MPLS架构下移动IP技术的性能分析20133859233208.docVIP

MPLS架构下移动IP技术的性能分析 1 引言 未来的移动Internet是支持移动性管理和服务质量保证的网络，因此，移动性管理和服务质量保证机制需要结合起来考虑，才能够更好地为Internet用户提供各种各样的网络服务。目前的移动IP网络拥有许多支持移动性管理的新特性（如地址自动配置，邻居发现机制，动态归属代理地址发现机制），这些新特性使Internet的移动性得到了较好的发挥。 但与其他网络一样，移动IP网络也面临着安全威胁，尽管已经采用了源路由技术，IPsec和AH（Authentication Header：认证报头）技术，提高了移动数据传送过程中的安全性，但仍旧缺乏令人满意的QoS保证。MPLS是当前固定网络上提供服务质量保证的最好的技术。目前已经被推广为GMPLS，在下一代网络中将得到广泛的应用。MPLS是IP网络中非常有前途的一项技术，它以可扩展的方式将路由与交换技术的优势结合起来，大大提高了网络的性能，便于实施流量工程（Traffic Engineering）和服务质量保证。MPLS是一个主流的2.5层技术，移动IP是一个3层的重要技术，二者同为下一代移动Internet的重要协议，可以紧密有机地结合在一起，为未来IP网络上移动业务提供更好的服务质量保证。近年来，两种技术的融合已经在学术界和工业界得到了广泛的关注和认可，并取得了令人满意的成果。2 移动IP技术 移动IP技术的产生和发展，是技术和市场两方面推动的结果。移动IP技术是为了支持节点在IP网络中移动时的连接性而提出的，它实际上反映了移动通信和Internet技术的融合，体现着IP技术向无线通信领域的拓展。具体的说，就是当移动节点（MN：Mobile Node）在网络中移动时，总是用移动节点的归属地址来标识，不因为所访问的外地网络不同而有所改变。 目前，无线通信领域的两种主流技术包括：① 以3GPP和3GPP2为核心的蜂窝移动通信技术；② 以IEEE802系列无线接入技术为主导的无线个域、局域、城域和广域网络技术。这两大技术的融合，引导着无线通信技术在目前和未来一段时期的潮流。2.1 移动IP技术的特点 移动IP技术使得移动节点（MN）在离开其归属网络时仍能保持与Internet的连接，这是因为移动节点在Internet上的连接点发生改变时，移动IP技术总是通过固定的归属地址来识别每个节点，移动节点离开归属网络时向其归属链路上的归属代理发送其当前位置的信息，归属代理截获发送到该移动节点的数据包并用隧道将数据包转发到移动节点当前的位置。这一过程对于IP层以上的所有网络层次是完全透明的，只是改变数据包的选路，不影响TCP/IP协议栈的其他部分。 移动IP技术在制定之初就考虑到要解决移动性问题，因此，它的许多基本理论就是为解决移动性问题而提出的，这就使得移动IP网络具有很多适应节点移动的新特征。主要表现在以下方面： ⑴ 地址自动配置：移动IP有足够的全球网络地址，而且实现了一种称为无状态地址自动配置的机制，任意节点可以根据当前所在链路的网络前缀以及自己的网络接口信息（主要是切入点的链路层地址）自动生成一个唯一的全球IP地址。这种地址自动配置机制使得移动节点可以很容易地得到转交地址，不需要人为参与，提高了节点在不同网络间的切换效率。 ⑵ 邻居发现：邻居发现机制规定，路由器应该定期广播发送其前缀消息，移动节点根据这些前缀消息能够快速地判断自己是否发生了移动，若发生了移动则通过地址自动配置机制得到转交地址；邻居发现机制还定义了代理宣告（Proxy Advertisement）的概念，使得归属代理（HA：Home Agent）可以通过发送代理邻居宣告消息截获发送到MN归属地址的数据包，并通过隧道将这些数据包转发到MN的转交地址。 ⑶ 黑洞检测：移动IP网络中的移动检测机制提供了MN和它的当前路由器之间的双向可到达的确认机制，即MN可以随时知道当前路由器是否继续可达，同时路由器也可以知道节点是否继续可达。如果MN检测到当前路由器不再可用，它就会去请求另一台路由器。 ⑷ 路由报头：移动IP网络中定义了路由报头，报头中指定了数据包在从源节点到目的节点的过程中应该经过的节点的地址。大多数发送到MN的数据包都要使用路由报头，数据包的目的地址是MN的转交地址，并且包含一个路由报头，路由报头的下一跳就是这个MN的归属地址。 ⑸ 动态归属代理地址发现机制：移动IP网络定义了一种称为任播（Anycast）的地址，它也是一个地址组，地址组中的所有的机器都会收到发往这个任播地址的数据包，但是只会有一台机器对这个数据包做出响应。MN 链路上所有的路由器都配置为任播地址，MN把归属代理地址发现请求消息发到