下面是由希赛小编提供的通信交换技术知识点精讲之标记交换,希望对学友们有所帮助。具体内容如下:
标记交换
ATM可支持恒定比特率业务。这类业务是电路交换能够很好支持的业务,故又称为电路仿真业务。通过不太复杂的适配协议,ATM就可直接支持电话、视频通信等应用。ATM也可支持可变比特率业务,其中主要是计算机的数据业务。科学技术发展到今日,绝大多数计算机都已挂在互联网上,而互联网采用的网络协议是IP。因此,ATM要有用武之地,必须支持IP。另一方面,IP也需要ATM技术的支持以解决QoS问题。这样,客观上就出现了融合IP与ATM这两种技术的需要。在研究和发展的过程中,曾提出过多种方案,如经典的ATM承载IP(Classical IP Over ATM,IPOA)、ATM承载多协议(Multiple Protocol Over ATM,MPOA)、IP交换(IP Switching)、标签交换(Tag Switching)等。发展结果是多协议标记交换(Multi-Protocol Label Switching,MPLS)成为ATM与IP融合的主流技术。
MPLS是1997年由互联网工程部(Internet Engineering Task Force,IETF)提出的。作为互联网的一种骨干网,如图1-9所示,MPLS网络由标记交换边缘路由器LER、标记交换(中间)路由器LSR及连接它们的传输链路构成。
标记交换的基本思想是:在数据分组首部的前面附加一个短的固定长度的标记,在骨干网内不是依据分组首部的地址信息,而是依据这个标记来进行分组的路由和转发。MPLS网络的基本工作原理简述如下。
(1)待传的数据分组流首先在人口LER处被分类,然后汇聚成不同的转发等价类(Forwarding Equivalence Class,FEC)。FEC可以看作是一批沿着相同路径流动,并要求作同样转发处理的分组。例如,人们可以将目的地址相同的那些分组归并为一个FEC,也可以将目的子网地址相同的分组归并为一个FEC,还可以将目的子网地址相同、QoS要求也相同的分组归并为一个FEC。
采用原有的IP路由协议(如OSPF,BGP)为FEC选择路径。
使用标记分配协议LDP为各个FEC分配标记,并建立相应的标记交换路径(Label Switching Path,LSP)标记一般只具有本地意义,因此在LER处要建立分组首部与标记的映射关系,在每个LSR处要建立输人标记与输出标记的对应关系。
人口LER接收到达的分组,识别分组首部,给分组打上标记。
LSP途径的各LSR识别输人分组的标记,根据该标记将其转发到适当的输出端口,并更换标记。
出口LER删除标记,将分组转发给目的IP子网。
由上述标记交换的原理可以看出,ATM交换也是一种标记交换,ATM信元标头中的连接标识VPI,VCI就是一种标记。因此MPLS可以看成ATM交换技术与IP路由技术的结合。MPLS吸取ATM的优点,采用面向连接的交换机制,利用IP路由协议为FEC建立LSP。在LSP的建立过程中,可以实现带宽分配、接纳控制、流量均衡、QoS路由等技术,从而有利于保证服务质量。在MPLS网内,各个节点只按照标记进行分组的转发,而标记转发信息表的规模远小于IP路由表的规模,因而査表时间大为减小,即分组的转发速度显着提髙。总之,相对IP而W,MPL5提高了分组转发的速度,可以提供QoS保证。相对于ATM而言,MPLS引人了转发等价类FEC的概念,MPLS的一个连接通路为一个FEC的边缘到边缘的传送服务,也就是为汇聚分组流的传送服务。因此,MPLS的连接将会持续更长的时间,为建立连接花费的开销比例大为减小。
MPLS在具有以上优点的同时,仍然存在以下问题。
MPLS的面向连接的交换机制与IP的无连接本性仍存在矛盾,它只能用于互联网的骨干网,而不能作为互联网的统一的交换体制。因而,在边缘节点要实现IP与MPLS协议之间的转换,增加了复杂性。
如果LSP采用数据流驱动方式建立的话,那么仅当某个FEC的第一个分组到达时,入口LER才能开始LSP的建立过程。因为需要在人口LER与出口LER之间往返传送标记分发消息,此过程至少需要经历一个往返传输时间。在这段时间内到达的厉于该FEC的分组都得在人口LER中排队等待或者按传统的IP方式转发。这一过程引起的时延是不可忽略的。
给各LSP分配多大带宽,仍是一个问题。
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