通信网中的多层交换技术说明.docxVIP

通信网中的多层交换技术说明 通信网中的多层交换技术说明 通信网中的多层交换技术说明 国际标准化组织（ISO ）提出的开放系统互连参考模型（OSI-RM ）的下四层（物理层、数据链路层、网络层、传输层）为通信层，因此可以最底层逐一分析： 为物理层，传统的电路交换就属于这一层。 为数据链路层，从传统意义上讲，真正的交换即是属于这一层。在这一层中采用了基于硬件的转发机制，能够转发各种数据链路层的协议，包括局域网（LAN ）中的以太网和高速令牌环网（FD-DI ）以及广域网（WAN ）中通过VC 交换的帧中继（FR ）和异步转移模式（ATM ）等，经典的LAN 多端口网桥也属于这一层。该层支持简单的网络分段，并能令网络性能有明显的改善。这第二层交换的流行，带支了第三层和第四层交换的发展。 是网络层，主要的任务是为分组寻找合适的路由。传统的路由器由于使用软件和通用的CPU 来实现对数据报的转发，因而延迟比较大，转发的速度也比较慢，而第三层交换正是针对这个问题提出的。所谓第三层交换并非只使用第三层的功能，而是把第三层的路由选择与第二层的交换功能结合了起来，实现了网络的快速分组。相应地，第三层交换机的目标也在于要兼备两个特征，并通常采用专用集成电路（ASIC:Supplication Specific Integrated Circuit ）将常用的软件功能固化在硬件这中，形成完备的路由器的子集。在未来的第三层交换机中还将具备更多的功能，成为功能更加完备的路由器。例如，除了具有转发的功能外，还将具备自动划分数据流等级及服务等级的功能，以及提供某种形式的QoS 等等，这将是第三层交换机的另一个重要特征。 从20世纪90年代中期起，世界上各大公司都纷纷对第三层交换进行研究，并提出了许多不同的方案，推出了许多产品。比较有影响的有：Cisco 公司的标记交换（TAG Swiching ）,Ipsilon 公司的IP 交换，东芝公司的信元交换路由器（CSR:Cell Switching Router）和IBM 公司的ARIS （Aggregate Route based IP Switching ），以及IETF 的多协议标记交换（MPLS:Multi-Protocol Label Switching）等等。 TAG Switching是处于交换边缘的路由器，将每个输入帧的第三层地址映射为简单的标记，然后把有标记的帧转化为ATM 信元，再映射到VC 上，在网络核心ATM 交换机进行标记交换，由路由器保存标记信息表（路由表），用以寻找第三层路由。最后，将标记信元送到目的地路由器上，由目的地路由器去掉信息标记，把信元转化成帧，送到最终的目的端。在这个过程中，通过交换标记（小的数据单元）和仅进行一次简单的标记查询就可提高转发帧的性能。 IP 交换技术是一种将第二层交换功能和第三层路由功能结合起来的技术，是多层交换的另一种类型，与CSR 相类似，都是数据流驱动IP 交换的一种应用。就是说它们可以根据独立业务流到达的情况来安排交换机的资源，并通过标签分配和把数据流映射成VC 上的信令信息（IFMP 和FANP ），实现交换的过程。这些，都是独立于单个IP 数据流进行的，保持了Internet 模型的扩展性及在第三层按照逐级跳的方式对所有业务进行转发的形式，且引入了特定的控制协议，把IP 数据流转移到端到端的直通路径。 ARIS 是一种汇聚的基于通路的IP 交换技术，基本的功能是按照汇聚的IP 数据流的目的端建立、维护交换通路。ARIS 利用选路协议的信息并把这些信息与网络入口到出口的交换通路联系起来，从而实现了上述功能。具体地说：ARIS 是运行在集成的交换机/路由器设备网络上的控制协议，因ISR 是支持IP 选路的第二层交换机（如ATM ），故ARIS 可以利用选路协议中的信息（由OSPF ，BGP ）把IP 分组映射到第二层交换通路上，通过ISR 设备和网络，成为第一种引入汇聚交换通路的IP 交换机制。在多个不同的源端和同一目的端之间，ARIS 可以建 立多点到点的交换通路，进而降低了交换机资源的消耗。 对于第三层交换技术，因各公司多采用自己的标准，相互间的连通比较困难。因此，IETF 正在制定MPLS 的标准，以将各公司第三层交换技术的标准统一起来。 MPLS 是将第二层交换功能与第三层路由功能完善地结合在一起的一种技术，在IP 路由和控制协议的基础上，MPLS 提供了面向连接的交换。其所以称之为多协议，是因为MPLS 可以支持网络层的各种协议，如IPv4、IPv6、IPX 、CLNP 等等，同时MPLS 也支持第二层的各种协议，支持任何能够在网络层实体间传送