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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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