基于MPLS的移动IP技术研究
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ATM与IP网络技术分析摘要:随着网络的普及,ATM与IP这两种主流网络技术已逐步从幕后走向台前,为人们所津津乐道。
本文简要的讲述了这两种技术的基本概念和主要特点,着重分析了IPv6和移动IP,最后对ATM和IP技术进行了比较,由此引出两种技术的发展趋势——ATM与IP技术的融合,并重点分析了MPLS的基本概念及工作原理,且力图反映出其最新发展。
关键词:ATMIPv6移动IPMPLS一、ATM与IP的概念ATM是异步传送模式的简称,即在ATM传输模式中,信息被分成信元来传递,而包含同一用户消息的信元不需要在传输链路上周期性出现,所以这种传输模式是异步的。
ATM的特点是将话音、数据及图像等所有的数据信息分解成固定长度(48字节)的数据块,在数据块前装配地址、丢失优先级、流量控制、差错控制信息等5字节的信头,构成53字节的定长信元,并以信元形式在网络中进行传送,且在接收端恢复成所需格式。
IP是一种端到端的无连接通信技术,其特点是“尽力传送”,在全网采用统一的IP地址,通过IP数据报和IP地址屏蔽网络低层的差异,便于互联各种网络,广泛应用于数据型应用的骨干网上。
二、ATM与IP的技术概述(一)ATM技术概述ITU-T定义ATM为“以信元为信息传输,复接和交换的基本单位的传送方式”。
用ATM技术构建的网络称为ATM传输网,它是由VC级的信道网(或电信网),VP级的通路网和传输媒体网3级组成。
而各级网由终端、中继点、连接及链路4部分构成。
在实际的接续过程中,VC连接是指终端——终端的连接,其终点是终端,VC连接的中继点实际上是由交换机实现其功能,即称为虚信道处理(VCH,VirtualChannelHandler)功能;VP的连接是集中VC链路,VC链路的两端是VP连接的终点,即VP的终端可以是交换机,其功能由交叉连接设备来完成,即称为虚通路处理(VPH,VirtualPathHandler)功能。
VCH和VPH的交换处理是一样的,所不同的是选路用的信头结构不同,分别为VCI和VPI。
移动与IP相结合,移动与固定相结合
雷震洲
【期刊名称】《当代通信》
【年(卷),期】2000(000)002
【摘要】<正> 移动通信和因特网是本世纪最后两个十年中发展最快的领域,是当今世界电信业发展最快、市场潜力最大、前景最诱人的两大业务。
它们的增长速度是任何预测家都未曾预料到的。
迄今,全球移动用户已近3亿,因特网用户已逾1.5亿。
下一世纪,它们仍然呈现着高速增长的趋势。
据预测,到2002年,两者的用户数都有可能超过5
【总页数】2页(P24-25)
【作者】雷震洲
【作者单位】信息产业部电信科技情报研究所
【正文语种】中文
【中图分类】F62
【相关文献】
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基于MPLS VPN网络的QoS技术研究一、MPLS VPN的QoS问题虚拟私有网络(VPN,Virtual Private Network)是一种利用公共网络来构建私有专用的技术,这种VPN网络必须提供与企业现有私网相同的安全性、可靠性和可管理性。
MPLS VPN是近年来兴起的一种IP VPN 技术,相对ATM/FR VPN技术而言,MPLS VPN具有高带宽、低成本、可扩展性好、支持异种介质互连、支持任意拓扑和接入等特点。
因此它在以下两方面获得广泛的应用:一,企业互联,即企业总部、分支机构和出差员工通过VPN技术进行安全、可靠的通信。
二、业务隔离,在一个物理基础网络上承载多种业务,为了保证每个业务的独立运营,采用VPN相互隔离。
相比Internet上网业务来讲,这两类应用对网络的QoS提出了更高的要求。
为解决QoS问题,业界提出了多种模型,其中最主要的有三种:Best-Effort service(尽力而为服务模型)Best-Effort是一个单一的服务模型,也是最简单的服务模型。
没有提供任何QOS保证。
Integrated service(综合服务模型,简称Intserv)IntServ是一种理想化的QoS模型,可以为各类型的业务提供严格的QoS保证,并充分利用网络资源。
但这个模型存在严重的可扩展性问题,从而使得这一模型仅具有理论上的意义,从未真正实施过。
Differentiated service(区分服务模型,简称Diffserv)DiffServ模型以简单性和可扩展性见长,在每一跳上,可以保证某个优先级的总流量的QoS。
但在一个优先级内部不能保证每个流的QoS。
MPLS技术的产生,为解决QoS问题带来了新的希望,这是因为,相对于无连接的IP技术,MPLS具有面向连接的特点,在LSP建立起来之后,数据流将沿着固定的路径,通过标签交换到达目的地。
如果针对这个LSP实施QoS,就有可能解决通过LSP的数据流的QoS问题。
关键词:IP RAN 、CPE、LSTP、MPLS TEIP RAN全球范围内移动运营商不断地扩建无线接入网(Radio Access Network,RAN)。
2G(The Second Generation,第二代移动通信的简称)RAN承载主要基于TDM/SDH构建,存在着带宽利用率低、扩展困难和配置不够灵活等弊端。
IP数据通信网是数据通信的主流方式,具备丰富的接入方式,庞大的网络规模。
引入IP RAN 特性,运营商可以充分利用已有IP网资源,进行基站和基站控制器之间的组网。
为了最大限度地保护运营商的投资成本、减少建网投资以及3G(The Third Generation,第三代移动通信的简称)网络的平滑演进,在RAN中引入IP将是WCDMA R5阶段的一个重要步骤。
而IP RAN就是专门针对这些问题的解决方案。
简单的说,IP RAN就是利用IP传输技术取代ATM技术的RAN解决方案。
随着IP网络的发展,IP网络本身的可拓展、可升级以及兼容互通能力非常强。
而传统的通信网络的升级、扩展、互通的灵活性则相对比较差,受限于传输的方式和业务的类型,并且新建的网络共用性也较差,不宜于互通管理。
因此在传统通信网的升级和拓展过程中应考虑建立重复的网络还是充分利用现有或公共网络资源。
根据无线接入侧2G和3G的的组网差异,2G使用TDM(Time Division Multiplex,时分复用)接入,3G使用ATM IMA(Inverse Multiplexing over ATM,ATM反向复用技术)接入。
以下分为两个场景分别描述。
(Customer Premise Equipment)CPE是指物理上位于用户侧的硬件,如:· 服务器;· 工作站;· 通信硬件(CSU/DSUs,调制解调器);· LAN设备(集线器、网桥、交换机);· WAN设备(路由器)。
基于MPLS VPN的电信级IP承载网安全解决方案研究王晓贺
【期刊名称】《无线互联科技》
【年(卷),期】2016(000)011
【摘要】IP承载网已作为电信全业务的承载方式,在电信系统得到广泛应用。
MPLS VPN作为构建IP承载网的关键技术,能够有效实现不同业务隔离及采用不同接入方式用户的无障碍通信。
文章基于电信运营商角度,给出了基于MPLS VPN的电信级IP承载网络架构方案,并对其安全解决方案做出研究探讨。
【总页数】2页(P126-127)
【作者】王晓贺
【作者单位】中国移动通信集团河北有限公司石家庄分公司,河北石家庄050021
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于MPLS VPN的IP承载网保障措施的研究 [J], 孙文胜;赵问吉
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基于MPLS的VPN技术原理及其实现摘要:在研究了基于MPLS的VPN技术的原理和工作的基础上,给出了基于BGP扩展实现的MPLS VPN的一个网络组成模型,同时描述了这个模型中的各个设备及其功能。
最后分析了MPLS VPN的技术优势及其应用前景。
随着Internet的蓬勃发展,人们对其应用提出了更高的要求。
但Internet缺乏有效的流量和网络带宽管理手段,网络经常会发生阻塞。
无法对服务质量(QoS)提供保证,许多应用对于目前的IP技术(如语音和视频等)显得力不从心。
而新兴的多协议标记交换技术(MPLS:MulTIProtocol Label Switching)有望解决这一问题。
1 VPN简介VPN指的是依靠ISP和其它NSP,在公用网络中建立专有数据通信网络的技术。
在虚拟专网中,任意两个接点之间的连接并没有传统专网所需的端到端的物理链路,而是利用某种公共网的资源动态组成的。
VPN技术采用季认证、存取控制、机密性、数据完整性等措施,以保证信息在传输过程中的机密性、完整性和可用性。
它是在公共Internet之上为政府、企业构恐安全可靠、方便快捷的专用网络,并可节省资金。
VPN技术是广域网建设的最佳解决方染,它不仅会大大节省广域网的建设和运行维护费用,而且拥有成本低、便于管理,开销少、灵活度高,保密性好等优点。
2 基于MPLS的VPN技术2.1 MPLS的基本原理MPLS VPN是指基于MPLS技术构建的虚拟专用网,即采用MPLS技术,在公共IP网络上构建企业IP专网,实现数据、语音、图像等多业务宽带连接。
并结合差别服务、流量工程等相关技术,为用户提供高质量的服务。
MPLS VPN能够在提供原有VPN网络所有功能的同时,提供强有力的QoS能力,具有可靠性高、安全性高、扩展能力强、控制策略灵活以及管理能力强大等特点。
MPLS是一种特殊的转发机制,它为进入网络中的IP数据包分配标记,并通过对标记的交换来实现IP数据包的转发。
基于MPLS(多协议标记交换技术)的IP QoS应用咸廷伟 孙仁祥 毛琦(西南石油学院电子信息工程学院 成都 四川)摘 要:本文详细介绍了MPLS技术在解决IP网络的QoS方面所表现出来的突出技术特点,在此基础上给出了它在QoS方面的应用。
关键词:MPLS、QoS、路由、寻址、报头Ip QoS’s application basing on MPLS (MultiProtocal Label Switch)technology Xian Tingwei Sun Renxiang Maoqi(The department of electronic information engineering of Southwest petroleum institute Chengdu, Sichuan )Abstract: In this paper,the MPLS has been explained in detail which display it’s outstanding technology character in solving QoS of IP network,based on which the applications of MPLS have also been presenter.Key words: MultiProtocal Label Switch ,Quality of Service ,router,address,header目前,功能单一的传统网络正在向提供语音、视频、数据等多种业务的综合网络演变。
电信运营商在建立其综合网络平台时,目标都聚集到了ATM上,即通过ATM技术建立核心骨干网,并组建各种业务网络,除提供对传统语音和低速数据业务的支持外,还提供对新兴的宽带数据业务的支持。
在解决IP网络面临的问题方面,IETF正在组织研究MPLS (多协议标记交换)技术。
长沙通信职业技术学院学报第5卷
1MPLS技术
1.1
基本概念
MPLS技术是将分层网络交换和路由结合起来
的一种L2/L3集成数据传输技术。
多协议是指该协议支持多种协议的传送,标记交换是指该系统的转发依赖于标签。
MPLS实际上是一种分类转发的技术,它将目的地相同、使用的转发路径相同、具有相同的服务等级等的分组归为一类,具有相同转发处理方式,这种类别称为转发等价类(FEC)。
属于相同转发等价类的分组在MPLS网络中将获得完全相同的处理,这些分组在入口节点被贴上相同的标签,经过中间节点的时候,中间节点检查标签以决定下一跳节点,同时执行“标签交换”的过程,
用输出标签替换输入标签,用于下游节点区分不同
的FEC。
1.2特点及优势
MPLS能够根据基于约束的标签分发协议,通过特殊隧道或标签交换路径(LSP)的建立,管理路由器资源。
另外,对于网络中支持MPLS协议的标签交换路由器(LSR)来说,资源要能够在整个网络中被统一分配,以使LSP能够通过标签边界路由器(LER)集中的流量工程处理进程统一计算。
MPLS因为具有以上特点和优势,所以将成为下一代骨干网技术之一。
2
移动IP技术
2.1
工作原理
利用传统IP技术的主机,使用固定的IP地址
【摘
要】文章阐述了MPLS和移动IP技术的工作原理和工作机制,对MPLS与移动IP技术结合方案进行了研究。
分析了
MPLS与移动IP技术结合的优势和应用前景。
【关键词】MPLS;移动IP;结合【中图分类号】TP393
【文献标识码】A
【文章编号】1671-9581(2006)-04-0014-03
基于MPLS的移动IP技术研究
宋村夫1,邹
涛2
(1.武警上海总队司令部通信站,上海
200031,2.西安武警工程学院,陕西西安
710086)
[收稿日期]2006-10-12[作者简介]宋村夫(1980-),男,山东威海人,学士,研究方向:通信工程。
ResearchonMPLS-basedmobileIP
Abstract:ThisarticleintroducestheworkprincipalandmechanismofMPLSandmobileIPtechnology.ItalsostudiestheschemeofthecombinationofMPLSandmobileIPtechnologyandanalyzestheadvantagesandfutureapplicationofit.
KeyWords:MPLS;MobileIP;combination
第5卷第4期2006年12月长沙通信职业技术学院学报
JournalofChangshaTelecommunicationsandTechnologyVocationalCollege
Vol.5No.4Dec.2006
(1.CommunicationStationofArmedPoliceForceShanghaiCommand,Shanghai,China200031W 2.Xi'anArmed
PoliceEngineeringCollege,Xi'an,Shanxi,China710086)
SONGCun-fu1,ZOUTao2
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第4期
进行相互通信,在通信期间它们的IP地址必须保持不变,否则IP主机之间的通信将无法继续。
移动IP的基本问题是IP主机在通信期间可能需要在网络中移动,它的IP地址也许经常会发生变化,而IP地址的变化最终会导致通信的中断。
移动IP技术使用基于TCP/IP协议的网络,不用修改计算机原来的IP地址,同时继续享有原网络中的一切权限。
在移动IP中定义了以下功能实体:移动节点(MN)、移动代理包括本地代理(HA)和外地代理(FA)。
MN是一台主机或路由器,它在切换链路时不改变IP地址,并且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(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隧道的出口,当MN切换到外地链路时,转交地址也随之改变。
2.2工作机制
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在本地网络还是在外地网络。
当MN检测到它是在本地网络,如果以前未发生移动,那么和正常节点一样工作。
2)如果它是从外地网络回到本地网络,MN就首先跟HA通过交换注册请求和注册应答信息进行注册,从HA那里得到一个本地地址。
3)当MN检测到它己经移动到外地网络后,它就在外地网络从FA那里得到一个COA,也可以由某个外部分配机制得到,如动态主机配置协议(DHCP)。
在外地网络的MN就用它得到的COA通过注册请求和注册应答消息的交换向其HA注册,在消息交换的过程中,可能要经过FA。
4)注册完成后,如果通信节点(CN)要和MN进行通信,只需要发送简单的IP包到MN的本地地址,与HA进行通信。
5)HA捕获到这些IP包,通过隧道技术传送到MN的COA。
6)FA或者MN在隧道的终点得到数据包。
7)MN发给CN的数据包,就根据标准IP路由机制送往日的地,不必经过HA。
3MPLS与移动IP技术结合方案
IETF主要提出了MPLS技术支持移动IP的方案:
第一种方案是通过在MPLS的标签边缘路由器(LER)设备上实施移动IP的归属/外地代理功能,使用MPLS的LSP替代IP网络的本地/外地代理间的IP-in-IP隧道。
对于己有的移动TP协议不作任何修改。
第二种方案是利用MPLS网络的优势对移动IP业务进行路由优化。
主要思想是定义路由优化消息,用来优化通信节点指向移动节点的路由。
第三种方案是通过在MPLS中引入新的功能实体代理网关(GFA),移动IP的本地注册过程可以通过代理网关完成,从而减少本地网络中的信令消息,减小移动节点漫游时的信令协商时延,提高切换性能。
这种方案将优化基于MPLS的移动IP业务,适应大型的移动IP网络。
上述几种方案的内容都是目前MPLS支持移动IP技术研究的重要内容。
MPLS与移动IP技术结合的网络体系结构如图1所示。
图1MPLS与移动IP技术结合的网络体系结构4MPLS与移动IP结合的优点
1)有效地解决移动IP三角路由问题。
由于传统的移动IP技术存在三角路由问题,数据传输时延等于SN至HA的网络线路时延、HA节点处理时延、HA至FA1的网络线路时延、FA1的节点处理时延、FA1至MN的无线网络线路时延之和。
移动IP在MPLS机制下,无论是HA节点处理时延还是整个传输过程的时延,都比传统的移动IP时延明显减小。
因此,提高了数据传输速率,在一定程度上解决了三角路由问题。
但是我们应当看到,这种办法并没有从本质上解决三角路由问题,而仅仅是一种程度上的改善,研究新的路由算法仍然是下一步工作的重点。
2)高移动性和高速交换特性的结合。
MPLS
基于MPLS的移动IP
技术研究
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长沙通信职业技术学院学报第5卷
交换比按传统的IP路由协议传输分组速度明显提高;传输时延和数据包处理时间明显降低;并且HA到FA建立了一条LSP,数据报头过长问题得到解决。
MPLS架构下的移动IP技术集成了移动IP的高移动性和MPLS高速交换特性,允许这些技术协调工作在将来的核心网中,并为MPLS提供移动性支持。
3)提高了网络的安全性和支持QoS。
HA和FA都具有LER的功能,在同一个MPLS域中。
这种机制使隧道技术中不再需要IP-in-IP方式传送数据包,取而代之的是MPLS交换方式通过LSP传送数据包(从入口LER到HA再到FA)。
整个传输过程都是在MPLS交换层进行,并且HA的处理过程也不涉及IP层的路由协议,从而提高了数据包的传输速率和移动IP的可扩展性,为网络的QoS提供了保障,并且网络的安全性能得到提高。
5结束语
目前,IFTF的SG13工作组正在抓紧进行MPLS支持移动IP的标准化制定工作。
MPLS与移动IP技术的整合研究已是MPLS技术研究的热点。
[参考文献]
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