移动IP与MPLS

2019-11-03 10:14:00

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供稿：网友

移动ip与MPLS<1>陈福高福令刘云摘要:本文提出了移动IP与MPLS技术融合的方案,通过移动IP与MPLS的融合可以替代IP的IP封装隧道技术并提高移动IP的可扩展性。本文还简要介绍了MPLS和移动IP融合后的信令和控制机制。关键词:移动IP MPLS IP的IP封装隧道技术一、引言随着远程办公和移动办公人员的增加,以及笔记本电脑便携性和计算能力的不断提高,在日常生活和商务活动中人们越来越希望能将计算机以移动的方式,更加灵活地接入因特网、企业局域网(LAN),使移动商务能及时获得企业的数据。移动IP协议就是在全球因特网和采用TCP/IP协议的局域网上实现IP终端漫游的网络协议,它利用隧道封装技术转发IP数据分组,但与固定IP相比,隧道封装会带来额外的分组开销。利用多协议标记交换MPLS(Multi-PRotocol Label Switching)技术,实现移动IP和MPLS的融合,可以替代隧道封装技术,降低传输开销,提高移动IP的可扩展性,同时为MPLS提供移动性支持。本文在介绍移动IP技术和MPLS技术特点的基础上,提出了一种切实可行的融合方案。二、移动IP与MPLS技术分析2.1 移动IP技术移动IP协议(RFC2002)定义了移动节点(Mobile Node,MN)、本地代理(Home Agent,HA)和外地代理(Foreign Agent,FA)三种功能实体。MN是一台主机或路由器,它在切换链路时不改变IP地址,也不中断正在进行的通信。每台MN有两个地址:本地地址和转交地址(Care-of-Address,COA)。本地地址是MN的IP地址,当MN在因特网上移动时,它的本地地址是不变的;转交地址是连接HA和MN的的隧道的出口,当MN切换外地链路时,转交地址也随着改变。HA和FA分别是连接到MN的本地网络和外地网络的主机或路由器。移动IP的三个基本功能是:●代理搜索: MN通过代理搜索判定它的当前位置,并获得一个转交地址。●注册:通过这个过程,移动节点向FA请求服务,并通知HA它的转交地址。●数据转发:当MN连接在外地网络上时,对它发出的或发往它的数据进行路由的机制。移动IP的工作机制如图1所示:1）MN通过发送代理请求或通过接收HA和FA发送的代理广播消息确定自己是连在本地网络还是外地网络上。如果是连在本地网络上,MN就可像固定节点一样工作,即它不再利用移动IP的其它功能;2）如果MN连在外地网络上,它就从FA广播的代理广播消息中找到FA转交地址,同时向HA注册得到的转交地址,途中可能经过FA。HA通过向MN发一条注册应答消息来通知对它的请求处理、接收或拒绝;3）注册完成后,HA截获发往MN的数据分组,封装后通过隧道将数据分组送到MN的转交地址。在那里数据分组被从隧道中取出,送往MN;4）相反,由MN发出的数据分组通过标准的路由寻址技术直接发送到目的节点上,无需隧道技术。对MN的数据分组来说,FA完成路由器的功能。2.2 MPLS技术MPLS是随着在公网和专网上基于IP的业务量的快速增长,人们在寻求解决IP业务在ATM上的有效传输问题中达成的共识,即采用带有MPLS功能的IP路由器和带有MPLS的ATM交换机组建未来的宽带综合业务骨干网。MPLS的主要技术特点可概括为以下几点:● MPLS把第二层交换与第三层路由和网络业务结合在一起,减少了网络的复杂性;● 充分采用了原有的IP路由和ATM的高效传输交换方式,无缝的将IP技术的优点融合到ATM的高效硬件转发中;● 只在网络入口标记边缘路由器(LER)进行一次IP数据包的等效前传类(FEC)分配和标记映射,核心节点只作标记交换,简化了路由器对IP数据包的处理;● MPLS不但支持多种网络层技术,而且是一种与链路层无关的技术,它同时支持X.25、帧中继、ATM、PPP、SDH、DWDM……保证了多种网络的互连互通,并且具有良好的扩展性;● MPLS支持流量工程、CoS、QoS、VPN和VoIP。MPLS网络的框架结构如图2所示。MPLS网络由标记边缘路由器(LER)和标记交换路由器(LSR)组成。LER位于网络的边缘作为MPLS的入口/出口路由器,执行全部的第三层功能和由运行标记分发协议(LDP)而产生的标记绑定功能。数据分组在LER处进行FEC映射,并分配一个固定长度的标记,产生一个深度为M的标记栈。LER连接到网络内部的LSR。LSR执行标记交换,具有第三层转发分组和第二层交换分组的功能。同时也能运行传统IP选路协议和执行一个特殊控制协议与相邻LSR协调FEC/标记绑定信息。在LSR处不再检查分组头,只需对分组标记栈的顶部标记进行处理,检索一个包含出口和新标记的标记表并用新标记替换旧标记完成标记交换。LER和LSR之间的LSP通过LDP协议建立。MPLS被业界认为是当今最有前途的骨干网解决方案之一,其标准化的进程十分迅速。MPLS由IETF在1997年提出,到1999年就有厂商推出MPLS设备。2000年3月以Lucent公司为首的有关机构联合成立了MPLS论坛,ITU-T网络总体研究组(SG13)也将MPLS列为2000～2003年的重点研究课题。

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