宽带交换技术PPT讲稿.ppt

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1、宽带交换技术宽带交换技术第1页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo引言：回顾引言：回顾v在过去的十几年中，计算机、电信和电视等领域在过去的十几年中，计算机、电信和电视等领域的信息传输技术正在迅速发展。信息的获取、传的信息传输技术正在迅速发展。信息的获取、传送、存储和处理之间的孤岛随着计算机网络和交送、存储和处理之间的孤岛随着计算机网络和交换技术的发展而逐渐消失。换技术的发展而逐渐消失。第2页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo交换节点接续类型图示交换节点接续类型图示第3页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo2、各种交换方式

2、、各种交换方式q电路交换q报文交换q分组交换q帧中继qATM交换qIP交换q光交换第4页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo 分组交换协议分组交换协议X.75X.25第5页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogoCHINAPAC本地服务器PCPC路由器本地服务器PCPC路由器局域网互连局域网互连使用CHINAPAC实现网络互连第6页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo接入接入Internet本地服务器PCPC路由器CHINAPACInternet使用CHINAPAC接入Internet第7页，共78页，编辑于2022年，星期日

3、Company LogoCHINAFRN本地服务器PCPC路由器本地服务器PCPC路由器PSPDNPSPDN帧中继的应用帧中继的应用vPacket Switched Public Data Network，分组交换公用数据网 CHINA FRAME RELAY 中国公用帧中继网第8页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogoDDN网络网络第9页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogovPSPDN,什么是PSPDN,英文全称:Packet Switched Public Data Network 中文解释：分组交换公用数据网vCHINA FRAME RELA

4、Y 中国公用帧中继网 第10页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo新的宽带交换技术新的宽带交换技术曾曾经经独独立立发发展展的的电电话话网网、数数据据网网、互互联联网网和和电电视视网网，无无论论是是技技术术上上还还是是所所提提供供的的服服务务上上都都在在相相互互渗渗透透、融融合合。在在渗渗透透、融融合合过过程程中中，逐逐渐渐出出现现一一些些宽宽带带交交换换技技术术，能能够够提提供供一一个个统统一一业业务务平平台台，接接受受各各种种信信息息业业务务（如如话话音音、数数据据、图图像像等等），从而高速率、高质量地完成信息传送任务。从而高速率、高质量地完成信息传送任务。第11页，

5、共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo交换方式交换方式同步传送模式分组传送模式电路交换多速率电路交换快速电路交换ATM交换快速分组交换帧交换分组交换交换方式又称为传送模式(Transfer Mode)。第12页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo第13页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogoCompany Logo14 ATM交交换换也也叫叫异异步步转转移移模模式式，是是一一种种全全新新的的交交换换技技术术，融融合合了了电电路路交交换换和和分分组组交交换换的的优优点点。这这里里的的“转转移移模模式式”是是对对通通信信网网络络中中

6、传传输输、复复用用和和交交换换等等过过程程的的综综合合表表述述，而而“异异步步”则则是是针针对对“同同步步”而言的。利用而言的。利用ATMATM交交换换可以可以实现实现高速数据高速数据传输传输。3.1 ATM交交换换第14页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogoCompany Logo15ATM信元信元vATM对线路进行单元复用，用户信息被分割成固定长度的信息块，在信息块钱装配上相关控制信息后构成信元信元。vATM信元(Cell)实际上就是分组，只是为了区别于X.25的分组，才将ATM的信息单元叫做信元。ATM的信元具有固定的长度，从传输效率、时延及系统实现的复杂性考虑，

7、原CCITT规定ATM信元长度为53字节。信元的结构如下图所示。第15页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogoATM网络 与与其其他他网网络络一一样样，ATMATM网网络络也也是是由由节节点点、端端点点和和链链路路组组成成。节节点点上上设设置置有有ATMATM交交换换机机。端端点点就就是是在在ATMATM网网络络中中能能够够发发送送或或接接收收信信元元的的源源站站和和目目的的站站，它它们们可可能能是是计计算算机机或或其其他他数数据据终终端端设设备备。端端点点和和节节点点之之间间的的接接口口叫叫UNIUNI，节节点点和和节节点点之之间间的的接接口口叫叫NNINNI。ATMA

8、TM网络示意图如图网络示意图如图3-13-1所示。所示。第16页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogoATM 网络结构网络结构第17页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogoCompany Logo18 ATM交交换换与与分分组组交交换换相相似似，它它也也采采用用虚虚电电路路连连接接，但但为为了了和和分分组组交交换换有有所所区区别别，一一般般将将ATM交交换换中中的的连连接接称称之之为为“虚虚连连接接”，其其连连接接的的建建立立过过程程和和分分组组交交换换完完全全不不同同,而而且且,这这种种虚虚连连接接是是由由若若干干虚虚信信道道（VC）和和虚通道虚通

9、道（VP）相互相互连连接而成。接而成。虚虚连接连接第18页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogoATM信元结构 ATMATM以以信信元元为为传传送送信信息息的的基基本本单单位位，信信元元是是一一种种固固定定长长度度的的数数据据分分组组。一一个个信信元元长长5353字字节节，前前面面5 5个个字字节节称称作作信信头头，后后面面4848个个字字节节称称作作信信息息段段。信信头头中中是是关关于于这这个个信信元元的的路路径径信信息息和和一一些些其其他他的的控控制信息，用户要传送的信息则放在信息段中。制信息，用户要传送的信息则放在信息段中。第19页，共78页，编辑于2022年，星期

10、日Company LogoATM方案的特点 一是简化协议，取消链路层的差错控制和流量控制。一是简化协议，取消链路层的差错控制和流量控制。二是采用硬件实现分组转发和并行处理技术。二是采用硬件实现分组转发和并行处理技术。三是采用固定长度的小分组。三是采用固定长度的小分组。四是采用面向连接的分组交换方式。四是采用面向连接的分组交换方式。第20页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo2.1 ATM信元及其结构信元及其结构 1）信元结构：）信元结构：信元由5字节信头和48字节信息段（净荷）组成。发送次序8 7 6 5 4 3 2 1 比特 15 6.53发送次序信头（5字节）信息段

11、（48字节）第21页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo2）UNI的信头结构：的信头结构：GFC（Generic Flow Control）：一般流量控制字段（4个比特）及相应的GFC功能用于接入的流量控制。由于B-ISDN的UNI接入的终端数量可以很多，需要控制流向网络的流量，以避免网络的短期过载。GFC比特 8 7 6 5 4 3 2 1VPIVPIVCIVCIVCIPTHECCLP1 2 3 4 52.1 ATM信元及其结构信元及其结构 第22页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogoVPI/VCI（VirtualPathIdentifier/

12、VirtualChannelIdentifier）：选路信息。PT（Payload Type）：有3个比特，表示净荷类型。CLP（Cell Loss Priority）：表示信元丢失优先级，只有一个比特，CLP=0，表示高优先级；CLP=1,表示低优先级，若遇到拥塞要丢弃信元时，CLP=1的信元将首先丢弃。HEC（Head Error Control）：为1个字节，用于信头差错控制。2.1 ATM信元及其结构信元及其结构 第23页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo3）NNI的信头结构：的信头结构：NNI信头不需要GFC字段，从而使VPI扩展为12比特。比特 8 7 6

13、 5 4 3 2 1VPIVPIVCIVCIVCIPTHECCLP1 2 3 4 52.1 ATM信元及其结构信元及其结构 第24页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogoCompany Logo25虚通路虚通路(VC)和虚通道和虚通道(VP)vVC(VirtualChannel)虚信道：用来在两个端点用户间建立一个单向的逻辑连接，以便单向传送用户信元。由VCI（虚信道标识符）来识别信元属于哪一个虚信道。vVP(VirtualPath)虚通道：用来描述一组虚信道通过网络的单向路由，由若干虚信道组成。由VPI（虚通道标识符）表示。第25页，共78页，编辑于2022年，星期日C

14、ompany LogoVP与VC的概念第26页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogoCompany Logo27VP交交换换和和VC交交换换(1)VP交换仅对信元的VPI进行处理和变换，或者说经过VP交换，只有VPI值改变，VCI值不变。(2)VC交换同时对VPI、VCI进行处理和变换，也就是经过VC交换，VPI和VCI的值同时改变。第27页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogoCompany Logo28 ATMATM交换过程主要包括以下几个方面：交换过程主要包括以下几个方面：1.1.路由选择路由选择2.2.标记转换标记转换3.3.信元排队信元排队

15、4.4.发送发送ATM交交换换过程过程第28页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogoATM交换的基本原理 虽虽然然ATMATM交交换换是是异异步步时时分分交交换换，但但其其原原理理与与程程控控数数字字交交换换机机有有很很多多相相似似之之处处。ATMATM交交换换以以固固定定长长度度的的信信元元为为交交换换的的基基本本单单元元，通通过过识识别别信信头头中中的的VPIVPI值值和和VCIVCI值值来来区区分分不不同同用用户户或或不不同同业业务务的的信信元元，并并根根据据在在连连接接建建立立阶阶段段设设定定的的路路由由表表，改改变变VPIVPI和和VCIVCI值值，从从而而将将

16、某某条条输输入入线线上上的的信信元元交交换换到到某某条条输输出出线线上上。由由此此可可见见，ATMATM交交换换和和程程控控数数字字交交换换的的基基本本差差别别是是：ATMATM交交换换以以虚虚通通道道和和虚虚信信道道的的标标记记值值代代替替了了程程控控数数字字交交换换机机中中的的时时隙隙序序号号，并并通通过过标标记记值值来来反反映映用用户户信信元元的的路由信息。路由信息。第29页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogoATM交换示意图 第30页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo路由选择 路路由由选选择择表表示示任任一一入入线线的的信信息息可可被被

17、交交换换到到任任一一出出线线，具具有有空空间间交交换换的的特特征征。路路由由选选择择加加上上信信头头变变换换，才才能能实实现现ATMATM交交换换结结构构的的交交换换功功能能。路路由由选选择择是是在在连连接接建建立立阶阶段段确确定定的的，为为了了实实现现路路由由选选择择，应应该该建建立立路路由由翻翻译译表表。在在路路由由表表翻翻译译中中从从入入线线的的VPI/VCIVPI/VCI应应能能查查到到出出线线号号码码以以及及新新的的VPI/VCIVPI/VCI值。值。第31页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo信头变换 信信头头变变换换主主要要是是指指VPI/VCIVPI/V

18、CI值值的的变变换换，即即入入VPI/VCIVPI/VCI变变换换为为出出VPC/VCIVPC/VCI。VPI/VCIVPI/VCI的的变变换换体体现现了了标标记记交交换换的的重重要要概概念念，意意味味着着入入线线上上某某逻逻辑辑信信道道中中的的信信息息被被传传送送到到出出线线上上的的另另一一逻逻辑辑信信道道中中去去。这这与与电电路路交交换换中中的的时时隙隙交交换换有有些些相相似似，因因为为各各个个逻逻辑辑信信道道的的信信元元也也占占用用着着不不同同的的时时间间位位置置；但但是是应应该该注注意意到到，时时隙隙交交换换是是固固定定的的时时隙隙位位置置之之间间的的交交换换，例例如如入入线线1 1上

19、上时时隙隙2 2中中的的信信息息当当连连接接建建立立后后总总是是被被交交换换到到出出线线3 3的的时时隙隙5 5中中去去，而而VPI/VCIVPI/VCI的的变变换换虽虽然然在在虚虚连连接接建建立立后后也也存存在在固固定定的的映映射射关关系系，然然而而相相应应的的信信元元并并不不出出现现在在入入线线或或出出线线的的固固定定的的时时隙隙位置上位置上 第32页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo信元排队 由于是统计复用的异步时分交换，在连接建立后的传由于是统计复用的异步时分交换，在连接建立后的传送信息阶段，经常会发生在同一时刻有多个信元争抢公用送信息阶段，经常会发生在同一时

20、刻有多个信元争抢公用资源的情况，例如争抢出线或交换结构中的内部链路。因资源的情况，例如争抢出线或交换结构中的内部链路。因此，此，ATMATM交换结构需要设置缓冲器，提供排队功能，以免在交换结构需要设置缓冲器，提供排队功能，以免在发生资源争抢时丢失信元。缓冲器的设置方式是发生资源争抢时丢失信元。缓冲器的设置方式是ATMATM交换结交换结构设计中的重要问题，在很大程度上影响到交换结构构设计中的重要问题，在很大程度上影响到交换结构的性能和复杂性。把具有新的性能和复杂性。把具有新VPI/VCIVPI/VCI值的信元存储到相值的信元存储到相应的队列中。应的队列中。第33页，共78页，编辑于2022年，星

21、期日Company LogoATM交换机的结构 第34页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogoATM交换机的分类 在公用网中，有接入交换机、节点交换机和交叉连接在公用网中，有接入交换机、节点交换机和交叉连接设备。设备。接入交换机接入交换机在网络中的位置相当于电话网中的用户交换在网络中的位置相当于电话网中的用户交换机，它位于机，它位于ATMATM网络的边缘，将各种业务终端连入网络的边缘，将各种业务终端连入ATMATM网中。网中。节节点交换机点交换机的地位类似于现有电话网中的局用交换机，它完成的地位类似于现有电话网中的局用交换机，它完成VP/VCVP/VC交换，要求交换容量较

22、大，但接口类型比接入交换机交换，要求交换容量较大，但接口类型比接入交换机简单，只有标准的简单，只有标准的 ATM ATM接口，主要是接口，主要是NNINNI接口，还有接口，还有UNIUNI接口接口或或B-ICIB-ICI接口，信令方面，只要求处理接口，信令方面，只要求处理ATMATM信令。信令。交叉连接交叉连接设备设备与现有电话网中的交叉连接设备作用相似，它在主干与现有电话网中的交叉连接设备作用相似，它在主干网中完成网中完成VPVP交换，不需要进行信令处理，从而实现极高速交换，不需要进行信令处理，从而实现极高速率的交换。率的交换。第35页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Lo

23、goATM交换模块的分类 第36页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogoATM协议参考模型 第37页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogoATM协议参考模型下三层功能第38页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo3.2 ATM与IP的融合 经过多年的努力，经过多年的努力，ATMATM的市场应用进展缓慢，没有的市场应用进展缓慢，没有像预期的那样得到广泛的认同，电信网的发展受到影像预期的那样得到广泛的认同，电信网的发展受到影响。与此相对照的是，基于响。与此相对照的是，基于IPIP技术的互联网却得到了技术的互联网却得到了空前的发展，诸

24、如空前的发展，诸如WWWWWW、EmailEmail等业务已深入到千家万等业务已深入到千家万户，并已开始涉足通信业务。互联网的高速发展已清户，并已开始涉足通信业务。互联网的高速发展已清晰表明晰表明IPIP将是未来通信网络的主宰。因此，如何使将是未来通信网络的主宰。因此，如何使ATMATM技术融入技术融入IPIP技术，如何将路由和交换结合起来，如何技术，如何将路由和交换结合起来，如何解决解决IPIP的无连接和的无连接和ATMATM的面向连接的矛盾，以支持规模的面向连接的矛盾，以支持规模日益增长的互联网和多媒体业务，这些已成为目前研日益增长的互联网和多媒体业务，这些已成为目前研究的热点。究的热点。

25、第39页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo互联网的形成 点到点的通信方式点到点的通信方式 第40页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo局域网互联通信结构 共享介质的局域网（共享介质的局域网（LANLAN）技术以一种方便、廉价和可靠的）技术以一种方便、廉价和可靠的方法解决了近距离计算机间互联通信的问题。局域网技术不是将一方法解决了近距离计算机间互联通信的问题。局域网技术不是将一台计算机与另一台计算机直接互联，而是使用硬件来互联多台计算台计算机与另一台计算机直接互联，而是使用硬件来互联多台计算机。网络是不依赖于计算机本身而独立存在的，即使连接到局域

26、网机。网络是不依赖于计算机本身而独立存在的，即使连接到局域网上的某台计算机不在运行，其他计算机之间照样可以进行通信。上的某台计算机不在运行，其他计算机之间照样可以进行通信。第41页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo不同类型局域网之间的互联 路由器被用来连接两个计算机网络，这两个网络可以是同种路由器被用来连接两个计算机网络，这两个网络可以是同种类型的也可以是不同种类型的。类型的也可以是不同种类型的。第42页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo路由器的作用 一个机构可以根据自己的需要选择适当的网络技术，一个机构可以根据自己的需要选择适当的网络技术，

27、然后由路由器把所有的网络连成一个互联网。网络互联然后由路由器把所有的网络连成一个互联网。网络互联的目的是通过异构网络实现通用服务。为了给互联网中的目的是通过异构网络实现通用服务。为了给互联网中所有计算机提供通用服务，路由器必须能够把一个网络所有计算机提供通用服务，路由器必须能够把一个网络中的源计算机发出的信息转发到另一个网络中的目标计中的源计算机发出的信息转发到另一个网络中的目标计算机。这一任务是很复杂的，因为组成互联网的各个子算机。这一任务是很复杂的，因为组成互联网的各个子网所使用的帧格式和编址方案不尽相同。这样，为了实网所使用的帧格式和编址方案不尽相同。这样，为了实现通用服务，在计算机和路

28、由器上都需要配置协议软件。现通用服务，在计算机和路由器上都需要配置协议软件。第43页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo路由器机架 第44页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogoTCP/IP协议 在人类社会交往中，除非两人会讲同一种语言，否则在人类社会交往中，除非两人会讲同一种语言，否则这两人是不可能进行交流的。这一道理也同样适用于计算这两人是不可能进行交流的。这一道理也同样适用于计算机通信，因此在互联网中，也为互联通信定义了一系列协机通信，因此在互联网中，也为互联通信定义了一系列协议，这些协议简称为议，这些协议简称为“传输控制协议传输控制协议/网

29、络互联协议网络互联协议”（TCP/IPTCP/IP）。）。TCP/IP TCP/IP协议实际上是一个协议族，协议实际上是一个协议族，TCPTCP和和IPIP是其中最是其中最著名的两个协议，其他协议包括用户数据报协议（著名的两个协议，其他协议包括用户数据报协议（UDPUDP）、互联网控制报文协议（）、互联网控制报文协议（ICMPICMP）以及地址解析协议）以及地址解析协议（ARPARP）等。）等。第45页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo计算机网络协议 第46页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo两种网络的对比 第47页，共78页，编辑于2022

30、年，星期日Company Logo融合方案 第48页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo重叠模型 重叠模型是将重叠模型是将IPIP网络层传送映射到网络层传送映射到ATMATM传递网络中去。传递网络中去。其结构特点是，高性能的其结构特点是，高性能的ATMATM交换机构成宽带骨干网，周围交换机构成宽带骨干网，周围是速度较低的路由器。由路由器构成的是速度较低的路由器。由路由器构成的IPIP网络提供数据包的网络提供数据包的路由智能，确定下一跳路由器，然后将数据包转换成路由智能，确定下一跳路由器，然后将数据包转换成ATMATM信信元，经由元，经由ATMATM交换机建立的虚信道交换

31、机建立的虚信道(VC)(VC)传递到选定的下一跳。传递到选定的下一跳。这种方案保持这种方案保持IPIP和和ATMATM网络结构、协议和技术不网络结构、协议和技术不变，着力于解决两个不同层次网络之间的数据映射、变，着力于解决两个不同层次网络之间的数据映射、地址映射和控制协议映射。地址映射和控制协议映射。第49页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo集成模型 集成模型将第集成模型将第3 3层的选路功能与第层的选路功能与第2 2层的转发功能层的转发功能集成在同一个系统中实现，常称为交换集成在同一个系统中实现，常称为交换/路由器。转路由器。转发采用发采用ATMATM交换结构，但是

32、交换结构的路由表交换结构，但是交换结构的路由表(也就是也就是分组转发表分组转发表)建立及其资源分配是由建立及其资源分配是由IPIP路由协议驱动路由协议驱动的，从而兼具的，从而兼具IPIP选路的灵活性、健壮性和选路的灵活性、健壮性和ATMATM交换的交换的高速度、高带宽的优点。高速度、高带宽的优点。第50页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo数据驱动 数据驱动又称为流驱动。所谓数据驱动又称为流驱动。所谓“流流”是指在给定的源和目是指在给定的源和目的地端之间传送的一系列的地端之间传送的一系列IPIP数据包。对于具有较长保持时间的数据包。对于具有较长保持时间的流，或者是承载实

33、时业务、具有流，或者是承载实时业务、具有QoSQoS要求的流，如果不是由路要求的流，如果不是由路由器逐跳传送，而是由由器逐跳传送，而是由ATMATM直通虚连接来传送，网络吞吐量和直通虚连接来传送，网络吞吐量和传送性能必将显著提高。因此，数据驱动就是在传送性能必将显著提高。因此，数据驱动就是在IPIP数据流到来数据流到来时，实时判定流的性质，根据一定判据确定是否需要建立时，实时判定流的性质，根据一定判据确定是否需要建立ATMATM虚连接来传送这一数据流。如有需要，就要选定虚连接来传送这一数据流。如有需要，就要选定VCVC，启动虚连，启动虚连接建立过程，并将流标识与接建立过程，并将流标识与VCIV

34、CI相关联。相关联。第51页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo控制驱动 控制驱动是用控制协议预先生成和保持控制驱动是用控制协议预先生成和保持IPIP路由与路由与ATMATM虚信道之间的关联，它又可以分为拓扑驱动和预虚信道之间的关联，它又可以分为拓扑驱动和预留驱动两类。拓扑驱动是将路由协议所确定的路由映留驱动两类。拓扑驱动是将路由协议所确定的路由映射为射为ATMATM的的VCVC连接，预留驱动是将网络资源预留的请连接，预留驱动是将网络资源预留的请求映射为求映射为ATMATM的的VCVC连接。连接。第52页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo3.3

35、 IP交换 IPIP交换是交换是IpsilonIpsilon公司提出专门用于在公司提出专门用于在ATMATM网上传送网上传送IPIP分分组的技术，其目的是使组的技术，其目的是使IPIP更快更好地提供业务质量支持。更快更好地提供业务质量支持。IPIP交换技术打算抛弃面向连接的交换技术打算抛弃面向连接的ATMATM软件，而在软件，而在ATMATM硬件硬件的基础之上直接实现无连接的的基础之上直接实现无连接的IPIP选路。选路。第53页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo流的分类 IPIP交换的基本概念是流，流是从交换的基本概念是流，流是从ATMATM交换机端口输入的一交换机端

36、口输入的一系列有先后关系的系列有先后关系的IPIP包，它将由包，它将由IPIP交换机控制器的路由软件交换机控制器的路由软件来处理，来处理，IPIP交换的实质是基于信息流的传输方案，首先将流分成交换的实质是基于信息流的传输方案，首先将流分成不同类型，然后针对不同类型的流进行不同的处理。对于持续时不同类型，然后针对不同类型的流进行不同的处理。对于持续时间长、业务量大的用户数据流，利用间长、业务量大的用户数据流，利用ATMATM虚通道进行传输，因虚通道进行传输，因此传输时延小、容量大；而对于持续时间短、业务量小，此传输时延小、容量大；而对于持续时间短、业务量小，E E呈突发分布的用户数据流，可使用呈

37、突发分布的用户数据流，可使用IPIP路由软件进行传输。路由软件进行传输。第54页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogoIP交换中使用的协议 IPIP交换中使用通用交换管理协议交换中使用通用交换管理协议(GSMP)(GSMP)和流量管理协议和流量管理协议(IFMP)(IFMP)两种协议。两种协议。GSMPGSMP用于用于IPIP交换机控制器中，用来完成交换机控制器中，用来完成直接直接ATMATM交换；交换；IFMFIFMF用于用于IPIP交换机、交换机、IPIP交换网关或交换网关或IPIP主机中，主机中，用来把现有网络或主机接入用来把现有网络或主机接入IPIP交换网络中，或

38、用来控制数据交换网络中，或用来控制数据传送。传送。第55页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogoIP交换机结构 IPIP交换的核心是交换的核心是IPIP交换机，如图交换机，如图3-133-13所示。它由所示。它由ATMAATMA交换交换机、机、IPIP交换控制器组成。交换控制器组成。IPIP交换机控制器主要由路由软件和控交换机控制器主要由路由软件和控制软件组成，在制软件组成，在IPIP交换机控制器中使用交换机控制器中使用GSMPGSMP软件和软件和IFMPIFMP软件来软件来完成完成IPIP的直接交换。的直接交换。第56页，共78页，编辑于2022年，星期日Company

39、 Logo交换原理 IPIP交换机将数据流的初始分组交给标准的路由模块处理。交换机将数据流的初始分组交给标准的路由模块处理。当当IPIP交换机看到一个流中有足够的分组，认为它是长期的，交换机看到一个流中有足够的分组，认为它是长期的，就同相邻的就同相邻的IPIP交换机或边缘设备建立流标记，后续的分组就可以交换机或边缘设备建立流标记，后续的分组就可以高速地标记交换，将缓慢的路由模块旁路。特别地，高速地标记交换，将缓慢的路由模块旁路。特别地，IPIP交换网关交换网关或边缘设备负责从非标记分组到标记分组，并分组到或边缘设备负责从非标记分组到标记分组，并分组到ATMATM数数据的转换。每个将现有网络设备

40、连到据的转换。每个将现有网络设备连到IPIP交换机的交换机的IPIP交换网关或交换网关或边缘设备在启动时建立一个到边缘设备在启动时建立一个到IPIP交换控制器的虚信道作为缺交换控制器的虚信道作为缺省的转发信道，从现有网络设备接收到分组时，边缘设备省的转发信道，从现有网络设备接收到分组时，边缘设备通过缺省转发信道将分组传送给通过缺省转发信道将分组传送给IPIP交换控制器。交换控制器。第57页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogoI IP P交交换换机机中中的的A AT TM M连连接接第58页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo3.4 MPLS交换

41、IETF IETF提出的多协议标记交换提出的多协议标记交换(MPLS)(MPLS)以以CiscoCisco的标签的标签交换为基础，并吸收其他各种方案的优点，是交换为基础，并吸收其他各种方案的优点，是ATMATM与与IPIP融合的最佳解决方案之一，属于集成模型。融合的最佳解决方案之一，属于集成模型。MPLSMPLS有效有效地解决了传统的路由器数据包的转发效率不能满足实地解决了传统的路由器数据包的转发效率不能满足实际需要的问题，并明确规定了一整套协议和操作过程，际需要的问题，并明确规定了一整套协议和操作过程，最终在最终在IPIP网内通过网内通过ATMATM或帧交换实现快速分组交换。或帧交换实现快速

42、分组交换。第59页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogoMPLS的基本概念 MPLS MPLS并不是针对某一种特定网络层的技术，它可以运行并不是针对某一种特定网络层的技术，它可以运行于于X.25X.25、ATMATM、帧交换等多种网络，使得不同网络的传输技、帧交换等多种网络，使得不同网络的传输技术统一在同一个术统一在同一个MPLSMPLS平台上。平台上。MPLSMPLS目前主要解决支持目前主要解决支持IPv4IPv4和和IPv6IPv6协议，以后逐步扩展到支持多种其他协议。协议，以后逐步扩展到支持多种其他协议。在在MPLSMPLS网络中，只在网络入口边缘，对接收到的每个分

43、组，网络中，只在网络入口边缘，对接收到的每个分组，根据包头信息进行一次分类处理，并分配一个相应的标记，在根据包头信息进行一次分类处理，并分配一个相应的标记，在网络的中间节点不再进行重复性工作。各分组包在后续的节点网络的中间节点不再进行重复性工作。各分组包在后续的节点只需分析标记含义，沿着由标记确定的路径进行转发，而不需只需分析标记含义，沿着由标记确定的路径进行转发，而不需要将分组包拆包到网络层。在网络出口边缘，去掉分组包的标要将分组包拆包到网络层。在网络出口边缘，去掉分组包的标记后输出。记后输出。MPLSMPLS简化了转发机制，提高了分组包的传输效率。简化了转发机制，提高了分组包的传输效率。第

44、60页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogoMPLS的专业术语 1.1.标记标记 2.2.转发等价类转发等价类(FEC)(FEC)3.3.标记交换路径标记交换路径(LSP)(LSP)4.4.标记分发协议（标记分发协议（LDPLDP）5.5.标记边缘路由器标记边缘路由器(LER)(LER)6.6.标记交换路由器标记交换路由器(LSR)(LSR)7.7.标记信息库（标记信息库（LIBLIB）8.8.流流 第61页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogoMPLS的网络结构 第62页，共78页，编辑于2022年，星期日Company LogoMPLS标记格式

45、第63页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo标记交换路由器结构 第64页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo3.5 软交换 现在的电信网，包括电话网和数据网，采用的是电路现在的电信网，包括电话网和数据网，采用的是电路交换技术和分组交换技术，承载数据业务效率较低，已难交换技术和分组交换技术，承载数据业务效率较低，已难以适应日益增长的数据业务的需求。互联网采用以适应日益增长的数据业务的需求。互联网采用IPIP交换技交换技术承载数据业务，相对电信网而言，无论效率还是利用率术承载数据业务，相对电信网而言，无论效率还是利用率都比较高，但面对指数增长的都比较

46、高，但面对指数增长的IPIP业务量也暴露出扩展性、业务量也暴露出扩展性、安全性、通信质量、移动性等方面的问题。因此，无论是安全性、通信质量、移动性等方面的问题。因此，无论是电信网还是互联网，都难以适应未来通信发展的主流变化。电信网还是互联网，都难以适应未来通信发展的主流变化。为建设为建设个可持续发展的网络，既有个可持续发展的网络，既有IPIP交换的优势又保交换的优势又保持与电信网相同的服务质量，既保证运营商在获取目前话音持与电信网相同的服务质量，既保证运营商在获取目前话音业务收益的同时，又能在未来的数据业务、多媒体业务中占业务收益的同时，又能在未来的数据业务、多媒体业务中占有一定的市场份额，经

47、过电信运营商、设备厂商及电信科技有一定的市场份额，经过电信运营商、设备厂商及电信科技工作者的多年探讨，提出了软交换技术方案。工作者的多年探讨，提出了软交换技术方案。第65页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo传统交换网的基本结构 第66页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo软交换网的基本结构 第67页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo软交换的基本思想 软交换的基本思想是把呼叫处理和业务控制功能从传输层中软交换的基本思想是把呼叫处理和业务控制功能从传输层中分离出来，通过服务器上的软件实现基本呼叫控制功能，使得呼分离出来，通

48、过服务器上的软件实现基本呼叫控制功能，使得呼叫控制功能与承载网络之间无过多的依存关系，这对于当前多网叫控制功能与承载网络之间无过多的依存关系，这对于当前多网并存的情况下，实现承载层网络融合提供了有利条件。并存的情况下，实现承载层网络融合提供了有利条件。第68页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo软软交交换换网网络络的的体体系系结结构构第69页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo接入层 (1)(1)接入网关接入网关AGAG(2)(2)中继网关中继网关TG TG(3)(3)信令网关信令网关SGSG(4)(4)多媒体业务网关（多媒体业务网关（MSAGM

49、SAG）(5)(5)无线网关无线网关WGWG第70页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo传输层 传传输输层层实实际际上上就就是是软软交交换换网网络络的的承承载载网网络络，其其作作用用和和功功能能就就是是将将接接入入层层的的各各种种媒媒体体网网关关、控控制制层层中中的的软软交交换换机机、应应用用层层中中的的各各种种服服务务器器平平台台等等各各个个软软交交换换网网络络的的网网元元连连接接起起来来。鉴鉴于于IPIP网网能能够够同同时时承承载载语语音音、数数据据、视视频频等等多多种种媒媒体体信信息息，同同时时具具有有协协议议简简单单、终终端端设设备备对对协协议议的的支支持持性性

50、好好且且价价格格低低廉廉的的优优势势，因因此此软软交交换换体体系系选选择择了了IPIP网网作作为为承承载载网网络络。软软交交换换网网中中各各网网元元之之间间均均是是将将各各种种控控制制信信息息和和业业务务数数据据信信息息封封装装在在IPIP数据包中，通过传输层的数据包中，通过传输层的IPIP网进行通信。网进行通信。第71页，共78页，编辑于2022年，星期日Company Logo控制层 (1)(1)业务控制功能业务控制功能 (2)(2)接入控制功能接入控制功能(3)(3)呼叫处理功能呼叫处理功能 (4)(4)媒体网关控制功能媒体网关控制功能(5)(5)计费计费(6)(6)与其他与其他IPIP