八.IP交换技术

1第八章IP交换技术2主要内容IP技术与ATM技术的融合IP交换技术标签（Tag）交换技术多协议标记交换（MPLS）技术3IP与ATM技术比较：表8.1IP网络技术：特点：技术简单，可扩展性好，灵活性高存在问题：传输效率低，无法保证服务质量ATM网络技术：特点：可满足多业务需求，传输效率高，保证服务质量，有流量控制存在问题：技术复杂，可扩展性不好将IP路由的灵活性与ATM技术的高可靠性结合起来，解决网络发展问题。一、IP技术与ATM技术的融合4重叠模式IP层运行在ATM层之上，IP选路与ATM选路相互独立，需地址解析功能。oIP层运行在ATM层之上o2个地址空间（IP地址与ATM地址）o2种选路协议（IP选路协议与ATM选路协议）o需要地址解析功能CIP(IPOA)、LANE、MPOA是重叠模式IP与ATM融合的两种模式（1）5在红色光辉的沐浴下，我们认真学习着先烈们的每一个事迹，在每一个事迹中深切感受到他们为解放全中国所付出的心血。作为马克思主义的播火者，王氏三兄弟不顾自身安危，全身心投入到革命的战斗中。下面是美文阅读网小编整理的2017年参观红色教育基地心得体会，欢迎阅读参考！2017年参观红色教育基地心得体会一也许，岁月能改变山河，但历史将不断证明，这种红色精神永远不会失落：崇高、忠诚和无私，将超越时空，成为人类永恒的追求。也许，时间会冲淡记忆，但人们决不会忘记，为祖国牺牲的人们，他们的理想，他们的信念，使千万人的心灵为之震撼。也许战争的硝烟已离我们远去，但爱党、爱祖国的信念却始终没有改变。每天有大量的参观者、游客纷至沓来，重温历史，找寻着中国共产党领导中国人民从胜利走向胜利的答案。“有的人活着，他已经死了;有的人死了，他还活着”。这是我在参观红色革命教育基地最深的感受。偌大的革命烈士和革命史纪念馆中，一幅幅珍贵的照片、一个个逼真的场面，真实地再现了中华人民共和国的近代革命史，也让我们认识了一个个为了光明而战的英烈们。他们为真理而战，受尽折磨仍宁死不屈，甚至用生命照亮了后人前进的方CIP——ClassicalIPoverATMIPOA网络结构LIS:逻辑IP子网ARS：地址解析服务器NHS:下一跳解析服务器主机BACNHS6集成模式ATM层被看成IP层的对等层，将IP层的路由功能与ATM层的交换功能结合起来。只使用IP地址和IP选路协议，不使用ATM地址与选路协议，将三层的选路映射为二层的交换连接，由非连接变为面向连接。o单一的IP地址空间o单一的IP选路协议o需要控制协议（将3层的选路信息映射到2层直通交换机制）Ipsilon的IP交换、Tag交换、MPLS是集成模式表8.2重叠模型与集成模型比较：IP与ATM融合的两种模式（2）7二、IP交换技术IP交换机的体系结构IP交换的基本原理由Ipsilon公司提出，一种专门用于在ATM网上传送IP分组的技术。IP交换机由IP路由器和ATM交换机组成，ATM交换机去除了ATM信令和路由协议，并受IP路由器控制。有二种信息传送方式：基于ATM传送：适用于业务量大的数据流基于hop-by-hop传送：适用于业务量小的数据流8IP交换机的体系结构（1）9IP交换的两种路由10IP交换机由IP交换控制器和ATM交换器构成。IP交换控制器：驻存了控制软件的高性能处理机控制软件：选路软件+扩充软件（流的判别、Ipsilon流管理协议、通用交换机管理协议）流的判别：用来判别通过ATM连接传送的数据流。Ipsilon流管理协议（IFMP）：IP交换节点之间的协议，用于2层标记（VCI）的分配，一个节点通过该协议通知相邻节点将某一标记与特定的IP流相关联。通用交换机管理协议（GSMP）：是IP交换机内部IP交换控制器与ATM交换器之间的通信协议，用于IP交换控制器控制ATM交换器的工作。ATM交换器：ATM交换结构+输入/输出端口IP交换机的体系结构（2）11IP交换的基本原理（1）IP交换的三个概念：1）流2）输入输出端口3）直通连接IP交换工作过程：1）对默认信道上传来的数据分组进行存储转发2）向上游节点发送改向消息3）收到下游节点的改向信息4）在ATM直通连接上传送分组12IP交换的基本原理（2）13三、Tag交换技术Tag交换基本概念Tag交换的基本原理由cisco公司提出。标签交换是利用附加在IP数据分组上的标签（Tag）进行快速转发的IP交换技术。与IP交换不同，Tag交换不是基于数据流驱动的，而是基于拓扑结构驱动的。在数据流传送之前预先建立二层的直通连接，并将选路拓扑映射到直通连接上。标签交换不局限于ATM，还适合帧中继、802.3等。14•标签（Tag）在数据分组头上附加一个标签字段。路由器只根据标签决定数据分组的下一跳，转发速度高。在ATM网络中标签可以是VPI/VCI或VPI+VCI；在帧中继网络中，标签可以是DLCI值；在IP网络中，标签就是一个新的附加字段。•转发等价类（FEC）是一组具有相同特性的数据分组，这些分组具有相同的选路策略。•标签边缘路由器（TER）位于标签交换网络的边缘，负责给数据分组加/去除标签，对数据分组进行第三层转发。•标签交换路由器（TSR)位于网络内部，负责根据标签转发分组。由转发组件和控制组件组成。1、标签交换基本概念15转发组件：是可以进行标签交换的Tag交换器。Tag交换器从输入端口接收一个带有标签的数据分组时，按该标签查找信息库TIB，获得输出端口和输出标签，用输出标签代替原输入标签，并将数据分组发送到输出端口上，完成基于标签的数据分组转发。控制组件：负责产生标签。即将第三层的选路拓扑映射到第二层的直通连接上，利用TDP或RSVP(资源预留协议）等协议实现标签分配和维护。标签交换基本概念•TIB是数据分组按标签转发的信息库。存储的信息包括输入/输出端口号、输入/输出标签、目的网段地址等。•TDP对转发等价类分配的标签（标签绑定或标签映射信息）。162、Tag交换的基本原理标签交换网络主要由标签交换路由器TSR和标签边缘路由器TER组成，交换过程分为4个步骤：P3171）2）3）4）Tag交换具有面向连接的特性。17标签分配与选路功能标签分配方法：1）下游分配：下游TSR先给自己的TIB表分配一个输入标签，并把相关信息发给上游TSR。图8.42）上游分配：上游TSR先给自己的TIB表分配一个输出标签，并把相关信息发给下游TSR。图8.53）下游按需分配：不同于下游分配的是在上游TSR提出标签分配请求时，下游TSR才分配标签。（图8.6）18下游标签分配19上游标签分配20MPLS概念MPLS网络体系结构及相关基本概念MPLS基本交换原理交换节点LSR体系结构及工作原理四、多协议标记交换——MPLS21MPLS是利用标记进行数据转发的。当分组进入网络时，要为其分配固定长度的短的标记并将标记与分组封装在一起，在整个转发过程中，交换节点仅根据标记进行转发。传统IP交换是基于路由器的，面向非连接，交换速度慢。MPLS具有“多协议”特性，将路由选择和数据转发分开，先分配路由、再数据转发，是面向连接的。对上兼容IPv4、IPv6等多种主流网络层协议，将各种传输技术统一在一个平台之上；对下支持ATM、FR、PPP等链路层多种协议，从而使得多种网络的互连互通成为可能。图8.8MPLS概念22MPLS体系结构LERLERLERLERLERLERLERLSRLSRLSRLSR标记交换路径LSPIPIPLABELIPLABELIPLABELIP标记分布协议LDP标记分布协议LDP标记分布协议LDPMPLS也采用标记边缘路由器LER和标记核心路由器LSR。其体系结构如图8.9所示。23MPLS相关基本概念（1）标记交换路由器LSR（LabelSwitchingRouter）o边缘路由器LER（LabelEdgeRouter）o核心路由器LSR标记交换路径LSP（LabelSwitchingPath）MPLS网络为具有一些共同特性的分组通过网络而选定的一条通路，由入口的边缘交换路由器，一系列核心路由器和出口的边缘交换路由器以及它们之间由标记所标识的逻辑信道组成。标记分发协议LDP（LabelDistributionProtocol）MPLS的控制协议，用于LSR之间交换信息，完成LSP的建立、维护和拆除等功能。24转发等价类FEC（ForwardingEquivalenceClass）在MPLS网络中经过相同的LSP，完成相同的转发处理的一些数据分组，这些数据分组具有某些相同的特性。FEC的划分通常依据网络层的目的地址前缀或是主机地址。标记（Label）它是一个短的、具有固定长度、仅在相邻LSR之间有意义、用来标识和区分转发等价类FEC的标志。标记映射将标记分配给FEC。MPLS相关基本概念（1）25MPLS基本交换原理MPLS交换采用面向连接的工作方式，信息传送要经过以下三个阶段：建立连接对于MPLS来说，建立连接就是形成标记交换路径LSP的过程数据传输数据传输就是数据分组沿LSP进行转发的过程拆除连接拆除连接就是通信结束或发生故障异常时释放LSP的过程26MPLS的连接建立连接建立的驱动方式拓扑驱动、请求驱动、数据驱动（不同方式对分组转发的影响）标记分配与分发标记分发：上游标记分发和下游标记分发下游标记分发：下游自主标记分发、下游按需标记分发连接建立过程27MPLS的数据传输入口路由器的处理过程数据分组到LSP的映射、将数据分组封装成标记分组、将标记分组从相应端口转发出去核心路由器的处理过程依据标记进行转发出口路由器的处理过程弹出标记、用网络层地址查找路由表确定下一跳28LER0LSR0LSR1LSR2LER1REQ（65.8)REQ（65.8)REQ（65.8)LABEL(2)LABEL(8)LABEL(5)下一跳入端口出端口65.8LSR00010120101012目的地址前缀65.865.865.8LSR2LER1----02010----1路由表LER0LSR0LSR2LER1下一跳入端口出端口65.8LSR00目的地址前缀65.865.865.8LSR2LER1----02010----1LER0LSR0LSR2LER1入标记出标记---558822---标记信息表LSP上的数据转发29MPLS的连接拆除连接的拆除也就是标记的取消。标记取消的方式主要有两种。采用计时器方式通过LDP消息取消标记30路由协议（OSPF，BGP）TCP/IP路由表标记分发协议LIB标记信息库LFIB标记路径控制单元转发单元ATM等交换机构MPLS交换节点的体系结构及工作原理31本章小结：1.重叠模式和集成模式的技术特点2.Tag交换的概念和特点3.MPLS交换的概念和特点