用何種技術來建設Internet骨干網?ATM似乎是大勢所趨。然而,美國Pacific Bell已發
現當IP業務繁忙時或出現大量不均衡、突發性業務時,會發生ATM降載;ANS也曾因主干網路由
器不堪負荷而引起整個系統停機。美國主要的Internet主干網提供商在主干網技術的選擇上
分成了兩派:PacificBell和Ameritech采用IP Over ATM的解決方案,而Sprint、MAE-East、
MAE-West和BBN采用一種稱為POS的解決方案,即IP Over SDH/SONET技術。關於IP Over AT或
POS孰優孰劣的辯論正在展開。 用何種技術來建設Internet骨干網?ATM似乎是大勢所趨。然
而,美國Pacific Bell已發現當IP業務繁忙時或出現大量不均衡、突發性業務時,會發生ATM
降載;ANS也曾因主干網路由器不堪負荷而引起整個系統停機。美國主要的Internet主干網提
供商在主干網技術的選擇上分成了兩派:PacificBell和Ameritech采用IP Over ATM的解決方
案,而Sprint、MAE-East、MAE-West和BBN采用一種稱為POS的解決方案,即IP Over SD/SONE
T技術。關於IP Over ATM或POS孰優孰劣的辯論正在展開。
一、爭論的由來
作為爆炸性發展中的Internet主干網的解決方案,IP Over ATM技術,特別是其中的標記
交換技術(Tag Switching、IP Switching),提供了優秀的解決途徑。但IP Over ATM用於多
層網絡,其多重地址映射、不同層次網絡拓撲相互識別、多種協議轉換,以及ATM交換機與路
由器某些功能的重疊及相互干擾(例如一條鏈路如果發生故障時,ATM交換機與路由器都試圖
環繞它實施迂回路由,這就產生了復雜性,反而可能造成了迂回路由的障礙),增加了網絡體系
結構的復雜性。IP Over SDH/SONET(其中IP為互連網協議,位於OSI第三層;SDH為同步數字體
系(Synchronous Digital Hierarchy)為歐洲數字信號體系,我國也采用這種體系;SONET為同
步光纜網(Synchronous Optical Network)是北美數字信號體系;SDH或SONET位於OSI第一層
,由於其上傳輸幀,位於OSI 1.5層)。作為Internet主干網的解決方案,本質上保持了Intere
t作為IP網、非連接的特征,形成統一的平面網,簡化了網絡體系結構。
IP Over SDH/SONET是IP數據包通過采用點到點協議(PPP,Point to Point Protocol,位
於OSI第二層),映射到SDH/SONET幀上,按某各次群SDH/SONET相應的線速率進行連續傳輸(符
合RFC1619,"PPP Over SDH/SONET";RFC1662,"PPP in HDLC-like Framing"標准)。
因此,也叫Packet Over SDH/SONET或PPP Over SDH/SONET(POS)。
以ATM或路由器組成的Internet主干網,在早期運行中均曾發生過重大事故。如Pacifi
Bell發現當IP業務繁忙時或出現大量不均衡、突發性業務時,發生ATM降載現象;他們曾在TM
前配置FDDI作為過渡措施來解決;最后發現早期選用的ATM其緩沖容量不足,重新對ATM選型,
徹底解決了問題。又如ANS主干網路由器不堪負荷,引起整個系統停機的"Internet危機",他
們重新選擇了大容量新型路由器解決了問題。在國際上辯論IP Over ATM或POS孰優孰劣時上
述兩個例子對選擇哪種解決方案並不起什么作用。
在美國,主要的Internet主干網提供者或大型ISP,如PacificBell和Ameritech,采用IPO
ver ATM的解決方案;Sprint、MAE-East、MAE-West和BBN采用POS的解決方案;其他主干網提
供者大多尚未確定未來的解決方案。
順便指出,目前的POS解決方案僅適用於解決單業務平台,傳送數據包(Data Packet)的場
合。對數據包的處理技術分兩類:第一類是以ATM交換機跨接路由器直通(Cut through)處理
的方式,即第一個包通過路由器進行檢查、鑒別和處理,以后相同的包由ATM交換機跨接直通
傳輸,不再通過路由器。這種處理方式僅適用於局域網、企業網、校園網。如仿真局域網、
3Com的第三層交換(Fast IP)、Ipsilon的IP交換(IP Switching)、CISCO的Netflow等。第二
類是逐包處理,傳統的路由器網是采用逐包處理的方式,采用下列新型路由器技術的POS網也
采用逐包處理的方式,這些新型的路由技術,如:CISCO的千兆位交換路由器(GSR)、Ascend的
千兆位路由轉發器(GRF)、Bay主干節點路由器(BCN),以及Juniper正在開發的千兆位速率傳
輸技術等。
二、路由器技術的發展
新型千兆位路由器是POS組網的核心。在網絡發展中,路由器與交換機在主干或核心網絡
中配置之爭由來以久,傳統路由器已成為Internet主干網發展中的瓶頸。近年來,由於采用了
緩存(Cache)技術、硬件(芯片)快速處理技術、標記交換技術、以信元(Cell)交換結構作為
路由器內部體系架構的路由交換技術等,路由器發展很快。
吞吐量(though put)大於10Gbps(如CSICO GSR-12000為20~60Gbps),轉發速度大於100
Kpps(如CISCO GSR-12000達2750Kpps,260byte/packet;並計划到1998年突破2500Kpps;Asen
d GRF 1120Kpps,64byte/packet;Bay BCN 1000~1500Kpps,64byte/packet),中繼速率可支
持STM-4(OC~12)622Mbps及STM-16(OC-48)2.4Gbps的千兆位路由器的出現,以及其單位吞吐
量價格的大幅度下降,足以與ATM相抗衡。
由於集成信道服務單元(CSU,Channel Service Unit)和簡單的信道化處理(Channelizd
Access),提高了端口密度,降低了端口費用。實際上已把多路復用器(MUX)做到路由器中。
如CISCO 7500具有176個E1端口,信道化處理后,每個E1端口支持30個64Kbps信道。高端口密
度路由器系列在端口密度上已與ATM處於均勢狀態。
新型路由器系列在轉發每個包時消耗的時延,以DS3(45Mbps)電路,2000byte/packet為例
,也已降至0.4~3ms以下,進入/離開所有設備的時延允許50~75ms,路由器轉發時延在其中已
不再成為問題。
龐大復雜的路由表查找困難,是路由器發展中遇到的最大難點。隨着網絡規模的急速膨
脹,路由表容量相應增長,GRF有15萬行,7500系列有25萬行,GSR-12000有100萬行。對於查找
路由表,雖然采取了一些措施,如對經常查找的地址采用緩存的方式,對子網進行總結性歸類
以縮小路由表項等,但仍未找到根本性解決措施。實行標記交換可大大壓縮路由表容量,但已
超出POS范疇而進入IP Over ATM領域。
與龐大復雜的路由表建立、學習、修改、查找有關的是路由器自身需要交換的信息占用
帶寬高達30~50%,開銷甚大。
路由器能支持業務等級(CoS),還不能充分保證優先等級的業務質量(QoS)。
上述路由器技術發展中的主要利弊分析,涉及到對IP Over ATM或IP Over SDH/SONET兩
種解決方案的權衡與選擇。