ATM技術(shù)在計算機(jī)通信網(wǎng)中的應(yīng)用

四、ATM技術(shù)在計算機(jī)通信網(wǎng)的應(yīng)用之一：LANE

1. ATM LANE的概念

顧名思義，LANE（Emulated　LAN）的功能是在ATM網(wǎng)絡(luò)上仿真LAN，LANE協(xié)議定義了仿真IEEE802.3以太網(wǎng)或802.5令牌環(huán)網(wǎng)的機(jī)制。LANE協(xié)議定義了與現(xiàn)有LAN給網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)相同的接口，在ATM網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)臄?shù)據(jù)以相應(yīng)的LAN MAC分組格式封裝。

在ATM網(wǎng)上模擬傳統(tǒng)局域網(wǎng)，通過ATM網(wǎng)將多個傳統(tǒng)局域網(wǎng)和終端設(shè)備互聯(lián)。在ATM網(wǎng)上構(gòu)造新的局域網(wǎng)，這些局域網(wǎng)接點(diǎn)間的通信行為與傳統(tǒng)局域網(wǎng)完全相同。局域網(wǎng)仿真對局域網(wǎng)隱藏了ATM交換結(jié)構(gòu)，局域網(wǎng)終端感覺不到ATM網(wǎng)絡(luò)的存在，因此無需修改終端設(shè)備的軟硬件，就可以利用ATM網(wǎng)絡(luò)的各種優(yōu)點(diǎn)。由下圖可見，仿真協(xié)議主要在ATM主機(jī)和ATM LAN橋上實現(xiàn)。ATMLAN橋是局域網(wǎng)和ATM網(wǎng)間的轉(zhuǎn)換器，它采用ALL5協(xié)議對局域網(wǎng)數(shù)據(jù)作適配，產(chǎn)生ATM信元，或重組ATM信元，恢復(fù)局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)幀。ATM主機(jī)在ATM適配層與高層協(xié)議間加入局域網(wǎng)仿真功能，使ATM主機(jī)模擬傳統(tǒng)局域網(wǎng)設(shè)備的行為，與局域網(wǎng)通信。ATMLANE是專為LAN接入而設(shè)置的，意即ATM的局域網(wǎng)仿真（LANEmulation）。對傳統(tǒng)IP終端而言，ATM網(wǎng)絡(luò)就像是一個局域網(wǎng)，其中包含若干由路由器連接起來的IP子網(wǎng)。

LANE 基于客戶端/服務(wù)器模式（Client/Server），一個LANE服務(wù)器可對多個LANE 客戶端。LANE支持多種協(xié)議（MPOA：Multi-ProtocoloverATM）傳送，允許不同的LANE之間的互聯(lián)；LANE 充分支持LAN中的無連接特性；LANE支持單播、多播及廣播傳送；

ATM局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)：

信息實時傳送，因為ATM的傳輸、交換時延較小，可以保證信息的實時傳遞；具有較強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)處理能力，各種業(yè)務(wù)包括話音、數(shù)據(jù)、圖像等均可以統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為ATM信元在ATM網(wǎng)中傳輸、處理；傳輸速率高，易于局域網(wǎng)和公用網(wǎng)間的互通；

局域網(wǎng)仿真提供OSI-RM層中下兩層的功能，即用ATM網(wǎng)絡(luò)模擬局域網(wǎng)數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的功能，而與高層所有的業(yè)務(wù)、協(xié)議和應(yīng)用無關(guān)。ATM交換機(jī)不直接參與局域網(wǎng)仿真，只為ATM信元提供虛通路。

2. 局域網(wǎng)仿真結(jié)構(gòu)

局域網(wǎng)仿真從邏輯上看由服務(wù)器和一組局域網(wǎng)仿真客戶組成。

局域網(wǎng)仿真服務(wù)器從功能上可以劃分為三種：

a.廣播與未知地址服務(wù)器（BUS：Broadcast&&UnknownServer）實現(xiàn)廣播和多點(diǎn)通信功能，既仿真?zhèn)鹘y(tǒng)LAN的廣播機(jī)制，在LEC間直接鏈路建立前單播LEC數(shù)據(jù)，一個LANE中只有一個BUS；

b. 局域網(wǎng)仿真服務(wù)器（LES：LANE Server）是地址服務(wù)器，它保存LANE中每個LEC的MAC地址

與ATM地址的對應(yīng)關(guān)系表，以實現(xiàn)MAC地址與ATM地址的轉(zhuǎn)換；（提供MAC地址得注冊和解析手段；響應(yīng)LEC的上述請求；一個LANE中只有一個LES；）

c. 局域網(wǎng)仿真結(jié)構(gòu)服務(wù)器（LECS：LANE Configuration Server）ATM網(wǎng)絡(luò)中可以有多個LANE存在，LECS保存LANE的結(jié)構(gòu)信息，將LEC配置到LANE中；（維護(hù)一個ATM網(wǎng)絡(luò)中多個LANE內(nèi)的LEC、LES和BUS的配置信息；為每個LEC提供其所屬LES的ATM地址）

局域網(wǎng)仿真客戶LEC可以在ATM工作站和ATM網(wǎng)橋上實現(xiàn)，其主要功能為：實現(xiàn)局域網(wǎng)的MAC幀和ATM信元的相互轉(zhuǎn)換；保存MAC和ATM及VPI/VCI的對應(yīng)關(guān)系表；與局域網(wǎng)仿真服務(wù)器共同完成地址解析功能；啟動信令建立ATM虛連接，為傳送數(shù)據(jù)提供通路；與ATM層管理接口，實現(xiàn)管理功能；（在ATM終端系統(tǒng)上仿真以太網(wǎng)或令牌環(huán)網(wǎng)結(jié)點(diǎn)，至少得綁定一個MAC地址，其功能是封裝IP數(shù)據(jù)報交給ATM網(wǎng)傳送，同時轉(zhuǎn)譯ATM分組，重新組成IP數(shù)據(jù)報。）

每個LANE由一組LANE客戶（LEC）和LANE服務(wù)構(gòu)成。LEC還可以是作為ATM主機(jī)代理的網(wǎng)橋和路由器。LANE服務(wù)由三個不同的功能實體構(gòu)成：LAN仿真配置服務(wù)器（LECS）、LAN服務(wù)器（LES）和BUS，這三個服務(wù)實體可以各自存在，但通常位于同一設(shè)備，例如：LES可以位于ATM交換機(jī)、路由器、網(wǎng)橋和工作站。

圖中LECS、LES和BUS集中在ATM工作站上，LEC1將以太網(wǎng)接入ATM網(wǎng)，LEC2將令牌環(huán)網(wǎng)接

入ATM網(wǎng)，LEC3將FDDI網(wǎng)接入ATM網(wǎng)，LEC4是ATM主機(jī)。LUNI是局域網(wǎng)仿真用戶網(wǎng)絡(luò)接口，LEC和服務(wù)器都通過LUNI和ATM網(wǎng)連接。4個LEC和服務(wù)器構(gòu)成一個仿真局域網(wǎng)LANE。

五、ATM技術(shù)在計算機(jī)通信網(wǎng)的應(yīng)用之二：DSLAM

DSLAM（Digital　Subscriber　Liner　Access　Multiplexer）的定義為數(shù)字用戶線接入復(fù)用器，局端設(shè)備，完成ADSL接入業(yè)務(wù)的匯聚和分發(fā)。

ATM　DSLAM原理上傳的數(shù)據(jù)信號在ADSL　Modem中，通過AAL5分段和組裝子層（SAR）功能實現(xiàn)MAC幀到ATM信元之間的轉(zhuǎn)換，經(jīng)DSL調(diào)制后，信號被傳輸?shù)骄侄说腄SLAM側(cè)，局端的DSLAM對ADSL信號進(jìn)行解調(diào)，并恢復(fù)成ATM信元格式。ATM DSLAM對許多這樣的上傳信號進(jìn)行處理，對ATM信號按照某種條件進(jìn)行復(fù)接或者交換。同時對各種ATM業(yè)務(wù)進(jìn)行分類管理，實現(xiàn)恒定比率（CBR）、實時可變化率（xt-VBR）、準(zhǔn)實時可變比率（nrt-VBR）、不定比率（UBR）等多種ATM業(yè)務(wù)類型的設(shè)置，對不同類型的ATM業(yè)務(wù)設(shè)置不同的流控參數(shù)、優(yōu)先級別等，以保證對高性能服務(wù)質(zhì)量QoS有不同要求的用戶的支持，同時提供永久虛電路（PVC）的上連和與上層ATM交換機(jī)建立連接。在信號下行時，下發(fā)的信號是以ATM信元格式傳送給ATM DSLAM的，這些被接收的ATM信號，帶著相關(guān)的ATM信息，比如ATM業(yè)務(wù)類型、PVC數(shù)據(jù)以有其它一些參數(shù)等。由ATM對不同的業(yè)務(wù)參數(shù)進(jìn)行識別，并采取不同的處理措施，包括包丟棄原則、緩存機(jī)制、流控機(jī)制等，以實現(xiàn)不同業(yè)務(wù)的QoS保證，然后分接到各個對應(yīng)的ADSL信號的調(diào)制，之后輸出到對端的ADSL Modem中。

目前的DSLAM分為ATM-DSLAM和IP-DSLAM。二者的主要區(qū)別是：ATM-DSLAM 是全程ATM的連接，而IP-DSLAM則是將ATM連接到DSLAM設(shè)備的相關(guān)功能板（以太網(wǎng)板）、實現(xiàn)ATM的終結(jié)，然后將ATM信元轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)幀進(jìn)行傳輸。從組網(wǎng)方式看：ATM-DSLAM和IP-DSLAM都作為接入設(shè)備來使用，但ATM-DSLAM是上連ATM匯聚交換機(jī)，而IP-DSLAM是上連三層交換機(jī)。從業(yè)務(wù)應(yīng)用看：ATM-DSLAM應(yīng)用PVC實現(xiàn)隧道機(jī)制、安全機(jī)制和帶寬承諾機(jī)制，QoS的性能也較好，適合開放VPN業(yè)務(wù)。而IP DSLAM的PVC由于在端局設(shè)備終結(jié)，IP在數(shù)據(jù)安全性及帶寬控制方面又有先天的不足，且QoS性能較差，所以更適合訪問型的Internet業(yè)務(wù)。從用戶認(rèn)證看：ATM-DSLAM的認(rèn)證是通過將PVC終結(jié)在ATM寬帶接入服務(wù)器（BAS）上實現(xiàn)的。而IP-DSLAM的PVC的映射將VLAN標(biāo)識符（ID）送給IP-BAS來對用戶進(jìn)行認(rèn)證（也就是說如果沒有VLAN ID送給上層的BAS，就無法對用戶進(jìn)行認(rèn)證）。因此必須要求IP DSLAM支持VLAN的數(shù)較多，以在PVC和VLAN ID上進(jìn)行一對一的映射和唯一利用VLAN ID來表示用戶。

ATMDSLAM設(shè)備基于ATM先進(jìn)的技術(shù)設(shè)計，完全支持多種ATM業(yè)務(wù)，如CBR、rt-VBR、nrt-UBR、UBR等，對這些業(yè)務(wù)提供不同的處理措施、不同的緩存空間和調(diào)度優(yōu)先級以及不同級別的業(yè)務(wù)整形功能等，使得不同的ATM業(yè)務(wù)類型在整個業(yè)務(wù)傳輸過程中，得到與之相適應(yīng)的帶寬及高性能QoS支持的保證。ATM是面向連接的傳輸，具有天然的安全隔離機(jī)制，既PVC，因此不會發(fā)生信息泄露情況。