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1、第八章IP与ATM融合及多协议标记交换张春霞第八章IP与ATM融合及多协议标记交换v8.1概述v8.2重叠技术v8.3集成技术v8.4多协议标记交换8.1概述v背景vIP与ATM结合技术的分类按IP协议与ATM协议的关系划分主要有两种模型：重叠模型和集成模型。8.2重叠技术CIPOAv基本工作原理：在每一个LIS（LogicalIPSubnet）内设有ARPServer，负责完成IP地址和ATM地址的映射功能。当LIS中新增了一个IP主机时，该主机首先利用配置好的地址与ATMARP服务器建立连接，ATMARP服务器检测到来自新主机的连接后，向该主机发送InARP请求，从而获得新增主机的IP地址
2、和ATM地址，并在ATMARP服务器中的IP地址-ATM地址映射表中登记。CIPOA协议结构如图所示。网络层网络层IPRFC1577数据链路层RFC1483ATM层物理层物理层8.2重叠技术LANEvLANE的服务体系基于C/S的查询和响应模型。局域网仿真中，需要配置LEC、LECS、LES和BUS。LEC是仿真局域网的端系统，它向现有局域网提供MAC层的服务接口，代理原局域网中的所有终端向ATM网络传输数据，完成地址解析，实现整个仿真局域网所有终端间的通信。LECS负责保存仿真局域网中的LEC配置信息，并向新安装的LEC发送LES的ATM地址，每个管理域只有一个LECS，它可以为一个或多个仿
3、真局域网提供服务。LES负责实现MAC地址与ATM地址的映射功能。每个仿真局域网只有一个LES,每个LES用一个专用的ATM地址来标识。BUS负责处理广播及未知的MAC地址，在仿真局域网内提供广播和组播传送功能。vMPOAvMPOA的基本思想就是将传统多协议路由器中的分组转发功能和路由功能分开到MPOA客户端（MultiMulti-ProtocolClient，MPC）和MPOA服务器（MultiMulti-ProtocolServer多协议服务器，MPS）中。地址管理和网络结构的检测由MPS完成，而分组转发由客户端MPC通过ATM交换结构实现。vMPOA的基本工作原理是：首先数据分组到达MP
4、OA客户机MPC，MPC检查数据分组的目的地址，然后根据下面不同的原始条件，确定实现连接的具体方法。8.3IP集成技术vIP交换v标签交换以面向连接的方式承载无连接的业务。将ATM第二层（数据链路层）交换的快速性、性能管理和质量管理的功能与第三层（网络层）路由的扩展性和灵活性相结合，提高了网络性能，简化了网络结构。标签交换是结构驱动的IP交换协议。入口和出口的TSR设备需要执行标准的第三层处理。对每个分组，内部TSR设备不再进行第三层处理。标签交换使处于边缘的路由器能够将每个分组的第三层地址映射为简单的标签（Tag），然后把已标签的分组转化为在网络内部的TSR之间快速交换。已标签的信元被映射到
5、虚电路上，在网络内部的TSR之间快速交换。vCSR(CellSwitchRouter)信元交换路由器v通过标准ATMUNIATMUNI接口与多个ATM子网相连的设备，它运行标准的IP选路协议（如开放式最短路径优先协议OSPF、独立组播协议PIM）并在子网间执行传统的IP分组转发。另外，它还能够在两个不同的ATM子网间利用第二层的信元交换建立内部CSR直通路径，这是通过把来自一个ATM子网的输入VC与另一个子网的输出VC连接起来实现的。vCSR是一个为ATM网络设计的“边缘路由，核心交换”技术，是在ATM交换机上进行多层交换的最先尝试之一。Ipsilon的IP交换是另一种尝试。这两者都使用IP协
6、议控制ATM设备，使ATM交换机的运行像交换机路由器。8.4多协议标记交换MPLSv8.4.1MPLS工作原理v8.4.2MPLS标记分配协议v8.4.3标记交换路径的建立v8.4.4MPLS性能优势8.4多协议标记交换v多协议标记交换是IETF与1997年提出的IP交换技术标准，以解决多种IP标记交换技术互不兼容和各厂家IP交换设备的互通问题。MPLS是IP骨干网的关键技术之一。v核心思想：对分组进行分类，依据不同的分类为分组打上标记，并在MPLS网络中为该类分组的转发建立标记交换路径，随后MPLS网络中的标记交换路由器就根据预先建立的标记交换路径完成分组的快速转发。vMPLS的主要设计目标
7、和技术路线如下：v提供一种通用的标签封装方法，使得它可以支持各种网络层协议（主要是IP协议），同时又能够在现有的各种分组网实现。v骨干网采用定长标签交换，取代传统的路由转发，以解决目前Internet的路由器瓶颈问题，并采用多层交换技术保持与传统路由技术的兼容性。v在骨干网中引入QoS以及流量工程等技术，解决目前Internet服务质量无法保证的问题，使得IP技术可以真正成为可靠的面向运营的综合业务服务网。8.4.1MPLS工作原理v基本概念与术语vMPLS工作过程v标记交换路由器结构基本概念与术语v转发等价类（ForwardingEquivalenceClass，FEC）FEC代表有相同服务
8、需求的分组的集合。目的地址与已特定IP地址前缀相匹配的那些分组源地址和目的地址都相同的那些分组具有相同服务质量要求和相同目的网络地址的那些分组基本概念与术语v标记：短小定长且只有局部意义的链接标识符，用于标识一个FEC。标记与IP分组的承载网密切相关，如ATM网采用VPI/VCI作为标记。对于没有内在标记结构的承载网，则采用专门设计的MPLS标记。基本概念与术语v标记栈（LabelStack)：是多个标记的堆栈用于MPLS嵌套的情况vMPLS网络和MPLS域：由节点和链路组成v标记交换路由器(LSR)LabelSwitchingRouterv标记边缘路由器(LER)LabelEdgeRoute
9、rv标记分配协议(LDP)LabelDistributionProtocolv标记交换路径(LSP)LabelSwitchedPathMPLS工作过程vMPLS域中各个标记交换路由器使用LDP协议，在边缘路由器之间建立标记交换路径LSPv当IP分组到达MPLS域时，入口E-LSR对接收到的IP分组进行分类，然后将不同FEC的分组映射到不同的LSP。根据转发表将分组加上标记，并转发到下一个LSR。vLSR对每个接收到的MPLS分组，利用输入端口号和输入标记查找转发表，找到相应的输出端口号和输出标记。然后与ATM交换转发过程一样。v当MPLS分组要离开MPLS域时，出口E-LSR将MPLS分组的标
10、记删除，恢复成普通的IP分组转发给IP子网。MPLS工作过程v选择LSP路由的方式有两种：一是用现有的IP路由协议选择LSP的路由；二是显示指定LSP路由。v目前使用的动态建立LSP的控制协议有两种：一是标记分配协议LDP；二是扩展的资源预留协议（RSVP）。MPLS资源预留功能与FEC的灵活分类功能相结合完全可以实现服务分类。标记交换路由器结构v控制构件：执行传统的路由协议与其他路由器交换路由信息。v转发构件：通过搜索由控制构件维护的转发表对分组做出路径选择。8.4.1MPLS工作原理v转发等价类（ForwardingEquivalenceClass，FEC）v标记交换路由器(LSR)Lab
11、elSwitchingRouterv标记边缘路由器(LER)LabelEdgeRouterv标记分配协议(LDP)LabelDistributionProtocolv标记交换路径(LSP)LabelSwitchedPathv标记Label8.4多协议标记交换v8.4.1MPLS工作原理v8.4.2MPLS标记分配协议v8.4.3标记交换路径的建立v8.4.4MPLS性能优势8.4.2MPLS标记分配协议v标记分配协议的协议数据单元v标记分配协议标记分配协议的协议数据单元vLDP-PDU：首部和一个或多个LDP消息构成vLDP消息格式LDP消息类型及功能标记分配协议的协议数据单元v类型-长度-参
12、数值编码（TLV）标记分配协议vLDP发现机制基本发现机制扩展发现机制vLDP会晤的建立和维护LDP会晤连接的建立维护Hello邻接点LDP会晤连接的维护8.4.2MPLS标记分配协议vLDP标记分配方法下游分配标记下游按需分配标记上游分配标记第八章多协议标记交换v8.1MPLS工作原理v8.2MPLS标记分配协议v8.3标记交换路径的建立v8.4MPLS性能优势8.3标记交换路径的建立v三种LSP建立方式数据流驱动的LSP建立结构驱动的LSP建立请求驱动的LSP建立8.3标记交换路径的建立vLSP建立过程网络启动后，在路由协议作用下，各个路由器建立路由表根据路由表，各个路由器在LDP控制下建
13、立标记转发表将入口LER，中间LSR和出口LER的输入和输出标记相互映射连接起来后形成LSP8.3标记交换路径的建立v分组传输过程当IP分组到达入口E-LSR，LER分析IP分组首部，按照目的地址分类，然后LER按照不同FEC查询转发表，将分组加上标记，并转发到下一个LSR。LSR对每个接收到的MPLS分组，利用输入端口号和输入标记查找转发表，找到相应的输出端口号和输出标记。然后与ATM交换转发过程一样。当MPLS分组要离开MPLS域时，出口E-LSR将MPLS分组的标记删除，恢复成普通的IP分组转发给IP子网。第八章多协议标记交换v8.1MPLS工作原理v8.2MPLS标记分配协议v8.3标记交换路径的建立v8.4MPLS性能优势8.4MPLS性能优势v简化的分组转发操作v灵活的服务分类v有效的显式路由v信息流量工程vQoS路由
