IP交換技術(shù)論文

1、ip交換技術(shù)論文姓名：劉禮楠學(xué)號：20111060228班級：通信工程摘要由于互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的快速擴展、多媒體和實時業(yè)務(wù)的涌現(xiàn)，1p交換技術(shù)越來 越受到人們的關(guān)注，因為它將網(wǎng)絡(luò)交換機的高速性和路由器的靈活性結(jié)合起來, 通過將第二層交換引入到第三層路由當(dāng)中可以很好地改善路由，解決了傳統(tǒng)tp 網(wǎng)絡(luò)在運行實吋業(yè)務(wù)吋不能保證服務(wù)質(zhì)量的問題，并且克服了傳統(tǒng)路由器包轉(zhuǎn)發(fā) 速度太慢造成的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問題。文中依次ip交換的概述，ip交換的技術(shù)特點, 以及在當(dāng)今的發(fā)展與應(yīng)用。關(guān)鍵詞：ip交換技術(shù)，atm技術(shù)，vlan,三層網(wǎng)絡(luò)技術(shù)概述總所周知，1p是為計算機網(wǎng)絡(luò)相互連接進行通信而設(shè)計的協(xié)議。在因特網(wǎng) 中，它是能使連接

2、到網(wǎng)上的所有計算機網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)相互通信的一套規(guī)則，規(guī)定了計 算機在因特網(wǎng)上進行通信時應(yīng)當(dāng)遵守的規(guī)則。任何廠家生產(chǎn)的計算機系統(tǒng)，只要 遵守ip協(xié)議就可以與因特網(wǎng)互連互通。ip技術(shù)與atm技術(shù)的融合ip交換技術(shù)最初由ips訂on公司于1996年提 出，相對于傳統(tǒng)交換概念，也稱為第三層交換技術(shù)、多層交換技術(shù)、高速路由技 術(shù)等。我們知道，傳統(tǒng)的交換技術(shù)是在0si網(wǎng)絡(luò)標準模型中的第二層（數(shù)據(jù)鏈路 層）進行操作的，而多層交換技術(shù)是在網(wǎng)絡(luò)模型中的第三層實現(xiàn)了數(shù)據(jù)包的高速 轉(zhuǎn)發(fā)。簡單地說，就是一種利用第三層協(xié)議屮的信息來加強第二層交換功能的機 制。多層交換技術(shù)的出現(xiàn)，解決了局域網(wǎng)中網(wǎng)段劃分之后，網(wǎng)段中子網(wǎng)必須依賴

3、 路由器進行管理的局而，解決了傳統(tǒng)路由器因低速、復(fù)朵所造成的網(wǎng)絡(luò)瓶頸問題。 當(dāng)然，多層交換技術(shù)并不是網(wǎng)絡(luò)交換機與路由器的簡單堆疊，而是二者的有機結(jié) 合，形成一個集成的、完整的解決方案。技術(shù)特點ip交換的目標是，只要在源地址和目的地址z間有一條更為直接的第二層 通路，就沒有必要經(jīng)過路由器轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。1p交換使用第三層路由協(xié)議確定傳 送路徑，此路徑可以只用一次，也可以存儲起來，供以后使用。z后數(shù)據(jù)包通過 一條虛電路繞過路由器快速發(fā)送。傳統(tǒng)的路由技術(shù)在每個交叉口都要計算一下, 下一步往哪個方向走。ip交換技術(shù)則像宜通車，只須一開始知道目的地是哪里 就行了。三層交換與vlan融合vlan即虛擬局域網(wǎng)，

4、是一種通過將局域網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備邏輯地而不是物理地劃 分成一個個不同的網(wǎng)段，從而實現(xiàn)虛擬工作組的技術(shù)。它不受網(wǎng)絡(luò)用戶的物理位 置限制，而是根據(jù)用戶需求進行網(wǎng)絡(luò)分段jeee于1999年頒布了用以標準化vlan 實現(xiàn)方案的802. lq i辦議標準草案。不同vlan z間的數(shù)據(jù)傳輸是通過第三層（網(wǎng) 絡(luò)層）的路由來實現(xiàn)的，因此，使用vlan技術(shù)，結(jié)合數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層的交 換設(shè)備，可搭建安全可靠的網(wǎng)絡(luò)。劃分vlan的口的：一是提高網(wǎng)絡(luò)安全性，不同vlan的數(shù)據(jù)不能自由交流, 需要接受第三層的檢驗，因此，在一定程度上加強了虛網(wǎng)間的隔離，有效防止外 部用戶入侵，捉高了安全性。二是隔離廣播信息，劃分vlan后，

5、廣播域縮小， 有利于改善網(wǎng)絡(luò)性能，能夠?qū)V播風(fēng)暴控制在一個vlan內(nèi)部，同時使網(wǎng)絡(luò)管理 趨于簡單。三是增強網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的靈活性，vlan是在一個冇多臺交換機的局域網(wǎng) 屮統(tǒng)一設(shè)定的，這使得用戶可以不受所連交換機的限制，不論用戶節(jié)點移動到局 域網(wǎng)中哪一臺交換機上，只要仍屬于原來的虛網(wǎng)，則應(yīng)用環(huán)境沒有任何改變。在 劃分vlan時，要考慮vlan對于網(wǎng)絡(luò)流量的彩響，單個vlan不宜過大。層次化架構(gòu)三層網(wǎng)絡(luò)三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)采用層次化模型設(shè)計，即將復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)設(shè)計分成幾個層次，每 個層次著重于某些特定的功能，這樣就能夠使一個復(fù)雜的大問題變成許多簡單的 小問題。三層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)有三個層次：核心層（網(wǎng)絡(luò)的高速交換

6、主干）、 匯聚層（捉供基于策略的連接）、接入層（將工作站接入網(wǎng)絡(luò)）。核心層是網(wǎng)絡(luò)的高速交換主干，對整個網(wǎng)絡(luò)的連通起到至關(guān)重要的作用。核 心層應(yīng)該具有如下幾個特性：可靠性、高效性、冗余性、容錯性、可管理性、適 應(yīng)性、低延時性等。在核心層屮，應(yīng)該采用高帶寬的千兆以上交換機。因為核心 層是網(wǎng)絡(luò)的樞紐中心，重要性突岀。核心層設(shè)備采用雙機兀余熱備份是非常必要 的，也可以使用負載均衡功能，來改善網(wǎng)絡(luò)性能。匯聚層是網(wǎng)絡(luò)接入層和核心層的“中介”，就是在工作站接入核心層前先做 匯聚，以減輕核心層設(shè)備的負荷。匯聚層具有實施策略、安全、工作組接入、虛 擬局域網(wǎng)（vlan）之間的路由、源地址或目的地址過濾等多種功能。

7、在匯聚層中， 應(yīng)該采用支持三層交換技術(shù)和vlan的交換機，以達到網(wǎng)絡(luò)隔離和分段的目的。接入層向本地網(wǎng)段提供工作站接入。在接入層中，減少同一網(wǎng)段的工作站數(shù) 量，能夠向工作組提供高速帶寬。接入層可以選擇不支持vlan和三層交換技術(shù) 的普通交換機。技術(shù)的發(fā)展80年代初，la被廣泛應(yīng)用于企業(yè)網(wǎng)和校園網(wǎng)，隨著用戶的劇增和信息量的 驟長，網(wǎng)絡(luò)管理員就開始而臨網(wǎng)絡(luò)阻塞的問題。怎樣減少網(wǎng)絡(luò)堵塞、優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié) 構(gòu)且擴大網(wǎng)絡(luò)吞葉量，網(wǎng)絡(luò)分段是當(dāng)時的第一選擇。lan交換提供了新的帶寬, 擴展了網(wǎng)絡(luò)的功能，隨之也帶來了一些新的問題。它與傳統(tǒng)網(wǎng)橋一樣易出現(xiàn)廣 播風(fēng)暴及安全性問題。雖然交換網(wǎng)僅是等待出現(xiàn)廣播風(fēng)暴，利w vl

8、an可以避免， 但是vlan的實現(xiàn)需路由器，因此，快速路由器技術(shù)在交換領(lǐng)域內(nèi)引起了廣泛的 興趣。首先是ipsilon公司捉ip交換(ip switching),將一個ip路由處理器 捆綁在一個atm交換機上，去除交換機所有的atm論壇信令和路由協(xié)議，這樣的 一個結(jié)構(gòu)我們口j稱之為ip交換機。推動ip交換技術(shù)發(fā)展的動力主要來自兩個方面。一是傳輸鏈路的帶寬越來 越高，路由器實現(xiàn)線速轉(zhuǎn)發(fā)的難度越來越大；二是用戶對isp網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)功能要 求越來越高，隨著新的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用不斷開發(fā)，互聯(lián)網(wǎng)不再是簡單的連通工具，類 似視頻、咅頻傳輸?shù)刃碌膽?yīng)用服務(wù)功能，面對這些需求必須創(chuàng)造出一種全新的路 曲技術(shù)，這就是ip交換

9、技術(shù)。傳統(tǒng)的路由查找過程是對報文的口的ip進行最長匹配。為了完成最長匹配, 必須用報文的目的ip地址匹配路由表中所有的項目，這一過程相當(dāng)費時。提高 路由器轉(zhuǎn)發(fā)速率的唯一途徑是用精確匹配來取代最長匹配，用類似熄電路標識符 (vcl)這樣的字段來糟確地描述ip路由，這就是多協(xié)議標簽技術(shù)(mpls)的由 來。將交換技術(shù)引入網(wǎng)絡(luò)層，產(chǎn)生了全新的isp網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)ip交換網(wǎng)。技術(shù)的應(yīng)用目前主要的ip交換技術(shù)有：ips訂onip交換:改進atm交換機，去除atm控制器中的信令和協(xié)議,加上 ip交換控制器，與atm交換機通信。該技術(shù)適用于機構(gòu)內(nèi)部的lan和校園網(wǎng)。cisco標簽交換：給數(shù)據(jù)包貼上標簽，此標簽在交

10、換節(jié)點讀出，判斷包傳送 路徑。該技術(shù)適用于大型網(wǎng)絡(luò)和intcrncto3com快速tp交換(fast tp)：側(cè)重數(shù)據(jù)策略管理、優(yōu)先原則和服務(wù)質(zhì)量。 fast ip協(xié)議保證實吋音頻或視頻數(shù)據(jù)流能得到所需的帶寬。fast ip支持其它 協(xié)議(如ipx),可以運行在除atm外的英它交換環(huán)境屮。客戶機需要冇設(shè)置優(yōu)先 等級的軟件。ibm 聚類基于路由的 tp 交換 arts (aggregate routebased tp switching): 與cisco的標簽交換技術(shù)相似，包上附上標記，借以穿越交換網(wǎng)。aris-般用 于atm網(wǎng)，也可擴展到其它交換技術(shù)。邊界設(shè)備是進入atm交換環(huán)境的入口，含 冇第三層路由映射到第二層虛電路的路由表。允許atm網(wǎng)同一端兩臺以上的計算 機通過一條虛電路發(fā)送數(shù)據(jù)，從而減少網(wǎng)絡(luò)流量?；赼tm的多協(xié)議mpoa(multiprotocol over atm): atm論壇提出的一種規(guī) 范。經(jīng)源客戶機請求，路由服務(wù)器執(zhí)行路由計算后給出最佳傳輸路徑。然后建立 一條交換虛電路，即可越過子網(wǎng)邊界，不用再做路由選擇?？偨Y(jié)1p實際上已經(jīng)成為了網(wǎng)際互連上的標準協(xié)議，而幾乎所有新的應(yīng)用程序、 以及現(xiàn)有的許多應(yīng)用程序，都是在ip網(wǎng)絡(luò)上編寫并運行。ip在任何平臺上都得 到支持，已被證明是非常穩(wěn)定、具有很強口