计算机组网技术讲稿第12章 第三层交换技术

上海交通大学计算机系1《计算机组网原理》原理篇第12章第三层交换技术ShanghaiJiaotongUniversity上海交通大学计算机系2本章重点什么是第三层交换，其目的是什么。MPLS的基本工作原理MPLS的标签交换过程复习时以上课电子版教材为主。上海交通大学计算机系3第12章第三层交换技术IP协议的转发和寻址功能的不足TCP协议重发功能的不足路由器功能的不足上海交通大学计算机系4第三层交换技术又称为IP交换（IPSwitching）该技术主要用于提高报文在网络中的传递速度。第三层交换是将路由与交换结合起来的技术，即将基于软件的路由选择（第三层）与基于硬件的交换（第二层）结合起来。1996年提出，目前只支持IP协议。上海交通大学计算机系5第三层交换主要方案•Cisco公司NetFlow；TagSwitching•3Com公司FastIP；FIRE•Ipsilon公司IPSwitching•Bay公司IPRoutingSwitching•Cabletron公司SecureFastVirtualNetworkArchitecture•Cascade公司IPNavigator•IETFMPLS（MultiprotocolLabelSwitching）上海交通大学计算机系6MPLS的含义：MPLS称为多协议标签交换。多协议是指MPLS使用多种数据链路层协议(如帧中继、PPP、以太网协议等)，同时支持多种网络层协议。标签交换是指数据包的交换根据标签(Label)进行，标签由MPLS协议定义。基于标签的交换要比基于路由表的存储转发快。上海交通大学计算机系7MPLS在协议层次中的位置UDPTCPATM、FR、MACMPLSIP上海交通大学计算机系8MPLS的基本思想是在网络边缘设置标记边缘路由器，而在网路内部使用具有标记识别功能的交换机。“一次路由，多次交换”（RouteOnce，Switchmany）“尽可能使用交换，仅在必要时才使用路由”（Swithwhenyoucan，Routewhenyoumust）MPLS还可用于构建VPN（虚拟专用网）上海交通大学计算机系9入口MPLS节点（在分组上贴标签）中间MPLS节点（交换标签）出口MPLS节点（恢复原分组）上海交通大学计算机系10MPLS的核心技术和组件：1.标签边界路由器LER是MPLS的入口/出口路由器，进行IP报文初始化处理、分类等第三层功能和标签绑定功能。在入口处将IP地址转换成标签，在出口又将标签恢复成IP地址。2.标签交换路由器LSR是一个通用的IP交换机，具有第三层转发分组和第二层交换分组的功能。它能运行传统的IP路由协议，并能执行一个特殊控制协议以与邻接的LSR协调标签的绑定信息。上海交通大学计算机系113.标签LabelL2头MPLSIP头载荷Label（20）COS（3）S（1）TTL（8）Label：标签20位COS：服务等级3位S：堆栈标志1位TTL：生存时间8位上海交通大学计算机系124.转发机制即标签交换机制输入端口输入标记输出端口输出标记1456标记信息库LIB15IP分组标记4IP分组标记6LSR标记替换输入标记输出标记46输入标记输出标记63LSRLSR上海交通大学计算机系13MPLS网络框架结构及MPLS交换原理LSR3LER4LSP4LSR1LSR2LER3LER1LER2LSP1LSP23896LSP3第一步第二步第三步第四步LER1输出端口输入端口输出标签23输入标签输入端口输出端口313输出标签6LSR1输入端口输入标签26输出标签输出端口83LSR2输入标签输入端口输出端口834输出标签9LSR3上海交通大学计算机系145.标签分发标签分发协议LDP完成标签的分配和分发LSR#1LSR#2LSR#3HelloHello初始化初始化径流ID=A标签=4径流ID=A标签=6