浅谈IP交换技术和ATM交换技术

《路由与交换》

姓名：曹礼彬班号：193142 学号：_20141004157___

院（系）：计算机学院专业：网络工程

2016 年 6 月__8__日

浅谈IP交换技术和ATM交换技术

--发展历史及前景展望

目录

浅谈IP交换技术和ATM交换技术 (2)

第一章IP技术与ATM技术发展历史及融合关系 (3)

第一节IP交换技术 (3)

1.1.1 IP交换技术起源及原理简介 (3)

1.1.2 IP交换工作过程及原理 (4)

1.1.3 IP技术应用 (4)

第二节ATM交换技术起源及原理简介 (5)

1.2.1 ATM技术起源及发展 (5)

1.2.2 ATM交换技术原理 (5)

第二章ATM技术与IP技术的融合 (7)

第二章第一节IP技术与ATM技术融合概念 (7)

2.1.1 IP技术与ATM技术融合模型 (7)

2.1.2 IP交换技术发展现状 (8)

第二章第二节融合的具体实现 (8)

2.2.1 MPLS(多协议标记交换) (8)

2.2.2 标签交换 (10)

标签 (10)

转发等价类 (10)

标签边缘路由器 (10)

标签交换路由器 (11)

TIB (11)

TDP (11)

工作过程 (11)

第三章结论和前景展望 (12)

第三章第一节NGN (12)

第三章第二节软交换 (13)

1.生成接口 (13)

2.接入能力 (13)

3.支持系统 (13)

第三章第三节结论：针对NGN (13)

【摘要】随着社会科学技术的发展，互联网正在方方面面扮演着不可或缺的角色，并以它自己的方式深刻地影响着各行各业，彻底地改变了人们的生产生活的方式。在互联网领域最为基础的是交换技术，而目前使用最为广泛并且前景最为光明的IP交换技术有着怎样的“前世今生”呢？而作为IP交换技术技术基石的ATM交换技术又拥有着什么样的神奇魅力呢？

第一章IP技术与ATM技术发展历史及融合关系

第一节IP交换技术

1.1.1 IP交换技术起源及原理简介

1996年美国Ipsilon公司提出了一种专门在ATM网上传送IP分组的技术，称之为IP 交换。IP交换基于IP交换机，可被看作是IP路由器和ATM交换机组合而成，其中的“ATM 交换机”去除了所有的ATM信令和路由协议，并受“IP路由器”的控制。IP交换可以提供两种信息传送方式：一种是ATM交换式传输；另一种是基于hop-by-hop方式的传统IP传输。采用何种方式取决于数据流的类型，对于连接的，业务量大的数据流采用ATM交换式传输，对于持续时间短的，业务量小的数据流采用传统的IP传输技术，IP交换是基于数据流驱动的。总之，IP交换技术就是IP技术与ATM技术的融合。

1.1.2 IP交换工作过程及原理

IP交换的工作过程可分为四个阶段。

（1）对默认信道上传来的数据分组进行存储转发

在系统开始运行时，IP数据分组被封装在信元中，通过默认通道传送到IP交换机。当封装了IP分组数据的信元到达IP交换控制器后，被重新组合成IP数据分组，在第三层按照传统的IP选路方式，进行存储转发，然后再被拆成信元在默认通道上进行传送。

（2）向上游节点发送改向消息

在对从默认信道传来的分组进行存储转发时，IP交换控制器中的流判识软件要对数据流进行判别，以确定是否建立ATM直通连接。对于连续的、业务量大的数据流采用ATM交换式传输，对于持续时间短的、业务量小的数据流采用传统 IP存储转发方式。当需要建立ATM直通连接时，则从该数据流输入的端口上分配一个空闲的VCI，并向上游节点发送IFMP的改向消息，通知上游节点将属于该流的IP数据分组在指定端口的VC上传送到IP交换机。上游IP交换机收到IFMP的改向消息后，开始把指定流的信元在相应VC上进行传送。

（3）收到下游节点的改向消息

在同一个IP交换网内，各个交换节点对流的判识方法是一致的，因此IP交换机也会收到下游节点要求建立ATM直通连接的IFMP改向消息，改向消息含有数据流标识和下游节点分配的VCI。随后，IP交换机将属于该数据流的信元在此VC上传送到下游节点。

（4）在ATM直通连接上传送分组

IP交换机检测到流在输入端口指定的VCI上传送过来，并受到下游节点分配的VCI后，IP 交换控制器通过GSMP消息指示ATM控制器，建立相应输入和输出端口的入出VCI的连接，这样就建立起ATM直通连接，属于该数据流的信元就会在ATM连接上以 ATM交换机的速度在IP交换机中转发。

1.1.3 IP技术应用

目前主要的IP交换技术有：

IpsilonIP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。经源客户机请求，路由服务器执行路由计算后给出最佳传输路径。然后建立一条交换虚电路，即可越过子网边界，不用再做路由选择。

第二节ATM交换技术起源及原理简介

1.2.1 ATM技术起源及发展

80年代中期，人们就已经开始进行快速分组交换的实验，建立了多种命名不相同的模型，欧洲重在图象通信把相应的技术称为异步时分复用（ATD）美国重在高速数据通信把相应的技术称为快速分组交换（FPS）,国际电联经过协调研究，于1988年正式命名为Asynchronous Transfer Mode(ATM) 技术，推荐其为宽带综合业务数据网B-ISDN的信息传输模式。ATM的成功，固然取决于微电子等高技术的进步以及社会需求的驱动，而ATM其自身的优势，使它在交换技术中独占鳌头。ATM是在分组交换技术上发展起来的快速分组交换。它综合吸取了分组交换高效率和电路交换高速率之优点，针对分组交换速率低的弱点，用电路交换完全与协议处理几乎无关的特点，通过高性能ＬＳ１的硬设备来提高处理速度，以实现高速化，因此也可以说ATM技术是在克服了分组交换和电路交换方式局限性的基础上产生的。

1.2.2 ATM交换技术原理

ATM技术特点原理总的来说就是（1）采用了固定长度的信元并简化了信头功能（2）采用了异步时分复用方式（3）采用了面向连接的工作方式（4）采用了标准化的ATM协议。

（1）采用统计时分复用传统的电路交换中用STM（Synchronous Transfer Mode）方式将来自各种信道上的数据组成帧格式，每路信号占固定比特位组，在时间上相当于固定的时隙，即