淺析ATM局域網仿真技術

摘要：為了使現有的大量局域網上的應用能夠在ATM上繼續使用，以實現現有局域網和ATM之間的互操作性，關鍵的問題是在現有局域網和ATM網上使用相同的網絡層協議，一種方法局域網仿真。

關鍵詞：ATM局域網 仿真

ATM有許多誘人的特點。但是由于ATM與傳統局域網的許多相沖突的特性，使得它與傳統局域網的互操作的能力成為ATM成功的關鍵。因為用戶是不情愿放棄傳統局域網上的大量資源的。現在許多網絡管理人員和網絡廠商都在探討將他們現有的網絡向ATM移植的好處和困難。

1、傳統局域網與ATM網絡

為了使現有的大量局域網(包括以太網IEEE802.3和令牌環網IEEE802.5)上的應用能夠在ATM上繼續使用，以實現現有局域網和ATM之間的互操作性，關鍵的問題是在現有局域網和ATM網上使用相同的網絡層協議，如IP和IPX。在ATM上實現網絡層協議有兩種方法。一種方法稱為傳統方式，就是在ATM上直接支持網絡層協議，如IP和IPX，使用地址解析機制將網絡層地址直接映射成ATM地址，這樣網絡層的信息包就可以通過ATM網絡進行傳送了如IPOA。另一種方法局域網仿真。

傳統局域網與ATM提供的服務有如下區別：ATM采用面向連接的點對點的通道復用方式來傳輸數據；而傳統局域網是以非連接方式來傳輸數據的。由于傳統局域網是共享媒體的，所以比較容易實現廣播(Broadcast)或組播(Muhicast)通信；而ATM則要采用較復雜的技術來實現。傳統局域網以不定長度的幀(Frame)為單位來傳輸數據；而ATM則采用固定長度信元，每個信元只有53字節。

2、局域網仿真(LANE)

在局域網仿真方面，ATM已經制定了局域網仿真標準。局域網仿真協議(LANE)的功能是在ATM網絡上仿真傳統局域網。局域網仿真協議包括了對以太網IEEE802.3和令牌環網IEEE802.5的仿真。

(1)ATM局域網仿真的內容

無連接服務，傳統局域網站點不需事先建立連接就可以傳送數據；局域網仿真要為參與仿真的站點提供類似的無連接服務。組播服務，局域網仿真服務要支持組播MAC地址的使用。ATM站點中的MAC驅動器接口，局域網仿真的主要目的是使已有的局域網上的應用能夠通過傳統協議如IP、IPX、Net-BIOS、APPN、AppleTalk等訪問ATM網絡，就像它們在傳統局域網上運行一樣。由于傳統局域網上的這些協議都是運行在標準的MAC驅動器接口(如NDIS、ODI等)上的，局域網仿真服務就提供相同的MAC驅動器服務原語，以保證網絡層協議不需經過修改就能運行。仿真局域網(EmulaltedLANs：ELAN)，在有些環境中，可能需要在一個網絡中配置多個分開的域。從這種需要出發便產生了“仿真局域網”的概念。仿真局域網由一組ATM附屬設備組成，這組設備在邏輯上與以太網IEEE802.3和令牌環網IEEE802.5的局域網網段類似。在一個ATM網絡中可以有多個仿真局域網。終端設備屬于哪個仿真局域網與它的物理位置無關。一個終端設備可以同時屬于多個仿真局域網。同一個ATM網絡中的多個仿真局域網在邏輯上是相互獨立的。與傳統局域網的互聯，局域網仿真不僅提供與ATM站點的連接，而且提供與傳統局域網站點的連接。因此不僅包括有ATM站點與LAN站點，同時還包括LAN站點通過ATM站點與LAN站點的連接。在這種MAC層的局域網仿真中仍然可以采用傳統的橋接(Bridging)方法。

(2)局域網仿真的協議結構

ATM局域網仿真LANE位于AAL層的上面。用于LANE的AAL協議是AAL5。在網絡邊緣設備ATM至LAN交換機中，LANE為所有協議解決數據聯網問題，其辦法是把MAC層的LAN地址和ATM地址橋接起來。LANE完全獨立于其上層的協議、服務和應用軟件。由于LAN仿真過程發生在邊緣設備和終端系統上，所以對于ATM以及以太網和令牌環網的主機來說，它是完全透明的。LAN仿真把基于MAC地址的數據聯網協議變成ATM虛連接，這樣，ATM網絡的作用和表現就像無連接的LAN一樣。局域網仿真協議的最基本的功能就是將MAC地址解析為ATM地址。通過這種地址映射，它才能完成ATM上的MAC橋接協議，從而使ATM交換器更好地完成LAN交換器的功能。LANE的目的就是完成這種地址映射以確保LANE站點之間能夠建立連接并傳送數據。

3、LAN仿真的體系結構

一個ATM網絡上可以運行多個仿真LAN。仿真LAN是相對獨立的，只能通過路由器和網橋相互通信。每個仿真LAN都是以下兩種類型之一：以太網IEEE802.3或令牌環網IEEE802.5。每個仿真LAN都由一組LAN仿真客戶機(LEC)和一個LAN仿真服務(LE Service)組成。LAN仿真服務由一個LAN仿真配置服務器(LECS)、一個LAN仿真服務器(LES)和一個廣播和未知服務器(BUS)組成的。LEC是ATM站點的一部分，它表示有MAC地址標識的一組用戶。而LAN仿真服務是ATM站點或ATM交換機的一部分：它可以集中在一個站點上，也可以分布在多個站點中。LEC之間以及LEC和LAN仿真服務之間的通信是在ATM的虛通道連接(VCC)上進行的。每個LEC都是在控制VCC和數據VCC上與LAN仿真服務進行通信的。虛通道連接(VCC)可以是交換虛通道(SVC)、永久虛通道(PVC)或兩種的混合。因此LAN仿真的結構包括層間接口、用戶與網絡接口兩部分。

(1)層間接口

層間接口是LAN仿真實體與站點中其他實體間的相互作用。層間接口是以事先定義的服務接口的方式相互作用的。接口的功能為：LAN仿真層與高層之間的接口具有傳送和接收用戶數據幀的功能；LAN仿真層與ATM適配層(AAL)之間的接口具有傳送和接收AAL5幀的功能；LAN仿真實體與連接管理實體之間的接口具有建立和釋放虛擬連接的功能；LAN仿真實體與層管理實體之間的接口具有寢和控制LAN仿真實體并返回狀態消息的功能。

(2)用戶與網絡接口

用戶與網絡接口是在ATM網絡上LEC和LAN仿真服務之間的相互作用。LEC和LAN仿真服務之間是遵循IUNI協議進行相互作用的。在已LAN仿真第一版中，在一個仿真LAN中只有一個LES和BUS，所以只定義了LUNI協議。為了增強仿真LAN的功能，在后來的LANE版本中將支持多個LES和BUS，并提出LAN仿真的網絡到網絡的接口(LNNI)協議作為同一仿真LAN中各種服務器實體LES/LES、LECS/LECS和BUS/BUS之間相互作用的接口。