接入网与交换网：LANE简介

   CLIP方案仅支持TCP/IP协议，但现有网络上运行的网络层协议种类繁多，如IP、IPX、 Appletalk、DECnet、Banyan、Vines等。ATM网络要实现与现有的多种LAN网络互连的关键是使用相同的网络层协议，例如统一使用IP和IPX协议。ATM网络成功运行于这些局域网这上的关键就是具备了与这些局域网高层协议互操作的能力。本节要介绍的LANE（LAN emulation，局域网仿真），是一种通过在ATM网络传送IP数据包的IP支持解决方案。
1. LANE仿真基本原理

    顾名思义，LANE（Emulated　LAN）的功能是在ATM网络上仿真LAN，所得的局域网称之为ELAN（Emulated LAN，仿真局域网）。LANE协议定义了仿真IEEE 802.3以太网或IEEE 802.5令牌环网的机制。LANE协议定义了与现有LAN给网络层提供的服务相同的接口，在ATM网络中传输的数据以相应的LAN MAC分组格式封装。

    在ATM网上模拟传统局域网，通过ATM网将多个传统局域网和终端设备互联。在ATM网上构造新的局域网，这些局域网接点间的通信行为与传统局域网完全相同。局域网仿真对局域网隐藏了ATM交换结构，局域网终端感觉不到ATM网络的存在，因此无需修改终端设备的软硬件，就可以利用ATM网络的各种优点。

    仿真协议主要在ATM主机和ATM LAN桥上实现。ATM LAN桥是局域网和ATM网间的转换器，采用ALL5协议对局域网数据作适配。它的作用是产生ATM信元，或重组ATM信元，恢复局域网的数据帧。ATM 主机在ATM适配层与高层协议间加入局域网仿真功能，使ATM主机模拟传统局域网设备的行为，与局域网通信。ATM LANE是专为LAN接入而设置的，对传统IP终端而言，ATM网络就像是一个局域网，其中包含若干由路由器连接起来的IP子网。

    在ELAN中，LANE协议为高层定义了与现有LAN相同的业务接口，这样，通过ATM网络传送的数据可仍以相应的LAN MAC信息包格式封装。LANE协议的这样一种解决方案，可使得ATM网络原来的所有方面，包括连接的建立、信元分割和重组（SAR）等都对结点完全透明，也就是说与ATM网络连接的LAN结点可以完全不必关心ATM网络中的以上这些操作。LANE使任何网络较高层协议不需要进行修改，就可在ATM网络上运行，因为LANE协议为网络层驱动程序提供与现有MAC协议相同的服务接口（如网络驱动器接口规范NDLS或开放数据链路接口ODI的驱动程序接口），不需要对这些驱动程序进行任何修改。

    LANE协议规定了单个仿真LAN（ELAN）的运行，一个ATM上可以同时存在多个ELAN，每个ELAN仿真的是以太网，或令牌环网。LANE协议需要在以下两种ATM设备（这两种设备就是在上面所说的ATM LAN桥）上运行：

    ATM网络按口卡（NIC）

    ATM NIC（也就是通常所说的ATM网卡）执行LANE协议，把LAN终端连接到ATM网络上（当然不是直接连接，而是要连接到下面将介绍的支持LANE协议的ATM局域网交换机，或者支持LANE协议的ATM路由器）。在连接的终端系统上，ATM网卡将为在ATM层上运行LAN高层协议提供服务接口。这样，连接在ATM网络的终端系统可以继续使用原来的高层网络协议进行通信，当然，连接到ATM网络中后，终端系统就可以享受到ATM网络自身所带的各种优势，如高带宽支持，灵活的广域网应用等。

    网络互连和LAN交换设备

    这类设备主要指连接ATM的局域网专用交换机和路由器，用于连接各种LAN结点，或通过支持LANE协议的 ATM网卡连接到ATM网络的LAN终端系统，当然也可以直接连接安装有ATM网络卡的ATM主机系统。LAN设备连接在ATM局域网交换机和路由器上后，本质上就相当于在ATM网络与LAN网络之间的互联建立了一个桥梁，LANE协议就相当于一个桥接协议，它把LAN网络中设备的MAC地址改变为 ATM地址，以便LAN设备连接到ATM网络后仍能被识别。
2. LANE网络组成

    LANE 基于客户端/服务器模式（Client/Server），一个LANE服务器可对多个LANE 客户端。LANE支持多种协议（Multi-ProtocoloverATM，MPOA）传送，允许不同的LANE之间的互联；支持LAN中的无连接特性和单播、多播、广播传送。支持LANE的各个LANE客户（LEC）就是LANE协议的客户端，负责在ATM网络中运行LAN高层协议的就是LANE协议服务器（LE）。

    LEC除了可以是一个通过支持LANE协议的ATM网卡连接到ATM网络的终端系统外，还可以是作为ATM主机代理的网桥和路由器。LEC为ELAN中的单个终端系统执行数据传送、地址分析和其它控制功能，同时还为自己与任何高层协议提供标准的服务接口。综合起来，LEC的主要功能有如下几个方面：

   实现局域网的MAC帧和ATM信元地址的相互转换；

    保存MAC地址、ATM地址和VPI/VCI的对应关系表；

    与局域网仿真服务器共同完成地址解析功能；

    启动信令建立ATM虚连接，为传送数据提供通路；

    与ATM层管理接口，实现管理功能。

    与ELAN接口的ATM网卡，或ATM 局域网交换机在每个连接的ELAN上支持一个LEC，也就是说，LEC可是单一个LANE客户机，也可以是一个ELAN网络。而且每个LEC由一个独立的ATM地址来标识。

    LANE服务器从功能上可以划分为三种：

    局域网仿真服务器（LANE Server，LES）

    LANE服务器负责为成功的操作仿真LAN提供必需的控制功能。LES服务器可以在连接到ATM的服务器、路由器或交换机上实现，可以通过网络集中或分散。

    LES服务器管理申请加入VLAN 的LEC客户机。LES服务器也注册MAC地址，并将MAC地址分解为ATM地址。当LEC客户机加入仿真LAN（ELAN）后，就与LES服务器一起注册它的LAN目的地址，将MAC地址映射为ATM地址。

    LES服务器在它的ELAN上为所有的LEC客户机保持MAC 到ATM的地址变换。例如，如果一个LEC客户机需要传输点对点数据，它会产生一个对LE服务器的LE-APR请求。LE-APR协议将LEC客户机的 MAC目的地址分解为ATM地址。LES服务器通过传送LE-APR响应直接响应LEC客户机的请求，或者将请求向前传送到其它的LEC客户机以使其能够直接响应该请求。在接收到LE-APR响应后，LEC客户机用该响应所包含的ATM目的地址建立到ELAN网络中目的客户机的连接，并使用UNI信号。建立ATM连接后，LEC客户机就开始数据传输。一个ELAN中只有一个LES。

    广播与未知地址服务器（Broadcast&&UnknownServer，BUS）

    当源LEC客户机不能将MAC地址解析为ATM地址时，BUS负责转发包含点对多点MAC地址（群地址、广播地址和功能地址）的数据，也就是仿真传统LAN的广播机制，在LEC间直接链路建立前单播LEC数据。LEC客户机将所有的广播业务、点对多点业务和未解析的MAC/ATM地址业务转发到BUS。BUS将点对多点数据传送到每个已与BUS建立连接的客户机，通过这种方式仿真IEEE 802x 局域网的广播性能。一个ELAN中也只有一个BUS。

    每个LEC在ELAN上只与一个BUS相连，但在一特定的ELAN上可能有多个BUS，它们以厂商确定的方式通信和协调。LEC连接的BUS由自己专有的一个ATM地址标识，连接在LES的BUS，其ATM地址与广播MAC地址相关联，映射关系通常在LES中配置。LECS通过将各个LANE客户机分配到ELAN相应的LES，把客户机指定给特定的ELAN。

    局域网仿真结构服务器（LANE Configuration Server，LECS）

    ATM网络中可以连接多个ELAN，如果连接了多个ELAN，则需要配置LECS。LECS保存了各个 LANE的结构信息，将LEC配置到ELAN中。负责维护一个ATM网络中多个ELAN内的LEC、LES和BUS的配置信息，为每个LEC提供其所属 LES的ATM地址。每个管理域只有一个逻辑LECS，为本域中所有的ELAN服务。

    以上这三个服务实体可以各自存在，但通常位于同一设备。