下行按需标记配置方案操作如下：交换机为其FIB中每个路由指定下一次跳转。然后向下一次跳转发布一个请求（通过TDP）：索要那个路由的标记联编。当下一个跳转接收到这个请求时，它就分配一个标记，以设置给这个被分配标记的进站标记，在其TIB中产生一项，然后再把这个（进站）标记与这个路由之间的联编返回至发出此原始请求的那个交换机。当那个交换机接收到这个联编信息后，它就会在其TIB中生成一项，并将此项中的出站标记设置成从下一个跳转接收到的值。

　　上行标记分配方案如下使用：如果一个标记交换机有一个或多个点到点接口，则它为其FIB中那些下一个跳转通过这些接口之一可及的每一个路由，分配一个标记，用设置给此被分配标记的出站标记，在其TIB生成一项，然后把这个（出站）标记与这个路由之间的联编通知给下一个跳转（通过TDP）。当一个正是下一个跳转的标记交换机接收到这个标记联编信息时，这个交换机将把这个标记（作为联编信息的一部分被携带）放在与这个路由相关联的那个TIB项的进站标记之中。

　　一旦一个TIB项填有进站与出站标记两者齐全，这个标记交换机就能通过使用标记交换转发算法来的联编到这些标记上的那些路由，转发信息包（参见第3节）。

　　当一个标记交换机，任一个出站标记与一个路由间生成了一个联编，这个交换机除了填充其TIB之外，还要用这个联编信息来修改其FIB。这就可以确保让这个交换机为原先未标记的信息包增加标记。为了理解带有基于目的地路由功能的标记交换机的伸缩性能，应注意到一个标记交换机不得不维护的标记的总数，不能超过这个交换机FIB中路由的数目。然而，某些情况下，一个单一标记可能与一组路由相联，而非与一个单一路由。这样，所需要的状态，就要比标记被分配给单一流的情况要少得多。

　　一般来说，一个标记交换机将试图以它可达的所有路由的进站和出站标记来填充其TIB，从而实现所有的信息都能由简单的标签交换转发。因此，标记分配是由拓扑结构（路由）驱动的，并非流量－－这是由于引起标记分配的FIB项的存在，而并非由于数据信息包的到达。

　　使用与路由相关联的标记而非流也意味着：没有必要为所有的流执行的分类过程，以决定是否合为一个流指派一个标记。反过来，这也简化了整体方案，并使其在流量方式出现改变时，更加强健与稳定。请注意，当标记交换被用于支持基于目的地的路由功能时，标记交换并不完全消除执行正常的网络层转发的需求。首先，向一个先前未标记的信息包增加一个标记，需要正常的网络层转发。这个功能可能由第一个跳转路由器执行，或者由能够参与标记交换路径上的第一个路由器执行。另外，一个标记交换机无论何时把一个路由聚合（通过使用层次路由技术）到一个单一标记中，并且这些路由不共享一个公共的下次跳转，则这个交换机需要为携带此标记的信息包执行网络层转发。然而，有人可能会发现：路由被聚合的地点数目比必须做转发决策的地点数目要少。此外，十分常见的聚合是只应用于标记交换机所维护路由的一个子集。作为结果，通常大多数情况下，信息包转发要交换算法。

　　路由知识层

　　IP路由体系结构把网络建模为：一个路由功能域的集合。在一个域内，路由是通过内部路由功能（例如：CSPF）来提供的，而跨域的路由是通过外部路由功能（例如BGP）来提供的。然而，承载传输流量的域（如Internet Service Provider形成的域）内所有路由器，必须要维护不仅由内部路由提供的，还有外部路由提供的信息。这就产生了一定的问题。

　　首先，这种信息的数量并非无关紧要。因此，它使路由器增添了额外的资源需求。此外，路由信息容量的增加很常见地增加了路由的收敛时间。反过来，这又降低了系统的整体性能。

　　标记交换允许内部与外部选路功能不相耦合，这样，只要求处于一个域边界上的标记交换机维护外部路由提供的路由信息，而其它域内的交换机只需维护该域的内部路由所提供的路由信息（它通常要比外部路由信息小得多）。反过来，这又减小了非边界交换机上的选路由负载，并缩短了选路收剑时间。

　　为了支持这项功能，标记交换允许一个信息包携带并非一个，而是一个组织为栈的标记集合。一个标记交换机，即可以交换栈顶的标记，也可以退栈，还可以交换标记并且把一个或多个标记压入栈。学一个信息在不同域的两个（边界）标记交换机之间被转发时，此信息包的标记栈只包含一个标机之间被转发时，此信息包的标记栈只包含一个标记。

　　然而，当一个信息包在一个域内被转发时，此信息包中的标记栈将包含不是一个而是两个标记（第二个标记是被此域的入口边界标记交换机压入的）。栈顶的标记提供到一个适当的出口边界标记交换机的信息包转发，同时栈中的第二个标记提供在此出口交换机处正确的信息包转发。此栈由出口交换机或由倒数第二个（相对于出口交换机而言）交换机来退栈。

　　用于此情况的控制部件与基于目的地路由所用到的部件极为类似。实际上，仅有的实值差别就是：在此情况中，标记联编信息将分布于：在物理领接的标记交换中及在一个单一域内的边界标记交换中。有人可能还发现后者（在边界交换机中分布）可能被BGP的非常小的扩充（通过一个独立的标记联编BGP属性）来轻易包容。

标记交换技术（2）
　　多点广播

　　对多点广播来说，生成树的构想是必不可少的。多点广播路由过程（例如：PIM）负责构造这种树（以收发信机作叶子），同时多路广播转发功能负责沿着这种树转发多路广播信息包。

　　为了用标记交换来支持多点广播转发功能，每个标记交换机都通过一个多点广播树与一个标记进行如下关联。当一个标记交换机生成一个多点广播转发项（为一个共享的或一个资源特定的树），及此项的出站接口列表，此交换机还将生成本地标记（每个出站接口一个）。交换机在其TIB中生成一项，并以每个出站接口的此信息进行填充（出站标记，出站接口，出站MAC头），把一个本地生成的标记放入此出站标记域中。这就产生了一个多点广播树与标记之间的一个联编。然后这个交换机通过每个与此项并联的出站接口通知这个标记（与此接口相关联的）与此树之间的聚束。

　　当一个标记交换机，从另一个标记交换机接收到一个多点广播树与标记之间的联编时，如果另一个交换机是上行毗邻交换机（相对这个多路广播树而言），则这个本地交换机将把此联编中携带的标记放入到与此树关联的TIB项的进站标记部件中。当一个标记交换机集合通过一个多访问子网被互连起来，则多点广播的标记分配过程必须在这些交换机中协调进行。在其它所有情况下，多点广播的标记配置过程可能与基于目的地路由中使用的标记过程相同。

　　灵活的路由（显式路由）

　　基于目的地的选路功能的基本特性之一就是信息包中用于转发此信息包的仅有信息是目的地地址。此特性在确保高度伸缩路由的同时，也限制了影响信息包所采取的实际路径的能力；反过来，这又限制了在多条链路中平均分配流量的能力，即：从使用度高链路上取下流量并转移到使用度较低的链路上。对于支持不同分类服务的Internet服务提供商（ISPs）来说，基于目的地路由也限制了他们根据类型所用的链路来分离不同类型的能力。当今，一些Internet服务提供商使用帧中继或ATM，克服基于目的地选路施加的这些限制。凭借标记的灵活粒度，标记交换能够克服这些限制，而无需使用帧中继或ATM。为了提供沿与基于目的地路由所决定的路径不同的路径转发功能，标记交换的控制部件允许在不对应基于目的地路由路径的标记交换机中安装标记联编。

　　用ATM进行标记交换

　　由于标记交换转发模式是基于标签交换的，而ATM转发也是基于标签交换的，所以标记交换技术可以通过实施标记交换的控制部件的方式方便地应用于ATM交换机中。标记交换所需的标记信息可以在VCI域中被携带。如果需要两级标记，则VPI域同样可用，尽管VPI域的规模限制了切实可行的网络的大小。然而，对于大多数一级标记的应用来说，VCI域是足够的。

　　为了获得必要的控制信息，交换机应该能（最小化地）在网络层路由协议（例如：OSPF，BGP）中以对等体进行参与。此外，如果交换机必须执行路由信息聚合，那么为了支持基于目的地的单路广播路由，交换机也就应该能够为某些部分流量执行网络层转发。在一个ATM交换机上以标记交换来支持基于目的地的路由功能，可能要求此交换机维护与一条路由（或者拥有相同的下一个跳转的一组路由）相关联的、并非一个而是几个标记。这对于避免从不同的上行标记机到来而并行地发向相同的下一个跳转的包的交差是必要的。下行按需标记分配或上行标记分配方案均可被用作：用ATM交换机的标记分配和TIB维护过程。

　　因此，ATM交换机能够支持标记交换，但它至少需要在交换机上实施网络层路由协议与标记交换控制部件。它也可能还需要支持某些网络层转发。

　　在一个ATM交换机上实施标记交换将简化ATM交换机与路由器的集成－－一个能够完成标记交换的ATM交换机，对于一个邻接的路由器来说，将作为一个路由器出现。这样就可能为覆盖模型提供一个可变的、更具伸缩能力的候选方案，它也去除了ATM选址、路由与信令方案的必要性。因为4.1节中介绍的基于目的地的转发方法是拓扑结构驱动的，而不是流量驱动的，所以这个方法在ATM交换机上的应用既不依赖于高的呼叫建立率，也不依赖于流的持久性。

　　在一个ATM交换机上实施标记交换，并不排除在同一交换机上支持传统的ATM控制面板（如PNNI）的能力。这两个部件－－标记交换与ATM控制面板－－将以互不相见的方式（通过划分VPI/VCI空间及其它资源，以便这两个部件互不干扰）进行操作。

　　服务质量（QOS）

　　为了给经过一个路由器或标记交换机的信息包提供一定范围的业务质量，我们需要两个机制。首先，我们需要将信息包分类。第二，我们需要保证信息包的处理能为每个类型都提供适当的QOS特性（带宽、丢失，等等）。

　　在信息包第一次被分类后，标记交换机就会提供一个属于特定类的简单标记包的方法。

　　初始分类将由网络层或更高层头中携带的信息来完成。对应于这个结果类型的一个标记将被应用于这个信息包。然后，被标记的信息包就可以被沿途的标记交换路由器高效地处理，而无需再次被分类。实际的包的调度与排队是大体正交的－－这里的关键在于，标记交换允许简单的逻辑被用于发现识别信息包被如何调度的状态。

　　以QOS为目的、对标记交换的正确使用很大程度上依赖于QOS是如何部署的。如果RSVP被用于为一类信息包要求特定的QOS，那么就有必要对应于每一个在标记交换上为其安装状态的RSVP话路分配一个标记。这可以由TDP或RSVP的扩充来完成。

　　标记交换移植策略

　　由于标记交换是在一对邻接的标记交换机之间执行的，又由于标记联编信息可以按成对原则来分配，所以标记交换可以以一种非常简单的渐增方式来引出。例如，一旦一对相邻的路由器被转变为标记交换机，那么这两个交换机的每一个都将为发向另一个交换机的信息包作上标记，从而使另一个交换机可以使用标记交换。由于标记交换机与路由器使用相同的路由协议，所以标记交换机的引出不会对路由器产生任何影响。实际上，与一个路由器相连的标记交换机，在这个路由器看来就如同一个路由器。

　　随着越来越多的路由器允许实现标记交换，标记交换所提供功能的范围变得更广了。例如，一旦一个域中所有路由器都支持标记交换，那么开始使用路由知识功能层就成为可能。

　　总结

　　在本文档中，我们介绍了标记交换技术。标记交换并非仅限于一个特定的网络层协议－－它是一个多协议解决方案。标记交换的转发部件十分简单，便于高性能转发，并能在ATM交换机这样的转发硬件上得到实施。控制部件灵活异常，可以支持广泛的各种路由功能，比如：基于目的地的路由、多路广播路由、路由知识层及显式定义的路由。通过允许大范围的转发粒度与一个标记关联起来，我们提供了可伸缩且功能丰富的路由功能。随着转发粒度范围日益增大，转发部件与控制部件的相关性不断淡化，从而使得路由功能迅速推陈出新，大大满足了高速发展的计算机网络环境的需求。

　　安全性（略）

　　知识产权

　　Cisco系统公司可能会为本文中公开的部分或全部技术申请专利或其它的知识产权保护。若任何由本文档产生的标准已被或将被授予一项或多项Cisco系统公司的专利，Cisco Systems就会公开那些专利并在合理与平等的情况下对其授权。

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