第八章IP交换技术..

IP交换技术的原理和实际应用1. IP交换技术的概述IP交换技术是一种基于Internet协议（IP）的数据交换技术。

它是一种通过将数据以数据包（Packet）的形式在网络中进行路由和交换的方式，使得数据能够高效地传输到目标地址。

在当前互联网基础设施中，IP交换技术广泛应用于各种网络设备和应用场景中，为我们的日常生活和工作提供了便利。

2. IP交换技术的原理IP交换技术的实现原理主要包括以下几个方面：2.1 IP数据包的封装与解封装IP数据包的封装是指将上层应用数据按照一定规则进行封装，形成符合IP协议格式的数据包。

封装过程包括将数据加入IP协议头部和尾部校验等相关信息。

解封装是指将接收到的IP数据包从网络层解析出应用数据。

2.2 数据包的路由和交换数据包的路由是指在网络中根据路由表信息，选择合适的路径将数据包发送到目标地址。

路由表中包含了各个网络的连接关系以及相应的出口接口信息。

数据包的交换是指在网络中根据目的地址将数据包转发到下一跳路由器。

2.3 数据包的转发与转发表在IP交换技术中，数据包的转发是通过交换机实现的。

交换机内部有一张转发表，用于保存目的地址和相应转发接口的映射关系。

根据目的地址，交换机会查询转发表，找到最佳的出口接口，并将数据包转发到该接口。

3. IP交换技术的应用场景IP交换技术在现代网络中有广泛的应用场景，以下列举了几个典型的应用场景：3.1 企业网络在企业内部网络中，IP交换技术被广泛应用于局域网（LAN）的搭建和管理。

通过使用IP交换技术，企业可以建立高效的网络通信基础设施，实现内部各个部门和办公楼之间的数据通信。

3.2 云计算和数据中心在云计算和大型数据中心中，IP交换技术被用于构建虚拟化网络。

通过将物理网络资源虚拟化为逻辑网络，IP交换技术能够更好地满足云计算和大数据处理的需求，提高网络的灵活性和可扩展性。

3.3 电信运营商网络在电信运营商网络中，IP交换技术被用于承载大量的互联网流量。

5.3IP交换5.3.1 IP交换基本概念IP交换技术最初由Ipsilon公司于1996年提出，也称为第三层交换技术、多层交换技术、高速路由技术等。

其实，这是一种利用第三层协议中的信息来加强第二层交换功能的机制。

因为IP不是唯一需要考虑的协议，把它称为多层交换技术更贴切些。

IP交换机可看作是IP路由器和ATM交换机的组合，其中ATM交换机去除了ATM信令和协议，并受IP路由器控制。

IP交换可提供两种信息传送方式：一种是ATM交换，另一种是基于逐跳(hop-by-hop)方式的传统IP交换。

采用何种方式取决于数据流的类型，对于连续的、业务量大的数据流采用ATM交换；对于持续时间短、业务量小的数据流采用传统IP传输技术。

IP交换技术主要有：Ipsilon IP交换：改进ATM交换机，去除ATM控制器中的信令和协议，加上IP交换控制器，与ATM交换机通信。

该技术适用于机构内部的LAN 和校园网。

Cisco标签交换：给数据包贴上标签，此标签在交换节点读出，判断包传送路径。

该技术适用于大型网络和Internet。

3Com快速IP交换(Fast IP)：侧重数据策略管理、优先原则和服务质量。

Fast IP协议保证实时音频或视频数据流能得到所需的带宽。

Fast IP支持其它协议(如IPX)，可以运行在除ATM外的其它交换环境中。

客户机需要有设置优先等级的软件。

IBM聚类基于路由的IP交换ARIS(Aggregate Route－based IP Switching)：与Cisco的标签交换技术相似，包上附上标记，借以穿越交换网。

ARIS一般用于ATM网，也可扩展到其它交换技术。

边界设备是进入ATM交换环境的入口，含有第三层路由映射到第二层虚电路的路由表。

允许ATM网同一端两台以上的计算机通过一条虚电路发送数据，从而减少网络流量。

基于ATM的多协议MPOA(MultiProtocol Over ATM)：ATM论坛提出的一种规范。

程控交换机曾经是个很受欢迎的通信设备，因为有了它，电话进入了各个企业，人们的通信变得更流畅。

这几年传统电缆被光纤取代，传统通信逐渐淡化，传统的程控交换机市场份额逐渐减少，慢慢被新型的IP软交换语音所取代。

那么什么是软交换呢？软交换就是利用软件技术，通过光纤网络，进行语音传输的一种技术。

软交换可以安装在任何服务器上，像软件一样进行安装，需要有标准的通信协议，例如SIP语音协议；软交换采用模块化的方式，可以和IAD 语音网关通过IP网络连接，通过IAD网关上行通过IP方式和软交换服务器进行IP连接，下行可以出模拟电话线，接入传统的模拟话机。

或者可以利用IP话机，直接通过IP网络注册到软交换服务器。

IAD+传统话机和IP话机这两种方式我们如何选择呢？这主要看我们软交换的综合布线方案，如果我们软交换综合布线有电话线的设计，那么可以采用IAD+传统话机的方式，将IAD部署在楼层机房，减少布线的距离，降低成本。

如果我们综合布线的方案采用全部网线的方式，我们可以完全不用电话线，通过IP话机的方式进行安装部署，直接通过网络和软交换进行连接。

软交换选择哪种方式？主要还是看客户的预算和最终想要的效果。

软交换除了IP化，在组网和终端接入上有很大优势外。

在增值应用和信息化扩展方面也有很多传统程控机不具备的优势。

例如软交换可以和客户现有信息化系统进行对接，可以通过手机APP和PC端软件实现软电话功能（软电话就是通过软件客户端代理传统固话功能）。

可以这么说，软交换是实现统一通信、融合通信的必备基础。

在科技高速发展的现代社会，IP软交换系统逐渐进入了各大企业，在一定程度上取代了传统的系统。

如果说有企业主需要这类系统，建议找专业的公司安装。

IP交换前言ATM具有高带宽、快速交换和提供可靠服务质量保证的特点，Internet的迅速发展和普及使得IP成为计算机网络应用环境的既成标准和开放系统平台。

宽带网络的发展方向是把最先进的ATM交换技术和最普及的IP技术融合起来，因此产生了一系列新的交换技术，如IP交换、标记交换、IPOA及MPLS等，这里将ATM交换技术与IP技术融合产生的这一类交换技术称为IP交换技术。

1.IP交换概念IP交换(IP Switch)是Ipsilon公司开发的一种高效的IP over ATM技术。

它只对数据流的第一个数据包进行路由地址处理，按路由转发，随后按以计算的路由在ATM网上建立虚电路VC。

以后的数据包沿着VC以直通(Cut-Through)方式进行传输，不再经过路由器，从而将数据包的转发速度提高到第2层交换机的速度。

IP交换的核心思想就是对用户业务流进行分类。

对持续时间长、业务量大、实时性要求较高的用户业务数据流直接进行交换传输，用ATM虚电路来传输;对持续时间短、业务量小、突发性强的用户业务数据流，使用传统的分组存储转发方式进行传输。

2.IP交换原理IP是一种无连接数据包传送协议，用户数据在发送前不需要建立连接，IP数据包由报头和数据两部分组成，报头中有一个全球唯一的目的地址（IP地址），它所经过的每个路由器都要取出这个地址，在路由表中进行匹配找到下一站的出口地址再转发出去，数据包被一站一站地转发，最后到达目的地。

这种连接模型不要求特定的链路层，没有接入控制，不能给业务预留资源，所以无法提供任何服务质量保证。

IP数据包有可能丢失、失序、延迟等。

从默认信道上传来数据包，要求上游节点在所分配的VC上传送分组，从下游节点收到改向消息，在ATM直通连接上传送分组。

3.IP交换技术4.IP交换协议2.IP交换机组成IP交换的核心是IP交换机，IP交换机由ATM交换器和IP交换控制器组成。

IP 交换控制器主要由路由软件和控制软件组成，其中控制软件主要包括流的判别软件、Ipsilon流管理协议IFMP和通用交换机管理协议GSMP。

ip交换过程的工作原理
IP交换是在计算机网络中，用于在不同设备之间传输数据的重要过程。

它基于Internet协议（IP）来管理数据的传送。

下面将介绍IP交换过程的工作原理。

在IP交换过程中，数据被分割成称为数据包的小块，每个数据包都包含有关其发送和接收地址的信息。

以下是IP交换过程的主要步骤：
1. 数据源：首先，数据源将数据分成适当大小的数据包，并将每个数据包标记上目标地址和源地址。

2. 路由选择：然后，数据包将根据路由选择算法确定最佳路径。

路由选择是一种通过选择最短路径或最低延迟等标准来决定数据包从源地址到目标地址的路由方法。

3. 数据包转发：一旦确定了最佳路径，数据包将通过转发设备（如路由器）进行传输。

路由器根据目标地址，查找它的路由表，并将数据包发送到下一个节点，直到到达目标设备。

4. 数据包到达目标设备：当数据包到达目标设备时，它将进行重新组装，恢复原始的数据流。

目标设备根据源地址，确定数据包的来源。

5. 数据包响应：目标设备可以根据需要发送响应数据包，以回复源设备或作为数据传输的一部分。

需要注意的是，IP交换过程中的路由选择和数据包转发是在网络中的路由器上进行的。

路由器根据通信需求和网络拓扑实时更新其路由表，以确保数据能够通过最佳路径传输。

总体而言，IP交换通过划分数据为数据包并在网络中传输来实现设备之间的数据交换。

它通过选择最佳路径和利用路由器来转发数据包，确保数据能够高效、准
确地传输到目标设备。

这种工作原理使得互联网的正常运行成为可能，支持了全球范围内的数据交流和通信。

现代交换原理IP交换随着信息技术的不断发展，传统的交换原理已经无法满足人们对高速、可靠、灵活的通信需求。

因此，IP交换作为一种新的交换原理被提出并广泛应用。

IP交换是指利用Internet Protocol（IP）作为网络层协议，在网络中进行数据包的路由和交换。

它的核心思想是根据数据包的目的地址，通过路由选择算法将数据包从发送端传输到目的端。

IP交换使用IP地址作为唯一的标识符，通过对数据包的处理和转发，实现了快速、高效的数据交换。

在IP交换中，数据包的路由和转发是通过路由器来完成的。

路由器是一种专用的网络设备，它具有多个网络接口，可以连接不同的网络，并根据路由选择算法将数据包从一个网络传输到另一个网络。

在IP交换中，路由器根据IP地址来进行数据包的转发。

它通过查找路由表，找到与目的地址匹配的路由，并将数据包转发到相应的下一跳。

路由表中存储了路由器的网络拓扑信息，包括各个网络的IP地址和与之相连的下一跳路由器的IP地址。

IP交换的优点是具有较高的网络容量和灵活性。

由于IP交换采用了数据包交换的方式，因此可以同时传输多个数据包，并且每个数据包都可以独立选择最佳的路由进行传输。

这样可以提高网络的传输效率和容量，满足人们对高速数据传输的需求。

另外，IP交换还具有较好的灵活性和可扩展性。

由于IP交换是基于IP协议的，因此可以方便地与其他网络技术进行集成，如以太网、无线网络等。

这样可以适应不同类型的网络需求。

除了以上优点，IP交换还具有较好的可靠性和安全性。

在IP交换中，数据包的传输是通过路由选择算法来实现的。

这样可以根据网络的实时情况选择最佳的路径进行传输，保证数据的快速和可靠传输。

另外，IP交换还支持各种网络安全技术，如虚拟专用网络（VPN）、防火墙等，可以有效防止网络攻击和数据泄漏。

尽管IP交换具有许多优点，但也存在一些挑战和限制。

首先，由于IP交换采用公共IP地址进行数据包的路由和交换，在互联网中有大量的数据包需要进行处理，这可能会导致网络拥塞和性能下降。

IP交换技术一、IP交换技术的概念随着Internet网络规模的快速增长以及人们对多媒体业务的需要，要求Internet网络具有实时性、可扩展性和保证服务质量（QOS）的能力。

为了克服传统的IP网络关键部件路由器包转发速度太慢造成的网络瓶颈问题和在各节点独立路由使得业务管理和QOS很难进行的问题，业界内的一些大的公司、研究机构纷纷提出了许多IP和ATM融合的新技术，如Ipsilon公司（美国赛龙集群存储系统公司）提出的IP交换（IP switch），Cisco公司提出的标签交换（tag switch），IBM提出的基于IP交换的路由聚合技术（ARIS：aggregate routed based IP switching），IETF推荐的ATM上的传统IP技术（ IPOA：class IP over ATM）和多协议标记交换（MPLS：multi-protocol label switch ），ATM Forum推荐的局域网仿真（LANE：LAN emulation）和ATM上的多协议（MPOA：multi-protocol over ATM）等，这些将ATM交换技术和IP技术融合产生的新的一类技术统称为IP交换技术。

二、IP交换技术的分类根据IP与ATM融合方式的不同，其实现的模型可分为两大类：重叠模型（overlay model）和集成模型（integrated model）。

1、重叠模型在重叠模型中，IP（三层）运行在ATM（二层）之上，IP选路和ATM选路相互独立，系统需要两种选路协议：IP路由协议和ATM选路协议；系统中的ATM端占具有两个地址，ATM地址和IP地址，并且具有地址解析功能，支持地址解析协议，以实现MAC地址与ATM地址或IP地址与ATM地址的映射。

重叠模型使用标准的ATM论坛/ITU-T的信令标准，与标准的ATM 网络及业务兼容。

利用这种模型构建网络不会对IP和ATM双方的技术和设备进行任何改动，只需要在网络的边缘进行协议和地址的转换即可。