IP交换技术课件

1第八章IP交换技术IP技术与ATM技术的融合Ipsilon公司的IP交换技术标签（Tag）交换技术多协议标记交换（MPLS）技术1第八章IP交换技术IP技术与ATM技术的融合2学习要点：1.了解IP交换产生的背景。2.了解IP交换的种类。3.了解IP交换的基本概念。4.了解IP交换的基本特点和基本交换原理。5.了解标记交换的特点和基本交换原理。6.了解多协议标记交换的特点和基本交换原理。2学习要点：1.了解IP交换产生的背景。3IP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1.IP技术与ATM技术的融合3IP网络技术：1.IP技术与ATM技术的融合4特性IPATM连接方式无连接面向连接信息传送最小单位可变长度分组固定长度信元（53个byte）交换方式数据报方式ATM方式路由方向单向双向组播多点到多点点到多点服务质量保证尽力而为根据不同业务提供不同服务质量保证成本低高发展推动力市场驱动技术驱动

IP与ATM的比较4特性IPATM连接方式无连接面向连接信息传送最小单位可变长5

重叠模式IP层运行在ATM层之上2个地址空间（IP地址与ATM地址）2种选路协议（IP选路协议与ATM选路协议）需要地址解析功能CIP、LANE、MPOA是重叠模式IP与ATM融合的两种模式（1）5重叠模式IP与ATM融合的两种模式（1）6CIP——ClassicalIPoverATM6CIP——ClassicalIPoverATM7集成模式单一的IP地址空间单一的IP选路协议需要控制协议（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IP与ATM融合的两种模式（2）7集成模式IP与ATM融合的两种模式（2）8特性重叠模型集成模型地址二套（IP和ATM地址）一套（IP地址）选路协议IP和ATM选路协议IP选路协议地址解析功能需要不需要ATM信令需要不需要IP映射至直通连接专用协议不需要需要实例IPOA、LANE、MPOAIP交换、标记交换、ARIS、MPLS重叠模型与集成模型比较8特性重叠模型集成模型地址二套（IP和ATM地址）一套（IP92.Ipsilon公司的IP交换技术IP交换机的体系结构IP交换的基本原理92.Ipsilon公司的IP交换技术IP交换机的体系结构10IP交换机的体系结构（1）10IP交换机的体系结构（1）11

IP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交换机由IP交换控制器和ATM交换器构成12IP交换的基本原理1.几个重要的概念（1）流（2）输入输出端口（3）直通连接IP交换的工作过程可分为这样四个阶段：2.IP交换的工作原理12IP交换的基本原理1.几个重要的概念（1）流IP交换的工131）从默认信道上传来数据包

131）从默认信道上传来数据包142）要求上游节点在所分配的VC上传送分组142）要求上游节点在所分配的VC上传送分组153）从下游节点收到改向消息153）从下游节点收到改向消息164）在ATM直通连接上传送分组IP交换的整个过程请按观看

164）在ATM直通连接上传送分组IP交换的整个过程请按观看17IP交换的两种路由17IP交换的两种路由183.Tag交换技术Tag交换的组件Tag交换的基本原理183.Tag交换技术Tag交换的组件19Tag交换组件

Tag交换节点由转发组件和控制组件构成。

（对应于IP交换中的ATM交换器和IP交换控制器）

转发组件：可以进行标签交换的Tag交换器。

Tag交换器中具有标签转发信息库。其信息是在控制驱动时将路由映射到标签而形成的。转发组件的转发机制是基于对固定长度的短标签的精确匹配算法，而不是在网络层采用传统的最长匹配算法，并且转发机制独立于网络层协议。

控制组件：选路功能、生成标签和网络层路由的捆合信息、在Tag交换器之间传送标签捆合信息。19Tag交换组件Tag交换节点由转发组件和控制20Tag交换的基本原理

1）传统路由协议hop-by-hop方式基于目的地址的选路

2）标签分配和标签的捆合，形成标签信息库TIB3）基于标签的数据转发

4）通信结束，标签清除

Tag交换具有面向连接的特性。20Tag交换的基本原理1）传统路由协议hop-by-ho21标签分配与选路功能标签分配方法：

1）下游分配

2）下游按需分配3）上游分配Tag可支持的选路功能：1）基于目的地的选路2）分级选路3）灵活选路21标签分配与选路功能标签分配方法：22上游标签分配22上游标签分配23下游标签分配23下游标签分配24什么是MPLSMPLS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4.多协议标记交换——MPLS24什么是MPLS4.多协议标记交换——MPLS25MPLS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。

MPLS具有“多协议”特性，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。什么是MPLS25MPLS是利用标记进行数据转发的。当分组进26传统IP交换技术26传统IP交换技术27

MPLS技术27MPLS技术28MPLS体系结构28MPLS体系结构29MPLS相关基本概念（1）标记交换路由器LSR（LabelSwitchingRouter）边缘路由器LER（LabelEdgeRouter）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。29MPLS相关基本概念（1）标记交换路由器LSR（Lab30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。30转发等价类FEC（ForwardingEquival31MPLS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31MPLS基本交换原理MPLS交换采用面向32MPLS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

32MPLS的连接建立连接建立的驱动方式33LSP的建立过程33LSP的建立过程34MPLS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34MPLS的数据传输入口路由器的处理过程35LSP上的数据转发35LSP上的数据转发36MPLS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36MPLS的连接拆除连接的拆除也就是标记的取37MPLS交换节点的体系结构及工作原理37MPLS交换节点的体系结构及工作原理38

LSR与LER的比较控制单元转发单元LSR（1）运行网络层路由协议，创建和维护路由表。（2）运行LDP协议进行标记分配和分发，创建和维护标记信息表LIB。（1）标记分组的转发，包括标记交换（出口标记代替入口标记）与标记分组的封装。（2）网络层分组的转发。LER同LSR。入口LER：（1）数据分组到LSP的映射。（2）给数据分组加标记封装成标记分组。（3）作为标记分组转发到下一个LSR。出口LER：（1）将标记从分组中删除。（2）作为网络层分组转发到下一