移动组网业务

移动数据业务是最具市场前景的电信业务之一，它既能满足各种移动终端用户随时随地访问互联网的需求，又能满足他们之间进行数据和多媒体通信的需求。是实现移动数据业务的关键技术之一，它支持具有固定IP移动终端在互联网上自由移动，并在移动过程中保持不间断的通信。

多协议标签交换(组网)是三层IP一种结合路由技术和二层交换技术的快速包交换技术。它在网络边缘对数据进行分类，并为每类数据添加标签。它只在网络中交换标签，从而实现数据包的快速交换。网络组克服了传统IP网络只提供尽可能为用户服务的缺点QoS网络资源的利用率通过应用流量工程提高。提供高质量的QoS技术应运而生，保证移动数据业务。它将与组网相结合，支持组网IP移动不仅能满足用户的移动要求，还能为用户服务质量提供良好的保证，充分利用网络资源，具有巨大的市场潜力和商业前景。

一、移动组网原理

基本组网不支持移动管理，与组网结合形成的组网有支持IP移动能力。目前有两种技术:和(即H-组网)。只考虑IP当无线接入网络中使用微蜂窝时，用户在较大范围内移动相对较慢IP当用户在子网之间频繁切换时，切换延迟较大，容易导致通信中断。克服了微蜂窝移动管理的缺点。

1.基本移动组网

作为移动主机，在基本的移动组网机制中(MH)进入非家乡子网时，会向子网外地代理发送注册信息(FA)，FA正常通过此注册信息IP路由转发给MH的家乡代理(HA)，HA同时收到注册信息MH的转交地址(COA)。COA可以是FA的IP地址，也可以FA动态分配给MH的一个临时IP地址。然后HA向FA发送标签分发协议(LDP)标签请求消息，FA则向HA回送LDP当标签映射息，当标签映射消息到达时HA后，HA和FA标签交换路径(LSP)它成立了。然后，，HA通过查找标签表，找到MH家乡地址为转发等价类(FEC)并将银行的出口和标签改为HA和FA间LSP所使用的端口和标签值。最后，HA通过其与FA已建立在两者之间LSP发送注册应答信息FA。FA在收到注册响应信息后，在其标签表中增加一行，并将收到的标签值和端口值填写到银行的标签域和端口域。

之后，如果有通信节点(CN)向MH发送数据包，数据包将数据包MH的家乡网，并被HA截获，就像移动一样IP协议中描述的相同LSP标签边缘路由器的入口(LER)，HA它将包含在收到的数据包中IP地址为索引，在标签表中找到数据包的标签和出口。根据发现的标签和出口，数据包被添加到相应的标签上并沿着HA和FA之间的LSP以标签交换的形式传输。FA因为FA是该LSP出口，所以标签表中相应的标签和出口是空的)LSP出口LER的FA删除数据包的标签，并通过数据包IP层送往MH。至此，MH收到通信节点发送给它的数据包。在基本的移动网络中，每当MH移动到新的组网子网时，必须通过新子网FA向其HA并在新的地方发送注册信息FA和HA建立新的LSP。建立新LSP并将数据传输切换到新LSP所需时间称为切换延迟LSP通信节点和切换延迟大MH它们之间的数据通信会中断，导致数据丢失。介绍了切换过程中的通信，以减少切换延迟，确保切换过程中的通信。

2.分级移动组网

分级移动网络技术假设一个网络分为多个网络域，每个网络域都有多个接入子网络。此外，分级移动网络还引入了一个新的组件，即外部区域代理(FDA)，每组网域中有一个FDA。在分级移动组网机制中，MH可以根据所接收到的代理广播消息来判断自己处于家乡网还是外地网。若MH如果你确定自己在外地网，你就会去FA请求一个COA，并向注册请求发送信息FA。FA将注册请求信息转发给本组网域FDA，而不是MH家乡代理MH这是第一次移动到该组网域，FDA就向MH家乡代理转发注册信息。HA获取注册信息并获取FDA的IP地址后，使用LDP向FDA发送标签请求信息。FDA收到标签请求信息后HA回送标签映射信息，并向MH目前组网域内子网FA发送标签请求信息。标签映射消息到达HA后，FDA与HA间的LSP它建立了。FA向FDA当标签映射消息到达时，返回标签映射消息FDA后，FDA和FA间的LSP也建立了。然后，，HA在标签表中找到MH家乡地址为FEC的行，并把出端口和出标签改为FDA和HA之间LSP相应值。HA沿着其至FDA的LSP发送注册应答信息FDA，FDA也会沿着FDA至FA的LSP转发注册响应信息。FA在收到注册响应信息后，在其标签表中添加新的行，并填写标签值和端口号。与基本的移动网络一样，在分级移动网络机制中，如果通信节点位于外部网络中MH发送数据包，HA这些数据包将被截获。在分级移动网络中，HA查找其标签表，找出数据包对应的标签和出口。根据发现的结果，数据包被子HA沿标签添加HA和FDA间的LSP发送到FDA。FDA收到数据包后，将继续根据标签值找到相应的标签值，即沿着FDA和FA之间的LSP将数据包转发到FA。FA收到数据包后，会查询其标签表(因为FA是该LSP标签表中的出口和出口值为空)。FA删除数据包上的标签后，通过IP将数据包转发给层MH，于是MH收到通信节点发送的数据。

若MH从一个子网切换到另一个子网在同一组网域，它将转向新子网FA请求新的COA，并向新子网FA发送注册请求信息。新子网FA将注册请求信息转发给FDA。收到注册请求信息后，FDA向新子网的FA发送标签请求签请求信息FA向FDA在新子网发送标签映射信息FA和FDA之间建立了新的LSP，但是HA和FDA之间的LSP没有变化。显然，与基本移动组网相比，分级移动组网不需要存在HA和新子网的FA建立一个全新的LSP，而只是在FDA和新子网的FA建立新的LSP，切换延迟大大降低。切换过程中，MH绑定更新信息也可以发送到原始FA通知自己新的COA，旧子网FA可以对MH缓存新的绑定关系FDA使用过时的标签表向MH发送数据包，旧子网FA收到数据包后，将与新的一起使用FA建立LSP，并通过该LSP向新FA发送数据包，避免数据包在切换过程中丢失。

在分级移动组网机制中，MH移动到同一组网域HA它是透明的。一方面减少了切换延迟，另一方面减少了整个网络切换所需的信息交互，从而节省了网络资源。

二、二。移动网络的关键技术 根据移动网络的原理，移动网络应解决切换延迟和通信中断、 三角路由问题QoS问题。1.快速切换技术 快速切换技术的目标是尽量减少切换延迟，确保切换过程中的通信不中断（即切换过程中无数据包丢失）。因为需要在切换过程中MH、新FA、新FDA以及HA注册机制越简单，切换时间越小。MH和HA之间建立新LSP的时间越短，切换过程中数据包丢失的可能性就越小。

(1)切换前建立LSP快速切换机制的基本思想是机制 MH在移动到新的外地子网或外地区之前建立新的LSP。若MH在相邻子网中移动MH在移动到相邻子网之前，在相邻子网内建立LSP;若MH在相邻域间移动，在MH在移动到相邻域之前，建立在相邻域中LSP。该机制引入了主动性LSP和被动LSP，主动LSP是指从FDA到MH目前所在的外地子网FA用于传输数据LSP，被动LSP是指从FDA到MH目前所在的外地子网所有相邻子网的FA尚未使用的LSP。如果MH可以使用知道它要访问的子网FA相邻子网发现协议FA的IP地址，然后这些FA发送带有访问时间的访问请求信息FA收到访问请求信息后即可跟进FDA建立被动LSP。访问时间是指MH估计从当前子网移动到子网所需的时间MH在访问时间超时之前，没有发送任何访问请求刷新信息，也没有移动到子网络，标签表中相应的被动LSP条目将被删除。MH移动到新的子网后，将面向原子网FA发送更新消息，FA再发送FDA，此时，中间路由器将保存它们LSP状态从主动LSP改为被动LSP。同时，MH将向新FA发送更新消息，该FA也发送到收到后FDA，它们由中间路由器保存LSP状态从被动LSP改为主动LSP。建立切换前LSP在机制中，切换只能通过一条信息完成LSP切换，大大降低MH从一个子网移动到另一个子网的切换延迟。这种机制可以扩展到MH在不同组网域间切换。

(2)基于组播的快速切换机制 这种快速切换机制是在FDA和当前MH所在子网的FA之间，以及所有子网相邻的子网FA之间均建立LSP，这些LSP形成一个组FDA收到MH切换请求后，通过事先建立所有来自通信节点的数据包LSP所有相邻子网FA组播。这样做MH移动到新的子网时，就可以立即收到来自通信节点的数据包。切换过程完成后，网络也会根据切换过程中的信息进行调整，登记新使用的LSP，删除不必要的东西LSP。

2. ；三角路由问题解决方案 在移动组网中，从通信节点发送MH首先发送数据包HA，然后再由HA沿LSP转发到MH，这就是所谓的 ；三角路由。因为数据包的转发不是最好的LSP送往MH，而必须通过HA转发不仅浪费了网络资源，而且导致了较高的传输延迟。如果可以获得通信节点MH目前的子网COA，通信节点和FA之间建立LSP，不需要通过数据包HA，可直接通过通信节点和FA之间的LSP进行转发，从而解决了 “;三角路由”问题。

(1)COA缓存机制

COA在通信节点中，缓存机制是正确的MH一个或多个子网COA缓存。当通信节点有数据发送时MH时间，先找COA缓存表中与MH如果找到相应的项目MH绑定的COA，就用该COA通信节点和MH目前的子网FA之间建立LSP，通过通信节点和FA之间的LSP无需通过即可发送数据包HA转发。通信节点一开始就不存在MH相关的COA缓存，送往MH数据包还是要通过的HA但是根据MH注册过程在子网间移动时进行，HA中含有MH子网目前所在COA因此，当数据包到达时HA后，HA会查找MH目前的子网COA，并通过HA和FA已建立在两者之间LSP转发数据。HA根据收到的数据包找出数据发送者的地址和数据目的地址COA，并将其发送到数据发送者的通信节点MH及其COA绑定信息。收到绑定信息后，通信节点将其放入缓存中，并使用绑定信息MH目前的子网FA间直接建立LSP。此后通信节点发往MH不再需要数据包HA转发，直接通过通信节点和FA之间的LSP发送。通信节点缓存MH的COA可定期或通过信息MH移动时HA刷新发送到通信节点的更新信息，以确保COA信息的准确性。

(2)基于特征数据(profile)的机制

基于用户行为的机制是正确的MH通过预测移动特性来解决 ；三角路由问题。在这种机制下，每一个MH它们对应于一组描述用户行为信息的特征数据，包括用户的移动特征、旅行计划和可能的通信需求。当需要通信节点时MH发送数据时，首先尝试获取数据MH并推断出移动特征数据MH所在子网的COA，然后通过COA通信节点和FA之间建立LSP，最后通过LSP发送数据。获得MH特征数据的机制包括分布式和集中式。获取通信节点MH特征数据后，可以推断出来MH目前的子网COA，并相应地建立和FA间的LSP。根据MH推断出特征数据COA信息可能不够准确，但可以通过分级移动网络机制来改进。

3.移动组网中QoS的实现

组网主要通过两种服务模式实现QoS，这两种方法也适用于移动网络，为实时移动多媒体业务提供质量保证。

(1)用提供QoS

在服务模型中，业务流在网络边缘被分成三种类型，分别是：加快转发(EF)、确定转发(AF)并尽力而为，每种类型对应一种类型标志，即区分服务码点(DSCP)。通过查看业务流的核心节点DSCP确定相应数据包的每次跳跃行为(PHB)。

在使用DiffServ每个移动组网MH在家乡注册自己的业务类型，保存这些业务类型的信息HA上。每当MH当移动到其他域的子网时，其业务类型信息也会被移动HA转发到相应的域MH可在外地区建立符合要求的业务类型MH相应的业务类型QoS要求的LSP。以分级移动组网为例，当MH第一次移动到外地区时，注册信息将通过FDA传送到HA，HA则向FDA此时返回注册响应信息HA可以把相关的MH发送业务类型信息FDA，FDA存储此信息。FDA目前在本域漫游的一切都要保存MH业务类型信息。FDA向FA也可以在发送注册应答信息时发送MH发送业务类型信息FA，使FA可以利用MH建立业务类型信息和通信节点E-LSP以实现QoS。

作为E-LSP的入口LER，FA和通信节点有组网/DiffServ功能。它们根据业务流的特点定期、整形、整形数据流DSCP值分配等，并标记数据包。组网网络的中间节点(如FDA)根据收到的数据包DSCP选择相应的值PHB转发数据。正在使用DiffServ在移动网络中，可以提前建立注册信息和业务类型信息来传递信令LSP上传，业务流可以在HA和FDA间以及FDA和FA与业务类型相对应的多项预先建立QoS要求的LSP上传送。使用DiffServ移动网络有两个特点：一是网络内部节点服务机制相对简单，内部节点调度转发简单，流状态信息保存和流监控机制仅在边界节点；二是网络内部节点的服务对象是流量聚集而不是单流，单流信息只保存在网络边界，具有良好的可扩展性和鲁棒性。

(2)用提供QoS

资源预留协议在服务模型中(RSVP)为每个流程段建立资源预留软状态，并依靠接受控制来确定链路或网络节点是否有足够的资源满足QoS要求。RSVP两个主要新闻是PATH和RESV，PATH从发送方到接收方的消息，RESV每个流量的流量特征和分类都包含在新闻中。当接收方收到它时PATH消息后，返回RESV消息，包含在消息中QoS要求。用于移动组网IntServ支持QoS，RESV标签信息被添加到新闻中RSVP在网络中预留资源的同时，也建立了满足感QoS要求的LSP。以分级移动组网为例，当通信节点向时MH发送PATH消息时，PATH消息被转发到FDA，FDA接着把PATH消息转发到MH目前的子网FA。FA根据PATH信息分配一个标签作为标签，然后方向FDA回报包含标签值RESV消息。FDA收到FA发来的RESV消息结束后，先收到消息中的标签值RESV的端口作为FDA与FA之间LSP标签和出口，然后分配一个标签作为标签，并将其转发给通信节点FDA标签信息签信息RESV消息。当RESV到达通信节点后，通信节点将标签值和收到消息RESV端口作为通信节点FDA之间LSP从通信节点到MH的符合QoS要求的LSP就建立起来了。MH新子网移动到新子网时FA向FDA发送RESV新闻，通过类似的过程FA和FDA建立新的满足业务流QoS要求的LSP。由于FDA业务流已经满足了通信节点之间的需求QoS要求的LSP存在，所以在FDA上面只需修改相应的LSP出口标签和出口。正在使用IntServ在移动组网中，PATH和RESV信息可以提前建立LSP上传IntServ移动网络具有较高的灵活性和良好的服务质量保证，但在资源预留、调度和缓冲管理方面，系统成本大，可扩展性差。