由于MPLS采用标签交换来进行MPLS转发，因此其转发效率高于传统IP通过路由器的转发，从而通过减少转发时间来提高QoS。在网络过负荷的情况下，应用MPLS流量工程仍然不能保证服务质量，因此要从根本上解决MPLS网络的QoS问题，需要引入QoS体系。其MPLS环境下QoS实现模型如图6.3所示。图6.4DSCP与MPLS EXP映射图L-LSP：L-LSP是根据MPLS标记确定包的调度策略，用EXP或2层包丢弃机制确定丢弃优先级。......
2023-10-18
从竞争到结合：IP与ATM的发展及MPLS的应用
【摘要】：IP技术和ATM技术是数据通信领域最具竞争力的两种主流技术。到了20世纪90年代中期，IP与ATM之争一直是学术界和业界争论的焦点，但是两者最终还是走上了各取所长的发展的道路。另外，Ipsilon公司的IP交换，Ascend公司的IP导航器和Cisco公司的标签交换等都是将IP与ATM结合起来形成新的交换技术，其中后两者都是向MPLS靠拢。目前，业界认为将第3层技术与第2层技术有机结合起来而形成的MPLS技术是一个发展趋势。
IP技术和ATM技术是数据通信领域最具竞争力的两种主流技术。ATM技术是电信界的最高技术权威ITU-T精心设计，ATM论坛也积极参与了标准化工作。IP技术是最成功的无连接分组技术，IETF负责着TCP/IP协议的标准化工作，到目前为止所形成的RFC已经接近3275个。很长一段时间以来，人们普遍认为ATM将最终取代IP技术，从局域网到广域网一统天下，网络的发展方向将是宽带综合业务数字网（B-ISDN）。但是由于Internet高速发展造成了TCP/IP协议迅速广泛普及，路由器技术和IP技术自身的进步使IP技术始终保持了旺盛的发展势头。到了20世纪90年代中期，IP与ATM之争一直是学术界和业界争论的焦点，但是两者最终还是走上了各取所长的发展的道路。
ATM支持IP并帮助其构造骨干传送网，解决了传送速率问题，从而提高网络性能，降低设备成本，增加可管理性，提高可扩充性等。然而，传统ATM信令支持IP连接存在几个问题：人们在网上冲浪时，基于Web访问的HTTP连接时间很短，域名解析与HTTP传送的数据量很小，况且IP流量在快速增长，若将IP数据流一对一地映射到ATM SVC上，会将大量的时间和资源耗费在建立与拆除ATM连接上，且对ATM交换机呼叫处理能力要求太高，会引起长呼叫建立时延问题。更为严重的是与IP业务流相应的VC连接数存在指数增长O（N2）问题。
事实上，ATM QoS寻路，流量规划，带宽管理，拥塞控制等优势都是IP所缺乏的，也许最好的方法是将IP与ATM结合起来，这样IP就可以轻松获得ATM的特性。
关于ATM与IP结合的技术，ATM论坛标准化了局域网仿真（LANE）和基于ATM多协议［33］（MPOA）；IETF标准化了ATM支持经典IP（IPOA），且正在标准化的多协议标签交换（MPLS）。ITU-T SG13在GII的工作计划中也增加了IP与B-ISDN及其全球信息基础设施（GII）。另外，Ipsilon公司的IP交换，Ascend公司的IP导航器和Cisco公司的标签交换等都是将IP与ATM结合起来形成新的交换技术，其中后两者都是向MPLS靠拢。上述的IP与ATM技术可分成两种模式：即重叠式和集成模式，如图3.3所示。
重叠模式采用标准的信令（ITU-T或ATM论坛），IP和ATM各自定义自己的地址和路由协议，ATM端系统需分配IP地址和ATM地址，需地址解析协议（ARP）。其缺点是重复的地址分配和路由协议导致传送IP的效率相对较低。集成模式在建立连接时不采用标准ATM信令，仅利用了ATM的信元交换的基本功能，采用IP路由协议（如OSPF，BGP），ATM端系统只需分配IP地址，ATM交换机是一个多协议的路由交换机。其优点是不需要IP/ATM地址解析，传送IP的效率相应的提高。
(www.chuimin.cn)
图3.3 IP与ATM结合模型图
经典IPOA解决了ATM支持IP和ARP的问题，但子网间的通信仍需经路由器乃至造成瓶颈，不能有效实现IP/ATM的结合；NHRP可以解决这些问题，但存在如何使目前路由器协议互通问题以及可扩展性问题。
LANE保护用户现有网络资源（如现有网卡和高层应用软件）等方面的投资，并能充分利用ATM优越性（高速、低时延），可以组成分布式工作组，不受地理区域的限制，优于传统的LAN，但存在不必要的广播数据占用广域网带宽问题。LANE互联须通过路由器解决，存在着时延和潜在的瓶颈问题。LANE在路由选择过程中存在网络层地址（IP地址）与MAC地址以及MAC地址与ATM地址间两级解析，降低了效率，同时LANE存在广播风暴和不安全问题以及网状的VCC数随LANE的数增加使网络规模受到限制，可扩展性差。
MPOA将LANE与NHRP结合起来，利用NHRP为不同的LANE间建立直接连接，解决不同LANE通信时的瓶颈问题。同时，通过长短流的区分来缓解SVC建立问题，但如何最佳检测长短流和何时拆SVC最佳都是难以解决的问题。MPOA中同一LANE若跨广域网也存在广播数据消耗广域网带宽的问题。由于NHRP的响应时延和SVC呼叫建立时延使MPOA存在可扩展性问题，不适合广域网的应用。另外，由于其协议过于复杂，几个厂家开发的设备还存在着互操作性的障碍。
由于IPOA，LANE与MPOA标准存在着这样那样的问题，虽有一些公司标注产品可用，但互操作性差。目前，业界认为将第3层技术（如IP路由）与第2层技术（如ATM）有机结合起来而形成的MPLS技术是一个发展趋势。
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