标签交换原理及其应用

8．4．1　标签交换原理

标签交换机由两部分组成，分别是传递元件和控制元件。传递元件根据分组中携带的标签信息和交换机中保存的标签信息完成分组的传递。控制元件则负责在交换机之间维护标签传递的信息。

在标签交换机中，标签传递信息库（Tag Forward Information Base，TFIB）用于存放标签传递的相关信息，每个入口标签对应一个信息项，每个信息项内包括出口标签、出口接口号和出口链路层信息等子项。

1．传递元件的工作过程

当标签交换机收到一个携带标签的分组时，传递元件的工作过程如下：

（1）从分组中抽出标签；

（2）将该标签作为标签信息库的查询索引，检索该分组所对应的项；

（3）查找该信息项中的出口标签和链路层信息；

（4）将装配后的分组从信息项所指定的出口接口送出。(www.xing528.com)

图8．9给出了一个应用实例。一个目的地址为59．64．74．175的无标签分组到达路由器A（RT A）。RTA查询它的TFIB，找到目的地址与网络前缀59．64．0．0/16（注：这里的16代表在TFIB中的网络掩码，意为网络掩码的高16 bit全为1，其余为0）相匹配的项，取得下一跳路由器B（RTB）的出口标签值2和出口接口号1，然后将出口标签2装配在分组上，再将该分组送至出口1进行发送输出。RTB收到标签2的分组，用2作为索引查询它的TFIB，取得下一跳路由器C（RTC）的出口标签值3和出口接口号0，然后将出口标签3装配到分组上，送至出口0进行发送。用标签作为索引，这种检索方法类似于在ATM交换机中用来检索VPI/VCI的方法，该方法非常便于采用硬件来实现。RTC在收到了RTB转发的该分组后，将分组中的标签剥除，恢复成无标签的IP分组并传递给用户。

图8．9　标签交换流程图

2．控制元件的工作过程

控制元件完成标签分配和维护，也就是负责TFIB的标签信息生成和维护。标签的分配和维护主要用标签分配协议（TDP）来实现。

在介绍TDP协议之前，需要先介绍一下基于目的地的路由。

路由器采用的是基于目的地的路由，也就是说，该路由器的每个可达网段在它的路由表中都对应一个信息项。这个信息项中包括这个可达网段的地址、下一跳路由器的M AC地址和转发的输出端口号等信息子项。路由器在收到一个分组后，用其目的地址匹配路由表中的信息项，若找不到匹配的项则将该分组丢弃或使用默认路由；若找到则按其信息项中所指示的端口进行转发分组。路由器根据从路由协议中获取的路由信息以及相应的路由算法形成路由表。在网络状况发生改变后，路由器通过路由协议完成路由表的动态更新。

TFIB是根据路由表形成的，所以TFIB也是基于目的地的路由信息表。除了增加出口标签子项外，每个信息项在TFIB中所处的位置还进行了有序化处理，即用入口标签为索引进行一定的计算便可得到该信息项在TFIB中的位置，这样便可以用硬件方式完成对TFIB的检索和数据的转发。