一种端口交换网络架构研究刘玉芝，赵阿群**（北京交通大学计算机与信息技术学院，北京100044）510摘要：本文重点研究向量交换技术与IP骨干网的融合，提出端口交换网络架构的概念。端口交换网络架构控制面与数据面分离，在控制面利用IP协议收集路由信息以及我们新定义的协议为数据面分组转发服务；在数据面分组携带路径上经过的所有网络节点的出端口号序列，用端口ID分析器来替代路由表的查找操作，简化分组交换过程，提高转发速度。实验结果显示，在相同的理想条件下，端口交换网络端到端时延基本上是IP网络的1/2，从整个网络运行的角度证明了端口交换技术应用到IP骨干网的想法是可行的，端口交换网络确实能提供较高且比较稳定的转发性能。关键词：端口交换网络架构；端口号序列；端口ID分析器；端到端时延：TP393.015InterfaceSwitchingNetworkArchitectureResearchLiuYuzhi,ZhaoAqun(ComputerandInformationTechnologySchool,Bei激ng激aoTongUniversity,Bei激ng100044)Abstract:IPnetworkFIBlook-upoperationforpacketforwardinghasbeentherouter2025303540performancebottleneck,whileInterfaceSwitchingtechnologycanavoidthelook-upoperation.PaperfocusesonthemergenceofInterfaceSwitchingtechnologyandIPbackbonenetwork.WeputforwardtheconceptofInterfaceSwitchingNetworkArchitectureinwhichcontrolplaneisseparatedfromdataplane.ThecontrolplaneusesIPprotocoltocollectroutinginformationandthenewprotocolswedefinedtoservedataplanepacketsforwarding;Astodataplane,packetscarryInterfaceSequenceinformationofthepath,weuseInterfaceIDparsertoreplacetheFIBlook-upoperation,whichmakespacketswitchingmucheasierandfaster.Underthesameidealexperimentcondition,theexperimentresultsshowthatinterfaceswitchingnetworkEnd-to-EnddelayisonlyhalfofthatofIPnetwork,whichprovedtheideaofmergevectorswitchingtechnologywithIPbackbonenetworkisfeasible.Interfaceswitchingnetworkcanprovideahigherandmorestableforwardperformance.Keywords:InterfaceSwitchingNetworkArchitecture;InterfaceSequence;InterfaceIDparser;End-to-Enddelay0引言在当前这个以网络为核心的信息时代，通信网络涉及了电信网络、计算机网络和有线电视网络，计算机网络在社会的信息化过程中一直是发展最快并起到核心作用的。随着计算机技术和互联网的迅猛发展，三网融合发展趋势日益明朗，人们对网络传输数据需求的越来越多样化使得分组交换网络的负载急剧增加。IP网一直是现有分组网络的的NO.1，但是IP网络提供无连接的数据交换方式，分组转发采用最长匹配算法、逐跳转发的方式，转发时查表操作复杂[1]。当一些对QOS要求敏感和需要高带宽的多媒体业务大量涌入IP网之后，路由器的性能瓶颈就更加突出。目前国内外对下一代互联网的研究热情日益高涨，新思想、新概念不断涌现。向量网[2]是一种完全区别于IP网的新型网络架构，它提出了一种基于端口序列（即向量地址[3]）的向量交换技术。端口交换分组携带路径上所有节点的网络端口/接口信作者简介：刘玉芝，女，硕士研究生，主要研究方向：计算机网络通信联系人：赵阿群，男副教授，主要研究方向：计算机网络，移动/无线网络，网络安全等.aqzhao@bjtu.edu-1-息，避免了分组交换中的查表操作；同时，以二进制编码形式，减小了交换地址（ISeq）的4550556065长度，大大减少了分组头部开销；简化了分组结构，更适合当前互联网的分组传输[4]。但是由于当前IP网的主导地位，向量网不可能马上取代IP网，必须经历一个过渡的过程。本文将向量交换技术应用到IP骨干网，提出端口交换网络架构的概念，对推动IP网向下一代网络的平滑过渡具有重要意义。1端口交换网络架构端口交换域（ISDomain,InterfaceSwitchingDomain.即应用了向量交换技术的IP骨干网域）控制面和数据面分离，路由器在控制面使用IP路由协议来交换网络节点的信息、收集网络拓扑信息，生成并维护路由表（RIB）；在数据面利用端口交换方法（采用了向量交换思想）进行分组转发。ISDomain...