路由交换技术范文

路由交换技术范文（精选12篇）

路由交换技术 第1篇

所谓路由, 就是指网络层在复杂的网络拓扑结构中找出一条最佳的传输路径, 采用逐站传递的方式, 把数据报从源节点传输到目的节点的活动。一般来说, 在路由过程中, 数据报会经过一个或多个中间节点。路由功能是由路由器实现的, 通常也将路由器称为网关。但严格来说, 路由器和网关并不是等价的。网关属于OSI参考模型的第三层及以上层次的概念, 其作用是实现不同协议之间的转换, 并实现数据的转发;而路由器仅仅是OSI参考模型第三层的设备, 相对于网关来说, 它更突出的作用是实现数据报的转发。而且路由器是硬件设备, 而网关既可以是硬件, 也可以是软件。

网络发展至今, 存在诸多问题, 其一就是路由器逐渐成为网络通信的瓶颈, 解决这个问题的办法就可以使用第三层交换技术;其二是IP地址的短缺问题, 长期的解决办法就是使用具有更大地址空间的IPV6协议, 短期的解决办法有网络地址翻译和无类别的域间路由技术等, 这些技术都是要在现有的IPV4路由器中实现的。

二、路由多层交换技术探析

现今, 主要的多层交换技术除了第三层交换, 还有第四层交换和第七层交换:

(一) 第三层交换

第三层交换技术的路由方式是指使用具有路由器功能的第三层交换机, 来实现VLAN间报文的路由。第三层交换技术提供了基于IP及策略划分VLAN的方法, 即不管节点处于哪一个物理网段, 都可以基于节点的IP地址或报文协议来划分子网。既可以将同一物理网段的各节点划分为不同的逻辑子网, 也可以将不同物理网段的节点划分为相同的逻辑子网。相同子网的各节点之间的信息流量不需经过路由, 这使得网络管理和应用变得更加方便。采用第三层交换技术可以简化网络结构和降低网络传输延迟。

(二) 第四层交换

第四层交换是一种基于策略的路由, 它位于ISO参考模型的第四层, 使用的是第四层信息。它决定传输不仅仅是一句第二层的MAC地址或第三层的源/目标IP地址, 而且还要依据第四层的TCP/UDP应用端口号。由于端口地址代表了不同的业务协议, 第四层交换不仅仅是物理上的交换, 还包括了业务上的交换。路由器和第三层交换机在转发不同数据包时并不了解数据包的业务类型, 而第四层交换机会跟踪和维持各个传输层对话。路由器根据链路或网络节点的可用性和性能做出转发决定;而第四层交换机则根据回话和应用层信息做出转发决定, 用户的请求可以根据不同的规则被转发到“最佳”的服务器上。因此, 第四层交换技术是用于传输数据和实现多台服务器间负载均衡的理想机制。

第四层交换技术的关键问题是如何确定传输流转发给那台最可用的服务器。目前, 在做出负载均衡决策时采用了多种方法。根据所需负载均衡的力度, 第四层交换机可以利用多重方法将应用会话分配到服务器上。闭合环路反馈是最先进的方法, 它利用可用内存、I/O中断和CPU利用率等特定的系统信息, 这些信息可以被适配器驱动和第四层交换机自动获取。目前的闭合环路反馈机制要求在每台服务器上安装软件代理。

(三) 第七层交换

第七层交换技术又称智能交换技术, 是以内容为主的交换技术, 可以实现有效的数据流优化和只能负载均衡。数据报的传输决策不仅依据MAC地址、源/目标IP地址和TCP/UDP端口来进行, 而且可以根据数据报的内容来进行。这种基于内容的处理更具有智能性, 交换的不仅仅是端口, 还包括了内容, 可称得是真正的“应用交换技术”。由于第七层交换技术无论应用使用什么端口号, 都能根据实际的应用类型做出决策, 因此采用这种交换技术可以保证不同类型的传输流被赋予不同的优先级, 不用依赖路由设备来识别差别服务或其他服务质量协议中的传输流。第七层交换技术可以对传输流进行过滤并分配优先级, 脱离了对网络设备的依赖性。第七层交换技术告诉而不影响只能处理的技术优势优化了网络访问, 为最终用户提供了更好的服务。

目前第七层交换技术还没有相关的具体标准问世, 不过现在很多类似的技术具有很大的互补性, 可以很好地与其他网络服务和谐共存, 例如Diff2Serv服务。第七层交换技术的应用能够提供了更有效的数据流优化和只能负载均衡。

三、结语

经过几年的实践, 多层交换技术已在很多地方得到了应用并持续发展。随着信息全球化的发展趋势, LAN和WAN的边界变得越来越模糊, 多层交换技术为网络未来扩展的解决方案奠定了坚实的基础。

参考文献

[1]过威克.三层交换机的特点及作为Intranet主交换设备的优势[J].科技创新导报, 2009 (01) .

[2]刘俊, 薛海涛.多层交换技术在园区网中的应用[J].科技资讯, 2010 (01) .

路由交换技术 第2篇

当前，IP已经成为大部分骨干网络产品的路由协议，在部分网络环境，用户对网络的要求是很高的，任何停工和储运损耗都会对用户造成严重影响。例如：

1．Internet服务提供商提供Web主机设备，为了使得用户的Web服务器对公众总是有效的，必须保证用户99.9999%的正常运行时间。

2．过程控制应用必须能够适时访问它的控制的系统，否则可能会发生结果损失严重的控制；

3．有时，运行在IP主机上的应用会超时，如果业务运行对网络应用要求较高，这种超时会带来很坏影响。

越来越多的IP主机使用DHCP指定它们的IP地址。然而，许多IP主机使用手工配置作为发现网关路由地址的唯一手段。一些主机使用网关侦探办法获得，但一般不推广使用这一方法（RFC1122），动态Ping网关也是禁止使用的。ICMP路由发现协议允许路由器通过IP主机被发现，但尚未广泛使用。

这就意味着大部分主机无法快速知道路由器和与之相联的局域网连接是否已经失败，而且IP主机检测连路失败与替代路由器进行交换需要很长时间。

因此，对任何设备来说，提高网络的有效性至关重要。利用虚拟路由集群技术，可以有效解决一些问题。本文通过举例介绍CABLETRON公司的SSR千兆交换路由集群技术，来作一些探讨。

二、如何去做？

采用虚拟路由集群技术能够将位于同一局域网的CABLETRON多个SSR路由器定义为互相之间作路由备份的集群，集群中的SSR路由器采用IETF虚拟冗余路由协议实现路由交换机间以及各路由器所在局域网间的镜像，如果一个路由器或它所连接的局域网连接失败，其它的路由器会自动代替失败的路由器绕过故障点重新路由，路由的恢复时间在数秒之内，因此这是运行在IP主机上的透明应用。

(图一)

1、VRRP的概念

如图一所示，VRRP可以在工作站的缺省网关失效时提供一个备份路由器，VRRP可以创建一个具有虚拟MAC地址和虚拟IP地址的虚拟路由器。

诚然，我们可以在Windows98中添加多个缺省网关，但该特征只能在主机启动时使用。换句话说，主机启动时对网关列表中的第一个缺省网关使用ARP进行地址解析，如果解析失败，将对列表中的其它网关继续进行地址解析。

当主机找到缺省网关的MAC地址后，该网关突然瘫痪会整么样呢？只能从新启动主机，让它继续寻找下一个缺省网关。

使用VRRP便可以解决这个问题，因为它是动态变化的，如果主路由器瘫痪，则备份路由器随之便自动替代主路由器。主机根本觉察不到其中的丝毫差异。

虚拟路由集群技术被作为一个模块集成到SSR的软件中以保证网络应用的实用性，且提高了应用要求较高的网络的可靠性和适应性。

CABLETRON的虚拟路由集群技术遵循IETF（Internet工程任务组）制定的VRRP（虚拟冗余路由协议）标准协议。

(图二)

在图二中IP主机H1、H2等连接到具有多个路由器（R1、R2等）的局域网上R1和R2提供到目的地D1的连接。正常情况下主机H1、H2等只配置单一路由器R1或R2的路由IP地址。问题是当任何一个路由器失败，则有一个或多个主机H1、H2等与目的地D1推动连接。对一般的路由协议如RIP、OSPF等来说，主机H1、H2等发现路由失败需要很长时间（大约40-90秒）甚至导致TCP连接中断。当在虚拟路由集群技术中使用VRRP协议时，使得网络中的路由失败恢复仅需几秒钟，它极大提高了网络的有效性，为网络应用要求挑剔的骨干提供路由冗余，

2、虚拟路由集群技术是如何工作的？

虚拟路由集群里的每个路由器被指定一个相应IP地址对应的虚拟MAC地址。然后将每个SSR配置为与所有其它路由器的MAC地址和IP地址的路由。IP主机被配置成使用任何或所有路由器作为自己的路由器。

SSR在集群里使用VRRP信息去选择主路由，其它SSR成为热备份路由器。集群里的每一个路由器提供一个虚拟的MAC地址（而不是它实际的MAC地址）作为对主机应答的ARP（地址解析协议）原地址，且每个路由器也发送由ICMP（网间控制报文协议）重定向优化了的IP主机作业。如果集群中的任何路由器或它们的局域网连接失败，则主路由器接管其相应作业，并通过取代它的虚拟MAC地址和IP地址实现ARP应答。如果主路由器失败，剩下的路由器会选择一个新的主路由器，它取代了失败的主路由器的虚拟MAC地址和虚拟IP地址。

3、ICMP路由发现和ICMP重定向

ICMP路由发现允许IP主机使用ICMP信息和程序区分路由器。使用ICMP，SSR周期性的广播ICMP路由广播信息并对来自IP主机的ICMP路由请求作出响应。

ICMP重定向是使路由器通知IP主机到达特定目的地的最好路由的机制，ICMP重定向遵循RFC1122标准。

虚拟路由集群使用标准的ICMP重定向机制去控制路由器通过在链路失败点周围作路由，使IP包发向目的地。信息包在重定向之前仍被SSR所转发，保证不会由于路由改变而导致数据丢失。

(图三)

图三帮助说明虚拟路由集群是如何工作的。在这个图表中路由器A和路由器B都是同一虚拟路由集群的组成单元，并各自在其自己的集群内设置成主路由器，而在其它集群设置成备份路由器。路由器A配置成自己的IP地址和虚拟MAC地址（图三中正体字部分），同时配置成认知路由器B的IP地址和虚拟MAC地址（图三斜体字部分）。同样，路由器B配置成自己的IP地址和虚拟MAC地址（图三中正体字部分），同时配置成认知路由器A的IP地址和虚拟MAC地址（图三中斜体字部分）。

在这个案例里，SSR A被选为主路由器，相应地SSR B被设选为备份路由器。两个路由器都能够对主机1、2、3通过其虚拟MAC地址发来的ARP请求，两个主机也都能对IP主机1、2、3的流量作路由。

三、这样做的结果：

1．如果一个SSR路由器失败会发生什么？

假设SSR B由于其所连接的局域网断路或起串口模块电路坏掉，如图3所示，SSR A迅速发现SSR B失败，并且快速取得SSR B的IP地址和虚拟MAC地址，SSR A现在开始主动对发到失败路由器SSR B的ARP请求作出响应，取得失败路由器的虚拟MAC地址作为原地址，并主动接收发往失败路由器虚拟MAC地址的IP数据，并转发到相应的目的地。

(图四)

2．当SSR路由器恢复后会发生什么？

如果SSR B恢复了，它会通知它自己和SSR，让其停止模仿它的工作，从此SSR B会用它自己的MAC地址响应ARP请求，两个路由器同时对信息包进行路由。SSR B恢复响应和主路由器停止使用它的虚拟地址之间间隔只是一短暂的间隔。在这短暂的时间内，数据包有可能被丢失或复制，通常情况下，TCP传输协议能够保证端对端的数据恢复。

四、结束语

路由交换技术 第3篇

关键词：路由；交换；实践教学；计算机网络

中图分类号：TP393.02-4 文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 09-0000-02

Routing and Switching Technology Courses Practical Teaching Research and Implementation

Chen Wei

(Guangdong Peizheng College,Guangzhou510830,China)

Abstract:"Routing and Switching Technology,"is a very practical computer network professional courses.Paper studies the course of practice teaching reform ideas,put forward the"Routing and Switching Technology"course content of practice teaching settings,and gives the specific task to complete practical teaching methods.Applied to develop the computer network of highly qualified specialists is of great significance.

Keywords:Routing;Exchange;Practice teaching;Computer network

一、计算机网络专业的教学特点

计算机网络是计算机技术与通信技术密切结合的综合性学科，也是计算机应用中一个重要领域。网络技术已广泛应用于各行各业，网络技术已成为计算机网络专业及计算机相关专业学生所必须掌握的知识。

《路由与交换技术》课程是网络工程专业的核心专业课之一。随着计算机网络技术的迅速发展和广泛应用，《路由与交换技术》课程的教学面临着新的、更高的要求。该课程教学目的旨在使学生能够学习和掌握计算机网络的组建、协议配置、局域网标准及主流局域网、网络互连、广域网接入技术等，同时要求学生具备基本的网络规划、设计的能力和基本的组网技术。

《路由与交换技术》课程实践性、综合性强，教学难度大，要求课堂教学与实践环节紧密结合，在教学工作中尽可能结合实际网络进行。实验教学的目的是为了使学生在课程学习的同时，通过一个实际的计算机网络环境操作，加深对数据链路层和网络层中各种知识的理解，如交换机、虚拟局域网、路由器等网络理论知识进一步理解与掌握，培养学生具有网络安装、设计、配置等方面具体的实践操作能力[1]。该课程的实践教学是培养掌握网络理论和应用技术知识，适应时代需要的高素质人才的重要环节。

二、计算机网络实践教学现状

计算机网络专业实验对软、硬件环境的要求较高。因交换机、路由器硬件设备等更新速度较快，价格又比较昂贵，使得实验设备很难跟上网络技术发展速度，因此实验难度较大，在具体教学过程中因所涉及的新颖的、面向实际应用的教学实验因缺乏必要的硬件条件而无法实现。导致多数学校偏重理论教学，实践教学环节显得很薄弱。

三、《路由与交换技术》课程实践教学研究

（一）教学目标

《路由与交换技术》课程实验内容多，技术实现难度较大。计算机网络专业的培养目标是从事计算机网络的应用型高级专门人才。实验内容必须要体现应用型大学的特点，实验内容的先进性、合理性、充实性、拓展性尤为重要，它決定了学生对知识的掌握程度。基于此，在具体的实践教学过程中，实验内容的选择应侧重于实用性，目的是使学生在实验中接触更多的实际网络规划、组建、管理的内容，让学生了解掌握最新的实用技术[2]。

（二）实验设置

根据这一教学目标，《路由与交换技术》课程设计了20个实验。路由与交换技术课程的实验项目如下：

交换机实验：

（1）配置本地交换机

（2）单交换机VLAN配置

（3）基于VTP协议的跨交换机VLAN

（4）生成树协议配置

（5）三层交换机实现VLAN间通信

（6）使用TFTP协议备份和升级交换机操作系统

（7）恢复交换机密码

路由器实验：

（1）配置本地路由器

（2）单臂路由解决VLAN之间通讯

（3）使用TFTP修复或升级路由器的IOS

（4）恢复路由器密码

（5）静态路由实验局域网互联

（6）使用RIP协议实现局域网互联

（7）使用IGRP协议实现局域网互联

（8）使用OSPF协议实现局域网互联

（9）路由重分布实现不同自治系统之间互联

（10）访问控制列表配置

（11）通过帧中继实现局域网互联

（12）通过DDN实现局域网互联

（13）组建多分支机构企业网络

这些实验项目可分为基本实验和高级实验两部分。

基本实验包括配置本地交换机、配置本地路由器、交换机和路由器的密码恢复、单交换机VLAN配置、单臂路由解决VLAN之间通讯、静态路由配置等实验；高级实验包括三层交换机实现VLAN间通信、动态路由配置、路由重分布实现不同自治系统间互联、访问控制列表配置、组建多分支机构企业网络等。

（三）完成实验教学的方法

基本实验可以在实验室使用真实网络设备来完成，因为网络拓扑结构不复杂，1-2台网络设备和1台计算机即可完成实验，普通高校网络实验室都具备基本实验的实验条件。例如，本地路由器配置及密码恢复实验拓扑如图1所示。

图1.本地路由器配置及密码恢复实验拓扑

高级实验往往需要多台网络设备，例如路由重分布实现不同自治系统之间互联网络拓扑如图2所示：

图2.自治系统间互联与路由重分布实验拓扑

自治系统间互联与路由重分布是计算机网络教学中非常重要而又难于理解的知识之一。若在实验室中进行《路由与交换技术》课程的高级实验，需要交换机、路由器、PC机等多种硬件，实验设备较为昂贵，实验环境搭建频锁。硬件条件与经费的不足常常制约了实验的开展。现实中往往是4-6人组成一个小组进行，人均实验时间得不到保证，学生对实验的理解不够透彻，实验达不到预期的效果。实验中由于网络设备接口的频繁插拔，难以避免因误操作导致网络设备损坏。从图2中可以看到，自治系统间互联与路由重分布实验需要4台路由器，4台交换机，6台计算机。实验需要设备数量较大，一般高校都不可能为每个教学班的全体同学同时提供这样一个真实的实验环境。如果采用仿真技术，则可以使学生有独占所有网络设备，独自搭建网络架构，独立配置网络设备参数及测试网络链路状态的感觉。为此，采用仿真技术完成高级实验的教学任务。

采用仿真软件实现实验教学，克服了网络设备资源不足、更新周期长和分组实验花费时间长的缺陷，使得很多在实际环境下因设备的不足而无法实现的实验得以实现。利用计算机及仿真软件来模拟实验环境及过程，即制造一个接近真实的训练环境，学生在计算机上独立完成实验。学生身在其中，获得经验，掌握工作技能，提高实际动手实践能力，可以很好地满足计算机网络实践教学的需要[3]。

四、计算机仿真与真实实验相结合是提高实践教学效果的有效方法

将仿真技术应用于实践教学，完成实验室里难以实现的实践教学内容，是对真实实验的模拟、延伸和强化，为学生掌握组网技术打下坚实基础，极大地提高了计算机网络实验的教学效果，也拓宽了实践教学的新思路。计算机仿真是一种强有力的辅助教学工具，利用计算机仿真技术增强了学生动手实践的能力，使教学环节生动形象。计算机仿真技术在《路由与交换技术》课程教学中的应用，改变了实验教学的被动状态，学生通过自身与计算机仿真环境的相互作用获得知识和技能，充分挖掘实验的潜能，改善实践教学的环境。仿真科学技术将势必成为现代教育的重要手段。

虽然计算机网络仿真技术解决了计算机网络专业课程理论教学难题，增强了实践教学的力度，但不能完全依赖计算机仿真实验而取消真实的实验室实验。仿真实验是毕竟是虚拟环境，它的处理是理想的，但因缺少实物感，像交换机、路由器、调制解调器等网络设备种类多、型号也多，各自的配置方式也有所不同，网络设备接口、模块也多种多样，在仿真实验中学生也是无法看到。它只能作为在具体实践教学中，由于实际能提供的设备与完成实验所需存在较大出入时的一种辅助手段。

因此在网络实验的具体实施中，应该虚实结合。《路由与交换技术》课程的基本实验采用真实网络设备，让学生在真实环境中操作进行，让学生对相关设备或网络环境有亲身体会，印象深刻。

五、结束语

本文从计算机网络专业实践教学的特点与要求着手，合理地选择《路由与交换技术》课程的实践教学内容，通过改进实践教学方法，逐步形成完善的实践教学体系，在实践教学环节中不断研究、探索和改进，对培养计算机网络应用型高级人才具有重要的现实意义。

参考文献：

[1]付学峰,刘有珠.计算机网络课程实验教学探讨[J].南昌工程学院学报,2008,2:59-60

[2]陈正权.高职院校计算机网络课程教学的改革与实践[J].赤峰学院学报(自然科学版),2009,25:12

[3]刘吕鑫,肖晓红.计算机网络实验教学改革的思考[J].中国现代教育装备,2007,10

浅议软交换路由技术结构 第4篇

本文分析了软交换技术结构现状, 并提出软交换路由技术结构, 为实现软交换路由结构功能全面化提供了重要依据, 同时为提高运营商的路由信息数据质量, 促进软交换路由技术的可持续发展提供了科学借鉴。

2 软交换路由技术结构研究现状

首先, 由于在软交换网络发展初期, 往往粗略的采用区域号码和局域号码等对软交换机进行配置, 但目前由于网路交换规模逐渐扩展增大, 软交换设备也越来越多, 路由信息的配置问题也逐渐面临较大的负担[1]。同时由于区域号码在数位上升和其他变动时要变动所有的网内软交换机设置, 还要对路由信息进行相关维护, 因此针对目前这种现状不能够仅仅利用交换设路由本身的数据库信息, 需要考虑更加合适的信息地址搜索方式, 以便及时解决客户的一些网络定位需求。

其次, 目前交换路由技术结构软交换网络内部之间的不同网络互通, 无法使更多的运营商网络互通, 主要原因如下是不同运营商在其网络中采用不同的路由互通策略, 有些运营商采用分级组网, 有些选择平面组网, 因此很难实现路由互通, 如果选择互通则要求运营商统一路由策略。此外由于部分运营商在交换运营时为了保护内部的网络信息安全希望通过对内网采取屏蔽措施, 进而使其不能采用端至端的路由交换方式, 只能先通过该网的软交换机再由它连接到端机路由。

第三, 目前软交换路由技术结构存在不同软交换运营商之间的网络独立现象, 因此互通关口的的软交换设备不能准确了解彼此网络路由信息, 因此直接的寻址方式, 需要通过相关的机制实现路由技术的更多功能。

3 软交换路由技术结构

软交换路由技术结构是指一个软交换机把所涉及的区域作为一个控制区域。设计路由结构时, 对控制区域进行划分, 在对控制区域进行划分时涉及到寻址等问题称之为路由问题, 而将路由结构分为以下几种。

3.1 平面结构

由于软交换机都相应的处于同一平面内, 而交换机对全网路由的数据设置都有所掌控, 因此每一个交换机的增减都要对所有的路由数据信息进行相应的调整, 该平面路由结构技术通过区域号或者局域号进行配置以得出相应软交换机, 由此可见平面结构路由技术比较适合于早期小规模的软交换网络, 因此该技术结构的软交换机适用于目前所有小型的软交换运营商[2]。

3.2 定位服务器分级结构

未来网络需求要求所有软交换机都要具有直接定位对方端设备的基本能力, 以避免由于呼叫转接或中途处信息处理造成的时间延时等问题, 因而需要通过共享定位服务器来完成未来网络的这种需求。定位服务器分级结构的主要设计思想是指, 当特定区域的软交换机处于一定数量时, 用共享定位服务器为该区域的软交换机提供相应的路由技术服务, 以保证该区域内的软交换机保持相对完整的路由数据信息, 进而促进其快速呼叫对方, 保证其工作时效性。此时相应的软交换机需要与其相对应的共享定位服务器相互联系, 并由共享定位服务器来完成对方软交换机的定位和相应的呼叫请求。同时为了加快软交换机的呼叫速度, 需要共享定位服务器对一些拜访的地址进行映射库建立, 以便快速拜访和维护该地址, 共享定位服务器的层次和数量需要根据具体的网络容量来制定, 需要科学合理的规划设置, 以此解决较大规模的组网难题。此外, 定位服务器还具有动态路由技术和静态路由技术两种路由技术, 前者是由不同运营商采用不同协议实现定位服务器之间、软交换机与定位服务器间的动态路由技术, 后者则是由定位服务器与软交换机通过静态IP地址协议实现的静态路由技术。

3.3 层次化结构

在目前网络规模较大, 交换机和交换设备使用越来越多的情况下, 可通过分层化结构思想将软交换机划分为不同的层次, 将路由实现层次化, 以此来解决路由信息复杂, 数据信息维护不便的现状[3]。层次化结构技术思想是指, 将软交换网络分成区域和局域服务互联两个重要部分, 其中区域服务是指在在特定范围内为用户提供更多的业务, 只需要了解该区域内的路由数据信息情况, 该区域以外的路由、交换机需要将所需请求发送到相连的软交换机。而局域互联是指由局域互联软交换机负责实现更多区域间的互联路由技术功能。层次化结构还可将软交换机按照区域层次等级进行划分, 例如根据行政区域中的国家、省、市等划分, 以此实现多层次的路由, 以便使每一层次的路由数据信息更加清晰、细致。由此可见层次化结构的路由技术, 使软交换机结构中的特定路由方式通过多层划分, 使相应的软交换机路由信息和数据都相对简单化, 使组网结构更加明确。

4 结语

综上所述, 软交换路由技术结构的多样化, 使路由技术的功能更加便利, 有效的解决了目前大规模组网结构中的众多问题, 为方便用户的寻址等需求奠定了基础, 同时也为实现不同软交换机运营商之间的网络互通提供了重要依据。

参考文献

[1]高潮.软交换技术在电信中的应用[J].科技风, 2015 (21) .

[2]丁俊.浅谈软交换技术在高速公路通信系统中的应用[J].交通科技, 2014 (01) .

路由交换技术 第5篇

例如，它们现在每秒钟可以转发将近100万个数据包。但考虑一个每秒钟能够发送1，488，000个数据包(pps)，同时以1，488，000pps的速度接收数据包的千兆以太网接口，2千兆以太网端口就能够轻易使系统过载。与此形成对比的是，多层交换机/路由器以线速转发数据包，并且，交换ASIC以分布式的方式存在，允许整个系统高效地输送流量。

这些新交换机/路由器使用一种新的网络设计和管理模式。在实现线速转发的今天，阻塞点可以被有效地消除，用户距数据的距离可以更远，而且不必担心性能的下降。我们前面例子中提到的股票交易商现在可以连接到与自己相距数个楼层或数百英里远的服务器或网络数据，具体距离取决于交换机/路由器所支持的接口类型以及所使用的铜缆或光纤类型。此外，新的IP和优化的以太网路由器更易于管理，管理人员仅需花费很少的时间来使网络与新的应用保持同步。像网捷网络的BigIron机箱式系列产品，它们能够简单地传输所有来自应用的流量，同时，可以添加更多的模块来满足容量和速度增加的要求。

为确定网络流量的类型和容量，当今的ASIC中内置了新的数据包采样技术，以提供对整个系统流量的监控。RFC3176或sFlow现在已经成为日益普及的方法，为企业和服务供应商提供对网络中所有应用流量的实时监视--说明流量所需的带宽、流量的去向等等。可以说，sFlow允许企业更好地监控跨多个部门的网络资源的使用状况;在大学中可以识别网络中非法的无线和有线应用，并在网络性能受到影响之前发现和制止拒绝服务(DoS)攻击，

现在，对于那些对安全性非常重视的企业来说，RFC3176正快速成为必备的要求。

多层交换机/路由器的功能与传统的路由器和交换机毫无差别，它们只是将分散的局域网(LAN)和城域网(WAN)功能集中在一个单一设备中。它们可在同组的用户之间实现本地交换(即第2层交换)，于不同组的用户间实现路由(即第3层交换或路由)，同时为应用提供安全特性和特殊服务(即第4层交换)。

路由器之所以成为理想的安全“检查点”，是因为它们是网络的入口和出口。在路由器上创建被称为访问控制列表(ACL)的复杂规则以后，路由器将根据这套规则来检查每一数据包。对于传统路由器，根据安全规则检查数据包是一个费时的过程。当路由器找到每一数据包中的第3层和第4层信息以后，它必须将这些信息与规则进行比较。而启用安全过滤功能一直都是一场“恶梦”，它会使路由器的速度变慢。因此，当对性能的影响太大时，就需要使用特殊的设备来分担工作负载。

思科 路由交换需要四个改变 第6篇

思科传统的路由交换业务仍是其最重要的收入来源。但是新的技术和需求给思科的路由交换带来了变化,比如大量视频信息流的出现、大量移动通信终端的出现,以及虚拟化、云计算、IPv6技术的应用,都使得传统的路由交换产品不得不做出改变。

“作为网络交换领域的领导者,思科针对下一代互联网的变化改变了设计和建造网络的方式。思科着重考虑有线网络和无线网络的数据融合,更好地处理移动通信和视频信息等变化。” 思科高级副总裁兼数据中心、交换和服务事业部(DSSG)总经理John McCool表示, 思科路由交换策略的改变,一方面是适应新的技术趋势和需求,一方面则是为了应对数据中心市场的竞争。

多星组网路由交换架构技术研究 第7篇

关键词：卫星通信,IP路由,标识交换,路由信息协议,开放式最短路径优先协议

0 引言

经过几十年的发展,我国卫星通信系统取得了巨大进步,在军事通信、商业通信、企业专网和应急通信等不同领域发挥着重要作用[1]。

近年来,在全球无缝覆盖、用户随遇接入需求的推动下,我国卫星通信系统开始从过去的单星独立组网向多星天地一体化组网发展,基于GEO卫星的多星IP组网成为当前我国卫星通信领域的研究热点[2]。

多星IP网络具有传输时延大、用户数量多和网络变化频繁等特点,直接使用OSPF和RIP等地面成熟网络路由协议,面临网络规模受限、协议传输开销大和路由计算处理复杂等一系列问题[3]。

本文提出了一种新的多星组网路由交换架构方案,减少卫星路由协议开销,降低星上处理的复杂度,保证基于国产星载硬件平台的多星IP网络可以高效、快速地收敛。

1 多星组网技术

目前,多星组网有基于透明转发组网和基于星上处理组网2种技术发展路线[4]。在星上路由交换、星载网控和星间链路传输等技术成熟以前,主要以基于透明转发的多星组网为主。

基于透明转发的多星组网架构,采用天星地网思路,卫星透明、地面站路由转接,依托地面网络实现多星组网,满足全球覆盖要求。例如,美军依托全球部署互连的多个地面电信港,将几十颗高轨军事通信卫星组网,构建成了一个全球覆盖的天地一体化网络[5]。

近年来,随着星上处理技术的逐步成熟,国外陆续开展了基于星上处理、星间链路的组网研究。例如,IRIS项目在星上搭载了一个标准IP路由器,测试多星空间组网路由技术[6]。

采用天星地网方式,基于透明转发多星组网,可以极大地降低卫星技术难度,充分使用地面成熟网络技术,但是需要全球部署信关站。由于我国不具备在境外部署大型卫星接入站点的基础与实力[7],因此无法采用天星地网方式进行多星组网,只能采取基于星上处理、星间链路进行多星组网。

目前,国内星载硬件计算处理能力比较低,如果星上直接使用地面标准路由协议,在网络规模、处理速度和协议开销等方面均无法满足多星组网要求[8]。因此,基于星上处理的多星组网,必须简化星载路由交换处理,降低对星载硬件处理能力的要求。

2 多星组网路由交换网络架构设计

借鉴标识交换思想,采取管理控制与路由交换联合设计、星地协同路由控制等设计方法,构建一个地面IP路由、星上标识交换和星间标识转发的多星路由交换网络,实现星上路由交换处理的简化,降低路由协议的开销。星地协同多星组网路由交换网络架构如图1所示。

2. 1 多星组网路由交换控制设计

星地协同多星组网路由交换网络架构采用专用路由协议,利用星载路由服务、星载网控,结合卫星广播特性,减少路由信令的交互,降低路由协议传输开销。多星组网专用路由协议如图2所示。

主要步骤包括:

1卫星终端入网时,星载网控为其动态分配一个全网唯一的标识号;

2卫星终端入网后,向本星路由服务上报汇聚后的地面路由信息,并从本星路由服务获得全网路由标识映射;

3星载路由服务负责汇集本星路由,并与邻星同步,生成全网路由标识映射;

4卫星终端主动上报路由变化,路由服务广播变更的路由标识映射信息;

5卫星终端根据星载路由服务下发路由标识映射信息,生成并维护IP路由表。

通过上述路由协议的星地协同设计以及与管理控制的联合设计,可将卫星网收敛时星内路由信息的交互次数 从标准路 由过程的O ( n * n) 降为O( 2n) ,n为卫星终端入网数量,而路由变化时星内路由信息的交互次数仅为O( 2) ,极大地减少了路由协议开销,提高了网络拓扑收敛速度。

2. 2 多星路由交换数据转发设计

星地协同多星组网路由交换网络架构采用路由标识映射交换技术,卫星网内部采用标识寻址而非IP寻址,如图3所示。

地面卫星终端负责地面IP数据的路由查找、标识封装,而星载路由服务仅辅助地面卫星终端生成IP路由表,不需要复杂的查表算法。星载标识交换仅识别数据包中的标识号( 含卫星号 + 终端标识) ,如果其中的卫星号与本星相同,则根据终端标识查找标识交换表进行端口交换,如果卫星号与本星不同,则根据卫星号查找星间转发表进行端口转发。

星上标识交换表、星间转发表采用一维数组存储结构,分别以终端标识、卫星号为索引,可将星上查表时间复杂度降为O( 1) 。标识交换表最多n条表项,n为本星入网终端最大数量,星间转发表最多m条表项,m为组网卫星最大数量,地面网络的频繁变化不影响星上标识交换表和星间转发表。

3 仿真验证

使用OPNET软件进行 多星组网 网络仿真。OPNET软件可提供近似真实的网络环境以及丰富的网络协议模型,并支持二次开发定制,同时具备有效、直观的仿真结果分析工具[9]。

多星组网仿真环境由3颗GEO卫星构成,每颗卫星有2条星间链路和2条星地链路。仿真模型包括卫星模型和卫通站模型,其中卫星节点模型由星载网控、星载路由服务、星载标识交换以及星间/星地波束等模块组成。

仿真场景有: RIP路由协议组网、OSPF路由协议组网和卫星专用路由协议组网3种。

3种路由协议在多星网络中的信道开销仿真结果统计如图4所示。

由图4可以看出,在网络初始收敛、网络稳定运行过程中以及路由发生变化时,卫星专用路由协议的信道开销均是最小。路由协议信道开销仿真结果表明,卫星专用路由协议可极大地降低多星组网网络中的路由协议开销。

限定星上CPU处理能力为50 MHz后,3种路由协议在不同网络规模下,网内节点路由变化时的平均网络收敛时间如表1所示。

通过表1可以看出,如果星上CPU处理能力为50 MHz、网络规模为200时,OSPF路由协议网络无法收敛,RIP路由协议网络收敛时间非常大,网络规模400及以上时,RIP、OSPF路由协议网络均无法收敛,而卫星专用路由协议网路收敛时间基本无变化。统计结果表明,卫星专用路由协议复杂度最低,星上处理资源占用最少,网络收敛速度最快,适合较大规模的多星组网应用。

4 结束语

三层交换机与路由器连接的技术研究 第8篇

传统网路通讯交换技术一般在ISO参考模型中的数据链路层实现操作, 为实现通讯过程中数据包的高速转发, 在ISO参考模型中引入了第三层 (网络层) 概念, 即三层交换技术, 其主要功能是选择合适的路径。

三层交换机能满足网路应用快速增大要求的高可扩充性、高性价比、提高网路安全的内置安全机制、满足多种视频点播组播的多媒体传输功能、可统计计算机网络连接时间实现网络计费功能等特征。

2 路由器简介

路由器在ISO参考模型中也是第三层 (网络层) [1], 主要用于用于各类区别广域网和局域网等网络之间的通讯;处理收集数据, 主要支持优先级、加密、分组过滤、分组转发、压缩、复用及防火墙等各种功能;网络监控, 主要支持的功能有包设置、性能、容错的监控和流量管理等。

路由器适用于较大规模的网络, 负载共享和最优路径, 能够很好的处理多媒体, 并具有较高的网络安全使用性能, 隔离无用的通信信息, 节省了局域网的频宽。但由于其设置比较繁琐, 价格偏高, 传输信息速率较慢, 且受限于转发信息速率, 严重限制了路由器的发展, 成为了发展的瓶颈[2]。

3 三层交换机与路由器之间的差异

三层交换机和路由器都被归类于网络层, 二者的实用在逻辑理论上是相近的, 三层交换的进程是通过IP报文选路的过程来完成的, 与路由器的主要区别在于其转发操作过程的实现过程[3]。在实现传输信息查找和转发的途径上, 三层交换机和路由器采用方法不同, 前者一般通过硬件完成, 而后者则通过在PC机处理器上的运行软件完成。VLAN间的路由流量一般集中到路由器和二层交换机相互连通的汇聚链路部分, 这部分及其容易成为速度瓶颈。无论路由器接收数据包的速度有多快, 都不能在极速条件下完成数据包的转发。所以, 三层交换机在数据转发速度上较传统路由器的快。三层交换机内转发路由表运行机理和路由器的运行机理相近, 一般都要求软件根据路由协议进行建立和维护。针对二层交换机及路由器的运行缺陷, 对三层交换机进行了发明及改良, 用以实现第三层数据包的线速交换。

4 三层交换机和路由器的连接技术

现阶段, 三层交换机和路由器的连接技术包含:单臂路由技术、交换虚拟接口 (SVI) 技术和三层交换机的路由技术。

4.1 单臂路由技术

单臂路由技术设置步骤:对各台计算机的网络协议地址、网络掩码、网间连接器进行设置;在三层交换机上建立VLAN20、VLAN30, 分别将F0/5、F0/7端口划分到VLAN20、VLAN30上;在三层交换机上设置端口F0/1为中继模式;分别在路由器上F0/0的子接口F0/0.20和F0/0.30封装802, 网络协议并设置网络协议地址;在路由器上F0/1.0端口设置相应网络协议地址;对交换机的虚拟局域网和中继模式的配置进行查看;对路由器的路由择域信息库 (RIB) 和路由器当前的配置进行查看;检测网络之间的连接通性是否良好。

单臂路由技术优点在于对路由器的分端接口进行使用。但由于其转发速度慢、转发效率低等缺点, 容易导致产生瓶颈。使用单臂路由技术时, 各个VLAN内的主机, 要以相应的VLAN子网接口的相网络协议地址作为网关;设置分端接口时先对协议进行封装, 再对相应的网络协议地址进行设置。

4.2 交换虚拟接口 (SVI) 技术

交换虚拟接口 (SVI) 技术设置步骤:对各台计算机的网络协议地址、网络掩码、网间连接器进行设置;在三层交换机上创建VLAN20, 将端口F0/5分配到VLAN20里, 并给VLAN20设置相应的网络协议地址;创建VLAN30, 将端口F0/7分配到VLAN30里, 并给VLAN30设置想应的网络协议地址;创建VLAN10, 将端口F0/1分配到VLAN10里, 并给VLAN10设置相应的网络协议地址, 利用VLAN10与路由器通信;在路由器上设置相应端口的相网络协议地址, 同时在三层交换机和路由器上使用OSPF协议, 从而实现对所有子网间的相互连接;对交换机的的虚拟网络设置的配置、路由择域信息库和交换机当前的设置进行查看;对路由器的路由择域信息库 (RIB) 和路由器当前的设置进行查看;检测网络之间的连接通性是否良好。

使用交换虚拟接口技术, 须对SVI的端口进行相网络协议地址的设置, 且必须要使用noshutdown命令进行激活, 以免系统无法正常使用;使用交换虚拟接口技术时, 计算机的网间连接器作为虚拟网络相应的SVI接口地址。

4.3 三层交换机的路由技术

三层交换机的路由技术设置步骤:对各台计算机的网络协议地址、网络掩码、网间连接器进行设置;在三层交换机上创建VLAN20, 将端口F0/5划分到VLAN20里, 并给VLAN20设置相应的相网络协议地址;创建VLAN30, 将端口F0/7划分到VLAN30里, 并给VLAN30设置相应的相网络协议地址;开启三层交换机路由功能, 设置端口F0/1为路由口, 并设置相应的相网络协议地址。在路由器上设置相应端口的相网络协议地址, 同时在三层交换机和路由器上使用OSPF协议, 从而实现对所有子网间的相互连接;对交换机的的虚拟网络设置的配置、路由择域信息库和交换机当前的设置进行查看;对路由器的路由择域信息库和路由器当前的设置进行查看;检测网络之间的连接通性是否良好。其优点是转发速度快, 由于交换机负责VLAN之间的通信, 路由器只负责内外路由, 从而减轻了路由器的负担。

根据上述各种技术的分析结果表明, 交换虚拟接口技术或三层交换机的路由端口技术相对于单臂路由技术更加适合路由交换网络。在三层交换机发展愈来愈稳定的情况下, 交换虚拟接口技术和利用三层交换机的路由端口技术的使用更有利于提高网络性能以及经济效益。

摘要：本文主要对三层交换技术、路由器进行简单介绍, 二者之间区别以及网络中三层交换机与路由器连接技术的三种主流技术的设置步骤及优缺点进行探讨。

关键词：三层交换机,路由器,连接技术

参考文献

[1]董生忠.三层交换机的原理及应用[J].计算机应用, 2005.

[2]华为3COM技术有限公司.HCSE认证教材——构建企业级交换网络[M].杭州:杭州华为三康有限公司, 2004.

自动交换光网络路由机制研究 第9篇

一、ASON路由的功能结构描述

为了适应A S O N路由体系的发展, 国际电信联盟ITU-T建议G8080/Y.1304给出了A S O N路由域层次与子网点组 (SNPP) 的关系;G7715/Y.1706定义了一种与协议无关的描述ASON路由技术的方法:包括ASON的选路结构、路径选择、路由属性、抽象信息和状态图转移的功能组成单元。ASON的路由结构组件包括路由控制器 (RC) 、路由信息数据库 (RDB) 、链路资源管理器 (LRM) 和协议控制器 (PC) 。

路由控制器与对端路由控制器交换路由信息, 并通过对路由信息数据包的操作回复路由查询, 对从连接控制器发出的为建立所需的路径信息作出回应, 这种信息可以是端到端的, 也可以是基于下一跳的, 为达到网络管理的目的, 对拓扑信息请求作出相应回应。这些信息包括给定层中相应终端网络地址的拓扑、子网节点的链路连接和子网节点地址;路由信息数据库负责存储本地拓扑、网络拓扑、可达性信息和其它通过路由信息交换获得的信息, 还可以包括配置信息。路由控制器可以接入路由信息数据库的一个视图, 并获得相应的信息。图1表示了这种关系。由于路由控制器可以包含多个路由域的路由信息, 以此接入路由信息数据库的路由控制器可共享路由信息, 路由信息数据库与具体协议无关;链路资源管理器向路由控制器提供所有子网节点链路信息, 并将其控制的链路资源的任何状态改变告知路由控制器;协议控制器将路由原语转换成特定路由协议的消息, 因此是与协议相关的。协议控制器还处理和路由协议相关的控制信息, 这些控制信息用于路由信息交换的管理和维护。

ASON中除了以上四种路由结构组件, 连接控制器 (CC) 也是路由功能的重要组成部分, 它负责协调LRM、RC以及对等或者下层连接控制器, 以达到管理和检测连接的建立、释放和修改已建立连接参数的目的。

二、ASON的三种路由模式

对于智能光网络中的路由技术, 各大国际电信公司和标准化组织开展了多方面的研究。在国际电信联盟 (ITU-T) 的G.7715协议中对在ASON网络中建立交换连接和软永久连接选路的功能结构和要求进行了描述, 提出了ASON网络的路由体系结构;而G.8080协议定义了ASON的三种路由模式:层次路由、源路由和逐跳路由。不同的路由模式导致了节点之间控制功能模块的不同和连接控制器之间不同的关系。

1、层次路由模式

在ASON中, 一般可划分成不同的路由域, 每个路由域又可分为不同的子网。而子网之间可以相互嵌套, 一个大的子网内部可包含若干小的子网, 形成层次的结构。在这种分层体系中, 每个子网都知道自身的拓扑结构并能进行动态连接控制, 但却不了解层次结构中的上层或者下层子网的拓扑结构。当用户请求在两个节点之间建立一条连接时, 连接请求首先到达最上层子网的主节点, 由它计算出在源节点和目的节点之间的路径所需要经过的下一层子网和子网之间的链路连接, 然后就通知相关的下层子网主节点分别建立在自己子网内部对应的连接, 这样由上到下逐级子网进行分段的选路, 最终得到整个连接的路由。如图2所示, 当用户请求在节点A和节点F之间建立一条连接时, 连接请求首先到达最上层子网的主节点H, 由它计算出在源节点和目的节点之间的路径所需要经过的下一层子网 (包括M、D和N控制的子网) 和子网之间的链路连接, 然后就通知相关的下层子网主节点M、D和N分别建立在自己子网内部对应的连接, 这样由上到下逐级子网进行分段的选路, 最终得到整个连接的路由。

2、源路由模式

源路由模式与层次路由有很多相似之处。但在源路由模式中, 连接过程是通过分布的节点中的连接控制器和路由控制器分段联合完成的。由于一条连接可能经过多个路由域, 在源节点开始连接所经过的每一个路由域, 其入口节点要负责本路由域中的路由选择, 并负责判断连接所需要进入的下一个路由域的入口节点, 这样逐个路由域进行选路, 直到最终到达目的节点所在的路由域。在图2中当用户请求在节点A和节点G之间建立一条连接时, 连接请求首先到达节点A, 由A选择在本路由域中连接 (A-B-C) 以及进入下一个路由域的入口节点D。

3、逐跳路由模式

在逐跳路由模式中, 节点进一步减少了路由的信息量。这也给跨越子网路径的确定增加了限制条件。逐跳路由模式同源路由模式大致相同, 不同之处在于:在逐跳路由方式下, 路由的选择是以节点为单位逐跳选择的, 与外网中数据包的转发方式类似, 而源路由模式是以经过的路由域为单位逐段选择路由的。如在图2中, 在源路由模式下, A节点的路由控制器RCA能同时确定附加链路L1和L2, 而逐跳路由下路由控制器RC只能确定链路L1, 而不能确定L2, 为了得到L2, B节点的连接控制器必须查询其路由控制器才能得到L 2。

三、ASON路由的特点

路由技术是ASON的核心技术之一, 也是ASON区别于传统光网络的重要特征。路由机制直接影响到ASON连接建立和恢复的方式、网络本身的可扩展性等性能。ASON作为一种新型的智能网络与传统的I P网络在路由方面都有着许多不同点, 它有着自身特殊的要求和特点。主要表现在以下几个方面:

1、连接的建立方式

在传统的I P网络里, 数据包的转发是基于逐跳进行的、面向无连接的方式, 不需要事先建立连接。而在基于电路交换的光网络中, 数据的交换是基于端到端、面向连接的方式, 需要事先建立连接。另外, 在IP网络中, 每个路由器根据IP数据包中的目的地址进行独立的路由选择, 而且为了防止错误路由或路由循环, 每个节点必须使用相同的网络拓扑数据库和路由算法。与之相反, 在光网络中, 在请求建立连接时就给出了路由的选择路径, 并且在传送连接建立请求时不会影响己有的业务。

2、路由协议的特点

由于光网络中的路由协议并不直接参与数据平面的交换, 因此可以认为其不影响业务, 这就使得光网络的路由协议可以非常灵活地包含各种新的信息。事实上, 任何有助于路由计算或业务区分的信息都可以包含在路由协议中, 这些信息可以采用标准的信息格式, 也可以是专用的。

3、控制和传送通道的分离

在光网络里, 一个端到端连接或光通道必须基于可用的网络拓扑和资源来显式建立。光网络里的路由协议被用来更新网络拓扑和资源状态信息, 但不涉及数据转发。在光网络中, 拓扑和资源状态错误将影响到一个新连接是否能建立, 但不会使现存的连接丢失。因此在光网络里, 任何潜在的有助于路由选择的信息应该包括在链路状态广播信息中。I P数据包和光网络路由的另一个区别是控制平台和数据平台拓扑的分离, 不像I P数据包网络, 其控制平台嵌在同样的数据信道里, 光网络实现了数据和控制域的分离。通常控制信息、以外带方式携带, 如通过一个时分复用电路或一个光监控信道。

四、ASON的路由协议

传统光网络中, 其路由问题并不涉及控制协议方面的内容, 只是由集中式网管系统统一为业务计算波长路由, 并直接对传送平面的网元节点设备进行配置, 完成连接的建立。而在ASON网络中, 业务需要动态地建立连接, 动态路由的实现是基于M P L S在光域扩展后的GMPLS (通用多协议标记交换) 协议作为控制平面协议。

1、OSPF

OSPF (开放最短路径优先) 协议是一种内部网关, 它通过路由器之间通告网络接口的状态来建立链路状态数据库, 生成最短路径树, 每个OSPF路由器使用这些最短路径构造路由表。每个OSPF路由器维持一个相同的数据库描述这个自治系统的拓扑, 通过这个数据库路由表通过创建一个最短路径树来计算出来。OSPF在拓扑变化时会利用路由协议流量的最小值重新计算路径。OSPF提供域内选路能力, 能提供附加层的路由保护和减少路由协议流量, 还可以鉴别所有的路由协议交换。该协议可支持更大型的互联网络, 因此国内外各大路由器厂家都提供支持OSPF路由协议的路由器, 使得OSPF成为最为广泛应用的路由协议之一。

2、OSPF-TE

OSPF-TE (带流量工程的OSPF) 协议实质是扩展了链路的属性, 即在OSPF通告中增加链路参数。这种扩展提供一种描述流量工程拓扑和在一个给定OSPF域内分发信息的方法。这个拓扑不需与常规选路的拓扑匹配, 但是在描述多接入链路时需依靠网络LSA (链路状态广播) 。OSPF-TE定义了一种新的LSA-流量工程LSA, 这个LSA可以描述路由器、点到点链路, 并且可以连接多接入链路, 为了能实现流量工程的目的, 应存在足够的网络LSA来描述多接入链路。

3、BGP-4

BGP (边界网关协议) 完成域间路由计算的协议。BGP-4是由TCP/IP网络体系中的BGP协议发展而来, 在IP网络中BGP (边界网关协议) 被用于多个路由之间的路由。其主要功能是与其他自治域的BGP交换一些网络信息, 它不像RIP协议一样完全基于链路距离矢量算法, 也不像OSPF协议一样完全基于链路状态算法。现在新版本的BGP-4正是对BGP作了进一步改进, 使其适用于ASON网络中不同运营商网络之间所运行的域间路由协议。该协议对于网络的拓扑结构无限制, 使用TCP作为传输协议, 只对增量路由进行发送, 而非周期性的广播所有路由信息, 路由信息记录了它经过的自治系统, 该协议一般可用于不同运营商之间的网络连接。

4、DDRP

DDRP (域到域路由协议) 被设计用于单个运营商光网络中的不同控制域之间的拓扑、资源状态和可达信息交换。该协议不定义控制域内的节点-节点路由协议, 也不规定域内使用任何特定的路由协议, 是基于链路状态的路由协议。DDRP的目的就是提供一个应用于电路交换光网络的域间网络路由, 而不是提供IP层的数据包路由, 它通过G.7715中定义的路由控制器 (RC) 在不同的通信实体之间控制, 在两个通信实体之间的路由控制器可能是多个IP跳。DDRP是基于OSPF-TE路由协议的基础上发展而来, 如果域内采用O S P F-T E, 域间路由协议可以采用DDRP, 以实现不同厂商之间的互通。

五、结束语

现今国外和国内的许多科研组织都对智能光网络的路由技术投入了很大的精力进行研究, 并取得了相当多的成果。网络模型的演变必然会造成网络结构的巨大改变, 其中网络资源配置算法和路由算法是变革的核心。新型的网络需要新型的路由释放光传送网巨大的带宽资源, 以便更高效、更经济地传送I P数据业务, 智能光网络的研究和大规模建设具有一定的战略意义。此外, 随着ASON标准化的不断开展, 在未来几年内ASON技术将逐渐步入实用化阶段。ASON引入的初衷不但要对光网络进行智能化, 同时也要解决组网中不同厂家之间互联互通的问题。多路径寻址、多域组网和跨域路由等重要功能尚未实现, 这关系到将来多运营商网络的互联以及ASON的大规模组网应用, 如果这个问题不解决, ASON的应用只能限制在一些“孤岛”中, 不能实现全程全网的智能化控制, 而解决这些问题的关键正是ASON的路由技术。

摘要：随着因特网的高速发展和多数据业务的出现, 要求光传输网络能够实时动态地调整网络拓扑结构, 灵活有效地利用网络资源。文章围绕自动交换光网络 (ASON:Automatic Switched Optical Network) 的路由技术展开, 研究了ASON路由模块和路由模式, 提出了ASON路由的特点, 最后讨论了ASON路由协议, 并给出了一些建议性的研究方向。

关键词：ASON,路由协议,链路状态

参考文献

[1]张杰.自动交换光网络ASON[M].北京:人民邮电出版社.2004

[2]ITU-T Recommendation G.8080/Y.1304 (2006) , Architecture for the automatic switched optical networks (ASON) [S]

[3]原荣.宽带光接入网[M].北京电子工业出版社.2003.8

[4]张杰译.自动交换光网络ASON[M].人民邮电出版社.2004.2

路由交换技术 第10篇

敏捷交换机S12700实现了从感知IP、MAC到感知用户、体验的变革,让业务变得更敏捷。融合业务板随板T-bit级AC无线控制器和随板BRAS用户管理功能,敏捷交换机实现了有线和无线真正融合,并将专业用户管理引入交换机。客户无需额外购买AC硬件,节省了建网投资。作为业界首款T-bit AC的核心交换机,敏捷交换机S12700解决了外置AC处理性能瓶颈,从容面向高速无线时代。同时,有线无线用户和业务统一集中到随板BRAS上进行管理,屏蔽了接入层设备能力和接入方式的差异,做到用户、业务可视可控,实现了从“以设备管理为中心”到“以用户管理为中心”的飞跃。

中兴数据中心交换机BigMatrix 9900

全球最大容量数据中心交换机BigMatrix 9900,该系列产品面向大数据应用和大型云计算数据中心场景,包含9916、9912、9908和9904共四款型号。单机最大交换容量可达84.48T,是目前全球最大容量的数据交换平台。为了更好地满足各类大数据场景的应用,该系列产品在端口密度方面也挑战了当前物理设计的极限——单槽位最大支持144个万兆端口、36个40G以太网端口和12个100G以太网端口。

思科网络融合系统(NCS)

2013年,思科推出全新的网络平台——思科网络融合系统(NCS),该系统具备100多项专利,其可编程性和虚拟化功能可帮助电信运营商加速向软件定义网络(SDN)和网络功能虚拟化(NFV)的转型。目前,包括BSkyB (Sky)、KDDI和Telstra在内的多家全球领先的电信运营商已经开始部署思科NCS。

据了解,NCS系列具备三大优势:首先是大规模,它是一款专为支持Petabit级数据流量而设计的系统,能够在互联网平台中支持数万亿个事件;其次是灵活性,NCS打造了运营商级可编程融合系统,专为提供高级虚拟化功能而设计最后是高效率,当作为思科ONE电信运营商架构的一部分部署时,思科NCS系列支持和扩展了SDN/NFV,可帮助网络运营商将总体拥有成本降低45%,同时将能耗降低60%。

H3C CR16000核心路由器

CR16000核心路由器(简称CR16000)是华三通信自主研发的、基于100G平台的新一代核心路由器,主要应用在运营商IP骨干网、数据中心骨干互联节点以及各种行业大型IP网络的核心和汇聚位置。

路由交换技术 第11篇

关键词：交换机；路由器；教学改革

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 06-0000-01

Teaching Reform Strategies of"Switch and Router" Course

Li Gang

(Huadu District Economic and Trade Vocational Technical School,Guangzhou510800,China)

Abstract:Switches and routers based on the characteristics of subjects and teaching techniques that exist in practice the reality of the problem,started the construction of teaching materials,teaching methods and teaching model,a comprehensive study and to develop effective practice of science teaching strategies,to enhance the switch teaching effectiveness and the level of router technology has an important role in the promotion.

Keywords:Switch;Router;Teaching reform

一、前言

交换机与路由器技术是网络技术的重要分支，其课程包含着诸多信息安全知识理论体系，因此在计算机专业课程教学中占据着重要的位置，是培养学生专业操作技能的基础学科。作为一门网络技术课程的细化延伸学科，交换机与路由器技术课程体现了网络工程教学的实践内涵，在强化学生的职业技能教育层面发挥着重要的作用。随着教学改革进程的不断深入，笔者经过多年的实践教学发现，交换机与路由器技术课程因其理论的系统性、实践的强化性、操作的高难度性与技术的多重性而具有较大的学习难度，学生们很难快速的掌握这门课程的学习技巧，因此普遍产生了畏惧、厌学的不良情绪，这无疑进一步加重了教学实践环节的困难与压力。基于这一现状笔者展开了对交换机及路由器课程教学改革的深入探讨，意图通过科学的改革策略切实提升交换机与路由器技术课程的实践教学水平。

二、正视教学现状，科学的选择课程教材

基于目前学生熟练应用交换机与路由器技术能力较弱、学习积极性不高、掌握基础知识不牢固、不广泛的现状，我们如果不对教材内容、教学进程、教学设计环节做适当的调整，加强学生对计算机网络基础知识与操作技能的重点培训，那么势必会导致教学效果的进一步下降。随着新一轮教学改革体系的完善，目前越来越多的关于交换机与路由器技术的配套教材涌入计算机教育行业，弥补了我国前期相关课程教材建设空白的弱势弊端。然而通过进一步细化研究，笔者却发现，当今大部分教材依然是基于Boson模拟器进行实验教学指导的，而我国很多学校已经构建了具有实际网络教学环境的实训基地，并具备了满足学生开展实验教学的基本条件。由于构建实验环境采用的路由器及交换机的参数、品牌及型号不尽相同，很可能导致基于模拟器进行实验教学的方式无法开展。因此广大计算机教师在对课程教材的选择上就必须依据学校现实配套的实验设备、实验环境进行教材内容的调整，这样给教学实践环节带来了很大的不便。因此笔者认为，在教材的选择环节，我们可以为学生准备两套教材，一套用来开展理论教学，教材的内容不必过难、过深，另一部用来开展实践教学环节，教材内容应包含一定的专业水准、强化学生的网络实战操作能力并贴近学生的生活实际。同时教师还应依据具体的实验教学环境、学生的实际学习需求与接受能力做进一步的教学内容编排与调整，在教学实践中注重对教学经验的积累，因材施教的为学生真正设计出适合他们学习的合理、丰富、来源于实践的课程教学内容。

三、以实践教学为主，注重辅助理论教学的强化

交换机与路由器技术课程是一门包含综合实践性较强的基础学科，只有动手能力强、实践思维活跃的学生才能充分掌握学习的技巧与捷径。因此在教学进程中，我们只有注重强化实践教学、深入培养学生的自主实践能力与解决网络问题的操作能力，才能使他们尽快找到学习的方法，并广泛产生学习兴趣。在对教学任务的设计环节广大教师必须以实践教学为中心，将理论教学设为辅助环节，即使学生不能深入掌握交换机与路由器技术的内在原理也要切实强化学生的熟练操作能力，促进他们顺利的完成实验任务。当然要想掌握好交换机与路由器的相关科学技术，学生们必须具有一定的网络技术基础，掌握相关的网络技能知识，因此，基于目前广大学生网络基础知识掌握程度较弱的现状，我们应在教学课程设计环节增设一定的网络理论教学内容，从而使学生通过深入的复习、夯实基础知识，掌握网络技能与路由器及交换机技能的内在联系，从而在科学的教学设计中最终形成综合的实践能力。

四、由简入难、全面实施链式任务教学法

基于交换机与路由技术的课程特点，我们应摒弃传统教学中只注重理论教学忽略实践教学的不良弊端，改变以往以黑板式教学为主的填鸭式机械化教学模式，而采用任务驱动教学方式，培养学生在教师的科学指导下自主的完成具有代表性的特殊学习任务，同时掌握重要的知识点与良好的实践操作技能。一般来讲，现行的教材设计中都是依据每一项知识点展开实践教学任务的安排与设计，体现了知识点设计不集中、不连贯的分散现象，在综合实训中学生很难将这些知识点连结在一起形成一种综合的实践能力，体现出顾此失彼的不良教学现象。由此不难看出，只有设计合理的教学实践任务才能将知识点形成有效的相连，并有利于学生构建统一的综合知识体系。因此笔者认为，我们应科学的采用链式任务教学法，在课程教学的初期便将一项整体的、综合的、完整的教学任务展现于学生面前，而后将这一综合性任务进行细化分解，分为若干个子任务，并将其深入贯穿于课程教学环节中。随着子任务的深入开展，任务的目标性能更加强大，前期的子任务成为后期任务的准备前提，而后一项任务则成为前期任务的阶段奋斗目标，形成了环环相扣、步步为营的纵向连接，最终学生将会循序渐进的完成整体项目的总任务目标，并形成综合的实践能力。

五、结语

总之教学实践中我们只要抓住交换机与路由器技术课程的教学特点、科学的安排教学进度，由易入难、由简单到复杂的开展链式任务教学，让学生充分感受阶段性学习的成功喜悦感，从而产生浓厚的学习兴趣，才能最终切实培养学生掌握综合的实践技巧并促进交换机与路由器技术课程教学水平的全面提升。

参考文献：

[1]杨玉明,温晴.任务教学法评述[J].中国成人教育,2007,12

路由交换技术 第12篇

关键词：路由交换,课程体系建设,教学内容,教学模式,教学考核

根据教育部教高[2006]16号文件中的要求,我院计算机网络专业把工学结合作为高等职业教育人才培养模式改革的重要切入点,在网络工程类的课程的建设过程中,突出实践能力培养,改革人才培养模式[1]。

1 课程建设状况与问题

一般高职院校的网络工程类专业课程中均开设有路由交换技术类课程,该类课程作为网络工程类的核心课程,对培养学生路由器、交换机配置与部署的关键能力有着至关重要的作用。目前高职类院校对于该课程的开设,大多以思科、华为3COM、锐捷等厂商的产品为基础,在各自学院中建立对应的网络技术学院,使用厂家提供的标准教程和设备,以此展开对学生路由交换专业技能的培养。

根据我们实际的一线教学实践发现,单纯的采用厂家的培训教程,学生在按部就班学习完成课程对应的各个章节后,并不能有效地将已经学习到的理论与实践进行整合与应用,而且缺乏解决问题的整体思路,不具备独立解决路由器、交换机的配置问题的能力,在遇到未知的实验环境或真实环境中的问题时往往无从下手。为解决上述问题,我们在示范性工作推进过程中,对培养目标和课程目标定位重新进行审核,对课程的教学内容、教学模式、教学考核等几个方面进行梳理,以最终实现对学生工程实践能力的培养提升。

2 培养目标与课程目标定位

2.1 根据学生认知特征,定位培养目标技能特征

美国哈佛大学教授霍华德·加德纳在其多元智能理论中提出,每个人均拥有多种智能,这些智能在每个人身上以不同的方式、不同的程度组合使得每个人的智能各具特点。在形象思维和逻辑思维这两大领域中,高职高专类学生其形象思维明显高于逻辑思维能力。教高[2006]16号文件中也指出,高等职业教育是培养面向生产、建设、服务和管理第一线需要的高技能人才。对于高技能的人才,必然需要具备较强的实践能力,同时也应当具备相应的理论知识,从这里可以明确高职培养人才所需要的技能特征[2]。

2.2 根据专业总目标,定位课程目标

南通纺织职业技术学院网络工程专业对该专业的培养目标定义为:该专业培养的学生应当具备网络基础理论知识和专业实践知识,具备较强的从事企业局域网的网络规划、设计和管理,主机设备安装、调试与维护,网络系统安全检测与调试,网站程序设计开发等工作的能力,能够适应生产、建设、服务和管理第一线需要。

该课程在课程体系结构中的位置如图1所示。《路由交换技术部署与实施》课程作为网络设计与实施培养方向中的核心课程,该课程中的网络基础理论知识来自于《计算机网基础》课程的学习,同时该课程也为《广域网技术实施》、《网络安全部署与实施》等不同的后续课程打下基础,这些后续课程也对《路由交换技术部署与实施》课程本身知识内容起着深化和提高的作用。该课程在构建网络工程实施中所具备的知识体系结构的同时,也将为其他的平行课程如《无线网络应用实践》等提供相应的必备知识点。最终为毕业类打下坚实的基础,完善网络工程实施中所需具备的知识体系结构。

3 课程体系结构建设

3.1 课程存在问题的分析

南通纺院信息系于2004年成立思科网络技术学院,《路由交换技术部署与实施》课程的内容、课程教材均来自于思科网络技术学院正式出版的全球化标准培训教程[3]。经过多年的教学实践我们发现,完全采用沿用厂商培训教程的模式存在以下问题:

(1)教程的理论性和实践性相比较,理论内容信息含量比重较大;课程内容编排中理论在前,实践在后。实际授课过程中,部分章节的理论内容,并不一定能够在课堂中用4个课时全部讲完。因此如果学生经过较长周期的理论课程学习后再去进行实践,会因实践比例所占总课时较低而导致学生在学习过程中处于被动地位,其学习兴趣始终无法提升。

(2)思科网络技术学院教程章节知识点独立性较强,各章节之间连接较弱。以路由知识为例,涉及静态路由、VLSM子网划分、RIP、EIGRP、OSPF等多个核心知识点,但知识点之间大多是独立的,缺乏贯穿章节间的案例将各章节内容进行有机融合,这样不利于基础较弱的高职高专类学生对知识的融会贯通。

(3)考试方式采用厂商提供的平台,采用随机抽题,题目均以理论为主,实践考试为辅,部分实践试题以理论化的方式体现。从我们先前对培养学生的技能目标分析来看,这类考核形式较为单一,对实践具体操作考核较弱的方式不利于培养高职高专学生的实践能力。

(4)课程涉及的设备完全针对思科产品,学生对其他产品不熟悉。而网络工程的实践工作中,每个项目的设备选型是多样的,如果课程始终局限于某个特定品牌的产品则会限制学生的思维方式和解决问题的能力。

针对上述问题,我们从2009年开始,课程内容不再局限于思科培训教程作为教材蓝本,突破单纯思科产品的限制,以培养学生工程能力为最终目标;突破章节限制,以项目实施为主线;突破单一理论考核方式,以项目化实践考核为主,同时注重理论考核,通过多种考核方式灵活采用,全面提升学生的工程能力及综合素质。

3.2 课程教学内容建设

针对高职学生,我们对思科教程提供的内容知识点在课程中进行了必要的梳理和调整,举例如下:

(1)路由课程教学的内容中的路由器基础部分,主体内容保持不变,但增加了路由器的IOS备份、IOS恢复、enable密码破解的项目实践,增加这个知识点的目的在于,一方面在工程实践中工程师对新设备做的第一步操作就是备份IOS或升级IOS并设置密码;另一方面,学生在真实设备上操作的过程中,往往会将IOS误删除,或设置了非课堂要求的enable密码,这样对网络实验室管理、其他班级网络实验造成不必要的麻烦,因此这个调整是必要的。同时该章节实验部分并不多,增加实践内容可以协调理论与实践的比例,增强学生实践动手能力的训练。

(2)对静态路由内容不做改动,但将VLSM内容与静态路由进行必要的衔接。VLSM知识点原先安排在RIPv2章节之后,考虑到静态路由今后学生在工程实践中接触较多,此部分需要扎实牢固的基础,因此将VLSM在静态路由章节之后即开始讲解。

(3)动态路由内容以EIGRP、OSPF为主,RIP协议为辅。因为目前国内的电信级ISP在构建城域网、骨干网中,多采用OSFP、IS-IS、BGP协议,银行、证券等具有多个分支机构的大型企业,其内部网络多采用OSPF、EIGRP协议,RIP协议极为少见。因此,在有限的课时内,EIGRP、OSPF路由协议的学习的过程中以教师讲解为主,RIP协议作为入门级的动态路由协议将不再作为课堂讲解的重点,而采用以学生小组为单位自学为主,学习过程中通过文档方式进行学习总结,并制作必要的课件在课堂中给予一定时间进行交流、评价,最终以能够独立完成一个RIP协议的项目化配置作为该部分学习目标。

(4)VLAN交换技术以二层交换、三层交换为核心,结合静态路由和动态路由展开讲解。在完成这部分的知识点后再展开讲解网络设计思路,并增加思科及非思科产品选型,新技术发展动态等知识点的介绍。

3.3 课程教学模式建设

我们根据教师自身从事或参与企业的网络工程项目内容,在遵循法律规范、工程职业道德及对客户信息保密的框架下,对部分内容进行必要修改调整后,经过整合作为项目化教学的载体,确保了其较强的实践性和较高的可操作性。实施过程中,以工程化项目需求为目标,以工作过程为导向,以培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力为主线,全力提升学生解决实际问题的能力,从而提升课程教学对学生能力的培养作用[4]。

(1)增加实际案例的比重,加大课程与工程的联系

教材中所提及的理论内容,往往是对工程中实际的部署方案的提炼和修剪,但其来源和实际的应用情况学生并不是很清楚,如果仅仅按部就班介绍书本知识点,这样必然会造成学生学习的兴趣减低。比如,网络拓扑图中的路由器全网状拓扑连接、部分网状拓扑连接、星型拓扑连接,单纯讲授此部分内容,学生是无法理解真实项目中是如何设计拓扑的。为此我们在课程中就引入了中国电信骨干网扩容的建设案例,在这个案例中,介绍电信的全国级骨干网的全网状连接,省市级骨干网的星型拓扑连接,并介绍链路带宽的设计与需求。学生经过学习,一致反馈认为通过这样的案例对拓扑的设计理论理解就很容易,书本上的理论不再是枯燥内容而是完全可以指导工程实施的指南。

(2)引入项目化驱动教学对于新知识点的讲授,在具体的实施过程中,由教师进行项目的介绍,说明涉及到的设备、IP地址的划分及配置,然后由教师通过使用Packet Tracer或更高一级的模拟器,直接演示拓扑图的搭建、数据配置及配置后的验证。这个过程以项目为主线,教师不仅仅介绍新技术新方案,强调实施过程中可能存在的问题和注意点,同时还要强调说明新知识点与以前知识点之间的逻辑联系及区别。这样在一个完整的项目案例驱动下,能够有效的将本课程章节知识点与先前已有知识点进行有效的融合。在一个完整的项目案例配置完成后将由学生进行独立配置一个类似项目,以达到进一步掌握和巩固新知识点的目标。

需要强调的是,每次这样的演示过程中,我们需要将理论知识内容穿插在操作过程中进行讲解,而不是单纯的操作演示。比如每次操作演示过程中,都要说明数据包的变化流程。以静态路由章节为例,在配置完成后,需要向学生演示说明整个网络数据包的转发流程,突出强调二层MAC地址的变化、三层IP地址的不变性。

借助项目化案例的实施,学生快速掌握章节中新知识新技术;通过亲自动手操作后掌握了配置命令和相应的配置原理,学生成为课堂的主体,学生就有了浓厚学习的兴趣。并且部分简单的章节通过让学生分组自学,以PPT形式进行汇报,借助分组讨论形式汇报学习的成果、心得体会,在这个过程中逐步培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,培养学生独立学习、团队合作的素质。

(3)引入和加大不同厂家配置案例需求,完善培养目标从2009年起,我们开始在课程中引入华为产品配置案例、Juniper产品的配置案例,教师在讲授完思科配置案例后,通过将华为产品用户手册、华为产品命令手册等不同厂家设备文档分发给学生或提供资料库、互联网链接让学生自己下载,以同样的项目需求为背景,让学生参考思科产品配置思路,实现华为产品的配置,通过这个流程使学生逐渐了解到网络工程的实施是可以完全独立于具体产品的,同时借助这个过程中让学生学习到网络设备选型、网络产品费用核算等书本以外工程以内的知识点。以此达到突破单纯厂商产品的限制,实现对学生工程综合能力的培养。

3.4 课程考核方法建设

参考国外思科网络技术学院的教师考核方式以及思科CCIE的Lab实验考核方式,2009年起我们对课程考核进行了如下尝试:课程过程化考核注重实践操作同时关注理论内容,课程的最终考试不再以试卷化的理论考核为主体,而由教师设计一个项目化的案例,以开卷或课程报告的形式,借助项目案例所提出的较强的实践需求,促使学生在完成项目的过程中,亲自实践,融合课程学习过程中各个章节的理论知识点,借助这一过程的实施从而达到能力的培养目标的实现[5]。为避免学生答案雷同等抄袭现象,最终考核将其中所需要配置的IP地址和每个学生的学号关联,这样确保每个学生完成的同一个考核案例其具体配置的数据是不同的,产生的路由表结果、VLAN结果等信息每个人都是独立的。并且最终还要求学生提交一份含1 000-2 000字容量的数据配置的实施过程文档,一方面通过让学生记录项目实施流程以培养工程文档撰写能力,另一方面可以有效杜绝抄袭现象。

4 总结

目前网络技术更新较快,以思科网络技术学院的课程为例,其内容3年左右就会变更一次,这样促使专业教师在每一次的课程内容的调整过程中需要根据教学对象、教学目标进行课程教学建设和改革的再调整,所以网络技术类的课程教学建设改革是一个长期的过程。在这个过程中的教学改革要以始终坚持培养学生工程素养和实践技能为导向,通过完善改革的方法与措施来推动教学质量的提高。

参考文献

[1]姜大源.学科体系的解构与行动体系的重构[J].中国职业技术教育,2006(07):14-17.

[2]邱寄帆.计算机网络技术专业人才培养探析——校企合作精心制订基于工作过程导向的教学方案[J].成都航空职业技术学院学报,2007,23(4):10-13.

[3]陈观林,杨起帆.谈“计算机网络”课程教学及教材建设[J].计算机教育,2005(08):73-75.

[4]谭爱平,陈敏,吴献文.高职“网络互连设备”课程教学改革探索与实践[J].计算机教育,2009(10):64-66.