ATM上的IP協定

IPOA(IP Over ATM)是在ATM-LAN上傳送IP數據包的一種技術。它規定了利用ATM網路在ATM終端間建立連線，特別是建立交換型虛連線(SVC:Switched Virtual Circuit)進行IP數據通信的規範。

中文名稱	ATM上的IP協定
英文名稱	IP over ATM;IPoA
定　　義	在異步轉移模式網(ATM network)上建立IP網，即在異步轉移模式網(ATM network)上支持網際網路協定(IP)的技術。
套用學科	通信科技（一級學科），通信協定（二級學科）

基本介紹

• 中文名：ATM上的IP技術
• 外文名：IPoA

簡介

在ATM-LAN中，ATM網路可看作一個單一的(通常是本地的)物理網路，如同其它網路一樣，人們使用路由器連線所有異構網路，而TCP/IP允許ATM網路上的一組計算機象一個獨立的區域網路一樣工作，這樣的一組計算機被叫做LIS(Logical IP Subnet)，在一個LIS內的計算機共享一個IP網路地址(IP子網地址)，LIS內部的計算機可以互相直接通信，但是當一個LIS內的計算機要和其它的LIS或網路中的計算機通信時必須經過兩個互連的LIS路由器，很明顯，LIS的特性與傳統IP子網相似。類似乙太網，IP數據包在ATM網路上傳輸也必須進行IP位址綁定，ATM給每一個連線的計算機分配ATM物理地址，當建立虛連線時必須使用這個物理地址，但由於ATM硬體不支持廣播，所以，IP無法使用傳統的ARP將其地址綁定到ATM地址。在ATM網路中，每一個LIS配置至少一個ATM ARP SERVER 以完成地址綁定工作。

IPoA工作原理

IPoA的基本原理是將lP數據包在ATM層全部封裝為ATM信元，以ATM信元形式在信道中傳輸。當網路中的交換機接收到一個IP數據包時，它首先根據IP數據包的IP位址通過某種機制進行路由地址處理，按路由轉發。隨後，按已計算的路由在ATM網上建立虛電路(VC)。以後的IP數據包將在此虛電路VC上以直通(Cut_Through)方式傳輸而下載經過路由器，從而有效地解決IP的路由器的瓶頸問題，並將IP包的轉發速度提高到交換速度。

IPoA功能

IPOA的主要功能有兩個:地址解析和數據封裝。

地址解析就是完成地址綁定功能。對於PVC(Permanent Virtual Circuit)來說，因為PVC是由管理員手工配置的，因此一個主機可能只知道PVC的VPI/VCI標識，而不知道遠地主機的IP位址和ATM地址，這就需要IP解析機制能夠識別連線在一條PVC上的遠地計算機;對於SVC來說，地址解析更加複雜，需要兩級地址解析過程。首先，當需要建立SVC時，必須把目的端的IP位址解析成ATM地址;其次，當在一條已有的SVC上傳輸數據包時，目的端的IP位址必須映射成SVC的VPI/VCI標識。

對於IP數據包的封裝問題，目前有下面兩種封裝形式可以採用：

• VC封裝:一條VC用於傳輸一種特定的協定數據(如IP數據和ARP數據)，傳輸效率很高;
  
• 協定封裝:使用同一條VC傳輸多種協定數據，這樣必須給數據加上類型欄位，IPOA中使用預設的LLC/SNAP封裝標明數據類型信息。
  

IPoA工作過程

整個系統的工作過程如下:首先是Client端的IPOA初始化過程，即Client加入LIS的過程，由Client端的IPOA高層發出初始化命令，向SERVER註冊自身，註冊成功後，Client變為”Operational”狀態，意味著現在的Client可以接收/傳輸數據了。當主機要傳送數據時，它使用通常的IP選路，以便找到適當的下一跳(next-hop)地址，然後把數據傳送到相應的網路接口，網路接口軟體必須解析出對應目的端的ATM地址，該地址有兩種方法可以獲得:

• 直接從Client端的解析表中查到;
  
• 通過傳送ATMARP請求獲得。
  

接下去用戶可作兩種選擇:

• 假如有可利用的連線目的端的VCC，那么直接把數據傳送給AAL5層，通過VCC傳輸出去;
  
• 假如(1)不滿足，那就通過信令過程建立適合的鏈路，然後進行傳輸。(實際中的數據傳輸過程由於牽涉到QOS設定問題，所以要比上面的論述複雜一些。)當Client接收到AAL5的數據時，處理過程比較簡單，只須簡單地解除封裝，根據協定數據類型交給相應模組處理即可。
  

除了數據傳輸的任務外，Client還要維護地址信息，包含定期更新SERVER上的地址信息和本地的地址信息。假如Client的地址信息不能被及時更新，那么此Client就會變成非可用狀態，需要重新初始化後才能使用。

在Client傳輸數據時，它可能同時向許多不同的目的端傳送和接收數據，因此必須同時維護多條連線。連線的管理髮生在IP下面的網路接口軟體中，該系統可以採用一個鍊表來實現此功能，鍊表中的每一數據項包含諸如鏈路的首/末端地址、使用狀態、更新標誌、更新時間、QOS信息和VCC等一條鏈路所必須的信息。

IPoA在 TCP/IP 協定棧中的位置

ATM網路是面向連線的，TCP/IP只是將其作為象乙太網一樣的另一種物理網路來看待。從TCP/IP的協定體系結構來看，除了要建立虛連線之外，IPOA與網路接口層完成的功能類似，即完成IP位址到硬體地址(ATM地址)的映射過程，封裝並傳送輸出的數據分組，接收輸入的數據分組並將其傳送到對應的模組。當然，除了以上功能之外，網路接口還負責與硬體通信(設備驅動程式也屬於網路接口層)。

在OSI模型中，IPOA位於IP層以下，屬網路接口層，其建立連線的工作通過RFC1755請求UNI3.1處理信令訊息完成。