移動IP與MPLS

2019-11-03 10:14:00

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供稿：網(wǎng)友

移動ip與MPLS<1>陳福高福令劉云摘要:本文提出了移動IP與MPLS技術(shù)融合的方案,通過移動IP與MPLS的融合可以替代IP的IP封裝隧道技術(shù)并提高移動IP的可擴(kuò)展性。本文還簡要介紹了MPLS和移動IP融合后的信令和控制機(jī)制。關(guān)鍵詞:移動IP MPLS IP的IP封裝隧道技術(shù)一、引言隨著遠(yuǎn)程辦公和移動辦公人員的增加,以及筆記本電腦便攜性和計算能力的不斷提高,在日常生活和商務(wù)活動中人們越來越希望能將計算機(jī)以移動的方式,更加靈活地接入因特網(wǎng)、企業(yè)局域網(wǎng)(LAN),使移動商務(wù)能及時獲得企業(yè)的數(shù)據(jù)。移動IP協(xié)議就是在全球因特網(wǎng)和采用TCP/IP協(xié)議的局域網(wǎng)上實現(xiàn)IP終端漫游的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,它利用隧道封裝技術(shù)轉(zhuǎn)發(fā)IP數(shù)據(jù)分組,但與固定IP相比,隧道封裝會帶來額外的分組開銷。利用多協(xié)議標(biāo)記交換MPLS(Multi-PRotocol Label Switching)技術(shù),實現(xiàn)移動IP和MPLS的融合,可以替代隧道封裝技術(shù),降低傳輸開銷,提高移動IP的可擴(kuò)展性,同時為MPLS提供移動性支持。本文在介紹移動IP技術(shù)和MPLS技術(shù)特點的基礎(chǔ)上,提出了一種切實可行的融合方案。二、移動IP與MPLS技術(shù)分析2.1 移動IP技術(shù)移動IP協(xié)議(RFC2002)定義了移動節(jié)點(Mobile Node,MN)、本地代理(Home Agent,HA)和外地代理(Foreign Agent,FA)三種功能實體。MN是一臺主機(jī)或路由器,它在切換鏈路時不改變IP地址,也不中斷正在進(jìn)行的通信。每臺MN有兩個地址:本地地址和轉(zhuǎn)交地址(Care-of-Address,COA)。本地地址是MN的IP地址,當(dāng)MN在因特網(wǎng)上移動時,它的本地地址是不變的;轉(zhuǎn)交地址是連接HA和MN的的隧道的出口,當(dāng)MN切換外地鏈路時,轉(zhuǎn)交地址也隨著改變。HA和FA分別是連接到MN的本地網(wǎng)絡(luò)和外地網(wǎng)絡(luò)的主機(jī)或路由器。移動IP的三個基本功能是:●代理搜索: MN通過代理搜索判定它的當(dāng)前位置,并獲得一個轉(zhuǎn)交地址?！褡?通過這個過程,移動節(jié)點向FA請求服務(wù),并通知HA它的轉(zhuǎn)交地址?！駭?shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā):當(dāng)MN連接在外地網(wǎng)絡(luò)上時,對它發(fā)出的或發(fā)往它的數(shù)據(jù)進(jìn)行路由的機(jī)制。移動IP的工作機(jī)制如圖1所示:1）MN通過發(fā)送代理請求或通過接收HA和FA發(fā)送的代理廣播消息確定自己是連在本地網(wǎng)絡(luò)還是外地網(wǎng)絡(luò)上。如果是連在本地網(wǎng)絡(luò)上,MN就可像固定節(jié)點一樣工作,即它不再利用移動IP的其它功能;2）如果MN連在外地網(wǎng)絡(luò)上,它就從FA廣播的代理廣播消息中找到FA轉(zhuǎn)交地址,同時向HA注冊得到的轉(zhuǎn)交地址,途中可能經(jīng)過FA。HA通過向MN發(fā)一條注冊應(yīng)答消息來通知對它的請求處理、接收或拒絕;3）注冊完成后,HA截獲發(fā)往MN的數(shù)據(jù)分組,封裝后通過隧道將數(shù)據(jù)分組送到MN的轉(zhuǎn)交地址。在那里數(shù)據(jù)分組被從隧道中取出,送往MN;4）相反,由MN發(fā)出的數(shù)據(jù)分組通過標(biāo)準(zhǔn)的路由尋址技術(shù)直接發(fā)送到目的節(jié)點上,無需隧道技術(shù)。對MN的數(shù)據(jù)分組來說,FA完成路由器的功能。2.2 MPLS技術(shù)MPLS是隨著在公網(wǎng)和專網(wǎng)上基于IP的業(yè)務(wù)量的快速增長,人們在尋求解決IP業(yè)務(wù)在ATM上的有效傳輸問題中達(dá)成的共識,即采用帶有MPLS功能的IP路由器和帶有MPLS的ATM交換機(jī)組建未來的寬帶綜合業(yè)務(wù)骨干網(wǎng)。MPLS的主要技術(shù)特點可概括為以下幾點:● MPLS把第二層交換與第三層路由和網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)結(jié)合在一起,減少了網(wǎng)絡(luò)的復(fù)雜性;● 充分采用了原有的IP路由和ATM的高效傳輸交換方式,無縫的將IP技術(shù)的優(yōu)點融合到ATM的高效硬件轉(zhuǎn)發(fā)中;● 只在網(wǎng)絡(luò)入口標(biāo)記邊緣路由器(LER)進(jìn)行一次IP數(shù)據(jù)包的等效前傳類(FEC)分配和標(biāo)記映射,核心節(jié)點只作標(biāo)記交換,簡化了路由器對IP數(shù)據(jù)包的處理;● MPLS不但支持多種網(wǎng)絡(luò)層技術(shù),而且是一種與鏈路層無關(guān)的技術(shù),它同時支持X.25、幀中繼、ATM、PPP、SDH、DWDM……保證了多種網(wǎng)絡(luò)的互連互通,并且具有良好的擴(kuò)展性;● MPLS支持流量工程、CoS、QoS、VPN和VoIP。MPLS網(wǎng)絡(luò)的框架結(jié)構(gòu)如圖2所示。MPLS網(wǎng)絡(luò)由標(biāo)記邊緣路由器(LER)和標(biāo)記交換路由器(LSR)組成。LER位于網(wǎng)絡(luò)的邊緣作為MPLS的入口/出口路由器,執(zhí)行全部的第三層功能和由運行標(biāo)記分發(fā)協(xié)議(LDP)而產(chǎn)生的標(biāo)記綁定功能。數(shù)據(jù)分組在LER處進(jìn)行FEC映射,并分配一個固定長度的標(biāo)記,產(chǎn)生一個深度為M的標(biāo)記棧。LER連接到網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部的LSR。LSR執(zhí)行標(biāo)記交換,具有第三層轉(zhuǎn)發(fā)分組和第二層交換分組的功能。同時也能運行傳統(tǒng)IP選路協(xié)議和執(zhí)行一個特殊控制協(xié)議與相鄰LSR協(xié)調(diào)FEC/標(biāo)記綁定信息。在LSR處不再檢查分組頭,只需對分組標(biāo)記棧的頂部標(biāo)記進(jìn)行處理,檢索一個包含出口和新標(biāo)記的標(biāo)記表并用新標(biāo)記替換舊標(biāo)記完成標(biāo)記交換。LER和LSR之間的LSP通過LDP協(xié)議建立。MPLS被業(yè)界認(rèn)為是當(dāng)今最有前途的骨干網(wǎng)解決方案之一,其標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)程十分迅速。MPLS由IETF在1997年提出,到1999年就有廠商推出MPLS設(shè)備。2000年3月以Lucent公司為首的有關(guān)機(jī)構(gòu)聯(lián)合成立了MPLS論壇,ITU-T網(wǎng)絡(luò)總體研究組(SG13)也將MPLS列為2000～2003年的重點研究課題。

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