原创 MPOA多协议方案与技术介绍

MPOA 采用的是客户机  /  服务器的模型结构。其中客户机称为  MPOA  客户机(MPC),  服务器称为
MPOA  服务器  (MPS)  , MPC  和  MPS  通过仿真  LAN(ELAN)连接起来。在运行  MPOA协议的系统中  , MPC
和  MPS的位置如图所示。
 
43.5.2 MPC
MPC 驻留在  ATM 边缘设备或连接到  ATM 交换机的主机上  ,  其最基本的功能是用来转发第  3 层的
数据包  ,  但是  MPC 并不运行网络层的传统的路由协议。MPC 主要作用是建立和拆除一条快捷连接。基
于这种要求  ,  作为一个  MPC,  它必须支持一个到多个第  3层  L- 3  地址和一个  ATM地址  ,  其中一个L-3
地址用来代表这台  MPOA主机或边缘设备  ,  如果是MPOA边缘设备, MPC还必须支持多个L- 3地址  ,  这
些  L-3  地址是连接在这台边缘设备上的节点的地址。ATM地址是  MPC 的地址  ,  用于建立  VCC。MPC和
MPS使用  NHRP  下一跳解析协议  协议进行通信。MPC处于入口点和出口点的位置时,  有着不同的功能。 
MPC 处于入口点时  ,  数据包是通过这个  MPC 进入  MPOA 系统的。MPC 对收到的数据包进行检测,
这些数据包都是要通过  ELAN 送到一个具有  MPS 功能的路由器去的。当  MPC 检测到建立一条快捷连接
更有利于减轻路由器及网络的负担时, MPC 就会向  MPS发出请求要求建立一条到目的地的快捷连接。如
果网络资源允许建立这条快捷连接,  MPC 就会将有关这个连接的信息存在它的入口高速缓存器(in  ress
cache)中  ,  并且建立一条到目的地的  VCC,  对接下来收到的到这个目的地的数据包, MPC就会直接将它们
放到这个  VCC中传送。没有数据流的  VCC在超过一个预先设置好的过期时间后被自动拆除。
入口高速缓存器中所包含的信息主要是用来解析 L-3 地址到一条  VCC 的  ATM  地址的问题。总的来
说  ,  入口高速缓存器主要是处理进入  MPOA  系统的信息流  ,  看是否可以利用一条快捷连接,  同时将这
些流引导到合适的  VCC上传送。
当  MPC  处于出口点时  ,  它接收从网络上其它 MPC 传送过来的数据包,  对于从一个快捷连接传送
来的数据包  ,  MPC  会加上适当的数据链路层  DLL  封装  ,  然后通过一个  LAN 接口转发给它的本地用
户  ,DLL  的封装信息是由  MPS 提供给  MPC的  ,  并且存在它的出口高速缓存器中。
入口高速缓存器主要用来处理从一个快捷连接来的L- 3 数据包将如何封装并转发。
 

43.5.3 MPS
MPS 是 MPOA 路由器的逻辑元素  ,  它提供第  3 层的转发信息给  MPC。MPS  中包含了  NHRP  服务
器(NHS)的功能。MPS 的主要功能是通过其本地  NHS 及路由器进行通信,  以回答从入口  MPC 发来的
MPOA 的询问  ,  以确定出路径,  路径信息由目的地 ATM 地址和第  2 层封装信息表示出来,  回应给来自
MPC的地址解析请求  ,  同时  MPS  要向出口  MPC  提供  DLL  封装信息。
MPOA  路由器是一组功能的集合,  它可以作为一个独立的产品实现,  也可以构建在现有的路由器或
交换机中  ,  它负责维护本地的网络层、MAC  层和  ATM 地址信息以及路由表。MPOA  路由器通过  NHRP
进行通信  ,  解析目的地址,  使  MPC可以建立快捷连接,  路由引擎用路由协议(如RIP和  OSPF)和传统的路
由器进行通信。这样使得  MPOA系统能够和现有的路由局域网和广域网络进行连接。
 
43.5.4 MPOA中的信息流
MPOA 系统中有多种信息流  ,  总的可为  MPOA 控制流和  MPOA 数据流。所有这些信息流,  除去配
置信息流  ,  都是根据  RFC1483在  ATM VC上传送的。配置信息流的形式在LANE中有描述。
其中控制信息流包括:
  配置流:  主要用于  MPS、MPC 与  LECS  局域网仿真配置服务器  之间的通信,  以根据 LANE
中所要求的来接收配置有关的信息。

  MPC/ MPS  控制流  :  主要用于边缘设备或MPOA  主机与路由器之间作  MPC高速缓存器的
管理用。另外也可以帮助入口  MPC得到关于某个快捷连接的信息: MPS 也可利用这个控制
流来向  MPC发送一个触发信息;  出口  MPS也利用一个缓存器强制回答信息向出口MPC发
送关于出口缓存器的信息。
  MPS/ MPS控制流: MPS和  MPS之间的控制流主要是根据所采用的路由协议和NHRP来交换
信息。
  MPC/  MPC 控制流:  主要用于当出口  MPC 收到一个误传的包时向入口  MPC 发送要求中止
传送的信息。
MPOA数据流包括:
·MPC - MPC:  用于  MPC  之间利用快捷连接的VCC来传送数据。
·MPC - NHC:  用于  NHC  传送多点广播数据到MPC。
 
43.5.5 MPOA工作过程
当一个  LEC/  MPC 起来的时候  ,  它首先与  LEC 通信  ,  询问有关它想加入的  ELAN 的信息  ,  同时询
问它如何作为  MPC来运作  ,  并发送其  MPOA设备类型标识  ,  标识其为  MPC:  返回到LEC/  MPC 的信息
包括标准的  LANE的信息  ,  如所加入的  ELAN  的类型  ,  LE和  ATM地址以及帧的大小等  ,  同时也返回作
为  MP使用时所需的阈值的大小;
驻留有  MPS的路由器同时也向LES注册其成为这个  ELAN的缺省网关  ,  MPS 也与LECS通信以得到
LE 的  ATM 地址  ,  同时也将其注册为一个 LEC,  注册的信息同时还包括  MPOA  设备类型标识  ,  以标识其
为MPS;

如图所示  , MPC1要将数据包传送到  MPC4,  具体的操作过程如下:
由于  MPC1  和  MPC4  属于不同的子网  ,  因此 MPC1  先向其缺省路由器 A(MPS  A)发送数据包  ,  路
由器  A  发现目的地的  IP  不是在其服务的子网范围之内  ,  就利用传统的路由协议和  NHRP  协议来寻找
MPC4,  当发现  MPC4由路由器B  服务时  ,  将数据包发送到路由器B ,  再通过路由器B  发送到  MPC4;
假设  MPC1 中设定的阈值为在“t  时间内  ,  有个具有相同的第  3  层目的地址的数据包被转
发”  ,MPC1 对所收到的数据包进行检测,  当  MPC1 检测到发送到  MPC4  的数据包超过其阈值时  ,  就会
发送一个MPOA  地址解析请求给  MPSA,  要求得到  IP  地址为60.4的  MPC4的  ATM地址;
MPSA  发现这个  IP不是本网内的  IP后  ,  发送NHRP请求到另一个路由器  ,  路由器之间的路由协议
仍采用传统的路由协议(如  RIP, OSPF等);
MPSB  发现  NHRP请求信息中的  IP在其服务的范围之内  ,  就将  NHRP信息转变成标准的  ARP请求
发送出去;MPC4发现这个  IP是自己的  IP后  ,  就用一标准的  ARP响应返回其  MAC地址;MPSB  收到  ARP
响应后  ,  发送一LEARP请求到MPC4,  要求其返回  MAC地址对应的  ATM 地址;

如果  MPC4是一台边缘设备  ,  它收到LE-ARP请求后  ,  会回答这个  MAC地址对应的  ATM地址  ,  如
果MPC4是一台主机  ,  就由这台主机所属的  ELAN的LES 来回答;
MPSB  收到  MPC4  的  ATM 地址后  ,  发送一个缓存器强制请求到  MPC4,  告诉  MPC4 有另一个用户
想与其建立一条快捷连接;
MPC4  收到缓存器强制请求这个消息后  ,  它必须作出回答;  MPC4  首先判断这个缓存器输入是否已
存在,  如果已经存在,  就会返回成功;  如果这个缓存器输入是新的  ,  MPC4  就判断其是否有足够的资源
包括(VCC及  egress cache)来建立这个快捷连接  ,  如果资源足够,  就会返回成功:
MPSB  收到缓存器强制回答(Cache  lmposition  Response)后  ,  把这些信息转成  NHRP 应答  ,  沿着原
来路由的路径发送到  MPSA;  无论缓存器强制回答的状态是成功与否,  都必须向  MPSA 发送  NHRP应答;
MPSA  收到  NHRP  应答后  ,  将这些信息转成 MPOA  应答送到  MPC1,  如果这个快捷连接已存
在,MPC1就停止向路由器  A发数据包  ,  而转由利用这个快捷连接的  VCC来发包;  如果在入口缓存器中没
有这个快捷连接的存在  , MPC1就发送  UNI  用户网络接口310/ 311呼叫建立信息到  MPC4的  ATM地址,
直到建立这条快捷连接;
如果由于网络的资源问题不能成功地建立这条VCC,  则  MPC1  仍旧基于  LANE的协议向路由器  A发
包;如果  MPC1 要传送数据包到一个 LEC 而不是一个 MPC,  同样可以建立快捷连接的  VCC,  但由于 LEC 不
支持  MPOA,  而  MPSB  又发现这个  LEC由其服务  ,  于是  MPSB  就会向  MPSA返回它自己的  ATM地址  ,
这样就可以建立一条从  MPC1  到  MPSB  的快捷连接  ,  再由MPSB  将数据包传送到LEC。

43.5.6 MPOA的优点和限制
MPOA从根本上将数据传送和路由计算分开，将功能分布到不同的设备，从而减少了参与路由计算的
设备数目和端设备的复杂性。它可以以统一的方式支持二层和三层网络互连，因此保证了ATM环境中大规
模的互连。它可以同时有效地处理突发数据和长期的数据流，但是，MPOA的复杂性有很大的争议。