1
六,IP交换技术
2
主要内容
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
3
IP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
4
?重叠模式
o IP层运行在 ATM层之上
o 2个地址空间 ( IP地址与 ATM地址 )
o 2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,LANE,MPOA是重叠模式
IP 与 ATM融合的两种模式( 1)
5
CIP——Classical IP over ATM
6
?集成模式
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
IP 与 ATM融合的两种模式( 2)
7
2,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
8
IP交换机的体系结构( 1)
9
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)
10
IP交换的基本原理( 1)
1)从默认信道上传来数据包
2)要求上游节点在所分配的 VC上传送分组
3)从下游节点收到改向消息
4)在 ATM直通连接上传送分组
11
IP交换的基本原理( 2)
12
IP交换的两种路由
13
3,Tag交换技术
Tag交换的组件
Tag交换的基本原理
14
Tag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 是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。
15
Tag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 TIB
3)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。
16
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
17
上游标签分配
18
下游标签分配
19
什么是 MPLS
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
4、多协议标记交换 ——MPLS
20
MPLS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 MPLS
21
MPLS体系结构
L E R
L E R
L E R
L E R
L E R
L E R
L E R
L S R L S R
L S R
L S R
标 记 交 换 路 径
L S P
I P
I P L A B E L
I P L A B E L
I P L A B E L
I P
标 记 分 布 协 议
L D P
标 记 分 布 协 议
L D P
标 记 分 布 协 议
L D P
22
MPLS相关基本概念( 1)
? 标记交换路由器 LSR( Label Switching Router)
o 边缘路由器 LER( LabelEdge Router)
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 。
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?转发等价类 FEC( ForwardingEquivalence Class)
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)
24
MPLS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
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MPLS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
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MPLS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
27
L E R 0 L S R 0 L S R 1
L S R 2
L E R 1
R E Q ( 6 5, 8 )
R
E
Q

6
5
.
8
)
R
E
Q

6
5
.
8
)
L
A
B
E
L
(
2
)
L
A
B
E
L
(
8
)
L A B E L ( 5 )
下 一 跳
入 端 口
出 端 口
6 5, 8
L S R 0
0
0
1 0 1
2
0
1
0
1
0
1
2
目 的 地 址 前 缀
6 5, 8
6 5, 8
6 5, 8
L S R 2
L E R 1
- - - -
0
2
0 1
0
- - - -
1
路 由 表
L E R 0
L S R 0
L S R 2
L E R 1
下 一 跳
入 端 口 出 端 口
6 5, 8
L S R 0
0
目 的 地 址 前 缀
6 5, 8
6 5, 8
6 5, 8
L S R 2
L E R 1
- - - -
0
2
0 1
0
- - - -
1
L E R 0
L S R 0
L S R 2
L E R 1
入 标 记 出 标 记
- - -
5
5
8
8 2
2
- - -
标 记 信 息 表
LSP上的数据转发
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MPLS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
29
路 由 协 议
( O S P F,
B G P )
T C P / I P
路 由 表
标 记 分 发
协 议
L I B 标 记
信 息 库
L F I B




控 制
单 元
转 发 单 元
A T M 等 交 换 机 构
MPLS交换节点的体系结构及工作原理
30
思考题:
1,重叠模式和集成模式的技术特点是什么?
2,IP交换机是如何构成的? IFMP协议和 GSMP协议在
IP交换中完成的主要功能是什么?
3,Tag交换所必需的组件是什么?各完成什么功能?
4,试简要叙述采用下游分配标签的 Tag交换的过程。
5,MPLS交换的特点是什么?
6,LER和 LSR所完成的功能有何不同?