一九六九年底，美國實(shí)驗(yàn)的分組交換網(wǎng)ARPENET正式投入使用，標(biāo)志著計(jì)算機(jī)的發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)代。盡管最初的分組交換網(wǎng)只適用于大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)和政府部門，但它的規(guī)模卻在迅速增長。

20世紀(jì)90年代初，互聯(lián)網(wǎng)開始商業(yè)化，IP業(yè)務(wù)發(fā)展迅速。特別是90年代中期，歐洲原子核工業(yè)組織CERN開發(fā)的WWW問世，以互聯(lián)網(wǎng)為代表的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)年增長率為25%~30%，業(yè)務(wù)量每6~12個(gè)月翻一番，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過電信網(wǎng)主導(dǎo)業(yè)務(wù)的5%~10%。

IP。

網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)量的快速增長，尤其是經(jīng)過與知識產(chǎn)權(quán)的競爭，經(jīng)過市場洗禮的知識產(chǎn)權(quán)技術(shù)被業(yè)界認(rèn)定為未來組網(wǎng)的核心技術(shù)，這對整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)節(jié)點(diǎn)的功能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。因此，如何實(shí)現(xiàn)知識產(chǎn)權(quán)業(yè)務(wù)的高速、傳輸和快速交換已經(jīng)成為當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的研究熱點(diǎn)。

另一方面，自20世紀(jì)80年代以來，SDH、ATM、MPLS、WDM、OPS、軟交換等技術(shù)相繼出現(xiàn)在數(shù)據(jù)分組傳輸中，從不同方面滿足了運(yùn)營商和客戶的需求，IP技術(shù)與他們的結(jié)合產(chǎn)生了不同的網(wǎng)絡(luò)。

經(jīng)過近十年的發(fā)展，目前的網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)出業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)化、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)分組化、傳輸技術(shù)光纖化、傳輸安全高速化、業(yè)務(wù)種類多樣化的發(fā)展趨勢。

本文旨在闡述SDH、ATM、MPLS、WDM(DMDM)、OPS等技術(shù)的基本原理及其特點(diǎn)，并在現(xiàn)有各種網(wǎng)絡(luò)方案性能比較的基礎(chǔ)上指出網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展趨勢。

SDH。

同步數(shù)字傳輸系統(tǒng)(SDH,SynchronousDigital)

Hierarchy)是國際電信聯(lián)盟標(biāo)準(zhǔn)化部門(-T，原國際電報(bào)電話咨詢委員會CCITT)于1988年接受SONET概念并重新命名的，以同步再利用、動態(tài)指針調(diào)整和網(wǎng)絡(luò)靈活性為特征，歐洲、北美、日本三個(gè)地區(qū)標(biāo)準(zhǔn)在STM-1級統(tǒng)一。

采用光接口標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)了多家廠商產(chǎn)品的橫向兼容；采用豐富的開銷比特，提高了網(wǎng)絡(luò)OAM能力(如故障檢測、端到端性能監(jiān)控等)。

此外，SDH還可以通過使用終端復(fù)器(TM)、分插復(fù)用器(ADM)和數(shù)字交叉連接器(DXC)等網(wǎng)元，非常方便靈活地構(gòu)成線型、星型、環(huán)型等網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，上/下路靈活，而且網(wǎng)絡(luò)本身具有很高的生存能力(具有很強(qiáng)的保護(hù)性和自愈性)。

IPoverSDH通常采用IP/PPP/HDLC三幀結(jié)構(gòu)。

第一，在IP數(shù)據(jù)包的外部加上PPP封裝，示內(nèi)部是IP數(shù)據(jù)組；

然后，進(jìn)行HDLC封裝，添加相應(yīng)的標(biāo)志位置、地址位置、控制字符和幀檢查序列等，提供相應(yīng)的幀錯(cuò)誤控制功能，解決幀定義等問題

最終，將面向比特的HDLC以字節(jié)同步的方式映射到SDH中。

針對這個(gè)方案，ITU-T定義了專門用于IPoverSDH的LAPS

Protocol-SDH)鏈路層規(guī)則進(jìn)一步簡化了費(fèi)用字節(jié)。

實(shí)踐證明，IPoverSDH保留了互聯(lián)網(wǎng)面向無連接的特點(diǎn)，簡化了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提高了傳輸效率，降低了成本，但I(xiàn)Pover。

SDH缺乏QoS支持，網(wǎng)絡(luò)流量和擁塞控制能力弱，不支持。

ATM。

異步傳輸模式(ATM,AsynchronousTransfer)

作為B-ISDN網(wǎng)絡(luò)的最終解決方案，Mode被CCITT提出。通過固定長度的信元Cell(53Bytes)以連接方式工作，不同類型的業(yè)務(wù)通過不同的AAL協(xié)議(AAL1,AAL3/4,AAL5)與ATM層相匹配，最終通過連接接納控制CAC。

AdmitionControl和UPC(UsageParameterControl)用于實(shí)現(xiàn)ATM網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)訪問和網(wǎng)絡(luò)流量管理和控制。

IPoverATM的工作方式如下:IP數(shù)據(jù)包在ATM或ATM交換中轉(zhuǎn)時(shí)，首先通過地址分析協(xié)議分析IP數(shù)據(jù)包頭，確定下一個(gè)ATM地址；

通過信令交換，建立ATM連接，然后將AAL層數(shù)據(jù)通過SAR(Segmentationand)。

Reassembly)安裝在信元Cell中，并添加相應(yīng)的業(yè)務(wù)服務(wù)等級和參數(shù)控制；

最后，在建立的連接基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全快速傳輸和轉(zhuǎn)換。
IP over
ATM組網(wǎng)技術(shù)適用于多業(yè)務(wù)應(yīng)用環(huán)境，能支持QoS要求較高的業(yè)務(wù)，并支持VPN，但其最大問題是帶寬利用率低，尤其是在信元不能完全填充時(shí)，利用率更低。另外，ATM本身的技術(shù)復(fù)雜性也大大增加了組網(wǎng)的成本。
MPLS
多協(xié)議標(biāo)記交換(MPLS，-protocol Label Switching)是在IP over
ATM之后，經(jīng)過模型重疊，模型集成演變過程，最終由IETF于1997年制定的標(biāo)準(zhǔn)，是IP網(wǎng)絡(luò)的廣泛應(yīng)用與ATM組網(wǎng)技術(shù)成熟性相結(jié)合的產(chǎn)物，被業(yè)界認(rèn)為是當(dāng)今數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域內(nèi)發(fā)展最有前途網(wǎng)絡(luò)解決方案之一，并被評選為美國電信雜志(Telecommunications)評出的“99年十大熱門技術(shù)”之一。
MPLS在OSI模型中位于IP層和數(shù)據(jù)鏈路層之間，屬于2.5層技術(shù)，它根據(jù)網(wǎng)絡(luò)層傳遞下來的IP數(shù)據(jù)包包頭，將其歸入相應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類FEC(Forwarding
Equivalence Class)，并加入相應(yīng)的標(biāo)記(Label)，憑此在第2.5層實(shí)現(xiàn)分組交換，從而實(shí)現(xiàn)快速有效的轉(zhuǎn)發(fā)。
MPLS實(shí)用價(jià)值在于它能夠?yàn)镮P這樣面向無連接型網(wǎng)絡(luò)提供面向連接的服務(wù)，其基本內(nèi)核就是將IP業(yè)務(wù)加到面向連接的ATM或幀中繼基礎(chǔ)設(shè)施上。
IP over MPLS組網(wǎng)方案的核心設(shè)備是標(biāo)記交換路由器LSR(Label Switching
Router)，LSR依據(jù)標(biāo)簽索引，進(jìn)行IP數(shù)據(jù)包的快速交換。
其中，LSR的標(biāo)簽綁定工作既可采用捎帶分發(fā)的方法來實(shí)現(xiàn)，也可通過BGP(Border Gateway Protocol)、(Interior
Gateway Protocol)、OPFS(開放路徑最短)、LDP等協(xié)議實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽分發(fā)。
由于IP over MPLS是在IP over ATM基礎(chǔ)上提出的，ATM交換機(jī)和ATM路由器只要通過簡單的設(shè)備升級，即可實(shí)現(xiàn)IP over
MPLS的功能，因此，IP over MPLS具有IP over
ATM的所有優(yōu)點(diǎn)，同樣，它仍然無法擺脫“電子瓶頸”問題的束縛;另外，它有較大的信頭開銷，最大時(shí)可達(dá)36%，造成網(wǎng)絡(luò)資源的極大浪費(fèi)。
DWDM
密集波分復(fù)用(DWDM，Dense Wavelength Division
Multiplexing)是在網(wǎng)絡(luò)的傳輸帶寬隨網(wǎng)絡(luò)新業(yè)務(wù)的不斷增加而即將“耗盡”的情況下，伴隨光子技術(shù)的不斷進(jìn)步，光主要器件(如光分插復(fù)用器OADM、OXC、光轉(zhuǎn)發(fā)器、光再生器OUT、寬帶放大器、高速可調(diào)激光器和路由器等)性能不斷提高而提出的倍受運(yùn)營商青睞的新技術(shù)。
WDM(DWDM)技術(shù)對網(wǎng)絡(luò)升級擴(kuò)容，發(fā)展寬帶新業(yè)務(wù)，充分挖掘和利用光纖帶寬，提高系統(tǒng)性價(jià)比和經(jīng)濟(jì)性，滿足不斷增長的電信網(wǎng)絡(luò)和Internet業(yè)務(wù)的需求，實(shí)現(xiàn)超高速通信具有十分重要的意義。經(jīng)分析表明，在擴(kuò)容相同條件下，應(yīng)用WDM(DWDM)技術(shù)比單純的依賴增加光纖數(shù)量可減少成本30%～50%。

IPover

DWDM是將IP數(shù)據(jù)報(bào)告直接映射到DWDM的光層，通過光通道在光域?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸?shù)募夹g(shù)。根據(jù)各段建立光通道的波長是否一致，可以將光通道分為連續(xù)波長通道(WP、Wavelength)。

Path和虛波長通道(VWP,VirtualWavelength)。

使用VWP可以提高系統(tǒng)的靈活性、信道利用率和阻塞率。利用WDM傳輸IP數(shù)據(jù)包，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)速度和幀格式的透明傳輸，從根本上擺脫電子瓶頸的束縛，提高交換節(jié)點(diǎn)的吞吐量和系統(tǒng)傳輸交換速度，減少延遲。目前，DWDM網(wǎng)絡(luò)正逐漸從骨干網(wǎng)絡(luò)向城市網(wǎng)絡(luò)和接入網(wǎng)絡(luò)推進(jìn)，相信在不久的將來會實(shí)現(xiàn)。

其他組網(wǎng)方案。

IPoverMPLambdaS技術(shù)是將MPLS應(yīng)用于光網(wǎng)絡(luò)的新型網(wǎng)絡(luò)方案，是MPLS和波長交換技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。第三層IP。

地址映射成光通道識別符(OVPI,OpticalVirtualPath)。

Identifier)，網(wǎng)絡(luò)的核心節(jié)點(diǎn)主要是根據(jù)OVPI轉(zhuǎn)發(fā)包裝在凈負(fù)荷中的IP包，通過標(biāo)簽索引實(shí)現(xiàn)IP包的快速轉(zhuǎn)發(fā)。

光組交換(OPS,OpticalPacket)

Swithing(Swithing)是一種以光分組的形式承載IP業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，分組中的凈荷載部分在光域中完成端到端的傳輸，而控制部分(即信頭)可以通過O/E/O轉(zhuǎn)換到電域進(jìn)行處理。這是針對IP的。

overDWDM粒度過大，無法實(shí)現(xiàn)靈活的流量管理和資源利用。利用OPS技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)資源共享，降低數(shù)據(jù)交換粒度，提高系統(tǒng)靈活性。

特別是它可以進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)光突發(fā)交換機(jī)制(OBS)，即將一段時(shí)間內(nèi)到同一個(gè)信宿的多個(gè)分組封裝成一個(gè)大型突發(fā)包，共同進(jìn)行路由和控制，實(shí)現(xiàn)IP數(shù)據(jù)包的高速傳輸。

此外，光分組網(wǎng)絡(luò)OPN與DWDM相同，對數(shù)據(jù)速度、幀格式和高層協(xié)議都是透明的，可以從根本上解決電子瓶頸問題，滿足多種業(yè)務(wù)需求。

此外，在當(dāng)今的接入網(wǎng)絡(luò)中，還存在著IPoverEthernet和IPover等多種組網(wǎng)方式。

綜上所述，IP組網(wǎng)方案多種多樣，性能各異，每種組合都有一定的優(yōu)勢。在一定時(shí)期和特定環(huán)境下，滿足了客戶和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營商對網(wǎng)絡(luò)性能的要求。

無論是從IPoverATM到IPoverATMoverSDH，還是從IPoverMPLS到IPover。

DWDM，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)行業(yè)不斷思考，不僅創(chuàng)新，而且不斷前進(jìn)。人們在尋找未來網(wǎng)絡(luò)的最佳解決方案；然后是IPoverDWDM和IPover。

MPLambdaS和IPover。

OPS等網(wǎng)絡(luò)方案的實(shí)現(xiàn)和網(wǎng)絡(luò)性能的改善需要光子設(shè)備性能的進(jìn)一步提高，網(wǎng)絡(luò)性能向光域的深度已經(jīng)成為網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的多种IP网络技术的原理和特点的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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