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現(xiàn)代通信網(wǎng)中的多層交換技術(shù)( 二 )

云知道


（1）第一層
為物理層，傳統(tǒng)的電路交換就屬于這一層 。
（2）第二層
為數(shù)據(jù)鏈路層，從傳統(tǒng)意義上講，真正的交換即是屬于這一層 。在這一層中采用了基于硬件的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，能夠轉(zhuǎn)發(fā)各種數(shù)據(jù)鏈路層的協(xié)議，包括局域網(wǎng)（LAN）中的以太網(wǎng)和高速令牌環(huán)網(wǎng)（FD-DI）以及廣域網(wǎng)（WAN）中通過VC交換的幀中繼（FR）和異步轉(zhuǎn)移模式（ATM）等，經(jīng)典的LAN多端口網(wǎng)橋也屬于這一層 。該層支持簡單的網(wǎng)絡(luò)分段，并能令網(wǎng)絡(luò)性能有明顯的改善 。這第二層交換的流行，帶支了第三層和第四層交換的發(fā)展 。
（3）第三層
是網(wǎng)絡(luò)層，主要的任務(wù)是為分組尋找合適的路由 。傳統(tǒng)的路由器由于使用軟件和通用的CPU來實現(xiàn)對數(shù)據(jù)報的轉(zhuǎn)發(fā)，因而延遲比較大，轉(zhuǎn)發(fā)的速度也比較慢，而第三層交換正是針對這個問題提出的 。所謂第三層交換并非只使用第三層的功能，而是把第三層的路由選擇與第二層的交換功能結(jié)合了起來，實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)的快速分組 。相應(yīng)地，第三層交換機(jī)的目標(biāo)也在于要兼?zhèn)鋬蓚€特征，并通常采用專用集成電路（ASIC:Supplication Specific Integrated Circuit）將常用的軟件功能固化在硬件這中，形成完備的路由器的子集 。在未來的第三層交換機(jī)中還將具備更多的功能，成為功能更加完備的路由器 。例如，除了具有轉(zhuǎn)發(fā)的功能外，還將具備自動劃分?jǐn)?shù)據(jù)流等級及服務(wù)等級的功能，以及提供某種形式的QoS等等，這將是第三層交換機(jī)的另一個重要特征 。
從20世紀(jì)90年代中期起，世界上各大公司都紛紛對第三層交換進(jìn)行研究，并提出了許多不同的方案，推出了許多產(chǎn)品 。比較有影響的有：Cisco公司的標(biāo)記交換（TAG Swiching）,Ipsilon公司的IP交換，東芝公司的信元交換路由器（CSR:Cell Switching Router）和IBM公司的ARIS（Aggregate Route based IP Switching），以及IETF的多協(xié)議標(biāo)記交換（MPLS:Multi-Protocol Label Switching）等等 。
TAG Switching是處于交換邊緣的路由器，將每個輸入幀的第三層地址映射為簡單的標(biāo)記，然后把有標(biāo)記的幀轉(zhuǎn)化為ATM信元，再映射到VC上，在網(wǎng)絡(luò)核心ATM交換機(jī)進(jìn)行標(biāo)記交換，由路由器保存標(biāo)記信息表（路由表），用以尋找第三層路由 。最后，將標(biāo)記信元送到目的地路由器上，由目的地路由器去掉信息標(biāo)記，把信元轉(zhuǎn)化成幀，送到最終的目的端 。在這個過程中，通過交換標(biāo)記（小的數(shù)據(jù)單元）和僅進(jìn)行一次簡單的標(biāo)記查詢就可提高轉(zhuǎn)發(fā)幀的性能 。
IP交換技術(shù)是一種將第二層交換功能和第三層路由功能結(jié)合起來的技術(shù)，是多層交換的另一種類型，與CSR相類似，都是數(shù)據(jù)流驅(qū)動IP交換的一種應(yīng)用 。就是說它們可以根據(jù)獨(dú)立業(yè)務(wù)流到達(dá)的情況來安排交換機(jī)的資源，并通過標(biāo)簽分配和把數(shù)據(jù)流映射成VC上的信令信息（IFMP和FANP），實現(xiàn)交換的過程 。這些，都是獨(dú)立于單個IP數(shù)據(jù)流進(jìn)行的，保持了Internet模型的擴(kuò)展性及在第三層按照逐級跳的方式對所有業(yè)務(wù)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)的形式，且引入了特定的控制協(xié)議，把IP數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)移到端到端的直通路徑 。
ARIS是一種匯聚的基于通路的IP交換技術(shù)，基本的功能是按照匯聚的IP數(shù)據(jù)流的目的端建立、維護(hù)交換通路 。ARIS利用選路協(xié)議的信息并把這些信息與網(wǎng)絡(luò)入口到出口的交換通路聯(lián)系起來，從而實現(xiàn)了上述功能 。具體地說：ARIS是運(yùn)行在集成的交換機(jī)/路由器設(shè)備網(wǎng)絡(luò)上的控制協(xié)議，因ISR是支持IP選路的第二層交換機(jī)（如ATM），故ARIS可以利用選路協(xié)議中的信息（由OSPF，BGP）把IP分組映射到第二層交換通路上，通過ISR設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)，成為第一種引入?yún)R聚交換通路的IP交換機(jī)制 。在多個不同的源端和同一目的端之間，ARIS可以建立多點(diǎn)到點(diǎn)的交換通路，進(jìn)而降低了交換機(jī)資源的消耗 。

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