ATM和IP区别
现代交换原理 第8章 IP交换技术
IP交换的基本原理（3）
3）收到下游节点通知
同时，下游节点要求建立ATM直通链接。通知 下游节点分配的虚通道标识，之后，IP交换机 将属于该数据流的信元在指定虚通道上传送到 下游节点。
ATM直通连接上传送分组
IP交换控制器指示ATM交换机建立相应输入 和输出端口的虚通道连接，建立起ATM直通连 接，属于该数据流的信元就在ATM连接上以 ATM交换的速度在IP交换机中转发。
8.4 多协议标记交换——MPLS 什么是MPLS MPLS网络体系结构及相关基本概念 MPLS基本交换原理 交换节点LSR体系结构及工作原理
什么是MPLS
MPLS是利用标记进行数据转发的。当分组进入 网络时，要为其分配固定长度的短的标记并将标 记与分组封装在一起，在整个转发过程中，交换 节点仅根据标记进行转发。
转发等价类FEC（Forwarding Equivalence Class）
相关概念
标签边缘路由器（TER：Tag Edge Routers）
位于标签交换网络的边缘。负责给进入网络的数据分 组加上标签，并负责将离开网络的数据分组的标签去 除，对数据分组进行第三层转发。
TER使用标准的路由协议来创建转发信息库（FIB）。 TER根据FIB的内容，使用标签分发协议（TDP）向 其它TER或标签TSR分发标签。
0
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出端口
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路由表 目的地址前缀 下一跳入端口 LER0 LSR0 LSR2 LER1 65.8 65.8 65.8 65.8 LSR0 LSR2 LER1 0 0 0 0 1 2 1 ----
ATM与IP网络技术分析
ATM与IP网络技术分析摘要：随着网络的普及，ATM与IP这两种主流网络技术已逐步从幕后走向台前，为人们所津津乐道。
本文简要的讲述了这两种技术的基本概念和主要特点，着重分析了IPv6和移动IP，最后对ATM和IP技术进行了比较，由此引出两种技术的发展趋势——ATM与IP技术的融合，并重点分析了MPLS的基本概念及工作原理，且力图反映出其最新发展。
关键词：ATMIPv6移动IPMPLS一、ATM与IP的概念ATM是异步传送模式的简称，即在ATM传输模式中，信息被分成信元来传递，而包含同一用户消息的信元不需要在传输链路上周期性出现，所以这种传输模式是异步的。
ATM的特点是将话音、数据及图像等所有的数据信息分解成固定长度（48字节）的数据块，在数据块前装配地址、丢失优先级、流量控制、差错控制信息等5字节的信头，构成53字节的定长信元，并以信元形式在网络中进行传送，且在接收端恢复成所需格式。
IP是一种端到端的无连接通信技术，其特点是“尽力传送”，在全网采用统一的IP地址，通过IP数据报和IP地址屏蔽网络低层的差异，便于互联各种网络，广泛应用于数据型应用的骨干网上。
二、ATM与IP的技术概述（一）ATM技术概述ITU-T定义ATM为“以信元为信息传输，复接和交换的基本单位的传送方式”。
用ATM技术构建的网络称为ATM传输网，它是由VC级的信道网（或电信网），VP级的通路网和传输媒体网3级组成。
而各级网由终端、中继点、连接及链路4部分构成。
在实际的接续过程中，VC连接是指终端——终端的连接，其终点是终端，VC连接的中继点实际上是由交换机实现其功能，即称为虚信道处理（VCH,VirtualChannelHandler）功能；VP的连接是集中VC链路，VC链路的两端是VP连接的终点，即VP的终端可以是交换机，其功能由交叉连接设备来完成，即称为虚通路处理（VPH,VirtualPathHandler)功能。
VCH和VPH的交换处理是一样的，所不同的是选路用的信头结构不同，分别为VCI和VPI。
ATM与IP的结合技术
• ATM 使用光纤信道传输。由于光纤信道的误码率极低，且容量很大，因此在
ATM 网内不必在数据链路层进行差错控制和流量控制(放在高层处理)，因而明 显地提高了信元在网络中的传送速率。
ATM技术的缺点
• ATM 的一个明显缺点就是信元首部的开销太大，即 5 字节的信元首部在整
个 53 字节的信元中所占的比例相当大。 • ATM 的技术复杂且价格较高。 • ATM 能够直接支持的应用不多。 • 10 千兆以太网的问世，进一步削弱了 ATM 在因特网高速主干网领域的竞 争能力。
2.3 ATM和IP技术的对比总结
ATM 层次 数据链路层 IP 网络层
连接方式
信息传送最小单位 交换方式 路由方向 组播
面向连接
固定长度信元（53byte） ATM方式 双向 点到多点
无连接
可变长度分组 数据报方式 单向 多点到多点
服务质量保证
成本 发展推动力
根据不同业务提供不同质量保 证
高 技术驱动
力传送”。通过IP数据报和IP 地址屏蔽网络低层的差异，实现了“IP over
everything”的目标。Iห้องสมุดไป่ตู้ 技术成功的关键是其层次结构的包容性与开放性， 以及简单、实用、有效的原则。TCP/IP 协议已成为全世界主导的网络互联 协议，其中IP 协议的主要功能包括无连接数据报传送，数据报寻径两部分。
的设备价格也是目前困扰ATM技术普及推广的一大因素，因此ATM一般只
限于电信级骨干网的建设。
1.5 总结
ATM技术的优点： • 选择固定长度的短信元作为信息传输的单位，有利于宽带高速交换。信元长度 为 53 字节，其首部（可简称为信元头）为 5 字节。 • 能支持不同速率的各种业务。 • 所有信息在最低层是以面向连接的方式传送，保持了电路交换在保证实时性和 服务质量方面的优点。
现代交换原理 IP交换--ATM
1、ATM的产生、发展与现状
ATM技术发展
ATM交换结构、 ATM网的业务流控制、 话音通过ATM（VOA） IP与ATM的融合、 ATM与智能网（IN）的结合、 光ATM交换
公用网的ATM交换系统 公用网ATM骨干交换系统必须具有高吞吐量和可扩展性，吞吐量通常 为40~160G。应能支持各种接口、业务和连接类型，并具有保证服 务质量（Qos）的业务流控制功能。 爱立信的AXD301、阿尔卡特的1000AX、 北电的Magellan Concorde等。
A广泛应用于城域网
原因？
✓ ATM技术 + IP 技术 MPLS技术
现代交换原理 ATM
ATM交换机的基本操作
输入 端口
VPI/VC 输出
I
端口
VPI/VCI
1
64
2
45
1
29
3
38
45
2
29
64
1
ATM交换机 3
38
现代交换原理 ATM
通过ATM信令建立连接的过程
交换虚连接（SVC：Switching Virtual Connection）
PVC是由管理面控制建立的永久和半永久连接，用户在传送信 息前不需要建立过程。
SVC是由信令控制建立的连接，用户在传送信息前要建立连接， 信息传送完毕则拆除虚连接。
VPC 和 VCC 都可有PVC和SVC的虚连接。
输入 端口
3
3
2b
完全差错控制
2b
有限差错控制
2a
2a
2a
有限差错控制
2a
1
1
1
1
3
异步转移模式
在ATM网络支持IP技术介绍
在A TM网络支持IP技术介绍在过去十来年中，ATM成为下一代网络的重要技术，它可以提供空前的可伸缩性和性价比，以及对将来的实时业务、多媒体业务等的支持。
在将来的信息体系中，ATM将扮演重要的角色。
但是，目前的信息体系，即LAN和WAN，建立在网络层协议如IP、IPX、AppleTalk等的基础上，因此，ATM的成功及Internet的发展的关键是现有的网络技术和ATM的互操作，而实现这一目的的关键是相同的网络层协议，如IP、IPX，同时应用于现有的网络和ATM上，因为给高层协议和应用提供统一的网络视角是网络层的任务。
到目前为止，已有了多种在ATM上运行IP的方法，如：ATM论坛的LANE和MPOA、IETF的CLIP和NHRP、Ipsilon网络公司的IP交换和Cisco公司的标记交换，下面将逐一介绍。
一、简介ATM和现有的协议体系，特别是网络层的IP、IPX等协议，在很长的时间内共存，如何在单一网络上实现现有网络协议和ATM、如何将ATM与传统网络互连，是广大研究人员、设计人员和业者研究的课题。
然而，ATM和IP源于不同的技术团体和基础，有着各自的应用。
IP的目的是以不确定的状态将分组发送到目的地，它是非连接的，没有服务质量的保证；而ATM的目的是提供有保证的综合业务，是面向连接的，基于快速的固定长度信元的交换。
ATM和IP的巨大差异使得有效地将二者集成成为难题。
在ATM网络中支持IP有两种不同的模型，这两种模型以不同的角度看待ATM 协议层和IP的关系。
第一种是对等模型，在本质上将ATM层看作IP的对等层，这种模型建议在ATM网络中使用与基于IP的网络中相同的地址方案，因此ATM端点将由IP地址来识别，ATM信令将携带这样的地址，且ATM信令的路由也使现有的网络层路由协议。
因为使用了现有的路由协议，对等模型就排除了开发新的ATM路由的需要。
对等模型在简化了端系统地址管理的同时，很大程度上增加了ATM交换机的复杂度，因为ATM交换机必须具有多协议路由器的功能，支持现有的地址方案和路由协议。
SDH,ATM,IP技术详解
1.SDH技术光纤具有高带宽、传输距离远等好处，光纤已成为宽带综合数字业务网的主要物理连接媒介，不过，如果仅凭单纯的光缆连接，并不能构成担负各种复杂应用的传输网。
骨干传输需要由复杂的传输协议来支撑，并借助光纤作为物理媒介。
80年代美国贝尔通讯研究所首先提出了SONET（SynchronousOpticalNetworking同步光纤网络）的概念。
CCITT采纳并修改和扩充了这一概念。
将其命名为SDH（SynchronousDigitalHierarchy同步数字系列）。
SDH网是对原有PDH （PlesiochronousDigitalHierarchy准同步系列）网的一次革命。
PDH是异步复接，在任一网络节点上接入接出低速支路信号都要在该节点上进行复接、码变换、码速调整、定时、扰码、解扰码等过程，并且PDH只规定了电接口，对线路系统和光接口没有统一规定，无法实现全球信息网的建立。
随着SDH技术引入，传输系统不仅具有提供信号传播的物理过程的功能，而且提供对信号的处理、监视等过程的功能。
SDH通过多种容器C和虚容器VC及级联的复帧结构的定义，使其可支持多种电路层的业务，如各种速率的异步数字系列、DQDB、FDDI、ATM等，及将来可能出现的各种新业务。
段开销中大量的备用通道增强了SDH网的可扩展性。
通过软件控制使原来PDH中人工更改配线的方法实现了交叉连接和分插复用连接，提供了灵活的上/下电路的能力，并使网络拓扑动态可变，增强了网络适应业务发展的灵活性和安全性，可在更大几何范围内实现电路的保护、高度和通信能力的优化利用，从而为增强组网能力奠定基础，只需几秒就能重新组网。
特别是SDH自愈环，能在电路出现故障后，几十毫秒内迅速恢复。
SDH的这些优势使他成为宽带业务数字网的基础传输网。
近年来，2.4Gb/sSDH系统已走向实用。
10GB/S系统已基本完成实验室工作。
2.IP技术这是个古老而又年轻的技术，他源于60年代中晚期美国国防部的ARPANET研究及组建过程。
ATM与IP
ATM与IP一、ATMATM是异步转移模式的英文缩写。
ITU对ATM的定义是：ATM是一种转移模式。
在这种转移模式中，信息被组织成“信元”，来自某用户信息的各个信元不需要周期性地出现。
从这个意义上来说，这种转移模式是异步的。
这里，“转移模式”是指网络中所采用的复用、交换、传输技术，即信息从一地“转移”到另一地所用的传递方式。
“异步”是指ATM统计复用的性质。
所以，ATM就是一种在网络中以信元为单位进行统计复用和交换、传输的技术。
信元实际上就是具有固定长度的分组，信元长度为53个字节，其中5个字节是信头，48个字节是信息段，或称净荷。
信头包含表示信元去向的逻辑地址、优先等级等控制信息。
信息段装载来自不同用户、不同业务的信息。
任何业务的信息都经过切割封装成统一格式信元。
ATM采用异步时分复方式（即统计复用），将来自不同信息源的信元汇集到一起，在缓冲器内排队，队列中的信元根据到达的先后按优先等级逐个输出到传输线路上，形成首尾相接的信元流。
具有同样标志的信元在传输线上并不对应着某个固定的时隙，也不是按周期出现的。
异步时分复用使ATM具有很大的灵活性，任何业务都按实际信息量来占用资源，使网络资源得到最大限度的利用。
此外，不论业务源的性质有多么不同（如速率高低、突发性大小、质量和实时性要求如何），网络都按同样的模式来处理，真正做到完全的业务综合。
为了提高处理速度、保证质量、降低时延和信元丢失率，ATM以面向连接的方式工作。
通信开始时先建立虚电路，并将虚电路标志写入信头（即前面说的地址信息），网络根据虚电路标志将信元送往目的地。
虚电路是可以拆除释放的。
在ATM网络的节点上完成的只是虚电路的交换。
为了简化网络的控制，ATM将差错控制和流量控制交给终端去做，不需逐段链路的差错控制和流量控制。
因此，ATM兼顾了分组交换方式统计复用、灵活高效和电路交换方式传输时延小、实时性好的优点。
为了保证服务质量、更好地支持各种业务，ATM在流量管理、拥塞控制、业务分类与结构、支持话音业务、交换式虚电路、反复用技术等方面开展了大量研究工作和取得了许多成果。
防水等级的定义
防水等级的定义防水等级的定义防水等级是用于评估和区分产品所具备的防水能力的标准。
根据不同国家和行业的标准，防水等级可能具有不同的定义和划分。
以下是一些常见的防水等级及其定义：IP等级•IP67：可以完全阻止灰尘的进入，并能在30分钟内承受1米深的水淹没。
•IP68：可以完全阻止灰尘的进入，并能在特定条件下长期浸泡于受控深度的水中。
IP等级是根据国际标准IEC 60529制定的，它用数字来表示产品的防尘和防水能力。
IP67和IP68是目前最常见的防水等级，广泛应用于智能手机、手表、耳机等电子产品上。
ATM等级•ATM3：可以承受轻度接触水的喷溅，例如雨水或手部洗涤。
•ATM5：可以承受多次短时间的水下活动，适用于一般的户外运动。
•ATM10：可以在较深的水下进行长时间的运动，例如游泳和潜水。
ATM等级是根据口径法测定的防水等级，用于评估手表的防水性能。
该等级通常以ATM为单位，其中1 ATM相当于10米的静态水压。
ATM3、ATM5和ATM10是常见的等级。
MIL-STD等级•MIL-STD-810G：可以在严苛的环境条件下继续正常工作，包括接触水和尘埃。
•MIL-STD-810H：在更新版本中加入了更严格的防水标准。
MIL-STD是美国国防部制定的一系列军事标准，用于评估军用设备的耐久性和可靠性。
MIL-STD-810G和MIL-STD-810H中的防水标准主要适用于军用装备和工业设备。
书籍简介《防水等级标准与应用》是一本介绍防水等级定义及其应用的专业书籍。
本书详细解释了不同的防水等级和相关测试方法，以及在不同领域中的实际应用。
书中包含了大量的实际案例和技术指南，帮助读者理解和应用防水等级标准。
该书特点： - 系统地介绍了IP等级、ATM等级和MIL-STD等级等常见的防水等级。
- 详细解释了防水等级的定义和测试方法。
- 提供了实际案例和技术指南，帮助读者理解和应用防水等级标准。
- 适用于从事产品设计、测试和认证工作的专业人士，以及对防水产品感兴趣的读者。
IP DSLAM(ATM or IP)
随着Internet网络迅猛发展，人们对宽带接入的需求不断增长。
接入网已经成为全网宽带化的最后瓶颈，接入网的宽带化已成为接入网发展的主势。
2002年以来，我国宽带接入市场得到了快速的发展，在当前几种宽带接入技术中，数字用户环路（xDSL）技术因能充分利用现有铜线资源，使用户独享稳定带宽，保密性好，性能日趋成熟，已成为宽带接入的主流技术。
数字用户线接入复用器（DSLAM）技术作为xDSL的局端设备，也在迅速发展。
传统的DSLAM是一个完全的ATM架构的设备。
网络侧接口一般采用ATM接口（如STM-1 、E3、 IMA E1等）。
上联城域核心网，具有ATM VP/VC交叉连接，提供ATM流量汇聚、通过ATM的QoS技术来实现业务的服务质量及流量控制。
比较适合建有ATM城域网的运营商。
但由于各大运营商已不再对其已有的城域ATM核心网进行扩容并转而建设IP宽带城域核心网，使现有的ATM城域网端口资源基本耗尽，新建城域网以IP为主。
基于ATM的DSLAM已越来越难以适应实际组网的需要，为了解决DSLAM设备接入IP城域网的问题，业界提出了IP DSLAM的概念。
1 IP DSLAM概述1.1 IP DSLAM的原理上传的信号经过DSLAM解调后，恢复成ATM信元格式，然后通过AAL5 SAR功能转换成相应的MAC帧（即ATM信号终结）。
MAC地址与ATM PVC会建立起相应的对应关系。
根据不同设备所提供的不同功能，在MAC帧的基础上做进一步的处理和相关的标记（如当提供VLAN功能时，就会根据实际设置贴上VLAN标记），有三层功能的设备可以处理更高层的协议。
最后通过以太网上联口传输到上层设备中。
在下行方向，局端从以太网上联接口接收到MAC帧，根据不同设备所提供的不同功能，完成相应的处理。
.然后，通过AAL5SAR功能将MAC帧转换成ATM信元，并实现MAC地址到ATM PVC的映射。
IP DSLAM通过各个对应的ADSL端口进行ADSL信号的处理和调制，经过线路输出到对端的ADSL CPE中。
第9章ATM与IP技术PPT课件
9.2 宽带IP技术的发展
• （1）传统Internet存在的问题 • 可扩展性 • 安全性 • 服务质量(QoS) • 新的网络应用 • （2）解决策略
本章小结
本 章 从 B-ISDN 、 ATM 和 宽 带 IP 基 本 概 念、协议和网络等方面对ATM与宽带IP技 术作了全面阐述。
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
9.1宽带综合业务数字网与ATM
9.1.1 B-ISDN的基本概念
B-ISDN业务的分类
9.1.2 ATM的基本概念
• (1) ATM的定义
• ATM是一种转移模式（即传递方 式），在这一模式中信息被组织 成固定长度信元，来自某用户一 段信息的各个信元并不需要周期 性地出现，从这个意义上来看， 这种转移模式是异步的（统计时 分复用也叫异步时分复用）。
• ATM具有以下技术特点 ：
• 因传输线路质量高，不需要逐段进行 差错控制。
• ATM在通信之前要先建立一个逻辑（ 虚）连接来预留网络资源，并在呼叫 建立期间保持这一连接，所以ATM以 面向连接的方式工作。
• 信头的主要功能是识别业务本身和它 的逻辑去向。
• 信元长度小，时延小，实时性较好。
• (2) ATM信元 • (3) ATM网络结构 • (4) B-ISDN用户—网络接口 • (5) B-ISDN协议 • (6) ATM交换
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一、ATM网
ATM是异步转移模式的英文缩写。
ITU对ATM的定义是：ATM是一种转移模式。
在这种转移模式中，信息被组织成“信元”，来自某用户信息的各个信元不需要周期性地出现。
从这个意义上来说，这种转移模式是异步的。
这里，“转移模式”是指网络中所采用的复用、交换、传输技术，即信息从一地“转移”到另一地所用的传递方式。
“异步”是指ATM统计复用的性质。
所以，ATM就是一种在网络中以信元为单位进行统计复用和交换、传输的技术。
信元实际上就是具有固定长度的分组，信元长度为53个字节，其中5个字节是信头，48个字节是信息段，或称净荷。
信头包含表示信元去向的逻辑地址、优先等级等控制信息。
信息段装载来自不同用户、不同业务的信息。
任何业务的信息都经过切割封装成统一格式信元。
ATM采用异步时分复方式（即统计复用），将来自不同信息源的信元汇集到一起，在缓冲器内排队，队列中的信元根据到达的先后按优先等级逐个输出到传输线路上，形成首尾相接的信元流。
具有同样标志的信元在传输线上并不对应着某个固定的时隙，也不是按周期出现的。
异步时分复用使ATM具有很大的灵活性，任何业务都按实际信息量来占用资源，使网络资源得到最大限度的利用。
此外，不论业务源的性质有多么不同（如速率高低、突发性大小、质量和实时性要求如何），网络都按同样的模式来处理，真正做到完全的业务综合。
为了提高处理速度、保证质量、降低时延和信元丢失率，ATM以面向连接的方式工作。
通信开始时先建立虚电路，并将虚电路标志写入信头（即前面说的地址信息），网络根据虚电路标志将信元送往目的地。
虚电路是可以拆除释放的。
在ATM网络的节点上完成的只是虚电路的交换。
为了简化网络的控制，ATM将差错控制和流量控制交给终端去做，不需逐段链路的差错控制和流量控制。
因此，ATM兼顾了分组交换方式统计复用、灵活高效和电路交换方式传输时延小、实时性好的优点。
为了保证服务质量、更好地支持各种业务，ATM在流量管理、拥塞控制、业务分类与结构、支
持话音业务、交换式虚电路、反复用技术等方面开展了大量研究工作和取得了许多成果。
二、IP网
IP 网是基于TCP/IP协议（传输控制协议/互联网协议）的分组网。
严格说它并非新技术。
其概念早在1973年就由美国斯坦福大学提出，1980年左右研制成功，1983年全部取代ARPA网原来采用的网络控制协议NCP，1986年应用于美国国家科学基金会的NSFnet。
TCP/IP是互联网的基础协议，它规范了数据在网上打包、寻址、选路的标准方法。
协议简单灵活，使网络资源得到充分利用，代表了网络无连接化和全球寻址的大趋势。
TCP/IP协议框架中的IP层对应于OSI参考模型中的网络层，完成路由选择和分组转发功能。
TCP对应于OSI参考模型中的传送层，完成端到端之间的数据收妥确认与差错纠正等。
IP协议实质上是一种不需要预先建立连接，而直接依赖于IP分组报头信息决定分组转发路径的数据协议。
从技术上讲，它具有以下几大特点：一是分布式结构；二是端到端原则，所有增值功能都在网络之外由终端完成；三是IP网可以建立在任何传输通道上，可以保证异种网络的互通（即IP over Everything）；四是具有统一的寻址体系，网络可扩展性强。
具体讲IP网是一个路由器加专线的存储转发型网络，路由器所承载的是以无连接模式传送的不定长分组。
随着用户终端性能的提升和要求的增加，对路由器的要求越来越高，路由器的性能和吞吐量大大提高。
近年来，IP网为了实现IP over everything和everything on IP在组网、保证服务质量、协议开发等方面开展了大量研究工作。
IP over everything和everything on IP的实质也就是让IP成为网络层的共同语言。
三、ATM网与IP网的异同
ATM网与IP网的相同点可以说只有一个，那就是均为分组交换技术。
但它们的不同点有很多，如表１所示。
其中最要害的不同点恐怕是面向连接和面向无连接。
某种程度上，可以比作铁路和公路之分。
铁路是面向连接的，例如北京到广州，只要铁路信号往沿路各站一送，道岔一合（类
似交换的概念），火车就可以从北京直达广州，一路畅通，保证运输质量。
而公路则不然，卡车从北京到广州一路要经过许多岔路口，在每个岔路口都要进行选路，遇见道路拥塞时还要考虑如何绕道走，要是拥塞情况较多时就会影响运输，或者时间延误，或者货物受到影响，质量得不到保证。
这就是无连接的情况。
火车的车皮都是固定长度的，要排列好才能发（类似复用的概念），而卡车可长可短，在每个岔路口每辆卡车都按地址单独发出（类似选路转发的概念）。
由于ATM 和IP的差异，后来就引起了ATM和IP之争。