的，由图可知，每个LEC都需要4条VCC。由于交换机不能运行无限数量的VCC，所以需要对仿真LAN中的LEC数量进行限制。因此，所构成的VLAN也是类似IPOA的LIS的子网，不同子网之间的主机通信必须经过路由器。为此，LANE也需要一种类似于NHRP的模型相互配合，以提高LANE的传输效率。,1.5MPOA,(1)MPOA系统结构,NHS是NHRP服务器的简称,为了解决LAN仿真传输效率低下的问题，ATM论坛借鉴IETF工作组的NHRP模型，提出了基于服务器的MPOA系统模型。该模型以局域网仿真、NHRP模型为基础，可以支持多种网络层协议加IP，IPX，AppleTalk等等的跨子网（仿真局域网）的地址解析，同时MPOA系统还负责建立和拆除跨LAN仿真网络的ATM虚连接。提出MPOA的根本目的是：解决路由器的瓶颈问题，提高无连接传输网络协议在ATM网络上的传输效率。MPOA将互连网络层的路由计算和消息发送从物理上区分开。,MPOA系统设计成客户机服务器模型，由MPOA成分（component）构成。MPOA成分由MPOA客户（MPC：MPOA Client）和MPOA服务器（MPS：MPOA Server）构成。MPC和MPS通过 LAN仿真 互相连接。MPOA设备可以是：MPOA边缘设备：包括MPC，LEC和网桥端口；MPOA 主机：包括MPC，LEC和内部主机协议栈；路由器：包括MPS，LEC和路由选择功能模块。,ELAN,ELAN,ELAN,MPS,MPS,消息入口,消息出口,MPC,消息入口,MPC,消息出口,MPOA解析请求,MPOA解析应答,NHRP解析请求,MPOA CacheImposition Req.,MPOA CacheImposition Reply.,NHRP解析应答,(2)MPOA的工作原理,Go,MPOA的工作过程主要包括配置、发现、目标地址解析、连接管理、数据传送等个步骤。(1)配置 缺省情况下，MPOA成分从LECS处获得他们相应的配置参数。MPOA必须能够从LECS处获取配置信息。同时它们也可能通过管理层设置，或以其它方法获得配置消息。如：从 ILMI 管理实体直接获得相应的配置参数。,(2)发现 MPOA成分使用LANE LE_ARP协议的扩展格式自动互相发现。LE_ARP的扩展格式携带MPOA设备类型（MPC或者是MPS）和ATM地址。注意：MPC与NHC不同，它并不通过NHRP消息向NHS登记它的IP地址。,(3)目标地址解析 MPOA目标地址解析使用扩展的NHRP解析请求消息，协议允许MPC确定目的IP地址所对应的ATM地址。根据消息的流动方向，我们可以把一次目标地址解析所经过的站点分别称为：消息入口(Ingress)MPC，消息入口MPS，消息出口(Egress)MPS，消息出口MPC。这些站点相互通信，完成一次目标解析的全过程。,分别以这四个部分的观点来描述协议:,消息入口MPC：MPOA系统在缺省情况下（未建立捷径时）的消息传送要通过路由器。当MPC认为由它发起的某特定业务流可以通过建立捷径“受益”时，它必须确定目标设备的ATM地址。为了获得该信息，消息入口MPC发出MPOA解析请求给相应的消息入口MPS。,1,消息入口MPS：消息入口MPS处理本地MPC送来的MPOA解析请求，如果目的地在本地，则回答请求。否则它将重新产生NHRP解析请求，通过它的模块向下传播。当收到一个请求的响应时，它设置好相应信息域并回送一个MPOA解析响应给消息入口MPC。,2,消息出口MPS：当一个NHRP解析响应到达消息出口MPS时，它发起一个MPOA Cache Imposition请求给消息出口MPC。MPC返回的MPOA Cache Imposition 响应将提供状态。地址和入口标志信息。这些信息被消息出口MPS填写到相应数据单元，形成NHRP Resolution 响应按原路由返回。,3,消息出口MPC：对每一个MPOA Cache Imposition请求，消息出口MPC必须回送个MPOA Cache Imposition响应消息。MPC必须决定是否有必需的资源来维持一个VCC缓存表项（Cache Entry），是否还能接受一条VCC。如果MPC无法做到，则它设置相应的错误状态并返回一个响应，如果MPC资源能够满足要求，则它插入自己的ATM地址，设置成功状态并发迭MPOA Cache Imposition响应给消息出口MPS，MPOA目标地址解析过程如图所示。,4,(4)连接管理 MPOA成分为了在ATM网络上传送数据和控制消息而建立VCC，连接管理完成ATM VCC的建立、维护和结束工作。,(5)数据传送 MPOA系统的主要目标是有效地传输单播数据。单播数据在MPOA系统中有两种基本操作方式：缺省数据流和捷径数据流。缺省数据流沿着经过路由选择确定的路径在ATM网络里传送。在缺省情况下，MPOA边界设备的行为与第二层网桥相似。在通过MPOA目标地址解析得到目的地的ATM地址后，MPC可以使用标准的ATM信令建立一条捷径，随后数据流将在捷径上传送。,