[工學(xué)]基于ip的寬帶多媒體通信網(wǎng)絡(luò)

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1、基于IP的寬帶多媒體通信網(wǎng)絡(luò)班級：學(xué)號：姓名：隨著基于IP的業(yè)務(wù)種類的增加，采用基于IP的寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建立支持多媒體業(yè)務(wù)的統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)平臺已經(jīng)成為一種經(jīng)濟的、高效率的做法?；贗P的寬帶網(wǎng)絡(luò)是以光纖為傳輸介質(zhì)，大容量的密集波分復(fù)用(DWDM)為傳輸通道，SDH/SONET、ATM或千兆以太網(wǎng)為組網(wǎng)模式，第三層/第四層路由交換機為交換平臺，綜合提供基于IP的各種多媒體業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡(luò)。在運行實時業(yè)務(wù)時能保證服務(wù)質(zhì)量，可以提供數(shù)據(jù)、語音、視頻的綜合傳輸業(yè)務(wù)。新一代的寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)必須建立在當(dāng)前最先進的網(wǎng)絡(luò)傳

2、輸和交換的基礎(chǔ)上。目前實現(xiàn)寬帶的IP網(wǎng)絡(luò)的典型技術(shù)有4種：IPoverATM、IPoverSDH、IPoverWDM、IPoverDWDM等。1.1IPoverATM1.21.3IPoverWDMIPoverSDH1.1IPoverATM技術(shù)1.ATM技術(shù)的特點ATM是建立在電路交換和分組交換的基礎(chǔ)上的一種面向連接的快速分組交換技術(shù)。ATM采用定長分組作為傳輸和交換的單位。這種定長分組叫做信元(cell)。ATM名詞中的“異步”是指將ATM信元“異步插入”到同步的SDH比特流中。SDH傳送的同步比

3、特流被劃分為一個個固定時間長度的幀（是時分復(fù)用的時間幀，而不是數(shù)據(jù)鏈路層的幀）。每一個用戶發(fā)送的ATM信元在每一時分復(fù)用幀中的相對位置并不是固定不變的。ATM的主要優(yōu)點：選擇固定長度的短信元作為信息傳輸?shù)膯挝?，有利于寬帶高速交換。信元長度為53字節(jié)，其首部（可簡稱為信頭）為5字節(jié)。能支持不同速率的各種業(yè)務(wù)。所有信息在最低層是以面向連接的方式傳送，保持了電路交換在保證實時性和服務(wù)質(zhì)量方面的優(yōu)點。ATM使用光纖信道傳輸。由于光纖信道的誤碼率極低，且容量很大，因此在ATM網(wǎng)內(nèi)不必在數(shù)據(jù)鏈路層進行差錯控制和

4、流量控制(放在高層處理)，因而明顯地提高了信元在網(wǎng)絡(luò)中的傳送速率。ATM的缺點信元首部的開銷太大，即5字節(jié)的信元首部在整個53字節(jié)的信元中所占的比例相當(dāng)大。ATM的技術(shù)復(fù)雜且價格較高。ATM能夠直接支持的應(yīng)用不多。10千兆以太網(wǎng)的問世，進一步削弱了ATM在因特網(wǎng)高速主干網(wǎng)領(lǐng)域的競爭能力。2.IPoverATM技術(shù)基本原理和工作方式：將IP數(shù)據(jù)包在ATM層全部封裝為ATM信元，以ATM信元形式在信道中傳輸。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中的交換機接收到一個IP數(shù)據(jù)包時，它首先根據(jù)IP數(shù)據(jù)包的IP地址通過某種機制進行路由地址處

5、理，按路由轉(zhuǎn)發(fā)。隨后，按已計算的路由在ATM網(wǎng)上建立虛電路（VC）。以后的IP數(shù)據(jù)包將在此虛電路VC上以直通（Cut-Through）方式傳輸，再經(jīng)過路由器，從而有效地解決了IP的路由器的瓶頸問題，并將IP包的轉(zhuǎn)發(fā)速度提高到交換速度。IPoverATM必須解決的問題：(1)ATM的通信方式是面向連接的，而IP是面向無連接的，要在一個面向連接的網(wǎng)上承載一個面向無連接的業(yè)務(wù)，有很多問題需要解決，如呼叫建立時間、連接持續(xù)期等等；(2)ATM是以ATM地址尋址的，IP通信是以IP地址來尋址的，而IPove

6、rATM是以ATM網(wǎng)絡(luò)來承載IP數(shù)據(jù)包的，因此，IP地址和ATM地址之間的映射是一個很大的難題。IPoverATM分層模型與封裝示意圖從目前看來，用ATM承載IP業(yè)務(wù)有相當(dāng)廣的發(fā)展前景，因而提出了許多種解決方案，分為兩類：迭加模式、集成模式。(1)迭加模式指IP網(wǎng)的尋址是迭加在ATM尋址的基礎(chǔ)上的，即在迭加模式中ATM的尋址方式是不變的，IP地址在邊緣設(shè)備中映射成ATM地址，IP包據(jù)此傳向另一端邊緣設(shè)備。特點：在ATM網(wǎng)中不論是用戶網(wǎng)絡(luò)信令還是網(wǎng)絡(luò)間信令均不變，對ATM網(wǎng)來說，IP業(yè)務(wù)只是它承載的業(yè)

7、務(wù)之一，ATM的其他功能照樣存在，不受影響。優(yōu)點：采用標(biāo)準(zhǔn)的ATMForum或ITU-T的信令標(biāo)準(zhǔn)，與標(biāo)準(zhǔn)的ATM網(wǎng)絡(luò)及業(yè)務(wù)兼容。缺點：傳送IP包的效率較低。迭加模式的典型技術(shù)：局域網(wǎng)仿真（LANE）、在ATM上傳送的傳統(tǒng)的IP（CIPOA)、ATM上的多協(xié)議（MPOA）等。LANE協(xié)議結(jié)構(gòu)LANE的組成邏輯配置(2)集成模式集成模式是指將IP網(wǎng)設(shè)備和ATM網(wǎng)設(shè)備集成在一起。在集成模式中，ATM網(wǎng)的尋址已不再是獨立的，受到IP網(wǎng)設(shè)備的干預(yù)。IP網(wǎng)的控制設(shè)備一般可稱為IPC，它具有傳統(tǒng)路由器的功能，能

8、完成IP網(wǎng)的路由功能，并具有控制建立ATM虛通路的能力。集成模式的實現(xiàn)技術(shù)：IPSwitch:IP交換技術(shù)Ipsilon公司提出TagSwitch:標(biāo)記交換技術(shù)Cisco公司提出MPLS:多協(xié)議標(biāo)簽交換技術(shù)IETF推薦IPSwitch結(jié)構(gòu)圖ATM與IPSwitch地址映射比較TagSwitch網(wǎng)絡(luò)工作示意圖MPLS的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3.IPoverATM的特點優(yōu)點：（1）由于ATM技術(shù)本身能提供QoS保證，因此可利用此特點提高IP業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量。（2）具有良好的流量控制均