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MPOA ATM上的多协议模型

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1. MPOA模型概述
为了克服LANE和IPOA的缺点,ATM 论坛推出了一个新的规范——ATM上的多协议规范(MPOA) 。MPOA集成了LANE、IPOA、下一跳解析协议(NHRP)和Mars规范的功能,能支持多种网络协议,直接把网络层地址映射为ATM地址,能支持可变长度的最大传输单元(MTU:Maximum Transmission Unit) 。同时还引入了虚拟路由器的概念,从而使主机间能建立直接的ATM虚电路,解决了LANE和IPOA的路由器瓶颈问题 。
MPOA是充分利用了已有的协议和标准,在ATM交换网络上提供路由功能 。通过引入"交换路由器"的概念,MPOA试图提供好的网络伸缩性和灵活性 。"交换路由器"仿真了传统路由器网络的功能,同时消除了经过多"跳"所带来的性能限制 。在MPOA中,不论是否属于相同或不同的子网,任何具有MPOA功能的主机和边缘设备都可以和另一台设备在ATM交换中建立直接(Shortcut)连接 。MPOA能辨识数据流,并将这些数据流直接映射到ATM交换虚电路上 。这种跨越ATM建立直接连接的技术有时被称为"直通"或"零"跳路由 。相比在纯粹基于路由器的子网间的路由方案,在ATM交换结构上建立直接连接能显著提高性能,数据包是在直接连接上传输,而不像在传统网络中,每个包都要经过多个路由器一个跳接另一个跳地处理,端到端之间的延时减少 。
MPOA的基本思想是将传统多协议路由器中的数据包转发功能和路由功能分开到MPOA客户端和MPOA服务器中 。例如,地址治理和拓扑结构检测由MPOA服务器(MPS)处理,而数据转发由MPOA客户端(MPC)通过ATM交换结构实现 。MPS通常是由连接到ATM交换机上的传统路由器实现,或由一台独立的、连接到ATM交换机的路由服务器实现 。MPC存在于边缘设备和连接到ATM上的主机中,从物理上将计算网络互联路由的功能与转发数据包的功能分开 。传统的路由器受到其专用背板速度的限制,而基于MPOA的路由系统充分利用了基于标准的ATM交换结构,产生出一个性能极高的路由体系结构,非常理想地满足了今天所有在基于路由的局域网或广域网上运行的高带宽应用系统的需求 。
数据传输是通过将网络层协议如IP和IPX直接映射到ATM,在基于标准的ATM结构上进行,这样就可以将网络层协议中的QOS机制对应到低层的ATM交换结构中 。最终对时间敏感的流量可以充分利用ATM体系结构的QOS能力,同时融合已经大量安装的低成本技术,如连接到桌面的以太网和TCP/IP 。这样可以答应低成本、高性能的多媒体应用(如视频会议、视频点播和远程教学)在网络上运行 。
可见，MPOA解决了以下三个问题:
?定义了一种高效、低延迟的寻径方法,在ATM网络中对IP或其它协议进行寻径 。
?能让网络治理员建立网络层的虚拟子网,扩展路由边界,因此作为虚拟网络的一部分,用户可以被组织到一起,而不管它在网络中的实际物理位置 。
?答应应用程序充分利用ATM网络的QOS 。
2. MPOA模型的体系结构
(1)基本组成
MPOA采用了LANE、NHRP、交换路由器(Switched Router)三种互补的技术 。LANE是在ATM上仿真第二层的局域网技术,如以太网或令牌环,使得ATM透明于上层应用;而NHRP则提供了一种基于网络层地址进行寻址机制,在ATM骨干上建立一种直接连接;交换路由器可将传统路由器的功能分离到网络中不同的组成成分中,从而降低了成本,提高了效率 。
(2)逻辑组成部件
MPOA协议定义了其逻辑组成部件,它们可以在不同的硬件配置上实现 。包括：
* 边缘设备: 边缘设备是一种价格低廉的设备,它可以根据IP数据包的网络层目的地址和MAC层目的地址在传统的LAN接口与ATM接口间传输数据 。
* MPOA客户(MPC): MPC驻留在边缘设备或连接到ATM交换机的主机上,主要功能是充当互联网络上直接连接通信的出口点和入口点 。一个MPC一旦检测到通信流,那么会请求为其服务的MPS提供目的地的有关信息,并检测直接连接是否可以建立 。假如可能,那么MPC就会建立一条SVC,并沿着这条路径向目的地发送数据 。MPC和MPS使用NHRP协议进行通信,MPC能够保留与MPS相互通信时取得的直接连接信息 。没有数据流的SVC在超过一个预先设置好的时间后将被自动拆除 。

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