ATM与PSN的结合

ATM最初的构想是通过ATM技术可以解决所有的网络通信问题。由于ATM技术过于完善，其协议体系的复杂性造成了ATM系统研制、配置、管理和故障定位的难度。ATM诞生后始终没有机会建立一个纯ATM网来表现其卓越的性能。

到了90年代后期，Internet及相应的IP技术以其简单性和灵活性在市场上压倒了ATM，在应用领域取得了迅猛的发展。不过，ATM在提供有质量保证的综合业务传送能力方面的优势无可置疑。于是，诞生了ATM网络与现有分组交换网络PSN（Packet Switched Network）相互结合使用的技术。

ATMoPSN

ATMoPSN即ATM业务在PSN网络上透明传输，指利用PSN网络的PWE3（Pseudo-Wire Emulation Edge to Edge）技术将传统的ATM网络连通起来，在PSN网络上提供传统的ATM业务的仿真。

图10-10 ATMoPSN组网模型

ATMoPSN的报文结构如图10-11。

图10-11 ATM PWE3封装格式

一个ATMoPSN报文只封装一个ATM信元。

PSNoATM

说明：

为了方便，本文将IPoA统称为PSNoATM（PSN over ATM）技术。

• IPoA

  随着核心网络IP化的趋势以及以太网技术在接入层设备的普及，ATM网络广泛用于承载IP业务和Ethernet业务。ATM作为IP业务和Ethernet业务的承载网，提供了高速点对点连接，优良的网络性能，和完善、成熟的QoS保证。

  IP在ATM网上通信，IP分组必须在AAL层上进行适配，从而在源端分段成信元并在目的端组装成分组。

  图10-12 IPoA
  
  

  IPoA：用ATM直接承载网络层的IP包。

  图10-13 ATM封装IP业务
  
  

ATMoPSN的QoS

ATMoPSN的典型组网模型如图10-14，ATM PWE3报文结构如图10-15。

图10-14 ATMoPSN组网模型

图10-15 ATM PWE3封装格式

根据ATMoPSN组网模型及ATM PWE3封装格式可知，ATM信元在PSN网络传递过程中被封装了MPLS标签，只需要采用MPLS网络现有的QoS机制，就可以保证PW端到端的QoS。

但要在PSN网络传输ATM信元的过程中保持ATM网络的QoS能力，还需要对ATM的QoS参数与MPLS QoS机制中的QoS优先级标记（MPLS Exp）进行映射。华为路由器通过ATM流分类实现此功能：

• 在对进入PSN网络的ATM信元进行封装时，入节点PE根据ATM网络的服务类型和CLP值映射到路由器的内部的服务等级（Service-Class）和丢弃优先级（Color）；
• 在ATM信元离开PSN网络前，出节点PE在进行解封装时根据路由器内部优先级和颜色映射成ATM信元原有的CLP值。
  图10-16 ATMoPSN优先级映射过程
  
  

ATMoPSN QoS中使用的ATM流分类为强制流分类。

ATM强制流分类

强制流分类不关注ATM信元的服务类型和优先级，在ATM网络的边缘路由器的上行接口，强制为某个PVC、某个接口（包括主接口和子接口）或者某个PVP的流量指定IP报文的业务优先级和颜色，并根据指定的业务优先级和报文颜色在ATM网络边缘路由器的下行接口应用QoS策略。

PSNoATM的QoS

说明：

为了方便，本文将IPoA称为PSNoATM（PSN over ATM）技术。

在华为路由器上，除了ATM协议本身的流量控制和拥塞控制机制外，还实现了以下几种ATM QoS机制：

• ATM流分类

  ATM网络在承载IP业务、Ethernet业务和PPP业务时，为了在ATM网络传递过程中保持报文的优先级，需要将IP报文的各种优先级映射到ATM业务优先级，实现这一功能的是ATM流分类。

  PSNoATM中，ATM流分类支持两种方法：

  • ATM强制流分类

    实现原理与ATMoPSN中的类似，此处不再赘述。

  • ATM复杂流分类

    ATM复杂流分类的原理与IP QoS中的类似，唯一区别在于：ATM复杂流分类的流量策略需要应用在ATM（子）接口或Virtual-Ethernet接口上。

    关于IP QoS复杂流分类的详细描述，请参见“复杂流分类”。

• ATM流量整形

  ATM流量整形是一种改变VCC或VPC上的信元流的业务特性，使这类信元以比较均匀的速度向外发送，以利于ATM网络上下游之间的带宽匹配。

  ATM流量整形通过降低峰值速率、限制突发业务流的长度、及时调整信元间隔以降低信元时延变化、业务排队机制等几个方面来实现。ATM流量整形的实现原理与IP QoS中的流量整形类似，差别在于：

  • IP QoS流量整形的对象是IP报文，而ATM流量整形对象是ATM信元。

  • IP QoS流量整形采用令牌桶算法，而ATM流量整形采用漏桶算法。

    这两种算法的区别在于：漏桶算法能够强行限制数据的传输速率，而令牌桶算法能够在限制数据的平均传输速率的同时还允许某种程度的突发传输。

  ATM流量整形可在ATM网络中任何地方实现，但一般用在ATM网络出口处。

• ATM PVC拥塞管理

  ATM PVC拥塞管理是指对超过PVC带宽的报文不丢弃，而是缓存起来，在网络有空闲带宽的时候再通过队列调度机制发送。

  一个PVC有8个队列，其中只有一个队列采用SP调度算法，称为PQ队列，其他队列采用WFQ算法，称为WFQ队列。ATM PVC目前只支持一级队列调度，队列调度机制与IP QoS类似，详细的介绍请参见“队列及拥塞管理”。

  此外，华为路由器支持对UBR类型的PVC/PVP的流量内部服务等级进行调整，从而实现对不同优先级的PVC的流量进行调度。