IP over ATM寬帶技術在金融業中的應用前景

中國人民銀行福州中心支行 呂才軍

一、IP over ATM寬帶技術的技術要點

IP over ATM是一種通過ATM承載網絡來傳送IP業務數據報文的新技術。ATM是通過虛電路標識來傳遞信息的協議，使用資源預留將連接建立以后再進行通信，而且可以劃分不同的業務等級及提供相應的QOS保證，因此利用ATM可以進一步提高IP業務的服務質量，并使網絡有良好的流量控制、均衡能力及故障恢復能力，提高了網絡的可靠性。IP over ATM將IP協議和ATM協議結合起來，實現優勢互補，以解決寬帶應用問題，并最終實現基于IP的實時多媒體業務。IP over ATM組網結構如圖1所示。

(一)采用流量感知型路由配置ATM核心網絡

流量感知型路由引入一種真正動態的、無控制的SPVC，它根據網絡的自身狀態進行路由選擇。利用動態SPVC(DSPVC)，網絡工程師為每個IP流挑選明確的端到端通路。流量感知型路由通過PNNI協議實現，它采用非指導型自動路由選擇。在這種方式中，網管員只須配置端點，并且為每個連接分配流量。然后，交換機在其間自動選擇最佳通路。

(二)通過流量工程實現ATM網絡最大利用率

流量工程是公認的ATM強項。ATM使用連接接納控制(CAC)，流量整形以及用法/網絡參數控制(UPC)或策略來確保信息流遵守流量合同，超過部分將被打上標記，在網絡過載時將被丟棄，通過帶標記的包或丟棄的包，終端用戶將得到擁塞信息。在流量工程中，網絡設計者們映射端到端業務，將網絡流量與這些業務流匹配，并且針對不同的服務類型和組別分配路由策略。另一種路由選擇方式就是使用PNNI協議，它是一種支持交換型虛電路（SVC）請求動態路由選擇的交換機至交換機協議，解決在網絡核心位置流量不受控制而出現的鏈路利用不平衡問題。

(三)采用MPLS將IP路由與流量工程合一

流量感知型路由也有它的局限：即IP和ATM協議相互不能直接通信。這就造成交換機和路由器要分別指定，而且流量感知型路由的優勢只能隔離在交換核心網。MPLS的目標就是在服務層和交換層之間提供直接通信，因此在網絡服務如何配置方面進行了巨大的改進。MPLS提供服務至交換層的直接通信方式，它可以取消兩級指定，令在路由器位置的網絡管理者可以指定服務和識別端點，極大地簡化了配置。此外，MPLS還提供服務和交換層之間的接口，使網管員可以對路由器進行指定服務，而且可以為整個網絡進行指定。通過在源和目的路由器之間開通一個單跳隧道，MPLS實現了回避連接要求和改善路由器效率，即增加了吞吐量又減少了開銷。

(四)良好的服務質量QoS支持

服務質量有關的參數有端到端的時延，時延抖動、丟棄率和吞吐量。ATM提供了豐富的QoS參數，智能的排隊和調度機制使得協商后的QoS參數得到保證。ATM提供不同的服務類型以與不同要求的就用相協調，比如QoS要求高的應用可用CBR、VBR業務，而對QoS要求相對低的應用，可以采用ABR和UBR業務，這些ATM的屬性使得可以容易地在IP級提供QoS，具有一定的QoS的信息流可以映射到具有相應QoS的VCC，例如話音流映射到CBR或VBR連接，而文件傳輸可以映射ABR連接。

二、IP over ATM在金融業中的應用前景

(一)網絡架構革命性的變化

目前金融行業完成了骨干網、生產網、金融城域網等網絡建設，承載的業務類型也越來越豐富，要求既容納非實時的數據業務如公民身份聯網核查、征信、反洗錢等業務，又容納實時的賬戶管理、國庫、電視會議、視頻監控等業務。但目前所有的骨干網基礎網絡架構都是基于傳統的無連接的IP系統，傳統的IP技術存在路由器瓶頸、無連接、分組長度可變且分組獨立傳輸、時延不確定性、QOS難以保證等問題，因而無法確保實時性要求較高的業務可靠穩定地傳輸。在面向連接的IP over ATM環境下，未來的網絡架構將發生革命性的變化，涉及范圍包括網絡設計與規劃、路由協議設計與規劃、安全管理、運維管理等多個方面。

表1 一種可行的業務分類和QOS保障標準

圖1 IP over ATM組網結構圖

(二)高速網絡傳輸

傳輸層主要完成的網絡功能有：最大限度地提供容量、提供可靠的點到點傳遞、針對網絡范圍的同步服務確保正確定時以及保證故障檢測和恢復。IP over ATM的基本原理是將IP數據包在ATM層全部封裝為ATM信元，以ATM信元的形式在信道中傳輸。當網絡中的交換機接收到一個IP數據包時，它首先根據IP數據包的目標網絡地址按特定的路由策略進行路由處理并轉發。其次，它按計算的路由在ATM網建立虛電路(VC)。此后，IP數據包將在此虛電路VC上以直通方式傳輸而不再經過路由，從而將IP包的轉發速度提高到交換速度。

為業務量保持同步所需的許多進程都發生在傳輸層，這些進程提升每條光纖的傳輸容量和傳輸效率，其中使用的技術包括自動保護交換(APS)，為優化數據業務量傳送而進行的幀/ATM轉換，為在相同的光纖上傳遞更多業務量而發明的密集波分復用DWDM技術。

(三)擴展性強、支持多種業務流

隨著多媒體應用特別是視頻會議、視頻點播、遠程教學、可視電話等應用的日益廣泛發展，IP over ATM改變了傳統IP網絡系統的路由方式，支持多種業務類型、劃分業務等級、提供相應的服務質量(QOS)保證、給視頻業務帶來全新的體驗。表1為一種可行的業務分類和QOS保障標準。

IP over ATM是一種靈活的網絡策略，按照多媒體業務實際需要動態分配通信資源；對特定業務，傳送速率隨著信息到達的速率變化而變化。對于任何業務類型，無論其速率高低、突發性大小、實時性要求和質量要求如何，都可通過ATM網絡NP參數的適配提供滿意的服務。

隨著Internet的高速發展、各金融機構部署了大量的便民、基于Internet的全新業務，如網上轉賬、電子銀行、網上支持、網上理財、網上證券等實時性業務。IP over ATM的部署實施可為未來金融行業開拓新業務提供了堅實的技術基礎。可以預見，在未來IP over ATM網絡環境下，將會迎來金融業務的大發展，不管傳統的網上銀行、電子轉賬、網上證券還是新型的第三方支付、移動支付等業務都將獲得更多的用戶群體以及更大量的業務。

(四)IP over ATM技術應用的難點

IP與ATM技術相結合的主要難點在于：ATM是面向連接的技術，而IP是無連接的技術。ATM與IP的編址方案和路由選擇規則有很大的差異性，相互之間的協調配合較為復雜。目前解決這一難題的主要手段有重疊模式和集成模式兩種。

另外一個問題是如何使得局域網(如以太網802.3)上的應用能夠在ATM上繼續使用，局域網和ATM使用相同的網絡層協議，從而實現互操作性。為此，業界定義了一種ATM業務，稱為局域網仿真技術LANE。LANE仿真技術的基本思路是利用ATM仿真以太網，使得ATM LAN看起來像是一個由路由器互連的邏輯共享介質的局域網，通過在屬于同一邏輯LAN的ATM節點間建立ATM多址組的方式仿真共享LAN。

三、結束語

相比傳統IP網絡，IP over ATM寬帶骨干網技術在帶寬、效率、開銷、安全管理等方面存在明顯的優勢，在銀行、保險、證券等金融機構有著廣闊的應用前景。但對于傳統的網絡，改造成本與效益也是需要考慮的因素。因此本文提出一種未來骨干網網絡架構的可能發展方向，希望達到拋磚引玉的目的。