中級通信工程師交換技術(shù)考試標(biāo)記交換

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1.3.4標(biāo)記交換
ATM可支持恒定比特率業(yè)務(wù)。這類業(yè)務(wù)是電路交換能夠很好支持的業(yè)務(wù)，故又稱為電路仿真業(yè)務(wù)。通過不太復(fù)雜的適配協(xié)議，ATM就可直接支持電話、視頻通信等應(yīng)用。ATM也可支持可變比特率業(yè)務(wù)，其中主要是計算機的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)?？茖W(xué)技術(shù)發(fā)展到今日，絕大多數(shù)計算機都已掛在互聯(lián)網(wǎng)上，而互聯(lián)網(wǎng)采用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是IP。因此，ATM要有用武之地，必 須支持IP。另一方面，IP也需要ATM技術(shù)的支持以解決QoS問題。這樣，客觀上就出現(xiàn)了融合IP與ATM這兩種技術(shù)的需要。在研究和發(fā)展的過程中，曾提出過多種方案，如經(jīng)典的 ATM 承載IP (Classical IP Over ATM, IPOA)、ATM 承載多協(xié)議（Multiple Protocol Over ATM, MPOA)、IP交換（IP Switching)、標(biāo)簽交換（Tag Switching)等。發(fā)展結(jié)果是多協(xié)議標(biāo)記交換（Multi-Protocol Label Switching, MPLS)成為ATM與IP融合的主流技術(shù)。
MPLS是1997年由互聯(lián)網(wǎng)工程部（Internet Engineering Task Force, IETF)提出的。作為互聯(lián)網(wǎng)的一種骨干網(wǎng)，如圖1-9所示，MPLS網(wǎng)絡(luò)由標(biāo)記交換邊緣路由器LER、標(biāo)記交換 (中間）路由器LSR及連接它們的傳輸鏈路構(gòu)成。
標(biāo)記交換的基本思想是：在數(shù)據(jù)分組首部的前面附加一個短的固定長度的標(biāo)記，在骨干網(wǎng)內(nèi)不是依據(jù)分組首部的地址信息，而是依據(jù)這個標(biāo)記來進行分組的路由和轉(zhuǎn)發(fā)。MPLS網(wǎng) 絡(luò)的基本工作原理簡述如下。
(1)待傳的數(shù)據(jù)分組流首先在人口LER處被分類，然后匯聚成不同的轉(zhuǎn)發(fā)等價類 (Forwarding Equivalence Class, FEC)。FEC可以看作是一批沿著相同路徑流動，并要求作同樣轉(zhuǎn)發(fā)處理的分組。例如，人們可以將目的地址相同的那些分組歸并為一個FEC，也可以將 目的子網(wǎng)地址相同的分組歸并為一個FEC,還可以將目的子網(wǎng)地址相同、QoS要求也相同的分組歸并為一個FEC。
采用原有的IP路由協(xié)議（如OSPF,BGP)為FEC選擇路徑。
使用標(biāo)記分配協(xié)議LDP為各個FEC分配標(biāo)記，并建立相應(yīng)的標(biāo)記交換路徑(Label Switching Path, LSP)標(biāo)記一般只具有本地意義，因此在LER處要建立分組首部與標(biāo)記的映射關(guān)系，在每個LSR處要建立輸人標(biāo)記與輸出標(biāo)記的對應(yīng)關(guān)系。
人口LER接收到達的分組，識別分組首部，給分組打上標(biāo)記。
LSP途徑的各LSR識別輸人分組的標(biāo)記，根據(jù)該標(biāo)記將其轉(zhuǎn)發(fā)到適當(dāng)?shù)妮敵龆丝?，并更換標(biāo)記。
出口LER刪除標(biāo)記，將分組轉(zhuǎn)發(fā)給目的IP子網(wǎng)。
由上述標(biāo)記交換的原理可以看出，ATM交換也是一種標(biāo)記交換，ATM信元標(biāo)頭中的連接標(biāo)識VPI，VCI就是一種標(biāo)記。因此MPLS可以看成ATM交換技術(shù)與IP路由技術(shù)的結(jié)合。MPLS吸取ATM的優(yōu)點，采用面向連接的交換機制，利用IP路由協(xié)議為FEC建立LSP。在LSP的建立過程中，可以實現(xiàn)帶寬分配、接納控制、流量均衡、QoS路由等技術(shù)，從而有利于保證服務(wù)質(zhì)量。在MPLS網(wǎng)內(nèi)，各個節(jié)點只按照標(biāo)記進行分組的轉(zhuǎn)發(fā)，而標(biāo)記轉(zhuǎn)發(fā)信息表的規(guī)模遠小于IP路由表的規(guī)模，因而査表時間大為減小，即分組的轉(zhuǎn)發(fā)速度顯著提髙。總之，相對IP而W, MPL5提高了分組轉(zhuǎn)發(fā)的速度，可以提供QoS保證。相對于ATM而言，MPLS引人了轉(zhuǎn)發(fā)等價類FEC的概念，MPLS的一個連接通路為一個FEC的邊緣到邊緣的傳 送服務(wù)，也就是為匯聚分組流的傳送服務(wù)。因此，MPLS的連接將會持續(xù)更長的時間，為建立連接花費的開銷比例大為減小。
MPLS在具有以上優(yōu)點的同時，仍然存在以下問題。
MPLS的面向連接的交換機制與IP的無連接本性仍存在矛盾，它只能用于互聯(lián)網(wǎng)的骨干網(wǎng)，而不能作為互聯(lián)網(wǎng)的統(tǒng)一的交換體制。因而，在邊緣節(jié)點要實現(xiàn)IP與MPLS協(xié)議之間的轉(zhuǎn)換，增加了復(fù)雜性。
如果LSP采用數(shù)據(jù)流驅(qū)動方式建立的話，那么僅當(dāng)某個FEC的第一個分組到達時，入口LER才能開始LSP的建立過程。因為需要在人口 LER與出口 LER之間往返傳送標(biāo)記分發(fā)消息，此過程至少需要經(jīng)歷一個往返傳輸時間。在這段時間內(nèi)到達的厲于該FEC的分組都得在人口 LER中排隊等待或者按傳統(tǒng)的IP方式轉(zhuǎn)發(fā)。這一過程引起的時延是不可忽略的。
給各LSP分配多大帶寬，仍是一個問題。

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