第八章IP交换技术..

采用计时器方式 通过LDP消息取消标记

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MPLS交换节点的体系结构及工作原理
路由协议 （OSPF， BGP）
标记分发 协议
路由表
LIB标记 信息库 控制 单元
TCP/IP
ATM等交换机构 标 记 路 径
LFIB
转发单元
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控制单元 （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。 同LSR。
IP交换的整个过程请按
观看
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IP 交 换 的 两 种 路 由
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3. Tag交换技术
Tag交换的组件
Tag交换的基本原理
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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：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。
交换方式 路由方向 组播 服务质量保证 成本
可变长度分组
数据报方式 单向 多点到多点 尽力而为 低
固定长度信元（53 个byte）
ATM方式 双向 点到多点 根据不同业务提供不同服务质量保证 高
发展推动力
市场驱动
技术驱动
4
IP与ATM的比较
IP 与ATM融合的两种模式（1）
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）
2
1. IP技术与ATM技术的融合
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
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特性 连接方式
IP 无连接
ATM 面向连接
信息传送最小单位
LSR
LER
LSR与LER的比较
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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？
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。
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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
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。
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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。
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
6. LER和LSR所完成的功能有何不同？
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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
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上游标签分配
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下游标签分配
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4. 多协议标记交换——MPLS
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
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传统IP交换技术
26
MPLS技术
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MPLS体系结构
LER
标记交换路径 LSP
IP
LER IP LABEL
LSR
IP LABEL
LSR
LER
IP LSR
标记分布协议 LDP
LABEL
LER
标记分布协议 LDP
LSR
LER
标记分布协议 LDP
IP
LER LER
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MPLS相关基本概念（1）
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
REQ（65.8)
0
LER0
1
LABEL(5)
0
LSR0
1 2
) 5.8 （6 REQ
0
LSR1
Q（ RE
1
) .8 65
2) L( E B LA
0 2
LER1
1
出端口
8) EL( LAB
路由表 目的地址前缀 下一跳入端口 LER0 LSR0 LSR2 LER1 65.8 65.8 65.8 65.8 LSR0 LSR2 LER1 0 0 0 0 1 2 1 ----
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特性 地址
选路协议 地址解析功能 ATM信令 IP映射至直通连接 专用协议
重叠模型 二套（IP和ATM地址）
IP和ATM选路协议 需要 需要 不需要
集成模型 一套（IP地址）
IP选路协议 不需要 不需要 需要
实例
IPOA、LANE、MPOA
IP交换、标记交换、ARIS、MPLS
重叠模型与集成模型比较
转发单元 （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。 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跳。 （3）入口LER和出口LER均可实现网络层分 组的转发。
标记分发协议LDP（Label Distribution Protocol）
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（Forwarding Equivalence 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。
标记交换路由器LSR（Label Switching Router）
o 边缘路由器LER（Label Edge Router）
o 核心路由器LSR
标记交换路径LSP（Label Switching Path）
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。
连接建立过程
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LSP的建立过程
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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
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LSP上的数据转发
第八章 IP交换技术
1. IP技术与ATM技术的融合 2. Ipsilon公司的IP交换技术 3. 标签（Tag）交换技术
4. 多协议标记交换（MPLS）技术
1
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。
标记信息表
0
LSR2
1
LER0 LSR0 LSR2 LER1
目的地址前缀 下一跳入端口 出端口 入标记 出标记 65.8 65.8 65.8 65.8 LSR0 LSR2 LER1 0 0 0 0 1 2 1 ----
--5 8 2
5 8 2
----
----
---
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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。
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什么是MPLS
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。
8
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
9
IP交换机的体系结构（1）
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IP交换机的体系结构（2）
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）
o 需要地址解析功能
CIP、LANE、MPOA是重叠模式
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Байду номын сангаас
CIP——Classical IP over ATM
6
IP 与ATM融合的两种模式（2）
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
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IP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 2.IP交换的工作原理 IP交换的工作过程可分为这样四个阶 段：
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1）从默认信道上传来数据包
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2）要求上游节点在所分配的VC上传送分组
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3）从下游节点收到改向消息
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4）在ATM直通连接上传送分组