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MPLS技术与传统路由器IP寻址比较
杨洪祝志华
如何将路由技术和交换技术结合起来,提高网络传输效率是目前网络发展的热点问题。
传统路由器通常靠软件和通用CPU来实现网络层功能,因而延迟大、转发速度慢。而以ATM为代表的交换技术用硬件实现交换,每个事件沿着同一路径,通常实现第二层(数据链路层数据单元的交换功能,速度快、面向连接。由于网络用户的急速膨胀,带宽的需求也急剧上升,传统路由器对IP包的处理转发模式越来越成为网络向宽带化发展的瓶颈,再加上对流量工程的迫切需求,MPLS(MutiProtocolLabelSwithing,多协议标记交换)技术随之应运而生。
一、MPLS技术与传统路由器数据转发的比较1、传统路由器数据转发机制
传统路由器实现第三层(网络层)的控制转发功能,将不同网段的局域网互联成广域网。但是传统路由器的IP寻址方式是逐跳转发的。转发需要由路由器对IP数据包进行解包处理——解出源、目的IP地址,再通过路由协议(如RIP,OSPF等)决定转发方向(端口)。由于IP包的不定长特性,路由器采用软件解包,同时因为是
逐跳转发的,所以也就意味着时延大、转发速度慢。
2、基于ATM的MPLS数据转发机制
MPLS,多协议标记交换。多协议,因为MPLS基于IP路由和控制协议,是一个介于第三层(网络层)和第二层(数据链路层)之间的“垫层”,所以MPLS不受链路层协议限制,可以运行在多种二层协议基础之上,如帧中继、ATM等。标记交换,简单的来说,对基于ATM的MPLS而言,是将数据包网络层逻辑地址(如IP地址)由ATM边缘路由器(LER)映射成标记VPI/VCI值,并将数据包封装成ATM信元,由于ATM信元是定长53字节,因而在网络核心层可由ATM标记交换路由器(LSR)实现标记的硬件高速交换,再由目的端边缘路由器(LER)将ATM信元还原成数据包。
可以看出,MPLS的实质是将路由器移到网络的边缘,将快速、简单的交换机(二层交换)置于网络中心,对一个连接请求实现一次路由(LSP,信令建立SVC通路)多次交换。
二、数据转发实例1、传统路由器IP寻址实例
图1所示是由传统路由器构成的IP网络,由路由器(R1、R2、R3、R4)和局域网(N1、N2、N3、N4)构成,路由器间分别通过广域网口S1、S2互联,局域网和路由器通过以太网口E0相连。网络号和部分IP地址分配如下。
网络号:N2:
N3:202:
R1(S1口)—R2(S2口):202R2(S1口)—R3(S2口):202.1.5.4/30R3(S1口)—R4(S2口):202.1.5.8/30R1(S1口)—R2(S2口):202.1.5.12/30部分IP地址:
R1的S1口: