十七章——IP交换和MPLS
1. 前面介绍了IP编址以及数据报转发的算法,利用路由选择表和最长前缀匹配来查找下一跳。本章要考虑的是另一种方法,它避免了使用最长前缀匹配方法带来的额外开销。
2. 探索如何提高分组处理系统性能的方法时出现了一种想法,并且这种想法最终被商业运营商所采纳:用面向连接的方式取代 IP的无连接分组交换方式,这样就可以利用更快捷的查找算法,而不必使用表的最长前缀匹配查找。这个基本概念就是交换(switching)。
交换的关键在于查找算法的基本思路:
一个典型的处理器在索引一个数组时需要用常量时间,而在有 N 个元素的集合中进行查找时则需要log2N 的时间。
交换技术利用索引实现了速度上的提高。为了做到这一点,每个分组都要携带一个小整数,称为标记(label)。当分组到达交换机时,交换机读取分组的标记并使用这个值作为索引,检索一个规定了相应动作的表。
IP交换、面向连接的意思是:
IP 路由选择表的查找动作只会执行一次(例如,当分组第一次到达ISP时),然后给分组分配一个标记,而 ISP 的所有路由器都使用这个标记来转发分组。相当于:第一次建立连接,之后的数据直接传输,类似于TCP的面向连接的流传输。
3. IP交换的应用
拥有因特网内核的大型ISP通过使用交换技术,避免在其路由器上出现复杂的路由选择表。
4. IP交换技术和 MPLS
继Ipsilon公司使用了ATM交换机来实现IP交换(IP switching)之后,其他公司也有了一系列设计和名字,包括标志交换(tag switching) 、第三层交换(layer 3 switching)和标记交换(label switching) 。其中的一些思路已经由 IETF 统一成一个标准,称为多协议标记交换(Multi-Protocol Label Switching,简称MPLS)。
MPLS 基本思想简单明确:
连接到用户计算机系统的路由器依旧使用传统的转发方式,而网络内部的路由器则需要掌握 MPLS,并应用交换技术而不是常规的 IP 路由选择表查找。例如,对于一家大公司来说,在每幢建筑内的各网点可能会选择使用常规的转发技术,而对于建筑和建筑之间起互联作用的网络则要使用 MPLS技术。
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