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移动全IP网络电话介绍

来源:网络  发布时间:2014-12-10 12:15:42

全IP网络取代了当前的电路交换网络,网络的变化使无线网络与互联网络融合的更加完美。

 

全IP移动通信网

全IP移动通信网将各种无线接口标准和接入手段的数据信号通过IP网关连接到Internet,其业务是传统移动业务与Internet业务的结合与延伸,可以统称为无线Internet业务。

 

移动全IP网络电话介绍

 

全IP移动通信网的网络层移动性管理

全IP移动通信网移动性管理可以分为3个层次:空中接口(物理层)移动性管理、链路层移动性管理和网络层移动性管理。全IP移动通信网中,由于从移动台到网关完全依赖于IP技术接人Internet,使网络层移动性管理问题成为关键。

如图2所示全IP移动通信网的网络层移动性模型。在这个模型中,网络层移动性管理可以分为两个层次:域内移动性管理和域间移动性管理。域内移动性又称微移动性(Micro-mobility),域内移动性管理是指对于移动节点在同一个域中移动的管理;域间移动性又称宏移动性(Macro-mobility),域间移动性管理是指对于移动节点在域和域之间移动的管理。

图2中,移动节点(MN)为处于移动中的用户终端或手机,从IP的角度指从一个网络移动进人另一个网络而改变接人点的主机;域(Domain)为在一个管理实体下的无线接人网由基站(BS)和站点组成。基站是指能直接通过无线接口与移动节点通信的设备;站点是指全IP移动通信网基站以外的其他网络设备。

 

域内(微)移动性管理

如图2所示全IP移动通信网的网络层移动性模型的域1中,网关周期性地向整个接人网中发送广播消息,这些消息最终会到达各个基站。每个基站会记录下收到该消息的端口(该端口必然与另一个基站或网关相邻)。当移动节点有数据需要发送到网关时,只需要将数据包发送到为它服务的基站,基站将数据包转发到刚才接收到网关广播消息的端口,相邻的基站收到数据包后依次类推。这样,该数据包必然能够到达网关。

由移动节点到网关的数据包在发送的过程中,途中的各个基站都会建立相应的路由表,并保存在路由缓存中。路由表的格式是形如<移动节点IP Addr,Port>的映射,表明由某一移动节点发送的数据来自某一个端口(同样,该端口与某基站相邻,或可以与移动节点直接通信)。网关也有同样的路由表。

当有数据包需要从网关发送到移动节点时,网关首先查找路由表,然后根据映射将数据包发送到相应的端口,也即到达相邻的基站,该基站也这样处理数据包。依次类推,数据包就可以到达移动节点所在的小区的基站,最终到达移动节点。这样就解决了数据从网关到达移动节点的问题。

蜂窝IP中的路由如图3所示,网关发送的广播消息通过“网关一基站1端口b~基站1端口a一基站2端口b'”的路径到达基站2,同样也会到达基站3。基站2记录下广播消息来自端口b',基站1记录下广播消息来自端口b。当手机1向网关发送数据包时,数据包首先到达基站2,基站2就将该数据包由端口b'转发出去,到达基站1,基站1再由端口b转发,使数据包到达网关。

在数据包由手机向网关发送的过程中,基站2在它的路由表中创建一个表项<手机1,端口a'>;同样地,基站1创建表项<手机1,端口a>;网关的路由表中有<手机I,端口G>。当有数据包需要从网关发送到手机1时,网关查路由表项<手机1,端口G>可知,目的地址为手机1的数据包应该从端口G发送出去;数据包到达基站1后,基站1同样通过查表,将数据包从端口a发送出去;基站2照此处理,数据包就可以到手机。

 

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Mobile IP建议标准

利用Mobile IP可以实现全IP移动通信网域间(宏)移动性管理[3J。让一个移动节点(MN)使用一对IP地址实现移动的功能。Mobile IP中的移动代理被称为外区代理(FA)。移动节点连接到外区网络时,该移动节点将从该网络的外区代理获得一个在本次连接中有效的临时IP地址,此IP地址称为转交地址(COA)。通过位置登记,移动节点将转交地址报告给归属代理(HA),归属代理由此获知移动节点当前的外区代理,然后就可以将数据包通过隧道传送给移动节点。在数据包重新定向和路由优化过程中,发往移动节点的数据包实际上首先路由到移动节点的归属网络,由归属代理通过重新截取、封装后将其发往外区代理,最后发往移动节点。Mobile IP中的位置登记和数据包传送如图4所示,其中相关主机(CH)表示与移动节点通信的主机。

 

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信息网络的高速接人

信息高速公路最后lkm的瓶颈可采用南京电信局于1999年建成的“超级金陵热线”宽带IP试验网闭。试验网的主体方案采用光纤传输技术和基于3层的千兆以太网交换技术,依托丰富的光纤接人网资源,建设覆盖全市的城域宽带IP网络,为用户提供信息网络的高速接人。2。 2移动全IP上的Qos保证

当全IP网络应用时,QoS协议可提供一定的服务质量(QoS),使得某些应用获得非缺省的服务。在移动环境下,资源预留的难点着重在移动节点和基站之间资源的有效预留和分配,Mobile RSVP}S〕的主要思想是在移动节点可能移动到的区域上预先设定一个被动资源预留(Passive reservation)。相对应,移动节点当前所在路径上的称为激活资源预留(Activereservation)。当移动节点切换到有被动资源预留的区域时,能很快获得目前应用业务所需的资源。当移动节点不在有被动资源预留的区域时,这个被动资源预留可以供其他用户使用。同时,在移动节点和基站之间使用CBQ(Class Based Queueing)机制调度无线链路资源共享。

RSVP扩展性较差而且难于在移动IP上实现端到端的QoS,结合区分服务协议(Diffserv)可解决这一问题。

Diffserv通过汇聚( Aggregate)和每一跳行为PHB(Per Hop Behavior)的方式来提供一定程度上的QoS保证。汇聚的含义在于路由器可以把QoS需求相近的各业务流看成一个大类,以减少调度算法所处理的队列数;PHB的含义在于逐跳的转发方式,每个PHB对应一种转发方式或QoS要求。

Diffserv的协议机制体现在DS字节。Diffserv定义了一个新的IP头格式来进行服务区分,称为DS字段,在IPv4中采用TOS(Type of Service)字段,在IPv6中采用Traffic Class字节来分类,IP头被划分为6 bit的区分服务码点(DSCP)和2 bit的未用字段。每一个分组将按不同业务的服务质量来给定一转发对待,并定义了一个基本的转发对待(PHB)集。

Diffserv目前主要有两种服务类型,加速转发和确保转发。加速转发(EF)规定最小时延和抖动,提供高水平的汇聚QoS,超过流文件(Traffic Profile)的流被抛弃。确保转发(AF),不符合AF流文件的流将不被转发、缓存或降低服务质量转发。

Diffserv简化了信令,对业务流的分类颗粒度较粗,在移动环境下对实时业务的支持上还存在着一定的缺陷。但Diffserv扩展性强,可以把Dif f serv作为RSVP的一个很好的补充。    RSVP和Diffserv在Mobile IP上提供QoS时,各有优点和局限。我们可以将RSVP和Diffserv结合起来提供端到端QoS。骨干路由器采用Diffserv,主机可以进行RSVP请求,在骨干接人点的边界路由器把它映射到DS字节,而在骨干网输出点路由器又把它复原为RSVP并送至最终目标,RSVP和Diff-serv结合实现端到端的QoS如图5所示。

 

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