IP交换技术
ip交换技术的原理和实际应用
IP交换技术的原理和实际应用1. IP交换技术的概述IP交换技术是一种基于Internet协议（IP）的数据交换技术。
它是一种通过将数据以数据包（Packet）的形式在网络中进行路由和交换的方式，使得数据能够高效地传输到目标地址。
在当前互联网基础设施中，IP交换技术广泛应用于各种网络设备和应用场景中，为我们的日常生活和工作提供了便利。
2. IP交换技术的原理IP交换技术的实现原理主要包括以下几个方面：2.1 IP数据包的封装与解封装IP数据包的封装是指将上层应用数据按照一定规则进行封装，形成符合IP协议格式的数据包。
封装过程包括将数据加入IP协议头部和尾部校验等相关信息。
解封装是指将接收到的IP数据包从网络层解析出应用数据。
2.2 数据包的路由和交换数据包的路由是指在网络中根据路由表信息，选择合适的路径将数据包发送到目标地址。
路由表中包含了各个网络的连接关系以及相应的出口接口信息。
数据包的交换是指在网络中根据目的地址将数据包转发到下一跳路由器。
2.3 数据包的转发与转发表在IP交换技术中，数据包的转发是通过交换机实现的。
交换机内部有一张转发表，用于保存目的地址和相应转发接口的映射关系。
根据目的地址，交换机会查询转发表，找到最佳的出口接口，并将数据包转发到该接口。
3. IP交换技术的应用场景IP交换技术在现代网络中有广泛的应用场景，以下列举了几个典型的应用场景：3.1 企业网络在企业内部网络中，IP交换技术被广泛应用于局域网（LAN）的搭建和管理。
通过使用IP交换技术，企业可以建立高效的网络通信基础设施，实现内部各个部门和办公楼之间的数据通信。
3.2 云计算和数据中心在云计算和大型数据中心中，IP交换技术被用于构建虚拟化网络。
通过将物理网络资源虚拟化为逻辑网络，IP交换技术能够更好地满足云计算和大数据处理的需求，提高网络的灵活性和可扩展性。
3.3 电信运营商网络在电信运营商网络中，IP交换技术被用于承载大量的互联网流量。
现代交换原理 第8章 IP交换技术
IP交换的基本原理（3）
3）收到下游节点通知
同时，下游节点要求建立ATM直通链接。通知 下游节点分配的虚通道标识，之后，IP交换机 将属于该数据流的信元在指定虚通道上传送到 下游节点。
ATM直通连接上传送分组
IP交换控制器指示ATM交换机建立相应输入 和输出端口的虚通道连接，建立起ATM直通连 接，属于该数据流的信元就在ATM连接上以 ATM交换的速度在IP交换机中转发。
8.4 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
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。
转发等价类FEC（Forwarding Equivalence Class）
相关概念
标签边缘路由器（TER：Tag Edge Routers）
位于标签交换网络的边缘。负责给进入网络的数据分 组加上标签，并负责将离开网络的数据分组的标签去 除，对数据分组进行第三层转发。
TER使用标准的路由协议来创建转发信息库（FIB）。 TER根据FIB的内容，使用标签分发协议（TDP）向 其它TER或标签TSR分发标签。
0
LSR1
Q（ RE
1
) .8 65
) (2 L BE 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 ----
IP交换技术
5.3IP交换5.3.1 IP交换基本概念IP交换技术最初由Ipsilon公司于1996年提出，也称为第三层交换技术、多层交换技术、高速路由技术等。
其实，这是一种利用第三层协议中的信息来加强第二层交换功能的机制。
因为IP不是唯一需要考虑的协议，把它称为多层交换技术更贴切些。
IP交换机可看作是IP路由器和ATM交换机的组合，其中ATM交换机去除了ATM信令和协议，并受IP路由器控制。
IP交换可提供两种信息传送方式：一种是ATM交换，另一种是基于逐跳(hop-by-hop)方式的传统IP交换。
采用何种方式取决于数据流的类型，对于连续的、业务量大的数据流采用ATM交换；对于持续时间短、业务量小的数据流采用传统IP传输技术。
IP交换技术主要有：Ipsilon IP交换：改进ATM交换机，去除ATM控制器中的信令和协议，加上IP交换控制器，与ATM交换机通信。
该技术适用于机构内部的LAN 和校园网。
Cisco标签交换：给数据包贴上标签，此标签在交换节点读出，判断包传送路径。
该技术适用于大型网络和Internet。
3Com快速IP交换(Fast IP)：侧重数据策略管理、优先原则和服务质量。
Fast IP协议保证实时音频或视频数据流能得到所需的带宽。
Fast IP支持其它协议(如IPX)，可以运行在除ATM外的其它交换环境中。
客户机需要有设置优先等级的软件。
IBM聚类基于路由的IP交换ARIS(Aggregate Route－based IP Switching)：与Cisco的标签交换技术相似，包上附上标记，借以穿越交换网。
ARIS一般用于ATM网，也可扩展到其它交换技术。
边界设备是进入ATM交换环境的入口，含有第三层路由映射到第二层虚电路的路由表。
允许ATM网同一端两台以上的计算机通过一条虚电路发送数据，从而减少网络流量。
基于ATM的多协议MPOA(MultiProtocol Over ATM)：ATM论坛提出的一种规范。
IP软交换技术介绍
程控交换机曾经是个很受欢迎的通信设备，因为有了它，电话进入了各个企业，人们的通信变得更流畅。
这几年传统电缆被光纤取代，传统通信逐渐淡化，传统的程控交换机市场份额逐渐减少，慢慢被新型的IP软交换语音所取代。
那么什么是软交换呢？软交换就是利用软件技术，通过光纤网络，进行语音传输的一种技术。
软交换可以安装在任何服务器上，像软件一样进行安装，需要有标准的通信协议，例如SIP语音协议；软交换采用模块化的方式，可以和IAD 语音网关通过IP网络连接，通过IAD网关上行通过IP方式和软交换服务器进行IP连接，下行可以出模拟电话线，接入传统的模拟话机。
或者可以利用IP话机，直接通过IP网络注册到软交换服务器。
IAD+传统话机和IP话机这两种方式我们如何选择呢？这主要看我们软交换的综合布线方案，如果我们软交换综合布线有电话线的设计，那么可以采用IAD+传统话机的方式，将IAD部署在楼层机房，减少布线的距离，降低成本。
如果我们综合布线的方案采用全部网线的方式，我们可以完全不用电话线，通过IP话机的方式进行安装部署，直接通过网络和软交换进行连接。
软交换选择哪种方式？主要还是看客户的预算和最终想要的效果。
软交换除了IP化，在组网和终端接入上有很大优势外。
在增值应用和信息化扩展方面也有很多传统程控机不具备的优势。
例如软交换可以和客户现有信息化系统进行对接，可以通过手机APP和PC端软件实现软电话功能（软电话就是通过软件客户端代理传统固话功能）。
可以这么说，软交换是实现统一通信、融合通信的必备基础。
在科技高速发展的现代社会，IP软交换系统逐渐进入了各大企业，在一定程度上取代了传统的系统。
如果说有企业主需要这类系统，建议找专业的公司安装。
ip电话电报和专线电话分别使用的数据交换技术是
ip电话电报和专线电话分别使用的数据交换技术是IP电话电报和专线电话是两种不同的通信方式，在数据交换技术上也有一些差异。
本文将分别介绍IP电话电报和专线电话所使用的数据交换技术。
1. IP电话电报IP电话电报是通过IP网络进行语音通信的一种方式。
它基于Internet协议（IP）进行数据传输，可以通过计算机、手机、IP电话等设备进行通话。
在IP电话电报中，语音信号被数字化并封装在IP包中以便于在网络中传输。
IP电话电报使用以下数据交换技术：1.1 IP协议IP电话电报主要依赖于IP协议进行数据传输。
IP协议是一种分组交换的网络协议，它将数据分割成一系列的数据包，并沿着网络传输路径发送。
每个数据包包含源地址和目标地址，以便正确地将数据包交付给目标设备。
1.2 RTP协议RTP（Real-time Transport Protocol）是一种用于实时音频和视频传输的协议。
RTP定义了一种在IP网络中传输实时数据的标准方法。
在IP电话电报中，语音信号经过数字化后，使用RTP协议封装成数据包，并通过IP网络传输到接收方。
1.3 SIP协议SIP（Session Initiation Protocol）是一种用于建立、修改和终止多媒体会话的通信协议。
在IP电话电报中，SIP协议用于呼叫建立、呼叫保持和呼叫结束等通信过程。
SIP协议通过发送和接收SIP消息来控制通话的建立和维护。
2. 专线电话专线电话是通过专用线路进行通信的一种方式。
它通常使用传统的电信基础设施，如电话线路、光纤等进行数据传输。
专线电话使用以下数据交换技术：2.1 数字电路专线电话使用数字电路进行数据交换。
数字电路将语音信号转换成对应的数字信号，并在传输过程中保持信号的完整性。
在专线电话中，每个电话呼叫被分配一个独立的数字电路，用于在呼叫双方之间传输语音信号。
2.2 PCM编码PCM（Pulse Code Modulation）编码是一种用于将模拟信号转换成数字信号的方法。
现代交换第5章--分组交换技术及IP技术
分组交换机的缓冲存储器处理能力是动态分配的， 通信线路的资源也是动态复用的，当某一时刻某一 局部区域的待通信业务量过大时，就会超过交换机 与通信线路的承受能力，而使很多分组丢失，丢失 的分组要重传，更加重了网路的负担，最终导致全 网通过量急剧下降。因而从网路角度也要对各虚电 路的流量与链路的流量进行控制，从而使全网的分 组流量在设计范围内防止上述拥塞现象的发生。
分组交换的工作方式
数据交换的三种方式
电路交换、报文交换、分组交换
分组交换的工作方式：
面向无连接 数据报方式 面向连接 虚电路方式
分组交换的工作原理
分组交换的工作原理(续)
DTE:A-C:数据报(datagram)方式
甲
乙
C1
交换机
交换机
甲
丙
乙
C2
交换机
交换机
交换机
分组交换的工作原理(续)
分组头格式
通用格式 识别符
分组头
分组头 格式
QDSS 逻辑信道组号 逻辑信道号
分组类型标识符
QDSS 通用格式识别符的组成 （4比特）
通用格式识别符由分组头第1个字节的8-5位组成。 Q比特(第8比特)称为限定符比特，用来区分传输的分
组是用户数据还是控制信息。Q＝0表示是控制信息， Q＝1表示是用户数据。 D比特（第7比特)为传送确认比特，D=0表示数据组由 本地确认(DTE-DCE之间确认)，D=1表示数据分组进行 端到端(DTE与DTE)确认。 SS比特(第6、5比特)为模式比特，SS=01表示分组的 顺序编号按模8方式工作，SS=10表示按模128方式工作。
IP网络基础知识及原理
IP网络基础知识及原理IP网络是基于互联网协议（IP）的数字通信网络，它是将数据包从源主机发送到目标主机的协议。
IP网络是现代计算机网络的基础，具有以下几个重要特点和原理。
1.分组交换：IP网络使用分组交换技术，将待发送的数据分割成较小的数据包，并通过网络独立地传输。
这些数据包在传送过程中可以选择不同的路径进行传输，这样可以提高网络的传输效率和可靠性。
2.网络层协议：IP网络所使用的互联网协议（IP）位于网络层，负责将数据包从源主机传送到目标主机。
IP协议主要包括IP地址分配、路由选择、分组封装和解封装等功能。
IP协议不提供可靠性和安全性保证，而是依赖上层协议来实现。
3.IP地址：IP网络使用IP地址来唯一标识网络上的设备。
IP地址由32位（IPv4）或128位（IPv6）的二进制数字组成，可以表达为点分十进制或冒号分十六进制的形式。
IP地址分为网络地址和主机地址两部分，网络地址用于标识网络，主机地址用于标识具体的设备。
4.子网划分：为了有效地利用IP地址空间，避免浪费和冲突，网络通常会进行子网划分。
子网划分将一个网络划分为多个子网络，每个子网络可以分配给不同的组织或部门使用。
子网划分还可以通过子网掩码来实现，子网掩码用于划分网络地址和主机地址的边界。
5.路由选择：当一个数据包从源主机发往目标主机时，IP网络需要选择合适的路径进行传输。
路由选择是通过路由器来实现的，路由器根据路由表中的路由信息，选择最佳的路径进行数据包的转发。
路由表中包含了各个网络之间的关系和距离，以及到达目标主机的下一跳路由器信息。
6.网络地址转换（NAT）：由于IPv4地址资源有限，引入了网络地址转换（NAT）技术。
NAT技术可以将一个公网IP地址映射给多个私网IP地址使用，从而实现更多设备对公网的访问。
NAT技术在路由器上实现，通过修改源IP地址和目标IP地址来完成转换。
7.IP协议的可靠性：IP协议本身不保证数据包的可靠性传输，即不保证数据包的顺序、完整性和错误检测。
IP路由和标记交换
12/30/2023
12/30/2023
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转发操作以精确匹配算法为基础，该算法利用定长旳短标签 为索引。与网络层老式使用旳最长匹配转发算法相比，这 种转发算法更简朴。因为简朴,这种算法能够采用硬件实现。
第三层互换（或分布路由法）：在缓存帮助旳路由后， 分布路由，在每个接口模块上都有一种单独旳处理器 （如ASIC）。路由表由中心处理器计算得到，但不负 责转发工作。接口处理器从中心下载路由表，转发数 据报。（可到达线速互换）
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逻辑子网LIS
在ATM和AAL5之上封装IP数据报和ATM地址解析协议 （ATMARP）数据旳措施。用ATM替代老式网而形成。
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通用互换机管理协议概述（GSMP）
互换机端口以32位旳端标语表达。互换机分配端标语， 并将这32位分为若干子域，而这些子域与互换机旳物 理构造相相应(例如架、槽和端口)。一般说来，位于互 换机上同一物理位置上旳端口总是具有相同旳端标语。 端标语旳内部构造对GSMP协议透明。
GSMP是一种主从式协议。控制器向互换机发出祈求报文。该祈求报 文指示互换机是否需要回送响应报文，而且其中包括一种用于将响应 报文与祈求报文匹配起来旳事务标识号。互换机经过响应报文表达操 作成功或失败。
GSMP祈求-响应报文共有4类：连接管理、端口管理、统计和配置。另 外，互换机还能够产生异步旳事件报文以便向控制器报告异步事件。 控制器对事件报文不予确认。除此之外还有一种邻接协议报文，用于 在不同链路间建立同步以及保持握手状态。
互联网的“ip分组交换技术”
互联⽹的“ip分组交换技术”（1）从名字分析从“ip分组交换”这个名字中，我们看看涉及哪些事情。
1）交换主要涉及两类交换。
· 交换机：负责⽹内部数据交换· 路由器：负责⽹间的数据交换。
ip分组交换技术的核⼼就是路由器的⽹间数据交换。
事实上，“ip分组交换”中的交换⼆字，重点指的是路由器实现的⽹间交换。
在实现⽹间交换时，路由器会暂存数据，等路由器找到合适的转发路径后，再将数据转发出去。
2）分组意思是将数据拆分成很多⼩的部分，分别对这些数据加⼀些额外的标记(包头包尾)，然后再发送出去，收到的⼀⽅会将收到的不同部分的数据拆包（去掉包头包尾），然后将数据拼凑在⼀起，得到的就是完整的数据，应⽤程序拿到这个数据你就可以使⽤数据做事了。
封包拆包的事谁来做？专门由实现TCP/IP协议的代码来做。
3）Ip路由器在实现的⽹间数据交换时，以路由器为界，分为内⽹和外⽹，内⽹和外⽹分别属于不同的Ip⽹段，ip⽹段内的各计算机、路由器都被分配了该⽹段的ip地址，所以⼀定涉及ip地址的使⽤。
（2）ip分组交换原理1）ip分组交换图⽰当然这⾥需要有⼀个假设的前提，数据⼀定会过路由器，如果只是⽹段内的计算机之间通信的话，数据就只过交换机，就不需要经过路由器了。
ip分组交换技术的核⼼设备就是路由器，要说明路由器的作⽤，我们要必须举数据必须过路由器的例⼦。
图：2）步骤描述有了上⾯的分析，现在就好理解“ip分组交换”技术了，该技术的基本原理就是，第⼀步：将数据分成很多的份，每份就是⼀个分组第⼆步：路由器实现⽹间的分组数据的交换，让数据从⼀个⽹段到另⼀个⽹段，最终通过⽬标ip找到⽬的计算机源计算机和⽬标计算都是通过路由器连接在了互联⽹中，互联⽹的中⼼是⼀堆的路由器，因此源计算机将这些分组数据甩给路由器，路由器会甩给下⼀站路由器，直到通过⽬标Ip的⽐对，找到⽬标计算机。
这个过程中会经过⼀系列的路由器，路由器会通过寻径算法，找到⼀条合适的通路将分组数据交换传输到⽬的地，数据被分成了很多的份，每份数据⾛的路径并不⼀定相同，因为根据⽹络的繁忙情况，路由器寻经算法会随时为分组数据更改路径。
ip实验原理
ip实验原理
IP实验原理）是指使用一种被称为“IP交换”的技术来将媒体信号转
换成二进制数据。
这种技术可以让用户在不同的网络之间传送数据，
从而实现网络连接。
IP实验原理允许在网络上传输数据和资源，而不
受语言、位置或时区的影响。
它根据特定的网络协议（TCP/IP）向用
户提供共计的信息传输服务，使其能够方便地进行资源共享、文件传
输和多媒体应用程序的开发。
IP实验的基本原理是通过一种特定的网络协议（TCP/IP）来完成各种
用户使用的任务。
TCP/IP协议构成了互联网的基础架构，并且是私有
网络设计中必不可少的。
它们可以将网络上数据流或报文用数字地址
标识并根据不同的网络协议分量进行分组，最后经过TCP/IP实现互联
网传输。
TCP/IP分为四层：应用层、传输层、网络层和数据链路层。
应用层主
要处理用户的软件应用，如web服务器、文件服务器和电子邮件服务器。
传输层主要处理网络连接上的双向数据传输和流控。
网络层处理
IP地址和网络路由器，以确定数据在哪里发送。
数据链路层主要处理
网络物理介质，以及中继器和交换机等以太网设备。
基于互联网协议的系统通过把结构化的通信信息转换成不同的格式，
并通过网络传播到不同的计算机，从而实现在不同的网络之间进行数
据交换。
IP实验原理的优势在于它可以跨越连接不同网络的所有计算机，从而提供有效的数据交换机制。
由于IP实验原理构建在全球性的
网络上，可以实现多媒体应用、视频会议和动态资源共享等网络服务。
第八章IP交换技术
（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。
5
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
7
特性
重叠模型
集成模型
地址 选路协议 地址解析功能
段：
12
1）从默认信道上传来数据包
13
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
IP交换的整个过程请按 观看
16
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。
IP网络技术路由交换路由算法MPLS
❖RIP 是一种分布式的、基于距离向量的路 由选择协议。
❖RIP 协议要求网络中的每一个路由器都要 维护从它自己到其他每一个目的网络的距 离记录。
“距离”的定义
❖内部网关协议 IGP (Interior Gateway Protocol)
▪ 在一个自治系统内部使用的路由选择协议。 ▪ 目前这类路由选择协议使用得最多，如 RIP 和
OSPF 协议。
❖外部网关协议 EGP (External Gateway Protocol)
▪ 若源站和目的站处在不同的自治系统中，当数据 报传到一个自治系统的边界时，就需要使用一种 协议将路由选择信息传递到另一个自治系统中。 这样的协议就是外部网关协议 EGP。
❖实际的路由选择算法，应尽可能接近于理 想的算法。
❖路由选择是个非常复杂的问题
▪ 它是网络中的所有结点共同协调工作的结果。
▪ 路由选择的环境往往是不断变化的，而这种变 化有时无法事先知道。
NJUPT 106
从路由算法的自适应性考虑
❖静态路由选择策略——即非自适应路由选 择，其特点是简单和开销较小，但不能及 时适应网络状态的变化。
这里要指出两点
NJUPT 106
❖互联网的早期 RFC 文档中未使用“路由器” 而是使用“网关”这一名词。但是在新的 RFC 文档中又使用了“路由器”这一名词。 应当把这两个术语当作同义词。
❖IGP 和 EGP 是协议类别的名称。但 RFC 在使用 EGP 这个名词时出现了一点混乱， 因为最早的一个外部网关协议的协议名字 正好也是 EGP。因此在遇到名词 EGP 时， 应弄清它是指旧的协议 EGP 还是指外部网 关协议 EGP 这个类别。
内蒙古工业大学现代交换网络现代交换技术--第7章路由与IP交换技术
20:59
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（3）处理差错与控制报文：处理路 由、流量控制、拥塞控制等问题。
20:59
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•网络层提供的其他协议主要有以下几种。
（1）地址转换协议（ARP）：将IP 地址转换成底层网络的物理地址。 （2）逆向地址转换协议（RARP）： 与ARP的功能相反，用于将物理地址 转换成IP地址。
20:59
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（9）RST（Reset） （10）SYN（Synchronous） （11）FIN（Final） （12）窗口
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（13）校验和 （14）紧急指针 （15）选项
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2．UDP
• 用户数据报协议（UDP，User Datagram Protocol）是一个很简单的协议，仅通过端 口向上层提供复用功能。
199.1.1.0/25 （拥有100台计算机的部门1用此网络） 199.1.1.128/25
11000111.00000001.00000001.1|0|000000 11000111.00000001.00000001.1|1|000000 (b)
199.1.1.128/26（拥有50台计算机的部门2用此网络） 199.1.1.192/26
20:59
7
• IPv6扩充了IPv4的地址空间，对IPv4协议 的很多方面做了改进。 • 与IPv4相比，IPv6具有更大的地址空间、 更高的安全性、可管理性更好，对QoS和 多播技术的支持也更好。
20:59
8
• IPv6目前主要用于科研和实验网，大规模 应用还有待时日。 • 后续章节中除特别说明外，均以IPv4为基 础进行介绍。
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• 下一个路由器收到数据包，同样进行拆包 和打包，在路由表中寻找合适的路径，把数 据送出本地接口，直到将数据包最终交给与 目的主机在同一物理网络上的路由器为止。
《公用ip语音交换机设备技术要求》
《公用ip语音交换机设备技术要求》下载温馨提示：该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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ip交换过程的工作原理
ip交换过程的工作原理
IP交换是在计算机网络中，用于在不同设备之间传输数据的重要过程。
它基于Internet协议（IP）来管理数据的传送。
下面将介绍IP交换过程的工作原理。
在IP交换过程中，数据被分割成称为数据包的小块，每个数据包都包含有关其发送和接收地址的信息。
以下是IP交换过程的主要步骤：
1. 数据源：首先，数据源将数据分成适当大小的数据包，并将每个数据包标记上目标地址和源地址。
2. 路由选择：然后，数据包将根据路由选择算法确定最佳路径。
路由选择是一种通过选择最短路径或最低延迟等标准来决定数据包从源地址到目标地址的路由方法。
3. 数据包转发：一旦确定了最佳路径，数据包将通过转发设备（如路由器）进行传输。
路由器根据目标地址，查找它的路由表，并将数据包发送到下一个节点，直到到达目标设备。
4. 数据包到达目标设备：当数据包到达目标设备时，它将进行重新组装，恢复原始的数据流。
目标设备根据源地址，确定数据包的来源。
5. 数据包响应：目标设备可以根据需要发送响应数据包，以回复源设备或作为数据传输的一部分。
需要注意的是，IP交换过程中的路由选择和数据包转发是在网络中的路由器上进行的。
路由器根据通信需求和网络拓扑实时更新其路由表，以确保数据能够通过最佳路径传输。
总体而言，IP交换通过划分数据为数据包并在网络中传输来实现设备之间的数据交换。
它通过选择最佳路径和利用路由器来转发数据包，确保数据能够高效、准
确地传输到目标设备。
这种工作原理使得互联网的正常运行成为可能，支持了全球范围内的数据交流和通信。
IP 交换技术
IP交换技术一、IP交换技术的概念随着Internet网络规模的快速增长以及人们对多媒体业务的需要，要求Internet网络具有实时性、可扩展性和保证服务质量（QOS）的能力。
为了克服传统的IP网络关键部件路由器包转发速度太慢造成的网络瓶颈问题和在各节点独立路由使得业务管理和QOS很难进行的问题，业界内的一些大的公司、研究机构纷纷提出了许多IP和ATM融合的新技术，如Ipsilon公司（美国赛龙集群存储系统公司）提出的IP交换（IP switch），Cisco公司提出的标签交换（tag switch），IBM提出的基于IP交换的路由聚合技术（ARIS：aggregate routed based IP switching），IETF推荐的ATM上的传统IP技术（ IPOA：class IP over ATM）和多协议标记交换（MPLS：multi-protocol label switch ），ATM Forum推荐的局域网仿真（LANE：LAN emulation）和ATM上的多协议（MPOA：multi-protocol over ATM）等，这些将ATM交换技术和IP技术融合产生的新的一类技术统称为IP交换技术。
二、IP交换技术的分类根据IP与ATM融合方式的不同，其实现的模型可分为两大类：重叠模型（overlay model）和集成模型（integrated model）。
1、重叠模型在重叠模型中，IP（三层）运行在ATM（二层）之上，IP选路和ATM选路相互独立，系统需要两种选路协议：IP路由协议和ATM选路协议；系统中的ATM端占具有两个地址，ATM地址和IP地址，并且具有地址解析功能，支持地址解析协议，以实现MAC地址与ATM地址或IP地址与ATM地址的映射。
重叠模型使用标准的ATM论坛/ITU-T的信令标准，与标准的ATM 网络及业务兼容。
利用这种模型构建网络不会对IP和ATM双方的技术和设备进行任何改动，只需要在网络的边缘进行协议和地址的转换即可。
IP交换技术协议与体系结构-1.6IP交换的概念
• 为进入和离开网络的服务提供常规的缺省 IP转发。 • 为进入和离开IP交换系统的分组提供介质转换（如以太网到 ATM）。 • 参与适当的入口和出口间的第二层交换路径的建立、保持和释放的控制过程。 • 在入口处，划分出符合条件的分组并将它们转发到第二层交换路径上。一般包括检查分 组头的一些字段来决定是否应该将分组放到一条交换路径上，如果这样，是哪一条，查找一 个标准路由表，将标签插入分组或在 ATM交换系统的情况下，分段并在一个虚连接上传送。
可以直接或间接地与交换机组件通信，
从而经过交换组件重定向 IP分组。与传 入口
交换机
交换机
交换机
出口
统的 ATM 交换机一样，交换机组件维 输入
输出
护一个包含输入端口、输入标签
（VPI/VCI）、输出端口和输出标签的连
图6-1 IP交换系统
接表。上图描述一个 IP交换机，下图
a) IP交换机设备 b) 虚拟IP交换机
多IP交换机采用 ATM交换机构，但其他的二层交换技术也可以使用 。
IP交换系统的两个例子在图 6-1中
描述。两个例子中的 IP控制点（ IPCP) 运行一个典型的路由协议（如 RIP、
输入
交换机
输出
O S P F、B G P），提供一条缺省的第三层
逐级跳（ hop-by-hop）路由路径，并且
L3路径 L2路径
描述一个虚拟 IP 交换机。
虽然我们将讨论旁路中间路由跳的 IP交换技术，但应该注意，这个定义包括促进 IP连接和性能的 ATM交换的 其他形式。 ATM上的经典 IP和LAN仿真是后面几章中将要讨论的两个例子。 有关IP交换解决方案的一般和特殊的讨论都假设使用 ATM作为交换组件，这是因为众多的解决方案都采用 它。其他的第二层交换技术也可采用。不要求 ATM的特殊情况（如标记交换、 MLPS）将特别指出。
7 ip交换技术
比特 8 7 GFC VPI VCI VCI HEC PT 6 5 4 3 VPI VCI 2 1 1 2 3 CLP 4 5
11
VPI/VCI(Virtual Path Identifier/Virtual Channel Identifier): 选路信息. PT(Payload Type): 有3个比特,表示净荷类型. CLP(Cell Loss Priority): 表示信元丢失优先级,只有一个比特,CLP=0,表示高优 先级;CLP=1,表示低优先级,若遇到拥塞要丢弃信元时, CLP=1的信元将首先丢弃. HEC(Head Error Control): 为1个字节,用于信头差错控制.
5
1994年投入运营的美国北卡罗来纳信息高速公路, 1994年投入运营的美国北卡罗来纳信息高速公路,是美 年投入运营的美国北卡罗来纳信息高速公路 国第一个在州的范围内的公用ATM宽带网. ATM宽带网 国第一个在州的范围内的公用ATM宽带网. 在欧洲由法国,德国,英国, 在欧洲由法国,德国,英国,意大利和西班牙等国发起 的泛欧ATM宽带试验网, 1994年11月开始运行 ATM宽带试验网 月开始运行, 的泛欧ATM宽带试验网,于1994年11月开始运行,后来扩 大到欧洲的十多个国家,是覆盖面较广的ATM ATM试验网 大到欧洲的十多个国家,是覆盖面较广的ATM试验网 在亚洲的日本NTT与邮政省,香港电讯,新加坡电信,韩 在亚洲的日本NTT与邮政省,香港电讯,新加坡电信, NTT与邮政省 国电信,泰国的亚洲电信以及中国的广东, 国电信,泰国的亚洲电信以及中国的广东,北京和上海 电信管理局也进行过以ATM为基础的宽带网试验. ATM为基础的宽带网试验 电信管理局也进行过以ATM为基础的宽带网试验.试验的 业务平台有基于TCP IP的宽带数据 VOD,会议电视. TCP/ 的宽带数据, 业务平台有基于TCP/IP的宽带数据,VOD,会议电视. 试验的应用系统大致有家庭购物,远程医疗, 试验的应用系统大致有家庭购物,远程医疗,远程教学 等.
路由和交换技术
路由和交换技术一、路由技术概述路由技术是网络通信中不可或缺的一部分，其主要作用是将数据包从源地址传输到目标地址。
路由技术主要分为静态路由和动态路由两种方式。
静态路由需要手动配置，而动态路由则可以自动学习网络拓扑结构并进行相应的调整。
二、静态路由技术1. 静态路由的基本原理静态路由是指在网络中手动配置每个节点的路径，当数据包到达时，节点会根据预先设定的路径将数据包转发到下一个节点。
静态路由配置简单，适用于小型网络或者需要特定路径的场景。
2. 静态路由的优缺点优点：配置简单，控制权在管理员手中；不需要额外占用网络带宽。
缺点：无法适应复杂网络拓扑结构；需要手动维护和更新；容易出现环回和死循环等问题。
三、动态路由技术1. 动态路由的基本原理动态路由是指通过协议来自动学习网络拓扑结构，并根据实时情况调整节点之间的路径。
常见的动态路由协议有RIP、OSPF、BGP等。
2. 动态路由的优缺点优点：自动学习网络拓扑结构，适应性强；容错性好，能够自动调整路径以避免故障节点；可扩展性强。
缺点：配置复杂，需要熟悉协议特性和参数设置；会占用一定的网络带宽。
四、交换技术概述交换技术是指将数据包从一个端口接收后，根据目标地址将其转发到相应的端口。
常见的交换技术有MAC地址交换和IP地址交换两种方式。
五、MAC地址交换技术1. MAC地址交换的基本原理MAC地址交换是指根据数据包中的源MAC地址和目标MAC地址来进行转发。
当一个节点收到一个数据包时，它会在自己的MAC表中查找目标MAC地址对应的端口，并将数据包转发到该端口。
2. MAC地址交换的优缺点优点：快速、稳定、可靠；能够实现局域网内高速通信。
缺点：无法实现跨网段通信；容易出现广播风暴等问题。
六、IP地址交换技术1. IP地址交换的基本原理IP地址交换是指根据数据包中的源IP地址和目标IP地址来进行转发。
当一个节点收到一个数据包时，它会根据目标IP地址查找路由表，并将数据包转发到相应的下一跳路由器。
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应用层数据 TCP 报文 网络层及以上 使用 IP 地址
IP 数据报 尾部 MAC 帧 链路层及以下 使用硬件地址
路由与交换的概念
4 3 2
应用层 运输层 网络层 网络 接口层 网络 1
路由器 网络层 网络 接口层 网络 2
应用层 运输层 网络层 网络 接口层
1
• 路由器没有应用层和传输层
路由与交换的概念
Tag交换节点由协议hop-by-hop方式，基于目的地址的选路； （二）标签分配和标签的捆合，形成标签信息库TIB； （三）基于标签的数据转发； （四）通信结束，标签清除。 Tag交换具有面向连接的特性
上游标签分配
下游标签分配
MPLS技术
空分光交换网络
空分光交换网络（space optical switch network）是光交换方式中最简单的一种。
基本的22空分光交换模块
时分光交换网路
时分复用光信号通过光分路器分成多个单路 光信号，然后让这些信号分别经过不同的光 延迟器件，获得不同的时间延迟，再把这些 信号经过光合路器重新复用起来。
时分光交换系统
波分光交换网路
波分光交换是指光信号在网络节点 中不经过光/电转换，直接将所携带 的信息从一个波长转移到另一个波长 上的交换方式。
波分光交换网络是实现波分光交 换的核心器件，可调波长滤波器和 波长转换器是波分光交换的基本器 件。
波长互换型
波长互换光交换网络结构
波长选择型光交换网络
波长选择型光交换网络结构
IP交换的基本原理
IP交换的基本原理
IP交换的工作过程：
1）对默认信道上传来数据分组进行存储转发；
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。
IP交换的两种路由
TAG交换技术
Tag交换组件
对应于IP交换中的ATM交换器和IP交换控制器 传递元件（转发组件）根据分组中携带的标记信息和交 换机中保存的标记传递信息完成分组的传递。 控制元件（控制组件）：在交换机之间维护标记传递 信息，完成标记分配和维护规程。 • 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。
路由技术是无连接的。
电信网有完善的信令机制，存在独立 的控制层。 交换机保存信令控制过程中确定的连 接信息，路由器是无状态的。 电信交换保证服务质量（QoS）
交换是电信网的技术基础，路由是计 算机网络的技术基础，二者相互结合是未 来通信网络发展的方向。
IP交换机的体系结构
IP交换机由
MPLS Domain
Egress
LERb
LSRx LERc
LSRz
LERe
LDP LERf
MPLS工作过程
1. 利用默认ATM连接构成MPLS网, 即路由器网 2. 利用现有的路由协议(OSPF, RIP)获得路由信息, 建 立路由表 3. 根据路由表, 通过LDP建立标记和目的地映射表 (标 记转发信息库, LFIB) 4. MPLS边缘路由器接收IP包, 并将标记加到包上 5. MPLS交换机根据标记, 对包或信元进行交换 6. MPLS边缘路由器去掉接收IP包上的标记, 发送IP包
IP交换控制器 和ATM交换器
构成。
IP交换机的体系结构
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
3 0,1, 2 边缘路由器 0,1, 2
0,1, 2
4
边缘路由器
4
0,1, 2 MPLS交换机
0,1, 5 2
光交换技术
光交换网
光交换网络完成光信号在光域的直接交 换，不需通过光—电—光的变换。 根据光信号的复用方式，光交换技术 可分为空分、时分和波分3种交换方式。
若光信号同时采用两种或三种交换方式，则称 为混合光交换。
MPLS关键术语
• LSR - 标记交换路由器,完成Fec到Lsp的建路 • LER - 边界标记交换路由器，完成Fec划分，流量工 程，Lsp建路发起，Ip包转发 • LSP - 标记交换通路，用于IP包转发 • LDP - 标记分发协议，用于分配标签
Ingress LERa LSP LSRy LERd LDP
查找路由表
IP1 HA1 HA3 局域网 路由器 R1 HA4 局域网 HA5
查找路由表
路由器 R2 HA6 局域网 IP2 HA2
通信的路径
H1→经过 R1 转发→再经过 R2 转发→H2
路由器只根据目的站的 IP 地址的网络号进行路由选择
路由与交换的概念
区别： 电信网中的交换基本都是面向连接的，
路由器及IP交换技术
路由与交换的概念
路由器是一种具有多个输入端口和多个输出端口 的专用计算机，其任务是分组转发。 分组转发：将路由器某个输入端口收到的分组， 按照分组要去的目的地（即目的网络），将该分 组从某个合适的输出端口转发给下一跳路由器。
路由与交换的概念
首部 IP 地址 首部 硬件地址 首部
MPLS(Multiprotocol Label Switching ——多协议标签交换技术) 是一种在开放的通信网上利用标签引 导数据高速、高效传输的新技术。
Ingress
LERa LERb
LSP
LSRy
LERd LDP
MPLS Domain
Egress
LSRx
LERc
LSRz
LERe LDP LERf