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1、第6章 IP交换与MPLS交换技术,现代交换技术,目录,6.1 IP技术概述 6.2 标记交换基本概念 6.3 MPLS基本原理 6.4 标记分发协议 6.5小结,6.1 IP技术概述,6.1.1 TCP/IP协议结构 6.1.2 IP/ATM结合的两种模型 6.1.3 各种IP交换技术比较,6.1.1 TCP/IP协议结构,因特网的协议集称为TCP/IP协议集，协议集的取名表示了TCP和IP协议在整个协议集中的重要性。 因特网协议集是对ISO/OSI的简化，其主要功能集中在OSI的第3-4层，通过增加软件模块来保证和已有系统的最大兼容性。,基于因特网的信息流示意图,TCP/IP协议,遵守一个
2、4层的模型概念：应用层、传输层、互联层和网络接口层。 （1）网络接口层 模型的基层是网络接口层。负责数据帧的发送和接收，帧是独立的网络信息传输单元。网络接口层将帧放在网上，或从网上把帧取下来。 （2）互联层 互联协议将数据包封装成Internet数据报，并运行必要的路由算法。,TCP/IP协议,（3）传输层 传输协议在计算机之间提供通信会话。传输协议的选择根据数据传输方式而定。 （4）应用层 应用程序通过这一层访问网络。,IP协议,IP协议是TCP/IP协议使用的传输机制，它是一种不可靠的无连接数据报协议尽最大努力服务。 IP协议提供的服务 IPv4协议 IP数据报的封装 IP数据报的寿命 I
3、P路由 IPv6协议,TCP协议,TCP在应用层和IP层之间，是应用程序和网络操作的中介物。 TCP协议的特性 TCP端口、连接与端点 TCP/UDP应用程序端口号分配 TCP协议的窗口机制 TCP数据的封装,6.1.2 IP/ATM结合的两种模型,叠加模型 IP交换的叠加模型包括运行在一个独立的ATM层之上的一个IP层。 对等模型 IP交换的对等模型规定， IP交换机组件维护一个单一的IP地址空间并支持一个单一的IP路由协议。,6.1.3 各种IP交换技术比较,IP交换技术的特性比较 IP交换技术的功能特性比较,6.2 标记交换基本概念,1996年秋天，Cisco公司提出了标记交换的一整套解
4、决方案.它集成了选路和交换，使用控制协议信息把IP业务流映射到交换通路上，而不是对每个数据流进行分类并映射到动态建立的直通路径上。 标记交换用简单的第二层的标记表查询和替换操作代替了标准的第三层的路由表查询，并且在某个路由通路上分配标记以构建交换通路。 标记交换是拓扑驱动的IP交换协议 。,6.2.1 体系结构,在概念层面上，它是为提高性能以及大规模选路系统所支持的业务而设计的。 另一个看待标记交换的层面是TSR的转发功能。,6.2.2 组件,控制组件 控制组件负责在一组TSR设备之间产生和维护标记的一致性。 转发组件 利用分组中的标记以及每个TSR设备中的标记信息库（TIB）来转发分组。,6
5、.2.3 标记分配方法,下游分配 下游按需分配 上游分配,下游分配,在下游标记分配机制中，标记由下游TSR设备分配，并传送到上游TSR邻机。,下游按需分配,在下游按需分配机制中，用与下游分配机制相同的方法将标记由下游TSR设备分配并传送到上游。但是下游TSR设备仅当上游TSR设备有某个请求时才分配标记。,上游分配,在上游标记分配机制中，上游TSR设备分配标记并通过点到点链路传送到下游T S R设备。上游分配仅限于点到点配置，因为对于某个标记关联，上游TSR设备所维护的输出TIB的表项必须在给定输出端口上保持唯一。,6.3 MPLS基本原理,多协议标签交换（Multi-Protocol Labe
6、l Switching, MPLS）工作组于1997年3月3日成立。 在网络中运行MPLS有很多好处和优势，主要包括： （1）使用一个统一的标准网络架构。 （2）比在ATM中集成更好。 （3）脱离BGP的核心。 （4）对等体到对等体的MPLS VPN模型。 （5）最优的数据传输。 （6）流量工程。,6.3.1 MPLS标签的格式,在MPLS中最重要的术语是标签。标签交换表明了报文的交换不再依靠IPv4报文或IPv6报文，也不依赖数据帧，而是根据标签来进行的。 一个MPLS标签由32比特组成，并有统一的标准结构。,6.3.2 MPLS的网络结构,（1）MPLS系统的组件 转发信息库 路由判决模块
7、 转发模块,6.3.2 MPLS的网络结构,（2）MPLS系统的功能 分布 合并 堆栈操作 路由选择,6.3.2 MPLS的网络结构,（3）MPLS的操作模式 标签分配模式 标签分布模式 标签保持模式 控制模式 标签空间,6.4 标记分发协议,标记分发协议（Tag Distribution Protocol，TDP）是标记交换体系结构采用的几种控制协议之一，用来在相关的TSR设备之间传送标记关联信息，它是唯一的专门用于这个目的的控制协议。,6.4.1 TDP功能,在相关的TSR设备之间支持标记关联的分发、请求和释放 运行在对等TSR设备之间建立的TCP连接上,6.4.2 TDP协议信息单元的类型,TDP_PIE_BIND TDP_PIE_REQUEST_BIND TDP_PIE_WITHDRAW_BIND TDP_PIE_KEEP_ALIVE TDP_PIE_NOTIFICATION TDP_PIE_RELEASE_BIND,6.5小结,IP交换技术的基本知识 标记交换基本概念 MPLS的基本原理 标记分发协议,
