通信IP交换技术是什么？

通信IP交换技术是一种结合了先进的异步传输模式（ATM）交换技术和普及的互联网协议（IP）技术的交换技术，这种技术主要关注于提高数据传输的效率和灵活性，同时保持对服务质量（QoS）的支持。以下是对通信IP交换技术的详细解析：

一、技术背景与开发者

背景：IP交换技术是将ATM交换技术和IP技术融合起来产生的一类新的交换技术。

开发者：1996年美国Ipsilon公司提出了一种专门用于在ATM网上传送IP分组的技术，称之为IP交换（IP Switch）。

二、核心思想与工作原理

核心思想：IP交换技术的核心思想是对用户业务流进行分类，并根据业务流的特性选择最合适的传输方式。

工作原理：

IP交换机基于IP交换机，可被看作是IP路由器和ATM交换机组合而成，其中ATM交换机去除了所有的ATM信令和路由协议，并受IP路由器的控制。

IP交换技术提供了两种主要的信息传送方式：ATM交换式传输和基于hop-by-hop方式的传统IP传输。

对于持续时间长、业务量大、实时性要求较高的用户业务数据流，直接采用ATM交换式传输，利用ATM虚电路进行高速传输；而对于持续时间短、业务量小、突发性强的用户业务数据流，则使用传统的分组存储转发方式进行传输。

三、IP交换机的结构

IP交换机的结构通常由IP交换控制器和ATM交换器两部分构成：

IP交换控制器：实际上是一个运行了标准的IP选路软件和控制软件的高性能处理机。控制软件包括流的判识软件、Ipsilon流管理协议（IFMP）和通用交换机管理协议（GSMP）等。流的判识软件用于判定数据流，以确定采用哪种传输方式。

ATM交换器：实际上就是去掉了ATM高层信令（AAL以上）、寻址、选路等软件，并具有GSMP处理功能的ATM交换机。

四、IP交换技术的实现过程

IP交换的工作过程可分为四个阶段：

在系统开始运行时，IP数据分组被封装在信元中，通过默认通道传送到IP交换机。

当封装了IP分组数据的信元到达IP交换控制器后，被重新组合成IP数据分组，在第三层按照传统的IP选路方式，进行存储转发，然后再被拆成信元在默认通道上进行传送。

在对从默认信道传来的分组进行存储转发时，IP交换控制器中的流判识软件要对数据流进行判别，以确定是否建立ATM直通连接。

当需要建立ATM直通连接时，则从该数据流输入的端口上分配一个空闲的虚电路标识符（VCI），并向上游节点发送IFMP的改向消息，通知上游节点将属于该流的IP数据分组在指定端口的VC上传送到IP交换机。随后，IP交换机将属于该数据流的信元在此VC上传送到下游节点。IP交换机检测到流在输入端口指定的VCI上传送过来，并受到下游节点分配的VCI后，IP交换控制器通过GSMP消息指示ATM控制器，建立相应输入和输出端口的入出VCI的连接，这样就建立起ATM直通连接，属于该数据流的信元就会在ATM连接上以ATM交换机的速度在IP交换机中转发。

五、IP交换技术的模型

实现IP与ATM融合的模型主要有重叠模型和集成模型两大类：

重叠模型：在重叠模型中，IP运行在ATM之上，IP选路和ATM选路相互独立，系统需要IP和ATM两种选路协议，使用IP和ATM两套地址，并要求地址解析功能。重叠模型使用标准的ATM论坛/ITU-T的信令标准，与标准的ATM网络及业务兼容。但需要维护两个独立的网络拓扑结构，地址重复，路由功能重复，因此网络扩展性不强，不便于管理，IP分组的传输效率较低。IETF推荐的IPOA、ATM Forum推荐的LANE和MPOA等都属于重叠模型。

集成模型：集成模型只需要一套地址和一种选路协议，不需要地址解析协议，将逐跳转发的信息传送方式变为直通连接的信息传送方式，因而传送IP分组的效率高，但它与标准的ATM融合较为困难。Ipsilon公司的IP交换、Cisco公司的标记交换、IBM的ARIS和IETF的MPLS都属于集成模型。

六、应用场景

IP交换技术在现代网络中有广泛的应用场景，以下列举了几个典型的应用场景：

企业内部网络：IP交换技术被广泛应用于局域网（LAN）的搭建和管理。通过使用IP交换技术，企业可以建立高效的网络通信基础设施，实现内部各个部门和办公楼之间的数据通信。

云计算和大型数据中心：IP交换技术被用于构建虚拟化网络。通过将物理网络资源虚拟化为逻辑网络，IP交换技术能够更好地满足云计算和大数据处理的需求，提高网络的灵活性和可扩展性。

电信运营商网络：IP交换技术被用于承载大量的互联网流量。通过使用IP交换技术，电信运营商能够实现高性能的数据传输服务，提供给用户快速稳定的网络连接。

远程办公和远程教育：IP交换技术被用于实现远程协作和教学资源共享。通过使用IP交换技术，远程工作者和学生可以连接到企业或学校的网络，并实现与其他人的实时通信和数据传输。