Internet核心原理与应用技术 第17章 Internet交换技术

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1、第17章Internet交换技术17.1Internet路由与交换的概念17.1IP路由与ATM交换技术17.2Cisco的标记交换技术17.3多协议标签交换17.417.1Internet路由与交换的　　　　　　　概念17.1.1IP路由与ATM交换技术1．交换机与路由器的基本概念2．传统IP路由技术及其局限性一旦整体程序出现部分故障，很容易导致整个任务失败，甚至操作系统崩溃。整体程序中包转发被置于优先位置，一旦路由器忙于包转发，无暇顾及路由修正和控制等任务，就会导致网络不稳定。整体码过分庞大，失去灵活性、可扩展性和稳定性。因为对整体码而言，要增加一

2、个功能可能会影响整个码，所以要想修改它非常困难。整体码尺寸过大，给厂商及时修改版本错误、推出新版本造成困难。整体码不能分解成子程序，给模拟、仿真测试造成困难。（1）路由器的处理能力、速度和吞吐量都很低，用户接入的速度很慢。其主要原因是数据分组的存储和处理过程复杂，路由表太大导致查询时间过长。（2）Internet目前使用的IPv4对实时业务、灵活的路由机制、流量控制和安全性的支持不够，网络的拥塞现象无法解决，无法提供可靠的网络服务质量。3．ATM交换技术异步转移模式（AsynchronousTransferModel，ATM）是一种新的传输和交换数字信息的

3、技术。图17.1ATM传输网络17.1.2基于ATM交换的IP路由1．叠加模型方式2．对等模型方式17.1.3吉（太）位线速　　　　　　　路由交换机吉（太）位线速路由器可以支持各种路由协议，现代吉（太）位线速路由交换机还具有支持增值服务的能力。17.2IP路由交换技术17.2.1IP交换的原理图17.2ATM上的IP路由与IP交换的原理比较图17.3IP交换机体系结构17.2.2IP交换机的转发1．基于缺省VC的IP交换图17.4基于缺省VC的IP交换机控制器间的第三层路由转发2．IP交换机的交换信息流转发图17.5IP交换机交换信息流的第一次转发建立图17

4、.6IP交换机交换信息流的第二次转发建立17.2.3信息流管理协议信息流管理协议（IFMP）是一个IP交换网络中信息流的标志交换协议，用于相邻的IP交换机之间通知对某个交换信息流的信元重新定向信息，实现一个第二层标志与一个指定的交换信息流的绑定。IFMP不是一个IEEE的标准协议文件，它是一个专用的协议。图17.7IFMP信息流标识符格式图17.8IFMP的重定向消息格式17.2.4通用交换管理协议1．4种请求响应消息（1）连接管理请求响应消息（2）端口管理请求响应消息（3）统计请求响应消息（4）配置请求响应消息图17.9GSMP分组的格式图17.10GSMP

5、连接管理消息格式2．交换机生成事件消息3．GSMP的邻接协议图17.11GSMP邻接协议消息格式17.3Cisco的标记交换技术17.3.1Cisco标记交换原理图17.12Cisco交换标记网络17.3.2Cisco标记交换转发图17.13TFIB的结构图17.14Cisco标记交换转发过程17.3.3标记分发协议1．下游分配标签方法图17.15下游分配标签的过程2．下游按需分配标签方法图17.16下游按需分配标签的过程3．上游分配标签方法17.4多协议标签交换17.4.1MPLS体系结构图17.17采用MPLS技术的IP主干网络结构1．转发构件2．控制构件

6、17.4.2MPLS标签堆栈格式1．MPLS标签堆栈编码结构图17.18标签堆栈编码结构2．标签的封装与绑定图17.19在填充片标签头中携带标签结构17.4.3MPLS协议结构与LSR结构1．MPLS协议结构图17.20MPLS操作协议结构2．LSR结构图17.21LSR的结构17.4.4LDP1．LDP的原理LDP是LSR通过直接网络层路由信息映射到数据链路层交换通道，在网络中建立LSP所涉及的过程和消息的集合。LDP提供了以下4种消息类型。（1）发现消息（Discovery）：用于通告并维持网络中某个LSR的存在。（2）邻接消息（Session）：用于建立

7、、维持并终止LDP对等实体双方之间的会话。（3）通告消息（Advertisement）：用于创建、改变、删除标签和FEC之间的映射。（4）通知消息（Notification）：用于提供咨询信息和报告出错信息。图17.22TLV编码格式图17.23地址列表TLV编码格式图17.24FECTLV编码格式表17.1FEC编码FEC单元类型类型值值通配符01H无地址前缀02H可变长主机地址03H可变长2．LDP的消息编码图17.25LDP消息头编码格式图17.26LDP消息体编码格式3．LDP的操作（1）LDP发现阶段（2）会话建立与维护阶段图17.27LDP会话建立

8、与维护状态转换图（3）LSP的建立与维