第8章 路由器及IP交換技術(shù)

1、2022-5-312022-5-32第八章第八章 路由器及路由器及IPIP交換技術(shù)交換技術(shù)n計算機通信的演進和發(fā)展計算機通信的演進和發(fā)展nTCP/IPTCP/IP基本原理基本原理nIPv4IPv4和和IPv6IPv6nIP/ATMIP/ATM的融合的融合nIPIP交換技術(shù)交換技術(shù)n標(biāo)記交換技術(shù)標(biāo)記交換技術(shù)2022-5-338.1 計算機通信方法計算機通信方法n早期的點對點通信結(jié)構(gòu)早期的點對點通信結(jié)構(gòu)n局域網(wǎng)互連結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)互連結(jié)構(gòu)n互聯(lián)網(wǎng)：異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互連互聯(lián)網(wǎng)：異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的互連2022-5-342022-5-352022-5-368.2 TCP/IP基本原理基本原理2022-5-378.2.1 I

2、P協(xié)議協(xié)議n主要功能：無連接數(shù)據(jù)報傳送、數(shù)據(jù)報尋址和差錯處主要功能：無連接數(shù)據(jù)報傳送、數(shù)據(jù)報尋址和差錯處理理nIP地址：由地址：由Internet號碼分配權(quán)威組織協(xié)調(diào)（號碼分配權(quán)威組織協(xié)調(diào)（IANA）分配與用戶交互時采用點分十進制表示法分配與用戶交互時采用點分十進制表示法n特點特點n提供無連接的數(shù)據(jù)報傳輸機制，不保證傳輸?shù)目煽啃蕴峁o連接的數(shù)據(jù)報傳輸機制，不保證傳輸?shù)目煽啃詎點到點的協(xié)議點到點的協(xié)議2022-5-388.2.1 IP數(shù)據(jù)報格式數(shù)據(jù)報格式2022-5-392022-5-3102022-5-3118.2.2 地址解析協(xié)議和反向地址解析協(xié)議地址解析協(xié)議和反向地址解析協(xié)議nARPARP

3、的功能：建立的功能：建立IPIP地址到等價硬件地址的映射關(guān)系。地址到等價硬件地址的映射關(guān)系。nRARPRARP的功能：它是的功能：它是ARPARP的功能擴充，規(guī)定了從硬件地址到等的功能擴充，規(guī)定了從硬件地址到等價的價的IPIP地址的翻譯過程。地址的翻譯過程。n基本過程：所有基本過程：所有ARPARP請求消息都直接封裝在請求消息都直接封裝在LANLAN幀中幀中, ,廣播給廣播給網(wǎng)上的所有計算機網(wǎng)上的所有計算機, ,每臺計算機收到這個請求后都會檢測其每臺計算機收到這個請求后都會檢測其中的中的IPIP地址地址, ,與與IPIP地址匹配的計算機發(fā)送一個應(yīng)答地址匹配的計算機發(fā)送一個應(yīng)答, ,而其他而其他

4、計算機則會丟棄收到的請求計算機則會丟棄收到的請求, ,不發(fā)任何應(yīng)答。不發(fā)任何應(yīng)答。2022-5-3128.2.3 互連網(wǎng)控制報文協(xié)議互連網(wǎng)控制報文協(xié)議ICMPICMPn原因：簡單的、盡力而為的原因：簡單的、盡力而為的IPIP協(xié)議導(dǎo)致難于判斷和了解網(wǎng)協(xié)議導(dǎo)致難于判斷和了解網(wǎng)絡(luò)的錯誤情況。絡(luò)的錯誤情況。-ICMP-ICMPn作用：發(fā)送診斷信息，返回網(wǎng)絡(luò)問題的報告。作用：發(fā)送診斷信息，返回網(wǎng)絡(luò)問題的報告。n注意：注意：ICMPICMP報文的問題不再引發(fā)報文的問題不再引發(fā)ICMPICMP報告。報告。n幀格式（幀格式（P209P209圖圖8.108.10）n錯誤原因（錯誤原因（P210P210）2022

5、-5-3138.2.4 TCP TCP協(xié)議協(xié)議nTCPTCP是面向連接的協(xié)議是面向連接的協(xié)議, ,它提供兩個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間數(shù)據(jù)的它提供兩個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備間數(shù)據(jù)的有保有保障的順序傳遞障的順序傳遞（丟失自動重傳處理、排序處理）。（丟失自動重傳處理、排序處理）。nTCPTCP與與IPIP - TCP - TCP使用使用IPIP來攜帶消息來攜帶消息, ,每一個每一個TCPTCP消息封裝成一個消息封裝成一個IPIP數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)報后通過互聯(lián)網(wǎng)。當(dāng)數(shù)據(jù)報到達目的主機報后通過互聯(lián)網(wǎng)。當(dāng)數(shù)據(jù)報到達目的主機,IP,IP將數(shù)據(jù)報的內(nèi)將數(shù)據(jù)報的內(nèi)容傳給容傳給TCPTCP。 - TCP- TCP只把只把IPIP看作一個包通信系統(tǒng)看作

6、一個包通信系統(tǒng), ,這一通信系統(tǒng)負責(zé)兩個這一通信系統(tǒng)負責(zé)兩個端點的主機連接端點的主機連接, ,而而IPIP只把每個只把每個TCPTCP消息看作數(shù)據(jù)來傳輸消息看作數(shù)據(jù)來傳輸2022-5-3148.2.4 TCP TCP協(xié)議協(xié)議2022-5-3158.2.5 用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議(UDP)nUDPUDP提供無連接的數(shù)據(jù)報服務(wù)提供無連接的數(shù)據(jù)報服務(wù), ,廣泛用于傾向直接使用數(shù)據(jù)廣泛用于傾向直接使用數(shù)據(jù)報服務(wù)的應(yīng)用程序。報服務(wù)的應(yīng)用程序。nUDPUDP處理開銷很小，由于簡單處理開銷很小，由于簡單, ,它很適合那些不需要它很適合那些不需要TCPTCP全部全部特性的應(yīng)用。特性的應(yīng)用。nUDPUDP不提供有保證的

7、數(shù)據(jù)傳送不提供有保證的數(shù)據(jù)傳送, , 也不保證數(shù)據(jù)的傳輸順序也不保證數(shù)據(jù)的傳輸順序。2022-5-3162022-5-3178.2.6 SMTP8.2.6 SMTPn簡單郵件傳送協(xié)議（簡單郵件傳送協(xié)議（Simple Mail Transfer Protocol）n電子郵件地址：電子郵件地址：收信人郵箱名收信人郵箱名郵箱所在主機域名郵箱所在主機域名n當(dāng)發(fā)送電子郵件時，郵件傳輸程序只使用地址的后一部分，當(dāng)發(fā)送電子郵件時，郵件傳輸程序只使用地址的后一部分，即目的主機的域名，只有郵件到達目的主機后，接收方計即目的主機的域名，只有郵件到達目的主機后，接收方計算機服務(wù)器才根據(jù)地址的前一部分，將郵件送往收件

8、人的算機服務(wù)器才根據(jù)地址的前一部分，將郵件送往收件人的郵箱。郵箱。2022-5-3188.2.6 SMTP SMTPn通信的三個階段：通信的三個階段：（1）連接建立：在發(fā)送主機的）連接建立：在發(fā)送主機的SMTP客戶和接收主客戶和接收主機的機的SMTP服務(wù)器之間建立服務(wù)器之間建立TCP連接，連接， 并確認并確認SMTP服務(wù)器有能力接收郵件；服務(wù)器有能力接收郵件；（2）郵件傳送：）郵件傳送：MAIL，RCPT，DATA（3）連接釋放：）連接釋放：QUIT，釋放，釋放TCP連接連接2022-5-3198.2.7 DNS DNSn域名結(jié)構(gòu)：域名結(jié)構(gòu)：三級域名三級域名.二級域名二級域名.頂級域名頂級域名

9、n頂級域名：國家頂級域名（頂級域名：國家頂級域名（cn，us，uk等）、國際頂級域等）、國際頂級域名（名（int）、通用頂級域名（）、通用頂級域名（com，net，org，edu，gov，mil等）等）n域名轉(zhuǎn)換過程：某應(yīng)用進程需要將主機映射為域名轉(zhuǎn)換過程：某應(yīng)用進程需要將主機映射為IP地址時，地址時，將待轉(zhuǎn)換的域名放在將待轉(zhuǎn)換的域名放在DNS請求報文中，以請求報文中，以UDP方式發(fā)給本方式發(fā)給本地域名服務(wù)器，本地域名服務(wù)器在查找域名后，將對應(yīng)的地域名服務(wù)器，本地域名服務(wù)器在查找域名后，將對應(yīng)的IP地址放在回答報文中返回，應(yīng)用程序獲得目的主機的地址放在回答報文中返回，應(yīng)用程序獲得目的主機的IP

10、地址即可進行通信。地址即可進行通信。2022-5-3208.2.8 FTP FTPn使用使用TCP協(xié)議，采用客戶服務(wù)器模式協(xié)議，采用客戶服務(wù)器模式n主進程工作步驟主進程工作步驟（1）打開）打開well-known端口端口21，使客戶進程能夠連接上，使客戶進程能夠連接上（2）等待客戶進程發(fā)出連接請求）等待客戶進程發(fā)出連接請求（3）啟動從屬進程處理客戶進程發(fā)來的請求）啟動從屬進程處理客戶進程發(fā)來的請求（4）回到等待狀態(tài)，繼續(xù)接受其它客戶進程發(fā)來的請求）回到等待狀態(tài)，繼續(xù)接受其它客戶進程發(fā)來的請求2022-5-3218.2.9 Telnet Telnetn遠程登陸：采用客戶服務(wù)器模式，用戶通過遠程登

11、陸：采用客戶服務(wù)器模式，用戶通過Telnet可在其所在地通過可在其所在地通過TCP連接登錄到遠端另連接登錄到遠端另一個主機上，一個主機上，Telnet能把用戶的擊鍵傳到遠地主能把用戶的擊鍵傳到遠地主機，同時也能把遠端主機的輸出通過機，同時也能把遠端主機的輸出通過TCP連接返連接返回到用戶屏幕。回到用戶屏幕。2022-5-3228.2.10 路由器工作原理路由器工作原理2022-5-3238.2.10 路由器工作原理路由器工作原理n基本功能基本功能n直接將報文轉(zhuǎn)發(fā)到正確的目的地；直接將報文轉(zhuǎn)發(fā)到正確的目的地；n維護在路由器中用來決定正確路徑的路由選擇表。維護在路由器中用來決定正確路徑的路由選擇表

12、。2022-5-3242022-5-3258.2.10 路由器工作原理路由器工作原理n路由表的生成和維護路由表的生成和維護n獲取初始路由表的三種方式：獲取初始路由表的三種方式：n啟動時從外存讀入。啟動時從外存讀入。n啟動時通過執(zhí)行顯式命令啟動時通過執(zhí)行顯式命令(比如批處理文件中的命令比如批處理文件中的命令)來填充。來填充。n啟動時從與本路由器直接相連的各網(wǎng)絡(luò)的地址中推導(dǎo)出一組初始路啟動時從與本路由器直接相連的各網(wǎng)絡(luò)的地址中推導(dǎo)出一組初始路由。由。n通過通過ICMP消息在開機時及開機后周期動態(tài)索取更新。消息在開機時及開機后周期動態(tài)索取更新。2022-5-3268.3 IPv4和和IPv6nIPv

13、4的局限：迫在眉睫的地址資源的耗盡的局限：迫在眉睫的地址資源的耗盡2022-5-3278.3 IPv4和和IPv6nIPv6的特性的特性（1）新的報頭格式）新的報頭格式（2）巨大的地址空間）巨大的地址空間（3）有效的分級的尋址和路由結(jié)構(gòu)）有效的分級的尋址和路由結(jié)構(gòu)（4）有狀態(tài)和無狀態(tài)的地址配置）有狀態(tài)和無狀態(tài)的地址配置（5）內(nèi)置的安全性）內(nèi)置的安全性（6）更好地支持）更好地支持QoS（7）用新協(xié)議處理鄰節(jié)點的交互）用新協(xié)議處理鄰節(jié)點的交互（8）具有可擴展性）具有可擴展性2022-5-3282022-5-3292022-5-3308.4 IP/ATM的融合的融合nIP技術(shù)與技術(shù)與ATM技術(shù)的融合

14、：疊加模型和集成模型技術(shù)的融合：疊加模型和集成模型n疊加（疊加（Overlay）模型：不更改）模型：不更改ATM網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議模塊，將網(wǎng)絡(luò)的協(xié)議模塊，將IP協(xié)議的功能層疊加在協(xié)議的功能層疊加在ATM之上，之上，IP和和ATM各自保持其標(biāo)準(zhǔn)各自保持其標(biāo)準(zhǔn)的地址分配策略和信令協(xié)議，兩層之間具有特定的信令關(guān)系。的地址分配策略和信令協(xié)議，兩層之間具有特定的信令關(guān)系。n集成（集成（Intergrated）模型：具有單一的）模型：具有單一的IP地址空間和單一地址空間和單一的的IP選路協(xié)議，不需要地址解析。采用選路協(xié)議，不需要地址解析。采用ATM交換結(jié)構(gòu)，但交換結(jié)構(gòu)，但不采用不采用ITUT或或ATM論壇所定義的

15、論壇所定義的ATM信令，而是采用簡信令，而是采用簡單的所謂單的所謂“輕型信令協(xié)議輕型信令協(xié)議”。2022-5-3318.4 IP/ATM的融合的融合n疊加模型：典型方案有疊加模型：典型方案有Classical IPOA(IP over ATM)，局域網(wǎng)仿真局域網(wǎng)仿真LANE(LAN Emulation)，MPOA(Multi-Protocol over ATM)。n集成模型：典型方案有集成模型：典型方案有IP Switching，Tag Switching，MPLS(Multi-Protocol Label Switching)。2022-5-3328.4.1 Classical IPOAnA

16、TM網(wǎng)絡(luò)作為邏輯網(wǎng)絡(luò)作為邏輯IP子網(wǎng)子網(wǎng)(Logical IP Subnet-LIS)的共的共享媒體，連接到享媒體，連接到ATM網(wǎng)絡(luò)上的網(wǎng)絡(luò)上的IP設(shè)備設(shè)備(主機或路由器主機或路由器)除了除了IP地址以外，還要分配地址以外，還要分配ATM地址。地址。ATM網(wǎng)絡(luò)使用自身的編網(wǎng)絡(luò)使用自身的編址和選路方案，完全獨立于其上的址和選路方案，完全獨立于其上的IP網(wǎng)絡(luò)。網(wǎng)絡(luò)。n在一個在一個LIS中的中的IP主機或主機或IP路由器與路由器與LIS的每個成員建立的每個成員建立PVC或或SVC的鄰接關(guān)系，由于接至的鄰接關(guān)系，由于接至ATM網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)的IP設(shè)備接口設(shè)備接口的的IP地址與地址與ATM地址間并無內(nèi)在的關(guān)

17、系，地址間并無內(nèi)在的關(guān)系，CIP對于對于SVC必必須提供地址解析機制。因此，要采用須提供地址解析機制。因此，要采用ATM地址解析服務(wù)器地址解析服務(wù)器(Address Resolution ServerARS)，ARS運行地址解運行地址解析協(xié)議析協(xié)議(Address Resolution ProtocolARP)。2022-5-3332022-5-3348.4.1 Classical IPOAnLIS的成員要在的成員要在ATM ARS中進行登記，中進行登記，LIS成員可從成員可從ARS獲得其它成員的獲得其它成員的IP地址，并可請求地址，并可請求ARS將將IP地址映射為地址映射為ATM地址。一旦獲

18、得對方的地址。一旦獲得對方的ATM地址即可與該成員建立地址即可與該成員建立SVC連接。連接。n屬于不同屬于不同LIS的成員之間的分組傳送要通過路由器的轉(zhuǎn)發(fā)，的成員之間的分組傳送要通過路由器的轉(zhuǎn)發(fā)，采用下一跳解析協(xié)議采用下一跳解析協(xié)議(Next Hop Resolution ProtocolNHRP)。2022-5-3358.4.1 Classical IPOAnNHRP是基于客戶是基于客戶/服務(wù)器模型，作為客戶服務(wù)器模型，作為客戶(NHC)，主機或路由器可向最近的服務(wù)器主機或路由器可向最近的服務(wù)器(NHS)發(fā)出請求，發(fā)出請求，以將目的地以將目的地IP地址映射為地址映射為ATM地址。這一請求是地

19、址。這一請求是沿著通常的逐跳轉(zhuǎn)發(fā)的沿著通常的逐跳轉(zhuǎn)發(fā)的IP通路向通路向IP目的地址發(fā)送。目的地址發(fā)送。沿著這一通路上的沿著這一通路上的NHS如具有該如具有該IP地址的解析信地址的解析信息，就向發(fā)出請求的息，就向發(fā)出請求的NHC回送回送ATM地址。地址。2022-5-3368.4.2 LANEnLANE將將MAC地址映射為對應(yīng)的地址映射為對應(yīng)的ATM地址，地址，LANE采用采用3種服務(wù)器：種服務(wù)器：LAN配置服務(wù)器配置服務(wù)器(LAN Configuration ServerLECS)LAN仿真服務(wù)器仿真服務(wù)器(LAN Emulation ServerLES)廣播和未知服務(wù)器廣播和未知服務(wù)器(Br

20、oadcast and Unknown ServerBUS)1)在接至在接至ATM使用使用LANE服務(wù)的每個設(shè)備中，必須有一個服務(wù)的每個設(shè)備中，必須有一個邏輯實體，稱為邏輯實體，稱為LAN仿真客戶仿真客戶(LAN Emulation ClientLEC)。2022-5-3372022-5-3388.4.2 LANEnLECS提供配置信息，例如提供配置信息，例如LAN類型（令牌環(huán)或以類型（令牌環(huán)或以太網(wǎng)），最大的幀，以及太網(wǎng)），最大的幀，以及LES的的ATM地址。在地址。在LEC與與LECS之間要先建立配置用的之間要先建立配置用的VCC，為此，為此LEC必必需知曉需知曉LECS的的ATM地址。地

21、址。LEC從從LECS可以得到可以得到LES的的ATM地址，與地址，與LES之間建立控制用的之間建立控制用的VCC，使得使得LEC可以向可以向LES登記有關(guān)登記有關(guān)MAC和和ATM地址等地址等信息。信息。2022-5-3398.4.2 LANEn當(dāng)某個當(dāng)某個LEC A要向另一個要向另一個LEC B傳送數(shù)據(jù)時，由傳送數(shù)據(jù)時，由LEC A向向LES發(fā)送發(fā)送LANE地址解析協(xié)議地址解析協(xié)議(LANE-ARP)消息，以得到消息，以得到LEC B的的ATM地址。地址。LEC A得到得到LEC B的的ATM地址后，就可以在其間建立地址后，就可以在其間建立VCC并傳送數(shù)并傳送數(shù)據(jù)。如果據(jù)。如果LES不能完成

22、所要求的地址解析，不能完成所要求的地址解析，LEC A要向要向BUS求助，由求助，由BUS將請求消息向所有的將請求消息向所有的LEC廣播。廣播。2022-5-3408.4.3 MPOAnMPOA將將LANE與與NHRP結(jié)合在一起，使得共用同結(jié)合在一起，使得共用同一一ATM網(wǎng)絡(luò)的不同的網(wǎng)絡(luò)的不同的LANE之間的通信可以不通過之間的通信可以不通過路由器，而直接由路由器，而直接由ATM的虛連接來實現(xiàn)。的虛連接來實現(xiàn)。nMPOA定義了兩個重要的組件，稱為定義了兩個重要的組件，稱為MPOA客戶客戶(MPOA ClientMPC)和和MPOA服務(wù)器服務(wù)器(MPOA ServerMPS)。2022-5-34

23、18.4.3 MPOAnMPC可駐存在工作站、邊緣設(shè)備或路由服務(wù)器中，可駐存在工作站、邊緣設(shè)備或路由服務(wù)器中，MPC是是ATM直達通路的源或目的地。直達通路的源或目的地。MPC中含有中含有LEC，使，使MPC可可以連接到使用以連接到使用LANE協(xié)議的同一子網(wǎng)中的協(xié)議的同一子網(wǎng)中的MPS和其它和其它MPC。nMPS駐存在路由服務(wù)器中，運行標(biāo)準(zhǔn)的選路協(xié)議駐存在路由服務(wù)器中，運行標(biāo)準(zhǔn)的選路協(xié)議(例如例如OSPF)，并包含了一個或多個，并包含了一個或多個LEC，使其可與一個或多個，使其可與一個或多個仿真仿真LAN(Emulated LAN-ELAN)相接口。此外，相接口。此外，MPS中中也含有下一跳服

24、務(wù)器也含有下一跳服務(wù)器(Next Hop ServerNHS)，運行用，運行用于于MPOA的下一跳解析協(xié)議的下一跳解析協(xié)議(NHRP)。2022-5-3422022-5-3438.4.3 MPOAnMPOA基本的工作過程如下：基本的工作過程如下：（1）MPOA設(shè)備從設(shè)備從LECS獲得配置信息。獲得配置信息。（2）MPOA設(shè)備通過各種設(shè)備通過各種LANE控制消息可發(fā)現(xiàn)同控制消息可發(fā)現(xiàn)同一子網(wǎng)中其它成員的存在，在一子網(wǎng)中其它成員的存在，在LANE控制消息中包控制消息中包含了含了MPOA 消息元素，以類型、長度、值來表示。消息元素，以類型、長度、值來表示。例如，例如，MPC必須知曉必須知曉MPS的的

25、MAC地址和地址和ATM地址，地址，才能向才能向MPS發(fā)送發(fā)送MPOA請求。請求。2022-5-3448.4.3 MPOA（3）入口）入口MPC至入口至入口MPS的處理：一旦檢出某個的處理：一旦檢出某個流應(yīng)以直達流應(yīng)以直達ATM連接傳送，入口連接傳送，入口MPC向入口向入口MPS發(fā)出發(fā)出MPOA地址解析請求。如果此入口地址解析請求。如果此入口MPS同時同時也是服務(wù)于目的地的也是服務(wù)于目的地的MPS，則即可啟動出口處理。，則即可啟動出口處理。否則，就要向目的地的否則，就要向目的地的MPS發(fā)送發(fā)送NHRP請求，這請求，這時是以入口時是以入口MPC地址作為源地址。地址作為源地址。2022-5-345

26、8.4.3 MPOA（4）出口）出口MPS至出口至出口MPC處理：出口處理：出口MPS收到收到NHRP請求請求后，使用緩存施加協(xié)議后，使用緩存施加協(xié)議(Cache imposition protocol)向向出口出口MPC發(fā)送請求。這一協(xié)議可在發(fā)送請求。這一協(xié)議可在MPC中建立緩存狀態(tài)中建立緩存狀態(tài) ，包括入口包括入口MPC ATM地址、目的地網(wǎng)絡(luò)層地址和數(shù)據(jù)鏈路地址、目的地網(wǎng)絡(luò)層地址和數(shù)據(jù)鏈路層層(Data Link LayerDLL)頭部等信息；此外，也可用來頭部等信息；此外，也可用來檢驗出口檢驗出口MPC是否具有足夠資源來建立直達通路。如果出是否具有足夠資源來建立直達通路。如果出口口MP

27、C具有足夠資源來支持直達通路，出口具有足夠資源來支持直達通路，出口MPC向出口向出口MPS回送響應(yīng)消息，消息中包含了自身的回送響應(yīng)消息，消息中包含了自身的ATM地址。地址。2022-5-3468.4.3 MPOA（5）入口）入口MPS至入口至入口MPC處理：入口處理：入口MPS收到出口收到出口MPS的的NHRP回答消息后，轉(zhuǎn)換成回答消息后，轉(zhuǎn)換成MPOA解析回答而送往入口解析回答而送往入口MPC，于是入口，于是入口MPC可以建立直達通路至出口可以建立直達通路至出口MPC。2022-5-3472022-5-3488.5 集成模式集成模式n傳統(tǒng)的傳統(tǒng)的IP路由器是在第路由器是在第3層選路，由軟件來

28、查表，層選路，由軟件來查表，采用地址前綴的最長匹配算法，采用地址前綴的最長匹配算法，IP包無連接地逐包無連接地逐跳轉(zhuǎn)發(fā)，速度較慢。特別是對于持續(xù)時間較長的跳轉(zhuǎn)發(fā)，速度較慢。特別是對于持續(xù)時間較長的數(shù)據(jù)流，傳送效率低。集成模式可將第數(shù)據(jù)流，傳送效率低。集成模式可將第3層選路映層選路映射為第射為第2層的轉(zhuǎn)發(fā)。映射完成后，對應(yīng)于該映射進層的轉(zhuǎn)發(fā)。映射完成后，對應(yīng)于該映射進入的數(shù)據(jù)流不必進入第入的數(shù)據(jù)流不必進入第3層選路，而直接在第層選路，而直接在第2層層建立直通轉(zhuǎn)發(fā)機制。建立直通轉(zhuǎn)發(fā)機制。2022-5-3498.5 集成模式集成模式n流的基本概念：流的基本概念：IP/ATM網(wǎng)絡(luò)互連中經(jīng)常用到，一網(wǎng)絡(luò)

29、互連中經(jīng)常用到，一個流是指一個源站點（或一個應(yīng)用進程）與一個個流是指一個源站點（或一個應(yīng)用進程）與一個或多個目的站點（或多個應(yīng)用進程）之間的某個或多個目的站點（或多個應(yīng)用進程）之間的某個數(shù)據(jù)報（分組）序列，此序列在各路由器享受相數(shù)據(jù)報（分組）序列，此序列在各路由器享受相同的服務(wù)策略。流存在于無連接網(wǎng)絡(luò)，與面向連同的服務(wù)策略。流存在于無連接網(wǎng)絡(luò)，與面向連接網(wǎng)絡(luò)中的連接接網(wǎng)絡(luò)中的連接connection非常相似。非常相似。2022-5-3508.5 集成模式集成模式n流流-虛連接的映射策略：數(shù)據(jù)驅(qū)動模式和控制驅(qū)動虛連接的映射策略：數(shù)據(jù)驅(qū)動模式和控制驅(qū)動模式。模式。n數(shù)據(jù)驅(qū)動模式：核心思想是流的分類

30、，如數(shù)據(jù)驅(qū)動模式：核心思想是流的分類，如IP交換。交換。n控制驅(qū)動模式：采取一定的控制策略，如控制驅(qū)動模式：采取一定的控制策略，如MPLS、標(biāo)記交換，根據(jù)路由協(xié)議建立虛連接。標(biāo)記交換，根據(jù)路由協(xié)議建立虛連接。2022-5-3518.5 集成模式集成模式nIP交換：最早由交換：最早由Ipsilon公司提出，現(xiàn)已被公司提出，現(xiàn)已被Nokia收購；收購；n標(biāo)記交換：由標(biāo)記交換：由Cisco公司提出，公司提出，nMPLS：由：由IETF提出，與標(biāo)記交換類似。提出，與標(biāo)記交換類似。2022-5-3528.5.1 IP交換交換n核心思想：將輸入數(shù)據(jù)流進行分類，對持續(xù)期長、業(yè)務(wù)量核心思想：將輸入數(shù)據(jù)流進行分

31、類，對持續(xù)期長、業(yè)務(wù)量大的用戶數(shù)據(jù)流在大的用戶數(shù)據(jù)流在ATM交換機硬件中直接交換；對持續(xù)期交換機硬件中直接交換；對持續(xù)期短、業(yè)務(wù)量小、呈突發(fā)分布的用戶數(shù)據(jù)流仍然采用傳統(tǒng)路短、業(yè)務(wù)量小、呈突發(fā)分布的用戶數(shù)據(jù)流仍然采用傳統(tǒng)路由器跳到跳（由器跳到跳（hop-by-hop）的存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式。）的存儲轉(zhuǎn)發(fā)方式。2022-5-3532022-5-3548.5.1 IP交換交換nIFMP：Ipsilon流管理協(xié)議，是流管理協(xié)議，是IP交換節(jié)點之間的協(xié)議交換節(jié)點之間的協(xié)議n用于第二層標(biāo)記（用于第二層標(biāo)記（VCI）的分配，使得一個節(jié)點可以通知）的分配，使得一個節(jié)點可以通知相鄰節(jié)點將某一標(biāo)記與特定的相鄰節(jié)點將某一標(biāo)

32、記與特定的IP流相關(guān)聯(lián)流相關(guān)聯(lián)2022-5-3558.5.1 IP交換交換nGSMP：通用交換機管理協(xié)議，是：通用交換機管理協(xié)議，是IP交換機內(nèi)部的交換機內(nèi)部的IP交換交換控制器與控制器與ATM交換器之間的通信協(xié)議，使交換器之間的通信協(xié)議，使IP交換控制器可交換控制器可以控制以控制ATM交換器的工作。在交換器的工作。在IP交換機中，交換機中，IP交換控制器交換控制器與與ATM交換器完全是一種主從的控制關(guān)系。交換器完全是一種主從的控制關(guān)系。2022-5-3562022-5-35 工作過程工作過程n在系統(tǒng)啟動時，在系統(tǒng)啟動時，IP交換節(jié)點與其各個相鄰的節(jié)點交換節(jié)點與其各個相鄰的節(jié)點

33、之間要建立具有一定之間要建立具有一定VPIVCI值的默認虛電路，值的默認虛電路，該默認信道用于無連接的分組的逐跳轉(zhuǎn)發(fā)。因此該默認信道用于無連接的分組的逐跳轉(zhuǎn)發(fā)。因此數(shù)據(jù)首先從默認信道上傳來，數(shù)據(jù)首先從默認信道上傳來， IP交換控制器按交換控制器按照傳統(tǒng)路由方式進行選路，并對數(shù)據(jù)進行分類處照傳統(tǒng)路由方式進行選路，并對數(shù)據(jù)進行分類處理。理。2022-5-35 工作過程工作過程n一旦一個業(yè)務(wù)流被識別為直接的一旦一個業(yè)務(wù)流被識別為直接的ATM交換，就從交換，就從該流所進入的輸入端口上選擇該流所進入的輸入端口上選擇個空閑的標(biāo)記個空閑的標(biāo)記x，并且在其控制端口上也選擇一個空閑的標(biāo)記并且在其

34、控制端口上也選擇一個空閑的標(biāo)記y，從而在輸入端口的從而在輸入端口的VCIx與控制端口的與控制端口的VCIy之間建立映射關(guān)系。并向上游節(jié)點發(fā)送之間建立映射關(guān)系。并向上游節(jié)點發(fā)送IFMP的的改向改向(Redirection)消息。改向消息的作用是使消息。改向消息的作用是使上游節(jié)點將此后分組頭與流標(biāo)識相匹配的所有分上游節(jié)點將此后分組頭與流標(biāo)識相匹配的所有分組，在所指定的組，在所指定的VC上傳來。上傳來。2022-5-35 工作過程工作過程n業(yè)務(wù)流就在輸入業(yè)務(wù)流就在輸入x/控制控制y上進行傳送，雖然此時分組仍由上進行傳送，雖然此時分組仍由IP軟件進行轉(zhuǎn)發(fā)，但由于先前對此流的選路決策已在

35、軟件進行轉(zhuǎn)發(fā)，但由于先前對此流的選路決策已在IP轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)軟件中作高速緩存，可由標(biāo)記發(fā)軟件中作高速緩存，可由標(biāo)記y來檢索，因此轉(zhuǎn)發(fā)速度已來檢索，因此轉(zhuǎn)發(fā)速度已加快。加快。n在同一在同一IP交換網(wǎng)中，各個交換網(wǎng)中，各個IP交換節(jié)點通常采用相同的判別交換節(jié)點通常采用相同的判別準(zhǔn)則，因此下游節(jié)點通常也會作出建立準(zhǔn)則，因此下游節(jié)點通常也會作出建立ATM連接的決定，連接的決定，向本節(jié)點發(fā)送向本節(jié)點發(fā)送IFMP消息，消息中包含了下游所分配的消息，消息中包含了下游所分配的VCI。2022-5-360 工作過程工作過程n經(jīng)過以上兩步經(jīng)過以上兩步 ，數(shù)據(jù)流通過第，數(shù)據(jù)流通過第3層在所分配的出入層在所分

36、配的出入VC上傳上傳送，但尚未建立送，但尚未建立ATM交換結(jié)構(gòu)中的直通連接。交換結(jié)構(gòu)中的直通連接。nIP交換控制器通過交換控制器通過GSMP消息指示交換器將出入鏈路上的消息指示交換器將出入鏈路上的出入出入VCI相關(guān)聯(lián)，建立本節(jié)點相關(guān)聯(lián)，建立本節(jié)點ATM交換器中的虛連接。此交換器中的虛連接。此后的數(shù)據(jù)包可以在此后的數(shù)據(jù)包可以在此ATM連接上直接傳送，而旁路第連接上直接傳送，而旁路第3層層的選路軟件。的選路軟件。2022-5-3612022-5-36 GSMP協(xié)議協(xié)議n消息類型消息類型配置：了解配置：了解ATM交換機能力，包括端口的接口類型、信元速率、線交換機能力，包括端口的接口類

37、型、信元速率、線路狀態(tài)、可支持的優(yōu)先級別，以及可支持的輸入路狀態(tài)、可支持的優(yōu)先級別，以及可支持的輸入VPI和和VCI的范圍。的范圍。連接管理：建立和刪除連接，比如連接管理：建立和刪除連接，比如Add Branch，Delete Branch。端口管理：復(fù)位、斷開、接入、環(huán)回測試等操作。端口管理：復(fù)位、斷開、接入、環(huán)回測試等操作。統(tǒng)計：查詢每個統(tǒng)計：查詢每個VC和每個端口的性能數(shù)據(jù)。和每個端口的性能數(shù)據(jù)。事件：針對特殊事件發(fā)出告警，例如端口故障或收到具有無效事件：針對特殊事件發(fā)出告警，例如端口故障或收到具有無效VPI/VCI的信元。的信元。在默認虛通路在默認虛通路VPI/VCI = 0/15上傳

38、送消息上傳送消息2022-5-36 IFMP協(xié)議協(xié)議n包括鄰接協(xié)議和改向協(xié)議包括鄰接協(xié)議和改向協(xié)議n鄰接協(xié)議使主機或路由器可以發(fā)現(xiàn)鏈路另一端對等體鄰接協(xié)議使主機或路由器可以發(fā)現(xiàn)鏈路另一端對等體的標(biāo)識（的標(biāo)識（IP地址），使鏈路兩端狀態(tài)同步，并可交換地址），使鏈路兩端狀態(tài)同步，并可交換分配給鏈路的分配給鏈路的IP地址的清單。地址的清單。n改向協(xié)議將改向協(xié)議將VCI與一定的流捆合在一起或解除其捆合與一定的流捆合在一起或解除其捆合n在默認虛通路在默認虛通路VPI/VCI = 0/5上傳送消息上傳送消息2022-5-3648.5.2 標(biāo)記交換技術(shù)標(biāo)記交換技術(shù)n標(biāo)記交換標(biāo)記交換(Tag Switching)是是cisco公司推出的公司推出的種基于傳種基于傳統(tǒng)路由器的統(tǒng)路由器的ATM承載承載IP技術(shù)。標(biāo)記交換最本質(zhì)的特點是沒技術(shù)。標(biāo)記交換最本質(zhì)的特點是沒有脫離傳統(tǒng)路由器技術(shù)，但在一定程度上將數(shù)據(jù)的傳遞從有脫離傳統(tǒng)路由器技術(shù)，但在一定程度上將數(shù)據(jù)的傳遞從路由變?yōu)榻粨Q，提高傳送效率。另外。標(biāo)記交換既不受限路由變?yōu)榻粨Q，提高傳送效率。另外。標(biāo)記交換既不受限于使用于使用AT