第4章分組交換part2第一頁，共75頁。主要內(nèi)容IP技術(shù)與ATM技術(shù)的融合Ipsilon公司的IP交換技術(shù)標(biāo)簽（Tag）交換技術(shù)多協(xié)議標(biāo)記交換（MPLS）技術(shù)2第二頁，共75頁。IP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：

特點(diǎn)：易于不同網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、統(tǒng)一尋址、路由靈活存在問題：傳輸效率低，無法保證服務(wù)質(zhì)量ATM網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：

特點(diǎn)：異步時(shí)分動(dòng)態(tài)帶寬，可信的QoS、面向連接、定長(zhǎng)短信元結(jié)構(gòu)，快速交換，傳輸效率高，保證服務(wù)質(zhì)量，有流量控制存在問題：技術(shù)復(fù)雜，可擴(kuò)展性不好1、IP技術(shù)與ATM技術(shù)的融合3第三頁，共75頁。1、IP技術(shù)與ATM技術(shù)的融合IP與ATM融合的新技術(shù)

IpsilonIP交換（IPswitch）Cisco標(biāo)簽交換（tagswitch）IBM基于IP交換的路由聚合技術(shù)ARISIETF推薦ATM上的傳統(tǒng)IP技術(shù)IPOA多協(xié)議標(biāo)記交換MPLSATMForum推薦局域網(wǎng)仿真LANEATM上的多協(xié)議MPOAARIS：aggregateroutedbasedIPswitchIPOA：classicIP

overATMMPLS：multi-protocollabelswitchLANE：lanemulationMPOA：multi-protocoloverATM本質(zhì)：IP選路，ATM傳輸和交換，IP封裝在ATM信元中4第四頁，共75頁。5第五頁，共75頁。2、Ipsilon公司的IP交換技術(shù)1996年美國(guó)Ipsilon公司提出一種專門用于在ATM網(wǎng)上傳送IP分組的技術(shù)，是IP路由器和ATM交換機(jī)組合而成“ATM交換機(jī)”去除了所有的ATM信令和路由協(xié)議，并受“IP路由器”的控制。IP交換可提供兩種信息傳送方式，一種是ATM交換式傳輸連續(xù)的、業(yè)務(wù)量大的數(shù)據(jù)流另一種是基于hop-by-hop方式的傳統(tǒng)IP傳輸持續(xù)時(shí)間短的、業(yè)務(wù)量小的數(shù)據(jù)流6第六頁，共75頁。IP交換的兩種路由7第七頁，共75頁。IP交換機(jī)的體系結(jié)構(gòu)（1）IP交換控制器：駐存了控制軟件的高性能處理機(jī)運(yùn)行IP選路軟件+控制軟件流的判別軟件：用來判別數(shù)據(jù)流，決定交換方式。Ipsilon流管理協(xié)議（IFMP）：IP交換節(jié)點(diǎn)間VCI的分配和標(biāo)記與特定的IP流相關(guān)聯(lián)。通用交換機(jī)管理協(xié)議（GSMP）：IP交換控制器對(duì)ATM交換器控制的協(xié)議ATM交換器：交換：去掉AAL以上、尋址、選路GSMP8第八頁，共75頁。

IP交換機(jī)由IP交換控制器和ATM交換器構(gòu)成。IP交換控制器：駐存了控制軟件的高性能處理機(jī)控制軟件：選路軟件+擴(kuò)充軟件（流的判別、Ipsilon流管理協(xié)議、通用交換機(jī)管理協(xié)議）流的判別：用來判別通過ATM連接傳送的數(shù)據(jù)流。Ipsilon流管理協(xié)議（IFMP）：IP交換節(jié)點(diǎn)之間的協(xié)議，用于2層標(biāo)記（VCI）的分配，一個(gè)節(jié)點(diǎn)通過該協(xié)議通知相鄰節(jié)點(diǎn)將某一標(biāo)記與特定的IP流相關(guān)聯(lián)。通用交換機(jī)管理協(xié)議（GSMP）：是IP交換機(jī)內(nèi)部IP交換控制器與ATM交換器之間的通信協(xié)議，用于IP交換控制器控制ATM交換器的工作。ATM交換器：ATM交換結(jié)構(gòu)+輸入/輸出端口IP交換機(jī)的體系結(jié)構(gòu)（2）9第九頁，共75頁。IP交換的基本原理（1）（1）流IP交換是基于數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)的流分兩類：端口到端口流、主機(jī)到主機(jī)流（2）輸入輸出端口：數(shù)據(jù)流進(jìn)入和離開IP交換網(wǎng)絡(luò)的點(diǎn)，邊緣IP交換機(jī)（3）直通連接二層上建立的傳輸通道，數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)請(qǐng)求建立，故障時(shí)可在三層存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)概念10第十頁，共75頁。IP交換的基本原理（1）

1）從默認(rèn)信道上傳來數(shù)據(jù)包2）要求上游節(jié)點(diǎn)在所分配的VC上傳送分組

3）從下游節(jié)點(diǎn)收到改向消息

4）在ATM直通連接上傳送分組IP交換的工作過程可分為這樣四個(gè)階段：11第十一頁，共75頁。在系統(tǒng)開始運(yùn)行時(shí)，IP數(shù)據(jù)分組被封裝在信元中，通過默認(rèn)通道傳送到IP交換機(jī)。信元到達(dá)IP交換控制器后，被重新組合成IP數(shù)據(jù)分組，在第三層按照傳統(tǒng)的IP選路方式，進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)，然后再被拆成信元在默認(rèn)通道上進(jìn)行傳送。如圖8.3（a）所示。（1）對(duì)默認(rèn)信道上傳來的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)12第十二頁，共75頁。IP交換控制器中的流判識(shí)軟件要對(duì)數(shù)據(jù)流進(jìn)行判別，以確定是否建立ATM直通連接。當(dāng)需要建立ATM直通連接時(shí)，則從該數(shù)據(jù)流輸入的端口上分配一個(gè)空閑的VCI，并向上游節(jié)點(diǎn)發(fā)送IFMP的改向消息，通知上游節(jié)點(diǎn)將屬于該流的IP數(shù)據(jù)分組在指定端口的VC上傳送到IP交換機(jī)。上游IP交換機(jī)收到IFMP的改向消息后，開始把指定流的信元在相應(yīng)VC上進(jìn)行傳送。（2）向上游節(jié)點(diǎn)發(fā)送改向消息13第十三頁，共75頁。IP交換機(jī)收到下游節(jié)點(diǎn)要求建立ATM直通連接的IFMP改向消息，改向消息含有數(shù)據(jù)流標(biāo)識(shí)和下游節(jié)點(diǎn)分配的VCI。隨后，IP交換機(jī)將屬于該數(shù)據(jù)流的信元在此VC上傳送到下游節(jié)點(diǎn)。如圖8.3（c）所示。3）收到下游節(jié)點(diǎn)的改向消息14第十四頁，共75頁。IP交換機(jī)檢測(cè)到流在輸入端口指定的VCI上傳送過來，并收到下游節(jié)點(diǎn)分配的VCI后，IP交換控制器通過GSMP（通用交換機(jī)管理協(xié)議）消息指示ATM控制器，建立相應(yīng)輸入和輸出端口的入出VCI的連接，這樣就建立起ATM直通連接，屬于該數(shù)據(jù)流的信元就會(huì)在ATM連接上以ATM交換機(jī)的速度在IP交換機(jī)中轉(zhuǎn)發(fā)。如圖8.3（d）所示。（4）在ATM直通連接上傳送分組15第十五頁，共75頁。1、IP技術(shù)與ATM技術(shù)的對(duì)比2、IP技術(shù)與ATM技術(shù)的融合方式及對(duì)比（1）重疊模式：CIP（IPOA）LANE、MPOA

（2）集成模式：IP交換、tag交換、ARIS、MPLS3、IP交換：IP控制器+ATM交換硬件提供兩種連接：傳統(tǒng)路由、直通連接IP功能+擴(kuò)展（流分類、IFMP、GSMP）4、IP交換的工作原理（數(shù)據(jù)流驅(qū)動(dòng)）開始IP存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)（默認(rèn)VC）------傳統(tǒng)路由流判別？入端口分配VCI，向上游發(fā)送IFMP重定向報(bào)文（VCI、流ID、有效時(shí)間）收到下游節(jié)點(diǎn)的改向（重定向）消息，將數(shù)據(jù)流在VC上傳送（IP頭不封裝）ATM直通連接上發(fā)送分組：上下游都對(duì)該流重定向時(shí)，ATM直通連接復(fù)習(xí)對(duì)比角度16第十六頁，共75頁。3、Tag交換技術(shù)Tag交換的組件Tag交換的基本原理17第十七頁，共75頁。標(biāo)簽交換及其基本概念標(biāo)簽交換（tagswitching）:是一種利用附加在IP數(shù)據(jù)分組上的標(biāo)簽（tag）進(jìn)行快速轉(zhuǎn)發(fā)的IP交換技術(shù)。標(biāo)簽短小，轉(zhuǎn)發(fā)表也就小，提高了傳輸速度和轉(zhuǎn)發(fā)效率。拓?fù)潋?qū)動(dòng)。1、標(biāo)簽分組上附加的一個(gè)字段，在標(biāo)簽交換中，對(duì)三層分組頭進(jìn)行分析后，將其映射到一個(gè)固定長(zhǎng)度的、無結(jié)構(gòu)的值中，這個(gè)值就叫做標(biāo)簽2、轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類FEC（forwardingequivalenceclass）是一組具有相同特性的數(shù)據(jù)分組，以相似的方式在網(wǎng)絡(luò)中轉(zhuǎn)發(fā)FEC可被看作是具有相同選路決策的一類數(shù)據(jù)分組給屬于同一個(gè)FEC的數(shù)據(jù)分組加上相同的標(biāo)簽。第十八頁，共75頁。3、標(biāo)簽邊緣路由器TER（tagedgerouters）位于標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)的邊緣。負(fù)責(zé)加標(biāo)簽/去標(biāo)簽TER使用標(biāo)準(zhǔn)的路由協(xié)議（OSPF，BGP等）來創(chuàng)建轉(zhuǎn)發(fā)信息庫（FIB：forwardinginformationbase）。TER根據(jù)FIB的內(nèi)容，使用標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議（TDP：tagdistributionprotocol，使用TCP傳送）向其他TER或標(biāo)簽交換路由器分發(fā)標(biāo)簽。4、標(biāo)簽交換路由器TSR（tagswitchrouters）位于標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部，負(fù)責(zé)根據(jù)標(biāo)簽來轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)分組。TSR接收來自TER的TDP消息，并根據(jù)這些消息所攜帶的信息建立自己的標(biāo)簽信息庫（TIB：taginformationbase）。在標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)中，只依據(jù)標(biāo)簽進(jìn)行數(shù)據(jù)分組的轉(zhuǎn)發(fā)。19第十九頁，共75頁。TSR標(biāo)簽交換路由器由轉(zhuǎn)發(fā)組件和控制組件構(gòu)成。

（對(duì)應(yīng)于IP交換中的ATM交換器和IP交換控制器）轉(zhuǎn)發(fā)組件：進(jìn)行標(biāo)簽交換的Tag交換器。根據(jù)標(biāo)簽，查詢TIB，獲得輸出端口及輸出標(biāo)簽；并轉(zhuǎn)發(fā)到端口控制組件：選路功能、生成標(biāo)簽和網(wǎng)絡(luò)層路由的捆合信息、在Tag交換器之間傳送標(biāo)簽捆合信息。20第二十頁，共75頁。標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)主要由TSR和TER設(shè)備組成，在標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)上運(yùn)行的協(xié)議有傳統(tǒng)的路由協(xié)議和TDP。標(biāo)簽交換的過程可分為以下4個(gè)步驟。（1）當(dāng)一個(gè)要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)分組進(jìn)入標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)前TER和TSR使用標(biāo)準(zhǔn)的路由協(xié)議（OSPF，BGP等）來確定數(shù)據(jù)分組的轉(zhuǎn)發(fā)路由，并將這些轉(zhuǎn)發(fā)路由信息存入FIB。TER根據(jù)FIB的內(nèi)容，產(chǎn)生標(biāo)簽，并將標(biāo)簽關(guān)聯(lián)信息（地址前綴、標(biāo)簽）通過TDP協(xié)議分發(fā)。相鄰TSR接收到TDP信息后會(huì)建立標(biāo)簽信息庫TIB。標(biāo)簽交換的工作原理第二十一頁，共75頁。（2）當(dāng)一個(gè)TER接收到一個(gè)要轉(zhuǎn)發(fā)的數(shù)據(jù)分組時(shí)TER會(huì)分析網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)分組頭，從FIB中為這個(gè)數(shù)據(jù)分組選擇一個(gè)可用路由，給數(shù)據(jù)分組加上一個(gè)標(biāo)簽后，將其轉(zhuǎn)發(fā)到下一個(gè)TSR。（3）在標(biāo)簽交換網(wǎng)中TSR接收到加有標(biāo)簽的數(shù)據(jù)分組，不用再次分析數(shù)據(jù)分組頭，而是只使用標(biāo)簽基于TIB對(duì)數(shù)據(jù)分組進(jìn)行快速的交換。（4）加有標(biāo)簽的數(shù)據(jù)分組到達(dá)網(wǎng)絡(luò)邊緣的TER時(shí)TER會(huì)去掉標(biāo)簽然后把數(shù)據(jù)分組交給上層應(yīng)用，從而完成數(shù)據(jù)分組在標(biāo)簽交換網(wǎng)絡(luò)中的傳送。第二十二頁，共75頁。Tag交換的基本原理1）傳統(tǒng)路由協(xié)議hop-by-hop方式基于目的地址的選路

2）標(biāo)簽分配和標(biāo)簽的捆合，形成標(biāo)簽信息庫TIB3）基于標(biāo)簽的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)

4）通信結(jié)束，標(biāo)簽清除

Tag交換具有面向連接的特性。23第二十三頁，共75頁。標(biāo)簽分配標(biāo)簽分配可用TDP或捎帶方式實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽分配方法（順序）：

1）下游分配

2）下游按需分配3）上游分配24第二十四頁，共75頁。圖8.4下游分配第二十五頁，共75頁。圖8.5上游分配第二十六頁，共75頁。（3）下游按需分配圖8.6下游按需分配第二十七頁，共75頁。什么是MPLSMPLS網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及相關(guān)基本概念MPLS基本交換原理交換節(jié)點(diǎn)LSR體系結(jié)構(gòu)及工作原理4、多協(xié)議標(biāo)記交換——MPLS28第二十八頁，共75頁。多協(xié)議標(biāo)記交換技術(shù)（MPLS）采用集成模型，將IP技術(shù)與下層技術(shù)結(jié)合在一起兼具了高速交換、QOS性能、流量控制（TE：trafficengineering）性能以及IP技術(shù)的靈活性、可擴(kuò)展性被業(yè)界認(rèn)為是最具競(jìng)爭(zhēng)力的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之一，并將擔(dān)負(fù)起下一代網(wǎng)絡(luò)（NGN）骨干傳輸?shù)闹厝味鄥f(xié)議標(biāo)記交換第二十九頁，共75頁。定義：MPLS是利用標(biāo)記（label）進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的。當(dāng)分組進(jìn)入網(wǎng)絡(luò)時(shí)，要為其分配固定長(zhǎng)度的短的標(biāo)記，并將標(biāo)記與分組封裝在一起，在整個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)過程中，交換節(jié)點(diǎn)僅根據(jù)標(biāo)記進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。MPLS具有“多協(xié)議”特性對(duì)上兼容IPv4、IPv6、IPX、Appletalk、DECnet、CLNP等多種主流網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議，將各種傳輸技術(shù)統(tǒng)一在一個(gè)平臺(tái)之上對(duì)下支持ATM、FR、PPP等鏈路層多種協(xié)議，從而使得多種網(wǎng)絡(luò)的互連互通成為可能什么是多協(xié)議標(biāo)記交換MPLS第三十頁，共75頁。IPvsMPLS傳統(tǒng)IP交換采用的是hop-by-hop的逐跳式轉(zhuǎn)發(fā)，而且是路由選擇和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)同時(shí)進(jìn)行，是無連接的工作方式圖8.7傳統(tǒng)IP交換技術(shù)31第三十一頁，共75頁。IPvsMPLSMPLS技術(shù)將路由選擇和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)分開進(jìn)行。在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)之前先進(jìn)行路由選擇，通過標(biāo)記（label）來標(biāo)識(shí)所選路由，每個(gè)交換節(jié)點(diǎn)要記錄路由所分配的標(biāo)記信息，從而建立通信的源到目的之間的邏輯信道的連接。在信息傳送階段，數(shù)據(jù)分組依賴標(biāo)記在交換節(jié)點(diǎn)中轉(zhuǎn)發(fā)，沿選好的路由通過網(wǎng)絡(luò)。MPLS是面向連接的技術(shù)，在信息傳送之前，需要建立虛連接。32第三十二頁，共75頁。圖8.8MPLS技術(shù)33第三十三頁，共75頁。IPvsMPLS小結(jié)最本質(zhì)的區(qū)別在于，傳統(tǒng)IP交換采用無連接的工作方式，而MPLS采用面向連接的工作方式。MPLS技術(shù)的另一特點(diǎn)在于它的“多協(xié)議”特性對(duì)上兼容IPv4、IPv6等多種主流網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議對(duì)下支持ATM、PPP、SDH、DWDM等多種鏈路層協(xié)議，多種網(wǎng)絡(luò)互連互通34第三十四頁，共75頁。MPLS網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)及基本概念MPLS網(wǎng)絡(luò)是指由運(yùn)行MPLS協(xié)議的交換節(jié)點(diǎn)構(gòu)成的區(qū)域。交換節(jié)點(diǎn)就是MPLS標(biāo)記交換路由器，按照所處位置MPLS標(biāo)記邊緣路由器（LER：labeledgerouter）：LER位于MPLS網(wǎng)絡(luò)邊緣與其它網(wǎng)絡(luò)或用戶相連MPLS標(biāo)記核心路由器（LSR：labelswitchingrouter）：LSR位于MPLS網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部?jī)深惵酚善鞯墓δ芤蚱湓诰W(wǎng)絡(luò)中位置的不同而略有差異。35第三十五頁，共75頁。圖8.9MPLS網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)記交換路徑（LSP：labelswitchingpath）是MPLS網(wǎng)絡(luò)為具有一些共同特性的分組通過網(wǎng)絡(luò)而選定的一條通路，由入口的LER、一系列LSR和出口的LER以及它們之間由標(biāo)記所標(biāo)識(shí)的邏輯信道組成。標(biāo)記分發(fā)協(xié)議（LDP：labeldistributionprotocol）是MPLS的控制協(xié)議，用于LSR之間交換信息，完成LSP的建立、維護(hù)和拆除等功能數(shù)據(jù)分組附加的部分就是標(biāo)記。它是一個(gè)短的、具有固定長(zhǎng)度、具有本地意義的標(biāo)志，用來標(biāo)識(shí)和區(qū)分轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類（FEC）。具有本地意義是指標(biāo)記僅在相鄰LSR之間有意義MPLS中的FEC與標(biāo)簽交換的FEC相似，是指在MPLS網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)過相同的LSP，完成相同的轉(zhuǎn)發(fā)處理的一些數(shù)據(jù)分組，這些數(shù)據(jù)分組具有某些相同的特性。FEC的劃分通常依據(jù)網(wǎng)絡(luò)層的目的地址前綴或是主機(jī)地址。一個(gè)FEC可以對(duì)應(yīng)多個(gè)標(biāo)記36第三十六頁，共75頁。MPLS基本交換原理MPLS交換采用面向連接的工作方式，三個(gè)階段：建立連接：形成標(biāo)記交換路徑LSP的過程數(shù)據(jù)傳輸：數(shù)據(jù)分組沿LSP進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的過程拆除連接：通信結(jié)束或發(fā)生故障異常時(shí)釋放LSP的過程。37第三十七頁，共75頁。1、建立連接（1）驅(qū)動(dòng)連接建立的方式MPLS技術(shù)支持三種驅(qū)動(dòng)虛連接建立的方式拓?fù)潋?qū)動(dòng)：路由表信息更新消息（例如發(fā)現(xiàn)了新的網(wǎng)絡(luò)層目的地址）觸發(fā)建立虛連接請(qǐng)求驅(qū)動(dòng)：由RSVP（資源預(yù)留協(xié)議）消息觸發(fā)建立虛連接。RSVP與路由協(xié)議結(jié)合運(yùn)用，要在節(jié)點(diǎn)間傳送QoS，以建立一條滿足傳輸質(zhì)量要求的路徑。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)：由數(shù)據(jù)流的到來觸發(fā)建立虛連接。38第三十八頁，共75頁。（2）標(biāo)記分配MPLS存在著兩種LSP建立控制方式：獨(dú)立控制方式：每個(gè)LSR可以獨(dú)立地為FEC分配標(biāo)記并將映射關(guān)系向相鄰LSR分發(fā)有序控制方式：一個(gè)LSR為某FEC分配標(biāo)記當(dāng)且僅當(dāng)該LSR是MPLS網(wǎng)絡(luò)的出口LER，或者該LSR收到某FEC目的地址前綴的下一跳LSR發(fā)來的對(duì)應(yīng)此FEC的標(biāo)記映射。標(biāo)記分發(fā)有上游分配和下游分配兩種方式，下游分配又有下游自主分配方式和下游按需分配方式。39第三十九頁，共75頁。（3）連接建立過程MPLS網(wǎng)絡(luò)中的各LSR要在路由協(xié)議的控制下，分別建立路由表。MPLS技術(shù)中常用的路由協(xié)議為OSPF和BGP。在LDP的控制下，在路由表的作用下，LSR進(jìn)行標(biāo)記分配，LSR之間進(jìn)行標(biāo)記分發(fā)，分發(fā)的內(nèi)容是FEC與標(biāo)記的映射關(guān)系，從而通過標(biāo)記的交換建立起針對(duì)某一FEC的LSP。分發(fā)的內(nèi)容被保存在標(biāo)記信息庫（LIB：libinformationbase）中，記錄與某一FEC相關(guān)的信息，例如輸入端口、輸入標(biāo)記、FEC標(biāo)識(shí)（例如目的網(wǎng)絡(luò)地址前綴、主機(jī)地址等）、輸出端口、輸出標(biāo)記等內(nèi)容。LSP的建立實(shí)質(zhì)上就是在LSP的各個(gè)LSR的LIB中，記錄某一FEC在交換節(jié)點(diǎn)的入出端口和入出標(biāo)記的對(duì)應(yīng)關(guān)系。40第四十頁，共75頁。LSP的建立過程。有序的下游按需標(biāo)記分發(fā)方式來進(jìn)一步說明LSP建立的過程所建立的LSP對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類為FECx41第四十一頁，共75頁。(1)入口LER0查找路由表，獲得FECx的目的地址前綴的下一跳是LSR1，因此向LSR1發(fā)出標(biāo)記請(qǐng)求。42第四十二頁，共75頁。(2)LSR1接到LER0的請(qǐng)求，在本地記錄請(qǐng)求信息，然后查找路由表，獲得FECx目的地址前綴的下一跳是LSR2，因此向LSR2發(fā)送標(biāo)記請(qǐng)求。(3)同理LSR2接到LSR1的請(qǐng)求，記錄請(qǐng)求信息，然后查找路由表，獲得FECx目的地址前綴的下一跳是LER1，因此向LER1發(fā)送標(biāo)記請(qǐng)求。43第四十三頁，共75頁。(4)LER1為FECx選定一個(gè)標(biāo)記2作為輸入標(biāo)記填入LIB中，相應(yīng)表項(xiàng)的輸出標(biāo)記設(shè)為空值，并將相應(yīng)的入出端口、路由信息（如目的地址前綴）填入該表項(xiàng)。最后將分配的標(biāo)記2與FECx的映射發(fā)送給上游的LSR2。44第四十四頁，共75頁。(5)LSR2收到LER1發(fā)送的映射關(guān)系，為FECx選定一個(gè)標(biāo)記8，將8作為輸入標(biāo)記，2作為輸出標(biāo)記，連同入出端口、路由信息（如目的地址前綴）等信息一同填入LIB中。并將標(biāo)記8與FECx的映射發(fā)送給上游的LSR1。(6)LSR1與LSR2雷同45第四十五頁，共75頁。（7）LER0在收到下游LSR1發(fā)送的映射關(guān)系后，將5作為輸出標(biāo)記，與路由信息（如目的地址前綴）、出端口一起填入LIB中。LER0是入口路由器，不需要分配輸入標(biāo)記，輸入標(biāo)記為空46第四十六頁，共75頁。這樣，F(xiàn)ECx通過MPLS網(wǎng)絡(luò)的LSP：LER0LSR1LSR2LER1建立完成。47第四十七頁，共75頁。（4）MPLS路由方式MPLS協(xié)議支持兩種路由方式逐跳式路由這種方法的特點(diǎn)是，每個(gè)節(jié)點(diǎn)均可獨(dú)立地為某FEC選擇下一跳。顯式路由方式每個(gè)節(jié)點(diǎn)路由器不能獨(dú)立地決定某FEC的下一跳由網(wǎng)絡(luò)的入口路由器或出口路由器依照某些策略和規(guī)定來確定路由。顯示路由能夠很好地支持QoS和流量工程，MPLS的一大優(yōu)勢(shì)就在于它對(duì)顯示路由的支持。48第四十八頁，共75頁。2、數(shù)據(jù)傳輸MPLS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)傳輸采用基于標(biāo)記的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，其工作過程49第四十九頁，共75頁。（1）入口LER的處理過程當(dāng)數(shù)據(jù)流到達(dá)入口LER時(shí)，入口LER需完成三項(xiàng)工作：將數(shù)據(jù)分組映射到LSP上將數(shù)據(jù)分組封裝成標(biāo)記分組將標(biāo)記分組從相應(yīng)端口轉(zhuǎn)發(fā)出去。50第五十頁，共75頁。將數(shù)據(jù)分組映射到LSP上入口LER檢查數(shù)據(jù)分組中的網(wǎng)絡(luò)層目的地址，將分組映射為某個(gè)LSP，也就是映射為某個(gè)FEC。FEC目前只有兩個(gè)屬性：地址前綴和主機(jī)地址（即為完整的主機(jī)地址）FEC的屬性以及分組與LSP的映射原則。主機(jī)地址匹配優(yōu)先，最長(zhǎng)地址前綴匹配優(yōu)先51第五十一頁，共75頁。入口LER的封裝入口LER的封裝操作就是在網(wǎng)絡(luò)層分組和數(shù)據(jù)鏈路層頭之間加入“SHIM”墊片?！癝HIM”實(shí)際上是一個(gè)標(biāo)記棧，其中可以包含多個(gè)標(biāo)記。這樣的封裝使得MPLS協(xié)議獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議和數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，這也就解釋了我們前面提到的MPLS支持“多協(xié)議”的特性。每個(gè)標(biāo)記是一個(gè)4字節(jié)的標(biāo)識(shí)符52第五十二頁，共75頁。（2）LSR的處理過程LSR從“SHIM”中獲得標(biāo)記值，用此標(biāo)記值索引LIB表，找到對(duì)應(yīng)表項(xiàng)的輸出端口和輸出標(biāo)記，用輸出標(biāo)記替換輸入標(biāo)記，從輸出端口轉(zhuǎn)發(fā)出去。對(duì)于采用標(biāo)記棧的情況，只對(duì)棧頂標(biāo)記進(jìn)行操作。在核心LSR，僅需通過標(biāo)記轉(zhuǎn)發(fā)。簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)發(fā)的操作提高轉(zhuǎn)發(fā)的速度53第五十三頁，共75頁。（3）出口LER的處理過程出口路由器要進(jìn)行相應(yīng)的彈出標(biāo)記等操作。當(dāng)數(shù)據(jù)分組到達(dá)出口路由器LER時(shí)，出口路由器同樣從“SHIM”獲得入口標(biāo)記值，索引LIB表，找到相應(yīng)表項(xiàng)，發(fā)現(xiàn)該表項(xiàng)出口標(biāo)記為空，于是將整個(gè)墊片“SHIM”從標(biāo)記分組中取出，這就是彈出標(biāo)記操作。出口路由器LER檢查網(wǎng)絡(luò)層分組的目的地址，用這個(gè)網(wǎng)絡(luò)層地址查找路由表，找到下一跳。然后，從相應(yīng)端口將這個(gè)分組轉(zhuǎn)發(fā)出去54第五十四頁，共75頁。3、拆除連接連接的拆除也就是標(biāo)記的取消。標(biāo)記取消的方式主要有兩種采用計(jì)時(shí)器的方式：分配標(biāo)記的時(shí)候?yàn)闃?biāo)記確定一個(gè)生存時(shí)間，并將生存時(shí)間與標(biāo)記一同分發(fā)給相鄰的LSR，相鄰的LSR設(shè)定定時(shí)器對(duì)標(biāo)記計(jì)時(shí)。如果在生存時(shí)間內(nèi)收到此標(biāo)記的更新消息，則標(biāo)記依然有效并更新定時(shí)器；否則，標(biāo)記將被取消。在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方式中，常采用這種方式，因?yàn)楹茈y確定數(shù)據(jù)流何時(shí)結(jié)束不設(shè)置定時(shí)器LSP要被明確地拆除，網(wǎng)絡(luò)中拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化或者網(wǎng)絡(luò)某些鏈路出現(xiàn)故障等原因，可能促使LSR通過LDP消息取消標(biāo)記，拆除LSP。55第五十五頁，共75頁。MPLS交換節(jié)點(diǎn)的體系結(jié)構(gòu)及工作原理MPLS交換節(jié)點(diǎn)，即LSR的體系結(jié)構(gòu)56第五十六頁，共75頁?？刂茊卧狪P路由協(xié)議（OSPF和BGP），建立IP路由表LDP協(xié)議基于IP路由表與其它LSR交換標(biāo)記與FEC的映射關(guān)系，建立和維護(hù)標(biāo)記信息庫LIB在相鄰LSR之間傳遞和交換消息都要在TCP連接上來完成控制單元可以運(yùn)行多種網(wǎng)絡(luò)層路由協(xié)議，形成相應(yīng)的路由表，在此路由表的基礎(chǔ)上，LDP協(xié)議生成LIB在數(shù)據(jù)傳送階段，分組是根據(jù)標(biāo)記來完成傳發(fā)的，這樣就屏蔽了不同網(wǎng)絡(luò)層路由協(xié)議的差異，這就是MPLS技術(shù)可支持多種網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議的原因57第五十七頁，共75頁。轉(zhuǎn)發(fā)單元LFIB根據(jù)標(biāo)記信息庫LIB生成，內(nèi)容是LIB的子集，包含當(dāng)前用于轉(zhuǎn)發(fā)的內(nèi)容。標(biāo)記分組只需依據(jù)標(biāo)記查找LFIB表，用出口標(biāo)記替換入口標(biāo)記，從相應(yīng)端口轉(zhuǎn)發(fā)出去標(biāo)記轉(zhuǎn)發(fā)信息庫（LFIB：labelforwardinginformationbase），此外LSR也需要進(jìn)行IP分組轉(zhuǎn)發(fā)，這時(shí)分組要依據(jù)網(wǎng)絡(luò)層目的地址查找路由表，轉(zhuǎn)發(fā)到下一跳MPLS路由器要實(shí)現(xiàn)四種分組的轉(zhuǎn)發(fā)：入IP分組到出標(biāo)記分組（入口LER）；入標(biāo)記分組到出標(biāo)記分組的轉(zhuǎn)發(fā)（核心LSR）入標(biāo)記分組到出IP分組（出口LER）；入IP分組到出IP分組的轉(zhuǎn)發(fā)（傳統(tǒng)路由器的功能）。58第五十八頁，共75頁。2、LER與LSR從構(gòu)成標(biāo)記交換路由器的控制單元和轉(zhuǎn)發(fā)單元所完成的功能不同，來比較兩者之間的差異59第五十九頁，共75頁。LDP協(xié)議LDP標(biāo)記分發(fā)協(xié)議是MPLS網(wǎng)絡(luò)中交換節(jié)點(diǎn)之間交互的協(xié)議主要功能：規(guī)定MPLS的信令與控制方式，發(fā)布<標(biāo)記，F(xiàn)EC>映射關(guān)系，傳遞路由信息，建立與維護(hù)標(biāo)記交換路徑等。60第六十頁，共75頁。LDP的消息類型LDP采用四種消息類型發(fā)現(xiàn)消息：LSR周期性在子網(wǎng)發(fā)送組播HELLO消息，告知網(wǎng)絡(luò)中他的存在，并建立他與鄰接LSRLDP對(duì)等實(shí)體的關(guān)系，采用UDP。會(huì)話消息：控制LDP會(huì)話，通過發(fā)現(xiàn)消息發(fā)現(xiàn)LSR，通過TCP連接和會(huì)話消息建立會(huì)話，并維護(hù)和終止。宣告消息：實(shí)現(xiàn)標(biāo)記分發(fā)。通過宣告消息，LSR維護(hù)標(biāo)記與FEC映射，TCP傳送通知消息：提供錯(cuò)誤&故障和咨詢信息。，TCP傳送。61第六十一頁，共75頁。LDP操作LDP的操作主要階段1、LDP發(fā)現(xiàn)階段：兩種機(jī)制基本發(fā)現(xiàn)機(jī)制（直聯(lián)）：LSR從某端口周期性的發(fā)送基于UDP的HELLO消息（LDP標(biāo)識(shí)和相關(guān)信息），接送方周期性的回應(yīng)HELLO.擴(kuò)展發(fā)現(xiàn)機(jī)制（非直聯(lián)）：LSR從某端口周期性的向某IP發(fā)送基于UDP的HELLO消息（LDP標(biāo)識(shí)和相關(guān)信息），接送方周期性的回應(yīng)HELLO或者不響應(yīng).62第六十二頁，共75頁。2、LDP會(huì)話路徑建立與維護(hù)若LSR1地址>LSR2地址，LSR1為主動(dòng)，LSR2被動(dòng)，主動(dòng)方發(fā)起TCP連接連接建立后，進(jìn)行會(huì)話初始化進(jìn)行參數(shù)協(xié)商LDP版本、標(biāo)記分發(fā)方式、會(huì)話保持時(shí)間等會(huì)話建立后對(duì)會(huì)話進(jìn)行維護(hù)。設(shè)置定時(shí)器進(jìn)行故障判斷利用終止消息，結(jié)束會(huì)話63第六十三頁，共75頁。3、標(biāo)記分發(fā)建立會(huì)話實(shí)現(xiàn)標(biāo)記分發(fā)通道的建立標(biāo)記分發(fā)有獨(dú)立和有序兩種控制方式標(biāo)記保持有保守和自由兩種模式標(biāo)記保持：LSR處理接收到的標(biāo)記與FEC映射的方式保守標(biāo)記保持模式：只保存下一跳的映射自由標(biāo)記保持模式：保存所有映射4、會(huì)話撤銷階段LDP會(huì)話保持與維護(hù)階段對(duì)會(huì)話的終止操作。64第六十四頁，共75頁。MPLS相關(guān)技術(shù)簡(jiǎn)介1、MPLS服務(wù)質(zhì)量QoS是一個(gè)綜合指標(biāo)，用于衡量使用一個(gè)服務(wù)的滿意程度。在傳輸時(shí)延、時(shí)延抖動(dòng)、安全性、數(shù)據(jù)分組丟失率等方面達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)，這些服務(wù)才可為用戶所接受，才可能使用戶滿意在數(shù)據(jù)傳輸之前，要由發(fā)送數(shù)據(jù)的一方向網(wǎng)絡(luò)提出數(shù)據(jù)傳輸要求的QoS。網(wǎng)絡(luò)中各設(shè)備之間，設(shè)備中各層之間要就QoS要求進(jìn)行協(xié)商，并傳遞至網(wǎng)絡(luò)的資源管理實(shí)體需要端到端的所有設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)的各層協(xié)作65第六十五頁，共75頁。有QoS要求的數(shù)據(jù)傳輸一定是面向連接的在建立連接的過程中協(xié)商參數(shù)，分配資源。傳統(tǒng)的IP網(wǎng)絡(luò)無法克服，MPLS具有優(yōu)勢(shì)。IETF在通過MPLS網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)基于IP協(xié)議的QoS方面，提出了兩種模型：綜合服務(wù)模型（IntServ）差分服務(wù)模型（DiffServ）。66第六十六頁，共75頁。（1）綜合服務(wù)模型綜合服務(wù)模型通過信令協(xié)議——資源預(yù)留協(xié)議（RSVP）在路徑上各節(jié)點(diǎn)間協(xié)商QoS要求，并進(jìn)行資源分配，從而建立傳輸通道。RSVP不是路由協(xié)議，它位于OSI參考模型的傳輸層路由器利用RSVP在路徑上的各節(jié)點(diǎn)間傳送QoS請(qǐng)求，并在每個(gè)節(jié)點(diǎn)分配資源，從而建立一條滿足QoS要求的傳輸通道RSVP要和路由協(xié)議結(jié)合應(yīng)用，數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中要經(jīng)過的路徑由路由協(xié)議決定，而傳輸質(zhì)量則由RSVP來控制，因而，RSVP實(shí)質(zhì)上是一種網(wǎng)絡(luò)控制協(xié)議。在MPLS網(wǎng)絡(luò)中，QoS