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(普通问题)
IPOA，IMA是什么？
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问题答案
( 1 )
答：IPOA(IP Over ATM) 是在ATM－LAN上传送IP数据包的一种技术。它规定了利用 ATM网络在ATM终端间建立连接，特别是建立交换型虚连接(SVC：Switched Virtual Circuit)进行IP数据通信的规范。
ATM－LAN中的LIS
如上图所示，在ATM－LAN中，ATM网络可看作一个单一的(通常是本地的)物理网络，如同其它网络一样，人们使用路由器连接所有异构网络，而TCP/IP允许ATM网络上的一组计算机象一个独立的局域网一样工作，这样的一组计算机被叫做LIS（Logical IP Subnet），在一个LIS内的计算机共享一个IP网络地址(IP子网地址)，LIS内部的计算机可以互相直接通信，但是当一个LIS内的计算机要和其它的 LIS或网络中的计算机通信时必须经过两个互连的LIS路由器，很明显，LIS的特性与传统IP子网相似。
类似以太网，IP数据包在ATM网络上传输也必须进行IP地址绑定，ATM给每一个连接的计算机分配ATM物理地址，当建立虚连接时必须使用这个物理地址，但由于 ATM硬件不支持广播，所以，IP无法使用传统的ARP将其地址绑定到ATM地址。在ATM网络中，每一个LIS配置至少一个 ATMARP SERVER以完成地址绑定工作。
IPOA功能介绍
IPOA的主要功能有两个：地址解析和数据封装。
地址解析就是完成地址绑定功能。对于PVC（Permanent Virtual Circuit）来说，因为PVC是由管理员手工配置的，因此一个主机可能只知道PVC的VPI/VCI标识，而不知道远地主机的IP地址和ATM地址，这就需要IP解析机制能够识别连接在一条PVC上的远地计算机；对于SVC来说，地址解析更加复杂，需要两级地址解析过程。首先，当需要建立SVC时，必须把目的端的IP地址解析成ATM地址；其次，当在一条已有的SVC上传输数据包时，目的端的IP地址必须映射成SVC的VPI/VCI标识。
对于IP数据包的封装问题，目前有下面两种封装形式可以采用：
＊ VC封装：一条VC用于传输一种特定的协议数据(如IP数据和ARP数据)，传输效率很高；
＊ 多协议封装：使用同一条VC传输多种协议数据，这样必须给数据加上类型字段，IPOA中使用缺省的LLC/SNAP封装标明数据类型信息。
IPOA工作过程
整个系统的工作过程如下：首先是Client端的IPOA初始化过程，即Client加入LIS的过程，由Client端的IPOA高层发出初始化命令，向SERVER注册自身，注册成功后，Client变为“Operational"状态，意味着现在的Client可以接收/传输数据了。当主机要发送数据时，它使用通常的IP选路，以便找到适当的下一跳(next－hop)地址，然后把数据发送到相应的网络接口，网络接口软件必须解析出对应目的端的ATM地址，该地址有两种方法可以获得：（1）直接从Client端的解析表中查到；（2）通过发送ATMARP请求获得。接下去用户可作两种选择：（1）假如有可利用的连接目的端的VCC，那么直接把数据发送给AAL5层，通过VCC传输出去；（2）假如（1）不满足，那就通过信令过程建立适合的链路，然后进行传输。 （实际中的数据传输过程由于牵涉到QOS设置问题，所以要比上面的论述复杂一些。）当Client接收到AAL5的数据时，处理过程比较简单，只须简单地解除封装，根据协议数据类型交给相应模块处理即可。
除了数据传输的任务外，Client还要维护地址信息，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时更新，那么此Client就会变成非可用状态，需要重新初始化后才能使用。
在Client传输数据时，它可能同时向许多不同的目的端发送和接收数据，因此必须同时维护多条连接。连接的管理发生在IP下面的网络接口软件中，该系统可以采用一个链表来实现此功能，链表中的每一数据项包含诸如链路的首/末端地址、使用状态、更新标志、更新时间、QOS信息和VCC等一条链路所必须的信息。
IPOA在TCP/IP
协议栈中的位置
ATM网络是面向连接的，TCP/IP只是将其作为象以太网一样的另一种物理网络来看待。从TCP/IP的协议体系结构来看，除了要建立虚连接之外，IPOA与网络接口层完成的功能类似，即完成IP地址到硬件地址(ATM地址)的映射过程，封装并发送输出的数据分组，接收输入的数据分组并将其发送到对应的模块。当然，除了以上功能之外，网络接口还负责与硬件通信(设备驱动程序也属于网络接口层)。
在OSI模型中，IPOA位于IP层以下，属网络接口层，其建立连接的工作通过RFC 1755请求UNI3.1处理信令消息完成。
IPOA技术应用发展趋势
IPOA最大的优点就是其利用了ATM网络的QOS，可以支持多媒体业务，它在网络层上将局域网接入ATM网络，既提高了网络带宽，也提升了网络的性能；但同时IPOA也存在一些缺点，比如目前的IPOA不支持广播和组播业务；另外，由于ATM－LAN中一台主机要与所有成员建立 VC连接，随着网络的增加，VC连接的数目会呈平方级数的增加，因此IPOA技术不适合于大网结构，一般用在企业网、校园网这样的网络中。
目前大家都在谈论IP和ATM的前景问题，其中一点毋庸置疑：IP和ATM在某种程度上是互补的，IP应用广泛，造价低廉；ATM虽然复杂、昂贵，但可以提供高带宽和 QOS业务质量，保障用户对业务的要求，因此两者在很长时期内将共存发展。随着用户对带宽和多业务，特别是多媒体业务的需求，网络上层采用IP已成公认事实，但下层IP由何种网络承载，是ATM、SDH，还是DWDM呢？对此依然众说纷纭，但就目前情况来看，即便作为一种过渡，IP Over ATM技术仍将具有很强的生命力。
IMA（ATM反向复用）技术
IMA是将ATM集合信元流分接到多个低速链路上，在远端再将多个低速链路复接在一起恢复成原来的集成信元流，使多个低速链路灵活方便地复用起来，它是支持高速ATM信元流的一种实用方法。所谓“反向”是因为与传统的多路复用方式是相反的。传统的多路复用是多个低速的数据流被组合起来复用到一个单一的高速信道中，在信道的另一端把高速的数据流解复用成原始的低速数据流。
IMA： 将E1（多条捆绑）复用到ATM内，也包括从ATM解出E1，实际上解出的E1的单个time－slot没有实际概念，也就是说：用户1（ATM网络）通过E1莲路传输到用户2的设备（E1到ATM设备），所以IMA只是借助E1莲路而已，不论ATM到E1和E1到ATM都叫IMA。
1、IMA技术理念
ATM－LAN中的LIS
如上图所示，在ATM－LAN中，ATM网络可看作一个单一的(通常是本地的)物理网络，如同其它网络一样，人们使用路由器连接所有异构网络，而TCP/IP允许ATM网络上的一组计算机象一个独立的局域网一样工作，这样的一组计算机被叫做LIS（Logical IP Subnet），在一个LIS内的计算机共享一个IP网络地址(IP子网地址)，LIS内部的计算机可以互相直接通信，但是当一个LIS内的计算机要和其它的 LIS或网络中的计算机通信时必须经过两个互连的LIS路由器，很明显，LIS的特性与传统IP子网相似。
类似以太网，IP数据包在ATM网络上传输也必须进行IP地址绑定，ATM给每一个连接的计算机分配ATM物理地址，当建立虚连接时必须使用这个物理地址，但由于 ATM硬件不支持广播，所以，IP无法使用传统的ARP将其地址绑定到ATM地址。在ATM网络中，每一个LIS配置至少一个 ATMARP SERVER以完成地址绑定工作。
IPOA功能介绍
IPOA的主要功能有两个：地址解析和数据封装。
地址解析就是完成地址绑定功能。对于PVC（Permanent Virtual Circuit）来说，因为PVC是由管理员手工配置的，因此一个主机可能只知道PVC的VPI/VCI标识，而不知道远地主机的IP地址和ATM地址，这就需要IP解析机制能够识别连接在一条PVC上的远地计算机；对于SVC来说，地址解析更加复杂，需要两级地址解析过程。首先，当需要建立SVC时，必须把目的端的IP地址解析成ATM地址；其次，当在一条已有的SVC上传输数据包时，目的端的IP地址必须映射成SVC的VPI/VCI标识。
对于IP数据包的封装问题，目前有下面两种封装形式可以采用：
＊ VC封装：一条VC用于传输一种特定的协议数据(如IP数据和ARP数据)，传输效率很高；
＊ 多协议封装：使用同一条VC传输多种协议数据，这样必须给数据加上类型字段，IPOA中使用缺省的LLC/SNAP封装标明数据类型信息。
IPOA工作过程
整个系统的工作过程如下：首先是Client端的IPOA初始化过程，即Client加入LIS的过程，由Client端的IPOA高层发出初始化命令，向SERVER注册自身，注册成功后，Client变为“Operational"状态，意味着现在的Client可以接收/传输数据了。当主机要发送数据时，它使用通常的IP选路，以便找到适当的下一跳(next－hop)地址，然后把数据发送到相应的网络接口，网络接口软件必须解析出对应目的端的ATM地址，该地址有两种方法可以获得：（1）直接从Client端的解析表中查到；（2）通过发送ATMARP请求获得。接下去用户可作两种选择：（1）假如有可利用的连接目的端的VCC，那么直接把数据发送给AAL5层，通过VCC传输出去；（2）假如（1）不满足，那就通过信令过程建立适合的链路，然后进行传输。 （实际中的数据传输过程由于牵涉到QOS设置问题，所以要比上面的论述复杂一些。）当Client接收到AAL5的数据时，处理过程比较简单，只须简单地解除封装，根据协议数据类型交给相应模块处理即可。
除了数据传输的任务外，Client还要维护地址信息，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时更新，那么此Client就会变成非可用状态，需要重新初始化后才能使用。
在Client传输数据时，它可能同时向许多不同的目的端发送和接收数据，因此必须同时维护多条连接。连接的管理发生在IP下面的网络接口软件中，该系统可以采用一个链表来实现此功能，链表中的每一数据项包含诸如链路的首/末端地址、使用状态、更新标志、更新时间、QOS信息和VCC等一条链路所必须的信息。
IPOA在TCP/IP
协议栈中的位置
ATM网络是面向连接的，TCP/IP只是将其作为象以太网一样的另一种物理网络来看待。从TCP/IP的协议体系结构来看，除了要建立虚连接之外，IPOA与网络接口层完成的功能类似，即完成IP地址到硬件地址(ATM地址)的映射过程，封装并发送输出的数据分组，接收输入的数据分组并将其发送到对应的模块。当然，除了以上功能之外，网络接口还负责与硬件通信(设备驱动程序也属于网络接口层)。
在OSI模型中，IPOA位于IP层以下，属网络接口层，其建立连接的工作通过RFC 1755请求UNI3.1处理信令消息完成。
IPOA技术应用发展趋势
IPOA最大的优点就是其利用了ATM网络的QOS，可以支持多媒体业务，它在网络层上将局域网接入ATM网络，既提高了网络带宽，也提升了网络的性能；但同时IPOA也存在一些缺点，比如目前的IPOA不支持广播和组播业务；另外，由于ATM－LAN中一台主机要与所有成员建立 VC连接，随着网络的增加，VC连接的数目会呈平方级数的增加，因此IPOA技术不适合于大网结构，一般用在企业网、校园网这样的网络中。
目前大家都在谈论IP和ATM的前景问题，其中一点毋庸置疑：IP和ATM在某种程度上是互补的，IP应用广泛，造价低廉；ATM虽然复杂、昂贵，但可以提供高带宽和 QOS业务质量，保障用户对业务的要求，因此两者在很长时期内将共存发展。随着用户对带宽和多业务，特别是多媒体业务的需求，网络上层采用IP已成公认事实，但下层IP由何种网络承载，是ATM、SDH，还是DWDM呢？对此依然众说纷纭，但就目前情况来看，即便作为一种过渡，IP Over ATM技术仍将具有很强的生命力。
IMA（ATM反向复用）技术
IMA是将ATM集合信元流分接到多个低速链路上，在远端再将多个低速链路复接在一起恢复成原来的集成信元流，使多个低速链路灵活方便地复用起来，它是支持高速ATM信元流的一种实用方法。所谓“反向”是因为与传统的多路复用方式是相反的。传统的多路复用是多个低速的数据流被组合起来复用到一个单一的高速信道中，在信道的另一端把高速的数据流解复用成原始的低速数据流。
IMA： 将E1（多条捆绑）复用到ATM内，也包括从ATM解出E1，实际上解出的E1的单个time－slot没有实际概念，也就是说：用户1（ATM网络）通过E1莲路传输到用户2的设备（E1到ATM设备），所以IMA只是借助E1莲路而已，不论ATM到E1和E1到ATM都叫IMA。
1、IMA技术理念
| 为进一步提升传输资源利用率，在ATM物理接口引入IMA（ATM反向多路复用）技术，当用户需要接入ATM网络的速率介于两个传统的复用级之间（如T1/E1～T3/E3之间）时，IMA可将该高速链路分拆为多个低速链路传输，并最终复接回原高速连接，此进程中，高速逻辑连接的速率近似等于组成反向复用的几个低速速率值之和，速率值未有损伤。 本质上，IMA功能层附属于ATM物理层，仅在原ATM物理层的传输汇聚子层（TC）和ATM层间定义了一个ATM反向复用子层以实现相关功能。其优势在于可动态分配带宽，即在不终止一个连接的同时，增加或减少连接的信道数，这就使得在两点间的连接带宽可依据业务流量而动态改变，从而达到节约带宽资源的目的。 2、IMA OAM信元 ATM Forum在IMA Version1.0中定义有两种IMA OAM（操作维护）信元：填充信元（Filler Cell）和ICP信元（IMA Control Protocol Cell）两种，其在格式上存有相同点，即： （1）信元头格式相同。 （2）第6个字节均设置为0X01。表示IMA Version 1.0。 （3）第7个字节第7个bit用于标识OAM信元类型：0表示填充信元，1表示ICP信元。 填充信元的作用主要是在IMA子层实现信元速率的解耦。由于信元的发送应该是连续的，当ATM层没有信元到达时，发送端IMA将通过插入填充信元来维持物理层信元流的连续性。 ICP信元用于保持链路延迟、协议同步及确定IMA组内链路间的差值延迟。发送端利用ICP信元传送IMA配置、同步、状态及故障信息给远端；接收端利用ICP信元完成对ATM信元流的重组。 3、IMA组中信元的传送方式 IMA协议中的控制单元称为IMA Frame，其由M个连续的信元组成（IMA Version 1.0中规定M必选值为128，可选值为32、64、256，信元在每条链路上标号从0～M-1）。每个IMA Frame中均包含一个ICP信元，其在IMA Frame中的位置并不固定，具体位置由ICP信元格式中偏移字节（Offset Octet）定出。 当IMA组创建成功后，信元在IM组间传送的过程大致如下： 发送端IMA： （1）IMA首先为组成IMA组中的每条物理链路分配一个LID（链路标识号），其在组内是唯一的； （2）IMA将来自ATM层信元流以信元为单位，按照循环方式分配到组内各链路上，信元分配到各链路上的顺序遵循LID递升原则。 （3）IMA在组内的每条链路上每128个信元插入一个ICP信元（以链路号递升顺序），以形成一个IMA Frame，并通过ICP信元将IMA配置、同步、状态及故障等信息发送往远端。 （4）若ATM层没有信元送来时，IMA子层则通过插入IMA填充信元来实现信元速率的解耦。 接收端IMA： （1）遵循LID递升原则接收来自IMA组内各链路上送来的信元。 （2）利用ICP信元携带的信息对链路的差值延迟进补偿，并重组原始信元流。 （3）丢弃填充信元、HEC校验有误信元及经处理后的ICP信元，并将还原后的信元流送往ATM层。 |
回答者：
wangyuan072
回答时间：2009-06-28 17:42
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