互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論薛燕紅

編著xueyanhong999@163.com21世紀(jì)高等學(xué)校規(guī)劃教材機(jī)械工業(yè)出版社目錄全球定位與地理信息系統(tǒng)

物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

共十一章第6章

第8章

第9章

第11章

第10章第1章

第2章

第3章

第4章

第5章

物聯(lián)網(wǎng)概述

射頻識(shí)別與產(chǎn)品電子編碼

無線傳感網(wǎng)絡(luò)

傳感器與微機(jī)電系統(tǒng)

信息自動(dòng)識(shí)別技術(shù)

目錄物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例

物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)論

共十一章第8章

第9章

第11章

第10章第7章

第8章

第9章

第10章

第11章

互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)

物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用接口技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)安全

物聯(lián)網(wǎng)支撐技術(shù)

第7章無線傳感網(wǎng)絡(luò)7.1MPLS

7.1.1MPLS概念7.1.2MPLS體系結(jié)構(gòu)7.1.3MPLS的優(yōu)點(diǎn)7.1.4MPLS與路由協(xié)議7.1.5MPLS的應(yīng)用7.1.6LDP協(xié)議簡(jiǎn)介7.1.7流量工程與MPLSTE7.1.8MPLSL2VPN7.1.9MPLSL3VPN7.23G-LTE-4G7.2.1“3G”7.2.2LTE7.2.3“4G”第5章網(wǎng)絡(luò)傳輸層7.33GPP7.3.1移動(dòng)通信的發(fā)展歷程及關(guān)鍵技術(shù)7.3.23G主流標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介7.3.33GPP核心網(wǎng)絡(luò)發(fā)展概述7.3.43GPPR99核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)7.3.53GPPR4核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)7.3.63GPPR5核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)7.4移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)及其管理7.4.1概念7.4.2移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、3G與物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)系7.4.3移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的熱點(diǎn)及關(guān)鍵技術(shù)7.4.4移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)框架的探討第5章網(wǎng)絡(luò)傳輸層7.5移動(dòng)性管理7.7.1移動(dòng)性管理概述7.7.2移動(dòng)性管理的目標(biāo)和技術(shù)7.7.3GSM系統(tǒng)移動(dòng)性管理7.7.4“3G”移動(dòng)性管理7.6IPV6技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)7.6.1IPv4：物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)困境7.6.2IPV6的簡(jiǎn)介7.6.3地址類型和路由技術(shù)7.6.4IPv4、IPv6的過渡技術(shù)7.6.5IPv6的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決方案7.7下一代網(wǎng)絡(luò)NGN7.7.1概述7.7.2NGN的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)架7.7.3NGN網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)QoS問題分析及解決方法7.7.4支撐NGN系統(tǒng)的主要技術(shù)7.7.5融合接入網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與NGN7.7.6國(guó)外研究機(jī)構(gòu)的研究進(jìn)展和趨勢(shì)

第5章網(wǎng)絡(luò)傳輸層物聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)傳輸層必須把感知到的信息無障礙、可靠而安全地傳送到地球的各個(gè)地方，使“物品”能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離、大范圍的通信。這需要互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)通信技術(shù)不斷地發(fā)展以及不斷地創(chuàng)新和融合，以滿足物聯(lián)網(wǎng)對(duì)傳輸速度、質(zhì)量和安全性的要求。隨著因特網(wǎng)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)路由器因其固有的局限，已成為制約發(fā)展的瓶頸。異步傳遞模式ATM作為寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)B-ISDN的最終解決方案，已被國(guó)際電信聯(lián)盟ITU-T所接受。90年代中期以來，因特網(wǎng)的骨干網(wǎng)和高速局域網(wǎng)大都采用ATM來實(shí)現(xiàn)的。IPoverATM已成為跨電信產(chǎn)業(yè)和計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的多年持久的熱點(diǎn)。先后有重疊模式的CIPOA、LANE和多協(xié)議的MPOA以及集成模式的IP交換機(jī)和標(biāo)記交換機(jī)等多項(xiàng)技術(shù)出現(xiàn)。由于物聯(lián)網(wǎng)的特點(diǎn)，要求傳輸層更快速、更可靠、更安全地傳輸數(shù)據(jù)，因此對(duì)互聯(lián)網(wǎng)、移動(dòng)通信的數(shù)據(jù)傳輸速度和質(zhì)量等提出了更高的要求。經(jīng)過十余年的快速發(fā)展，移動(dòng)通信、互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)已比較成熟，基本能夠滿足物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枰?，且這些技術(shù)還在繼續(xù)快速發(fā)展、創(chuàng)新和融合。7.1MPLS多協(xié)議標(biāo)簽交換（MultiprotocolLabelSwitching，MPLS）是一種用于快速數(shù)據(jù)包交換和路由的體系，它為網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量提供了目標(biāo)、路由、轉(zhuǎn)發(fā)和交換等能力。更重要的是，它具有管理各種不同形式通信流的機(jī)制。MPLS主要解決了路由問題，如路由速度、可擴(kuò)展性、服務(wù)質(zhì)量（QoS）管理以及流量工程（TE），同時(shí)也為下一代IP中樞網(wǎng)絡(luò)解決寬帶管理及服務(wù)請(qǐng)求等問題奠定了基礎(chǔ)。7.1.1MPLS概念多協(xié)議標(biāo)簽交換MPLS最初是為了提高轉(zhuǎn)發(fā)速度而提出的。與傳統(tǒng)IP路由方式相比，它在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，只在網(wǎng)絡(luò)邊緣分析IP報(bào)文頭，而不用在每一跳都分析IP報(bào)文頭，從而節(jié)約了處理時(shí)間。1.MPLS提出的意義傳統(tǒng)的IP數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)是基于逐跳式的，每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)的路由器都要根據(jù)IP包頭的目的地址查找路由表來獲得下一跳的出口，這是個(gè)繁瑣且效率低下的工作，主要的原因有兩個(gè)，一是有些路由的查詢必須對(duì)路由表進(jìn)行多次查找，這就是所謂的遞歸搜索；二是由于路由匹配遵循最長(zhǎng)匹配原則，所以迫使幾乎所有的路由器的交換引擎必須用軟件來實(shí)現(xiàn)，用軟件實(shí)現(xiàn)的交換引擎和ATM交換機(jī)上用硬件來實(shí)現(xiàn)的交換引擎在效率上無法相抗衡。多協(xié)議標(biāo)記交換MPLS在綜合現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了更好的IPoverATM的解決方案。IP和ATM曾經(jīng)是兩個(gè)互相對(duì)立的技術(shù)，但最終走向了融合，MPLS技術(shù)綜合了IP技術(shù)信令簡(jiǎn)單和ATM交換引擎高效的優(yōu)點(diǎn)。7.1MPLS2.定義MPLS技術(shù)起源于IPv4，是一種在開放的通信網(wǎng)上利用標(biāo)記引導(dǎo)數(shù)據(jù)高速、高效傳輸?shù)男录夹g(shù)。MPLS解決了無連接傳輸下的連接問題。最初是為了提高轉(zhuǎn)發(fā)速度而提出的，其核心技術(shù)可擴(kuò)展到多種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，包括IPv6、IPX（InternetPacketExchange）和CLNP（ConnectionlessNetworkProtocol）等。MPLS技術(shù)集二層的快速交換和三層的路由轉(zhuǎn)發(fā)于一體，可以滿足各種新應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求。標(biāo)記調(diào)換轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)是MPLS的核心技術(shù)，是在MPLS域上運(yùn)行的。事實(shí)上，MPLS已不僅僅是在IPoverATM上的一項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)，而是作為L(zhǎng)3層和L2層之間的“墊層”的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。作為一種先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，MPLS可直接應(yīng)用于ATM網(wǎng)和FR網(wǎng)，成為正在研究和發(fā)展的IPoverOPTICS必不可少的技術(shù)，甚至有人提出MPLS是ATM真正的終結(jié)者。7.1MPLS3.MPLS相關(guān)術(shù)語(yǔ)的含義

（1）轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類MPLS作為一種分類轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，將具有相同轉(zhuǎn)發(fā)處理方式的分組歸為一類，稱為轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類FEC（ForwardingEquivalenceClass，F(xiàn)EC）。相同的FEC分組在MPLS網(wǎng)絡(luò)中將獲得完全相同的處理。FEC的劃分方式非常靈活，可以是以源地址、目的地址、源端口、目的端口、協(xié)議類型或VPN等為劃分依據(jù)的任意組合。例如，在傳統(tǒng)的采用最長(zhǎng)匹配算法的IP轉(zhuǎn)發(fā)中，到同一個(gè)目的地址的所有報(bào)文就是一個(gè)FEC。（2）標(biāo)簽標(biāo)簽是一個(gè)長(zhǎng)度固定、只具有本地意義的短標(biāo)識(shí)符，用于唯一標(biāo)識(shí)一個(gè)分組所屬的FEC。在某些情況下，例如要進(jìn)行負(fù)載分擔(dān)，對(duì)應(yīng)一個(gè)FEC可能會(huì)有多個(gè)標(biāo)簽，但是一個(gè)標(biāo)簽只能代表一個(gè)FEC。標(biāo)簽由報(bào)文的頭部所攜帶，不包含拓?fù)湫畔?，只具有局部意義。標(biāo)簽的長(zhǎng)度為4個(gè)字節(jié)（32bits），封裝結(jié)構(gòu)見圖7.1所示。圖7.1標(biāo)簽的封裝結(jié)構(gòu)7.1MPLS3.MPLS相關(guān)術(shù)語(yǔ)的含義

標(biāo)簽共有4個(gè)域：Label域，標(biāo)簽值字段，長(zhǎng)度為20bits，用于轉(zhuǎn)發(fā)的指針；Exp域，長(zhǎng)度為3bits，用于QoS；S域，長(zhǎng)度為1bit，用于標(biāo)識(shí)該標(biāo)簽是否是棧底標(biāo)簽，值為1時(shí)表明為最底層標(biāo)簽，主要應(yīng)用于MPLS標(biāo)簽的多重嵌套；TTL域，長(zhǎng)度為8bits，和IP分組中的TTL（TimeToLive，生存時(shí)間）意義相同。標(biāo)簽與ATM的VPI/VCI以及FrameRelay的DLCI類似，是一種連接標(biāo)識(shí)符。如果鏈路層協(xié)議具有標(biāo)簽域，如ATM的VPI/VCI或FrameRelay的DLCI，則標(biāo)簽封裝在這些域中；如果不支持，則標(biāo)簽封裝在鏈路層和IP層之間的一個(gè)墊層中。這樣，標(biāo)簽?zāi)軌虮蝗我獾逆溌穼铀С帧?/p>

（3）標(biāo)簽交換路由器LSR（LabelSwitchingRouter，標(biāo)簽交換路由器）是MPLS網(wǎng)絡(luò)中的基本元素，所有LSR都支持MPLS技術(shù)。7.1MPLS3.MPLS相關(guān)術(shù)語(yǔ)的含義（4）標(biāo)簽交換路徑一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)等價(jià)類在MPLS網(wǎng)絡(luò)中經(jīng)過的路徑稱為標(biāo)簽交換路徑（LabelSwitchedPath，LSP）。在一條LSP上，沿?cái)?shù)據(jù)傳送的方向，相鄰的LSR分別稱為上游LSR和下游LSR。如圖7.2中，R2為R1的下游LSR，相應(yīng)的，R1為R2的上游LSR。LSP在功能上與ATM和幀中繼的虛電路相同，是從MPLS網(wǎng)絡(luò)的入口到出口的一個(gè)單向路徑。LSP中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)由LSR組成。7.1MPLS3.MPLS相關(guān)術(shù)語(yǔ)的含義（5）標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議LDP（LabelDistributionProtocol，LDP）是MPLS的控制協(xié)議，它相當(dāng)于傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中的信令協(xié)議，負(fù)責(zé)FEC的分類、標(biāo)簽的分配以及LSP的建立和維護(hù)等一系列操作。MPLS可以使用多種標(biāo)簽發(fā)布協(xié)議，包括專為標(biāo)簽發(fā)布而制定的協(xié)議，例如：LDP、CR-LDP（Constraint-BasedRoutingusingLDP，基于約束路由的LDP）；也包括現(xiàn)有協(xié)議擴(kuò)展后支持標(biāo)簽發(fā)布的，例如：BGP（BorderGatewayProtocol，邊界網(wǎng)關(guān)協(xié)議）、RSVP（ResourceReservationProtocol，資源預(yù)留協(xié)議）。同時(shí)，還可以手工配置靜態(tài)LSP。7.1MPLS3.MPLS相關(guān)術(shù)語(yǔ)的含義（6）LSP隧道技術(shù)MPLS支持LSP隧道技術(shù)。一條LSP的上游LSR和下游LSR，盡管它們之間的路徑可能并不在路由協(xié)議所提供的路徑上，但是MPLS允許在它們之間建立一條新的LSP，這樣，上游LSR和下游LSR分別就是這條LSP的起點(diǎn)和終點(diǎn)。這時(shí)，上游LSR和下游LSR間的LSP就是LSP隧道，它避免了采用傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)層封裝隧道。在圖7.2中，R2、R3間的LSP隧道就是R2→R21→R22→R3。如果隧道經(jīng)由的路由與逐跳從路由協(xié)議中取得的路由一致，這種隧道就稱為逐跳路由隧道（Hop-by-HopRoutedTunnel）；否則稱為顯式路由隧道（ExplicitlyRoutedTunnel）。（7）多層標(biāo)簽棧如果分組在超過一層的LSP隧道中傳送，就會(huì)有多層標(biāo)簽，形成標(biāo)簽棧。在每一隧道的入口和出口處，進(jìn)行標(biāo)簽的入棧（PUSH）和出棧（POP）操作。標(biāo)簽棧按照“后進(jìn)先出”方式組織標(biāo)簽，MPLS從棧頂開始處理標(biāo)簽，MPLS對(duì)標(biāo)簽棧的深度沒有限制。7.1MPLS7.1.2MPLS體系結(jié)構(gòu)在MPLS的體系結(jié)構(gòu)中，控制平面（ControlPlane）之間基于無連接服務(wù)，利用現(xiàn)有IP網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)；轉(zhuǎn)發(fā)平面（ForwardingPlane）也稱為數(shù)據(jù)平面（DataPlane），是面向連接的，可以使用ATM、幀中繼等二層網(wǎng)絡(luò)。MPLS使用短而定長(zhǎng)的標(biāo)簽封裝分組，在數(shù)據(jù)平面實(shí)現(xiàn)快速轉(zhuǎn)發(fā)。在控制平面，MPLS擁有IP網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大靈活的路由功能，可以滿足各種新應(yīng)用對(duì)網(wǎng)絡(luò)的要求。對(duì)于核心LSR，在轉(zhuǎn)發(fā)平面只需要進(jìn)行標(biāo)簽分組的轉(zhuǎn)發(fā)。對(duì)于LER（LER，LabelEdgeRouter，邊緣LSR），在轉(zhuǎn)發(fā)平面不僅需要進(jìn)行標(biāo)簽分組的轉(zhuǎn)發(fā)，也需要進(jìn)行IP分組的轉(zhuǎn)發(fā)，前者使用標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表LFIT（LabelForwardingInformationTable，LFIT），后者使用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)表FIT（ForwardingInformationTable，F(xiàn)IT）。7.1MPLS1.

LSR的體系結(jié)構(gòu)LSR的體系結(jié)構(gòu)也就是MPLS節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)。通過修改，能支持標(biāo)簽交換的路由器為L(zhǎng)SR，而支持MPLS功能的ATM交換機(jī)稱為ATM-LSR。LSR設(shè)備的體系結(jié)構(gòu)見圖7.3。7.1MPLSLSR的體系結(jié)構(gòu)分為兩塊：（1）控制平面控制平面（ControlPlane）的功能是與其他LSR交換三層路由信息，以此建立路由表；以標(biāo)簽交換對(duì)路由的綁定信息建立標(biāo)簽信息表LIT；同時(shí)再根據(jù)路由表和LIT生成傳統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)表FIT表和標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表LFIB表?？刂破矫嬉簿褪俏覀兺ǔＫf的路由引擎模塊。（2）數(shù)據(jù)平面數(shù)據(jù)平面（DataPlane）的功能主要是根據(jù)控制平面生成的FIT表和LFIT表轉(zhuǎn)發(fā)IP包和標(biāo)簽包。對(duì)于控制平面中所使用的路由協(xié)議，可以使用以前的任何一種，如OSPF、RIP、BGP等等，這些協(xié)議的主要功能是和其他設(shè)備交換路由信息，生成路由表。這是實(shí)現(xiàn)標(biāo)簽交換的基礎(chǔ)。在控制平面中導(dǎo)入了一種新的協(xié)議即標(biāo)簽分發(fā)協(xié)議LDP，該協(xié)議的功能是用來針對(duì)本地路由表中的每個(gè)路由條目生成一個(gè)本地的標(biāo)簽，由此生成LIT表，再把路由條目和本地標(biāo)簽的綁定通告給鄰居LSR，同時(shí)把鄰居LSR告知的路由條目和標(biāo)簽綁定接收下來放到LIT表里，最后在網(wǎng)絡(luò)路由收斂的情況下，參照路由表和LIT表的信息生成FIT表和LFIT表。7.1MPLS2.MPLS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖7.4所示，MPLS網(wǎng)絡(luò)的基本構(gòu)成單元是LSR，由LSR構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)稱為MPLS域。位于MPLS域邊緣、連接其它用戶網(wǎng)絡(luò)的LSR稱為L(zhǎng)ER，區(qū)域內(nèi)部的LSR稱為核心LSR。核心LSR可以是支持MPLS的路由器，也可以是由ATM交換機(jī)等升級(jí)而成的ATM-LSR。域內(nèi)部的LSR之間使用MPLS通信，MPLS域的邊緣由LER與傳統(tǒng)IP技術(shù)進(jìn)行適配。分組在入口LER被壓入上標(biāo)簽后，沿著由一系列LSR構(gòu)成的LSP傳送，其中，入口LER被稱為Ingress，出口LER被稱為Egress，中間的節(jié)點(diǎn)則稱為Transit。結(jié)合圖7.4，簡(jiǎn)要介紹MPLS的基本工作過程：7.1MPLS7.1MPLS2.MPLS網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

（1）首先，LDP和傳統(tǒng)路由協(xié)議（如OSPF、ISIS等）一起，在各個(gè)LSR中為有業(yè)務(wù)需求的FEC建立路由表和標(biāo)簽信息表LIT。

（2）入口LER接收分組，完成第三層功能，判定分組所屬的FEC，并給分組加上標(biāo)簽，形成MPLS標(biāo)簽分組。

（3）接下來，在LSR構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)中，LSR根據(jù)分組上的標(biāo)簽以及標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)，不對(duì)標(biāo)簽分組進(jìn)行任何第三層處理。

（4）最后，在MPLS出口LER去掉分組中的標(biāo)簽，繼續(xù)進(jìn)行后面的IP轉(zhuǎn)發(fā)。由此可以看出，MPLS并不是一種業(yè)務(wù)或者應(yīng)用，它實(shí)際上是一種隧道技術(shù)，也是一種將標(biāo)簽交換轉(zhuǎn)發(fā)和網(wǎng)絡(luò)層路由技術(shù)集于一身的路由與交換技術(shù)平臺(tái)。這個(gè)平臺(tái)不僅支持多種高層協(xié)議與業(yè)務(wù)，而且，在一定程度上可以保證信息傳輸?shù)陌踩浴?.1MPLS7.1.3

MPLS的優(yōu)點(diǎn)MPLS使用標(biāo)記調(diào)換轉(zhuǎn)發(fā)具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。1.與常規(guī)路由器網(wǎng)相比的優(yōu)點(diǎn)

（1）簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)發(fā)MPLS可按標(biāo)記直接轉(zhuǎn)發(fā)，而IP分組則需應(yīng)用最長(zhǎng)地址最長(zhǎng)匹配算法進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。顯而易見MPLS的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制要簡(jiǎn)單得多，這意味著MPLS更容易實(shí)現(xiàn)用更低費(fèi)用得到更高速率的選路轉(zhuǎn)發(fā)。

（2）高效的明確路由明確路由是由源主機(jī)指定的一條通過互連網(wǎng)到達(dá)目的地址的路徑。明確路由也稱為源路由，是功能非常強(qiáng)大的能用于多種目的的技術(shù)。在常規(guī)路由器網(wǎng)上，源路由用于網(wǎng)絡(luò)測(cè)試，在純數(shù)據(jù)報(bào)傳送時(shí)，IP分組是禁止攜帶完全的明確路由的信息的，在MPLS中允許只在建立LSP時(shí)攜帶完全的明確路由信息，而不需要由每個(gè)IP分組來攜帶；這意味著在MPLS上能實(shí)際應(yīng)用明確路由，能充分利用明確路由上的許多先進(jìn)特性。7.1MPLS

（3）流量工程

在常規(guī)路由器網(wǎng)上，要完成流量工程比較困難。通過調(diào)整網(wǎng)絡(luò)中與鏈路相關(guān)的度量，可以得到一定程度的負(fù)荷均衡，但使用這種方法會(huì)受到非常多的限制。在網(wǎng)絡(luò)的兩點(diǎn)之間有大量的交替路徑，要在所有鏈路上，通過調(diào)整逐跳數(shù)據(jù)報(bào)路由的度量，達(dá)到均衡的流量水平則難以做到。MPLS允許數(shù)據(jù)流從特定的輸入節(jié)點(diǎn)到特定的輸出節(jié)點(diǎn)分別標(biāo)識(shí)，即MPLS提供了對(duì)每對(duì)輸入輸出節(jié)點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量的直接機(jī)制。另外，如果MPLS建立LSP的高效明確路由，就可以直接保證特定的數(shù)據(jù)流沿最優(yōu)的路徑轉(zhuǎn)發(fā)。常規(guī)路由器網(wǎng)上對(duì)每條LSP選路方法的選擇比較困難，但MPLS可以容易做到，包括人工配置路由以及用路由協(xié)議根據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的流量負(fù)荷通告經(jīng)過路由的再計(jì)算后進(jìn)行自動(dòng)調(diào)配等。流量工程是指由數(shù)據(jù)流量選路的一種選擇過程。用于按規(guī)則均衡網(wǎng)絡(luò)中各種鏈路、路由器和交換機(jī)上的流量負(fù)荷。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中任意節(jié)點(diǎn)對(duì)之間有多個(gè)平行的或交替的路徑可使用時(shí)，流量工程是非常重要的。近幾年來，因特網(wǎng)的迅猛增長(zhǎng)，特別是有關(guān)帶寬的需求迅速增加，引起某些核心網(wǎng)要去適合愈來愈多的分支網(wǎng)絡(luò)，其結(jié)果是更增加了流量工程的重要性。7.1MPLS

（4）服務(wù)質(zhì)量服務(wù)質(zhì)量QoS路由是指一種選路方法，該方法是為特定的數(shù)據(jù)流選擇路由，選出的路由應(yīng)滿足特定數(shù)據(jù)流的QoS要求。在許多情況下，QoS路由要使用明確的路由，因QoS路由中最重要的一項(xiàng)是帶寬保證，這同流量工程的要求是相同的。（5）復(fù)雜的業(yè)務(wù)類別特定用戶在因特網(wǎng)上的特定業(yè)務(wù)日益增加，如某些ISP商提供的業(yè)務(wù)，需要知道正在傳送的IP分組的源地址、目的地址、輸入接口和其它的一些特性。一個(gè)適度規(guī)模的ISP需要選取的全部信息，不可能從網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)路由器上再選取出來，而且某些信息如輸入接口信息，除了在網(wǎng)絡(luò)的輸入節(jié)點(diǎn)可能獲得外，在其他節(jié)點(diǎn)難以得到。這意味著配置業(yè)務(wù)類別CoS和服務(wù)質(zhì)量QoS的最好方法，是在網(wǎng)絡(luò)和輸入節(jié)點(diǎn)上將IP分組映射到最合適的CoS和QOS等級(jí)上，并以某些方式來標(biāo)識(shí)這些IP分組。MPLS能提供有效的方法，去標(biāo)識(shí)一個(gè)與CoS和QoS相關(guān)的任何一個(gè)特定的IP分組。MPLS是在MPLS域的輸入節(jié)點(diǎn)Ingress上，一次性地完成IP分組到特定FEC的映射的，使得IP分組到合適的CoS和QoS映射變得容易，其它方式是不易做到的。7.1MPLS（6）功能劃分

MPLS必須支持?jǐn)?shù)據(jù)流的聚集轉(zhuǎn)發(fā)，標(biāo)記就具有粒度性質(zhì)，最細(xì)可標(biāo)識(shí)一個(gè)原始的用戶數(shù)據(jù)流，最粗可標(biāo)識(shí)由全部通過交換機(jī)或路由器的數(shù)據(jù)流聚集成的一個(gè)數(shù)據(jù)流。這就可能將路由處理功能分級(jí)劃分給不同的網(wǎng)絡(luò)單元。例如靠近用戶的網(wǎng)絡(luò)邊緣節(jié)點(diǎn)，配置復(fù)雜的處理功能，而在網(wǎng)絡(luò)的核心部分處理功能盡可能地簡(jiǎn)單，采用純標(biāo)記的轉(zhuǎn)發(fā)。

（7）不同的業(yè)務(wù)類型采用單一的轉(zhuǎn)發(fā)方式MPLS能用單一的轉(zhuǎn)發(fā)方式在同一網(wǎng)絡(luò)上提供給多種業(yè)務(wù)類型。如IP業(yè)務(wù)、幀中繼業(yè)務(wù)、ATM業(yè)務(wù)、TP隧道、VPNs等。7.1MPLS2.與ATM網(wǎng)和FR網(wǎng)的比較（1）路由協(xié)議的伸縮性在IPoverATM的核心網(wǎng)上，對(duì)等層路由器相互連接時(shí)要建立N2個(gè)邏輯鏈路。而在MPLS中對(duì)等層的每個(gè)路由器需要的通信減少到與其直接連接的路由器，在整個(gè)網(wǎng)絡(luò)上所需的處理傳輸交換的最高能力按0（n）流要求。

（2）能在數(shù)據(jù)分組和信元媒質(zhì)上通用操作MPLS對(duì)分組和信元媒質(zhì)上的路由和轉(zhuǎn)發(fā)采用通用方法。這就允許對(duì)流量工程、QoS、CoS和其它性能功能要求采用通用方法。這就意味著同一的標(biāo)記可用于ATM、幀中繼和其他的鏈路層媒質(zhì)。7.1MPLS2.與ATM網(wǎng)和FR網(wǎng)的比較

（3）容易管理對(duì)多種類型的媒質(zhì)，使用通用的路由協(xié)議，通用的標(biāo)記分配方法，可以期望簡(jiǎn)化MPLS網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)管理。

（4）路由風(fēng)暴問題的消除有了MPLS技術(shù)，可以不再使用ATM網(wǎng)上的下一跳解析協(xié)議(NextHopResolutionProtocol，NHRP)和按需直接建立交換虛擬電路SVC（SwitchingVirtualCircuit，SVC），這就消除更新路由引起的爭(zhēng)搶SVC問題，同時(shí)也消除了直接建立SVC有關(guān)的時(shí)延問題。

7.1MPLS

3.MPLS與路由協(xié)議LDP通過逐跳方式建立LSP時(shí)，利用沿途各LSR路由轉(zhuǎn)發(fā)表中的信息來確定下一跳，而路由轉(zhuǎn)發(fā)表中的信息一般是通過IGP、BGP等路由協(xié)議收集的。LDP并不直接和各種路由協(xié)議關(guān)聯(lián)，只是間接使用路由信息。另一方面，通過對(duì)BGP、RSVP等已有協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展，也可以支持標(biāo)簽的分發(fā)。在MPLS的應(yīng)用中，也可能需要對(duì)某些路由協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展。例如，基于MPLS的VPN應(yīng)用需要對(duì)BGP進(jìn)行擴(kuò)展，使BGP能夠傳播VPN（VirtualPrivateNetwork，虛擬專用網(wǎng)）的路由信息；基于MPLS的TE（TrafficEngineering，流量工程）需要對(duì)OSPF或IS-IS協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展，以攜帶鏈路狀態(tài)信息等。7.1MPLS7.1.4MPLS的應(yīng)用在IP網(wǎng)絡(luò)中流量控制和VPN是非常關(guān)鍵的兩項(xiàng)技術(shù)，已逐漸成為擴(kuò)大IP網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的重要標(biāo)準(zhǔn)。MPLS兼容現(xiàn)有各種主流網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，降低網(wǎng)絡(luò)成本，在提供IP業(yè)務(wù)時(shí)能確保QoS和安全性，被認(rèn)為是下一代最具競(jìng)爭(zhēng)力的通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。最初，MPLS技術(shù)結(jié)合了二層交換技術(shù)和三層路由技術(shù)，提高了路由查找速度。但是，隨著ASIC（Application-SpecificIntegratedCircuit，專用集成電路）技術(shù)的發(fā)展，路由查找速度已經(jīng)不成為阻礙網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的瓶頸。這使得MPLS在提高轉(zhuǎn)發(fā)速度方面不具備明顯的優(yōu)勢(shì)。但由于MPLS結(jié)合了IP網(wǎng)絡(luò)強(qiáng)大的三層路由功能和傳統(tǒng)二層網(wǎng)絡(luò)高效的轉(zhuǎn)發(fā)機(jī)制，在轉(zhuǎn)發(fā)平面采用面向連接方式，與現(xiàn)有二層網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)發(fā)方式非常相似，這些特點(diǎn)使得MPLS能夠很容易地實(shí)現(xiàn)IP與ATM、幀中繼等二層網(wǎng)絡(luò)的無縫融合，并為QoS（QualityofService，服務(wù)質(zhì)量）、TE、VPN等應(yīng)用提供更好的解決方案。7.1MPLS1.基于MPLS的VPN傳統(tǒng)的VPN一般是通過GRE、L2TP、PPTP等隧道協(xié)議來實(shí)現(xiàn)私有網(wǎng)絡(luò)間數(shù)據(jù)流在公網(wǎng)上的傳送，LSP本身就是公網(wǎng)上的隧道，因此，用MPLS來實(shí)現(xiàn)VPN有天然的優(yōu)勢(shì)?；贛PLS的VPN就是通過LSP將私有網(wǎng)絡(luò)的不同分支連接起來，形成一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)?；贛PLS的VPN還支持對(duì)不同VPN間的互通控制。

圖7.5是基于MPLS的VPN的基本結(jié)構(gòu)：用戶邊緣設(shè)備CE（CustomerEdge）可以是路由器，也可以是交換機(jī)或主機(jī)；服務(wù)商邊緣路由器PE（ProviderEdge）位于骨干網(wǎng)絡(luò)。PE負(fù)責(zé)對(duì)VPN用戶進(jìn)行管理、建立各PE間LSP連接、同一VPN用戶各分支間路由分派。PE間的路由分派通常是用LDP或擴(kuò)展的BGP協(xié)議實(shí)現(xiàn)。基于MPLS的VPN支持不同分支間IP地址復(fù)用，并支持不同VPN間互通。與傳統(tǒng)的路由相比，VPN路由中需要增加分支和VPN的標(biāo)識(shí)信息，這就需要對(duì)BGP協(xié)議進(jìn)行擴(kuò)展，以攜帶VPN路由信息。7.1MPLS7.1MPLS2.基于MPLS的流量工程基于MPLS的TE和差分服務(wù)Diff-serv特性，在保證網(wǎng)絡(luò)高利用率的同時(shí)，可以根據(jù)不同數(shù)據(jù)流的優(yōu)先級(jí)實(shí)現(xiàn)差別服務(wù)，從而為語(yǔ)音、視頻等數(shù)據(jù)流提供有帶寬保證的低延時(shí)、低丟包率的服務(wù)。由于全網(wǎng)實(shí)施流量工程的難度比較大，因此，在實(shí)際的組網(wǎng)方案中往往通過差分服務(wù)模型來實(shí)施QoS。Diff-Serv的基本機(jī)制是在網(wǎng)絡(luò)邊緣，根據(jù)業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量要求將該業(yè)務(wù)映射到一定的業(yè)務(wù)類別中，利用IP分組中的DS字段（由ToS域而來）唯一的標(biāo)記該類業(yè)務(wù)，然后，骨干網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)根據(jù)該字段對(duì)各種業(yè)務(wù)采取預(yù)先設(shè)定的服務(wù)策略，保證相應(yīng)的服務(wù)質(zhì)量。Diff-Serv的這種對(duì)服務(wù)質(zhì)量的分類和標(biāo)簽機(jī)制和MPLS的標(biāo)簽分配十分相似，事實(shí)上，基于MPLS的Diff-Serv就是通過將DS的分配與MPLS的標(biāo)簽分配過程結(jié)合來實(shí)現(xiàn)的。7.1MPLS7.1.5

LDP協(xié)議簡(jiǎn)介

1.LDP基本概念LDP協(xié)議規(guī)定了標(biāo)簽分發(fā)過程中的各種消息以及相關(guān)的處理進(jìn)程。通過LDP，LSR可以把網(wǎng)絡(luò)層的路由信息直接映射到數(shù)據(jù)鏈路層的交換路徑上，進(jìn)而建立起LSP。LSP既可以建立在兩個(gè)相鄰的LSR之間，也可以建立在兩個(gè)非直連的LSR之間，從而在網(wǎng)絡(luò)中所有中間節(jié)點(diǎn)上都使用標(biāo)簽交換。

（1）LDP對(duì)等體LDP對(duì)等體是指相互之間存在LDP會(huì)話、使用LDP來交換標(biāo)簽/FEC映射關(guān)系的兩個(gè)LSR。LDP對(duì)等體通過它們之間的LDP會(huì)話獲得對(duì)方的標(biāo)簽映射消息。

（2）LDP會(huì)話LDP會(huì)話用于在LSR之間交換標(biāo)簽映射、釋放等消息。LDP會(huì)話可以分為兩種類型：●本地LDP會(huì)話（LocalLDPSession）：建立會(huì)話的兩個(gè)LSR之間是直連的。●遠(yuǎn)端LDP會(huì)話（RemoteLDPSession）：建立會(huì)話的兩個(gè)LSR之間是非直連的。7.1MPLS

（3）LDP消息類型LDP協(xié)議主要使用四類消息：●發(fā)現(xiàn)（Discovery）消息：用于通告和維護(hù)網(wǎng)絡(luò)中LSR的存在。●會(huì)話（Session）消息：用于建立、維護(hù)和終止LDP對(duì)等體之間的會(huì)話?！裢ǜ妫ˋdvertisement）消息：用于創(chuàng)建、改變和刪除標(biāo)簽—FEC綁定?！裢ㄖ∟otification）消息：用于提供建議性的消息和差錯(cuò)通知。為保證LDP消息的可靠發(fā)送，除了發(fā)現(xiàn)階段使用UDP傳輸外，LDP的Session消息、Advertisement消息和Notification消息都使用TCP傳輸。

（4）標(biāo)簽空間與LDP標(biāo)識(shí)符LDP對(duì)等體之間分配標(biāo)簽的范圍稱為標(biāo)簽空間（Labelspace）。可以為L(zhǎng)SR的每個(gè)接口指定一個(gè)標(biāo)簽空間（per-interfacelabelspace），也可以整個(gè)LSR使用一個(gè)標(biāo)簽空間（per-platformlabelspace）。LDP標(biāo)識(shí)符（LDPIdentifier）用于標(biāo)識(shí)特定LSR的標(biāo)簽空間，是一個(gè)六字節(jié)的數(shù)值，格式如下：<LSRID>：<標(biāo)簽空間序號(hào)>其中，LSRID占四字節(jié)，標(biāo)簽空間序號(hào)占兩字節(jié)。取值為1時(shí)表示每個(gè)接口指定一個(gè)標(biāo)簽空間；取值為0時(shí)表示整個(gè)LSR使用一個(gè)標(biāo)簽空間。7.1MPLS

2.LDP標(biāo)簽分發(fā)圖7.6為L(zhǎng)DP標(biāo)簽分發(fā)示意圖。例如，圖7.6中的LSP1上，LSRB為L(zhǎng)SRC的上游LSR。本章前面提到，標(biāo)簽的分發(fā)過程有兩種模式，主要區(qū)別在于標(biāo)簽映射的發(fā)布是上游請(qǐng)求（DoD）還是下游主動(dòng)發(fā)布（DU）。下面分別詳細(xì)描述這兩種模式的標(biāo)簽分發(fā)過程：

（1）DoD（downstream-on-demand）模式上游LSR向下游LSR發(fā)送標(biāo)簽請(qǐng)求消息（LabelRequestMessage），其中包含F(xiàn)EC的描述信息。下游LSR為此FEC分配標(biāo)簽，并將綁定的標(biāo)簽通過標(biāo)簽映射消息（LabelMappingMessage）反饋給上游LSR。下游LSR何時(shí)反饋標(biāo)簽映射消息，取決于該LSR采用的標(biāo)簽分配控制方式。采用Ordered方式時(shí)，只有收到它的下游返回的標(biāo)簽映射消息后，才向其上游發(fā)送標(biāo)簽映射消息；采用Independent方式時(shí)，不管有沒有收到它的下游返回的標(biāo)簽映射消息，都立即向其上游發(fā)送標(biāo)簽映射消息。上游LSR一般是根據(jù)其路由表中的信息來選擇下游LSR。在圖7.6中，LSP1沿途的LSR都采用Ordered方式，LSP2上的LSRF則采用Independent方式。7.1MPLS7.1MPLS

（2）DU（downstreamunsolicited）模式下游LSR在LDP會(huì)話建立成功后，主動(dòng)向其上游LSR發(fā)布標(biāo)簽映射消息。上游LSR保存標(biāo)簽映射信息，并根據(jù)路由表信息來處理收到的標(biāo)簽映射信息。3.LDP基本操作按照先后順序，LDP的操作主要包括發(fā)現(xiàn)階段、會(huì)話建立與維護(hù)、LSP建立與維護(hù)和會(huì)話撤銷四個(gè)階段。

（1）發(fā)現(xiàn)階段在這一階段，希望建立會(huì)話的LSR向相鄰LSR周期性地發(fā)送Hello消息，通知相鄰節(jié)點(diǎn)自己的存在。通過這一過程，LSR可以自動(dòng)發(fā)現(xiàn)它的LDP對(duì)等體，而無需進(jìn)行手工配置。LDP分為基本發(fā)現(xiàn)機(jī)制和擴(kuò)展發(fā)現(xiàn)機(jī)制兩種。7.1MPLS●基本發(fā)現(xiàn)機(jī)制基本發(fā)現(xiàn)機(jī)制用于發(fā)現(xiàn)本地的LDP對(duì)等體，即通過鏈路層直接相連的LSR，建立本地LDP會(huì)話。這種方式下，LSR周期性地以UDP報(bào)文形式從接口發(fā)送LDP鏈路Hello消息（LDPLinkHello）、發(fā)往標(biāo)識(shí)“子網(wǎng)內(nèi)所有路由器”的組播地址、LDP鏈路Hello消息帶有接口的LDP標(biāo)識(shí)符以及其他相關(guān)信息，如果LSR在某個(gè)接口收到了LDP鏈路Hello消息，則表明在該接口（鏈路層）存在LDP對(duì)等體?！駭U(kuò)展發(fā)現(xiàn)機(jī)制擴(kuò)展發(fā)現(xiàn)機(jī)制用于發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)端的LDP對(duì)等體，即不通過鏈路層直接相連的LSR建立遠(yuǎn)端LDP會(huì)話。這種方式下，LSR周期性以UDP報(bào)文形式向指定的IP地址發(fā)送LDP目標(biāo)Hello消息（LDPTargetedHello）、LDP目標(biāo)Hello消息帶有LSR的LDP標(biāo)識(shí)符及其他相關(guān)信息，如果LSR收到LDP目標(biāo)Hello消息，則表明在網(wǎng)絡(luò)層存在LDP對(duì)等體。7.1MPLS（2）會(huì)話建立與維護(hù)發(fā)現(xiàn)鄰居之后，LSR開始建立會(huì)話。這一過程又可分為兩步：第一步，建立傳輸層連接，在LSR之間建立TCP連接；第二步，對(duì)LSR之間的會(huì)話進(jìn)行初始化，協(xié)商會(huì)話中涉及的各種參數(shù)，如LDP版本、標(biāo)簽分發(fā)方式、定時(shí)器值、標(biāo)簽空間等。會(huì)話建立后，通過不斷地發(fā)送Hello消息和Keepalive消息來維護(hù)這個(gè)會(huì)話。

（3）LSP建立與維護(hù)LSP的建立過程實(shí)際就是將FEC和標(biāo)簽進(jìn)行綁定，并將這種綁定通告LSP上相鄰LSR。這個(gè)過程是通過LDP實(shí)現(xiàn)的，以DoD模式為例，主要步驟如下：●當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的路由改變時(shí)，如果有一個(gè)邊緣節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)自己的路由表中出現(xiàn)了新的目的地址，并且這一地址不屬于任何現(xiàn)有的FEC，則該邊緣節(jié)點(diǎn)需要為這一目的地址建立一個(gè)新的FEC。邊緣LSR決定該FEC將要使用的路由，向其下游LSR發(fā)起標(biāo)簽請(qǐng)求消息，并指明是要為哪個(gè)FEC分配標(biāo)簽。●收到標(biāo)簽請(qǐng)求消息的下游LSR記錄這一請(qǐng)求消息，根據(jù)本地的路由表找出對(duì)應(yīng)該FEC的下一跳，繼續(xù)向下游LSR發(fā)出標(biāo)簽請(qǐng)求消息。7.1MPLS●當(dāng)標(biāo)簽請(qǐng)求消息到達(dá)目的節(jié)點(diǎn)或MPLS網(wǎng)絡(luò)的出口節(jié)點(diǎn)時(shí)，如果此節(jié)點(diǎn)尚有可供分配的標(biāo)簽，并且判定上述標(biāo)簽請(qǐng)求消息合法，則該節(jié)點(diǎn)為FEC分配標(biāo)簽，并向上游發(fā)出標(biāo)簽映射消息，標(biāo)簽映射消息中包含分配的標(biāo)簽等信息。●收到標(biāo)簽映射消息的LSR檢查本地存儲(chǔ)的標(biāo)簽請(qǐng)求消息狀態(tài)。對(duì)于某一FEC的標(biāo)簽映射消息，如果數(shù)據(jù)庫(kù)中記錄了相應(yīng)的標(biāo)簽請(qǐng)求消息，LSR將為該FEC進(jìn)行標(biāo)簽分配，并在其標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表中增加相應(yīng)的條目，然后向上游LSR發(fā)送標(biāo)簽映射消息?！癞?dāng)入口LSR收到標(biāo)簽映射消息時(shí)，它也需要在標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表中增加相應(yīng)的條目。這時(shí)，就完成了LSP的建立，接下來就可以對(duì)該FEC對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)分組進(jìn)行標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)了。7.1MPLS（4）會(huì)話撤銷LDP通過檢測(cè)Hello消息來判斷鄰接關(guān)系，通過檢測(cè)Keepalive消息來判斷會(huì)話的完整性。LDP在維持鄰接關(guān)系和LDP會(huì)話中使用到以下兩種不同的定時(shí)器。●Hello保持定時(shí)器：LDP對(duì)等體之間，通過周期性發(fā)送Hello消息表明自己希望繼續(xù)維持這種鄰接關(guān)系。如果Hello保持定時(shí)器超時(shí)仍沒有收到新的Hello消息，則刪除Hello鄰接關(guān)系?！馣eepalive定時(shí)器：LDP對(duì)等體之間通過LDP會(huì)話連接上傳送的Keepalive消息來維持LDP會(huì)話。如果會(huì)話保持定時(shí)器超時(shí)仍沒有收到任何Keepalive消息，則關(guān)閉連接，結(jié)束LDP會(huì)話。7.1MPLS4.LDP環(huán)路檢測(cè)在MPLS域中建立LSP也要防止產(chǎn)生環(huán)路，LDP環(huán)路檢測(cè)機(jī)制可以檢測(cè)LSP環(huán)路的出現(xiàn)，并避免發(fā)生環(huán)路。如果對(duì)MPLS域進(jìn)行環(huán)路檢測(cè)，則必須在所有LSR上都配置環(huán)路檢測(cè)，但在建立LDP會(huì)話時(shí)，并不要求雙方的環(huán)路檢測(cè)配置一致。LDP環(huán)路檢測(cè)有以下兩種方式?！褡畲筇鴶?shù)在傳遞標(biāo)簽綁定（或者標(biāo)簽請(qǐng)求）的消息中包含跳數(shù)信息，每經(jīng)過一跳該值就加一。當(dāng)該值超過規(guī)定的最大值時(shí)即認(rèn)為出現(xiàn)環(huán)路，LSP建立失敗。●路徑向量在傳遞標(biāo)簽綁定（或者標(biāo)簽請(qǐng)求）的消息中記錄路徑信息，每經(jīng)過一跳，相應(yīng)的設(shè)備就檢查自己的LSRID是否在此記錄中。當(dāng)表示路徑向量記錄表中已有本LSR的記錄或路徑的跳數(shù)超過設(shè)置的最大值時(shí)，認(rèn)為出現(xiàn)環(huán)路，LSP建立失敗。如果記錄中沒有自己的LSRID，就會(huì)將其添加到該記錄中。7.1MPLS

7.LDPGR在MPLSLDP會(huì)話建立過程中，LDP設(shè)備需要進(jìn)行FT（FaultTolerance，容錯(cuò)）和GR（GracefulRestart，平滑重啟）能力協(xié)商。如果雙方都是GR設(shè)備，建立的會(huì)話就具有FT/GR感知能力。但是如果有一方是非GR設(shè)備，建立的會(huì)話就不具備FT/GR感知能力。為了支持GR能力，GR設(shè)備需要備份FEC和標(biāo)簽信息。假設(shè)LDP會(huì)話具有GR能力，當(dāng)GRRestarter發(fā)生重啟時(shí)，GRHelper鄰居在檢測(cè)到對(duì)應(yīng)的LDP會(huì)話進(jìn)入down狀態(tài)后，將繼續(xù)保持與GRRestarter的鄰居關(guān)系以及會(huì)話信息，直到重連定時(shí)器（ReconnectTimer）超時(shí)。在重連定時(shí)器超時(shí)前，如果鄰居收到了該GRRestarter的會(huì)話建立請(qǐng)求，它將保留該會(huì)話的LSP（LabelSwitchingPath，標(biāo)簽交換路徑）和標(biāo)簽信息，并恢復(fù)與該GRRestarter的會(huì)話連接。否則，將刪除與該會(huì)話有關(guān)的所有LSP和標(biāo)簽信息。會(huì)話恢復(fù)后，GRRestarter與其鄰居會(huì)分別啟動(dòng)各自的鄰居存活狀態(tài)定時(shí)器（NeighborLivelinessTimer）和恢復(fù)定時(shí)器（RecoveryTimer），同時(shí)恢復(fù)該會(huì)話的所有LSP值，然后互相發(fā)送標(biāo)簽映射和標(biāo)簽請(qǐng)求消息。GRRestarter與其鄰居收到映射消息后會(huì)刪除LSPStale標(biāo)記，并在鄰居存活狀態(tài)定時(shí)器和恢復(fù)定時(shí)器超時(shí)后刪除該會(huì)話的所有LSP信息。在重啟過程中，數(shù)據(jù)層面上的LSP信息將被保留，因此MPLS報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)將不會(huì)中斷。7.1MPLS7.1.6流量工程與MPLSTEMPLSTE是指基于MPLS的流量工程技術(shù)，根據(jù)Internet工程任務(wù)組IETF（InternetEngineeringTaskForce，IETF）的定義，Internet流量工程關(guān)注運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)的性能優(yōu)化。它根據(jù)商業(yè)目標(biāo)，基于科學(xué)和技術(shù)的原則對(duì)Internet流量進(jìn)行測(cè)量、建模、描述和控制，并且通過這些知識(shí)和技術(shù)去達(dá)到特定的性能目標(biāo)，包括讓流量在網(wǎng)絡(luò)中迅速可靠的傳輸，提高網(wǎng)絡(luò)資源的有效利用率，和對(duì)網(wǎng)絡(luò)容量進(jìn)行合理規(guī)劃。MPLSTE相關(guān)的技術(shù)包括：多協(xié)議標(biāo)簽交換（MPLS）、進(jìn)行了流量工程擴(kuò)展的資源預(yù)留協(xié)議(RSVP-TE)、基于約束的標(biāo)簽分配協(xié)議(CR－LDP)、基于約束的路由協(xié)議（QoS路由技術(shù)）、進(jìn)行了流量工程擴(kuò)展的鏈路狀態(tài)路由協(xié)議（OSPF-TE和IS-ISTE）、快速重路由技術(shù)(FRR)。7.1MPLS1.流量工程

（1）流量工程的作用網(wǎng)絡(luò)擁塞是影響骨干網(wǎng)絡(luò)性能的主要問題。擁塞的原因可能是網(wǎng)絡(luò)資源不足，也可能網(wǎng)絡(luò)資源負(fù)載不均衡導(dǎo)致的局部擁塞。TE（TrafficEngineering，流量工程）解決的是由于負(fù)載不均衡導(dǎo)致的擁塞。流量工程通過實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)的流量和網(wǎng)絡(luò)單元的負(fù)載，動(dòng)態(tài)調(diào)整流量管理參數(shù)、路由參數(shù)和資源約束參數(shù)等，使網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)遷移到理想狀態(tài)，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)資源的使用，避免負(fù)載不均衡導(dǎo)致的擁塞?？偟膩碚f，流量工程的性能指標(biāo)包括以下兩個(gè)方面?！衩嫦驑I(yè)務(wù)的性能指標(biāo)：增強(qiáng)業(yè)務(wù)的QoS（QualityofService，服務(wù)質(zhì)量）性能，例如對(duì)分組丟失、時(shí)延、吞吐量以及SLA（ServiceLevelAgreements，服務(wù)等級(jí)協(xié)定）的影響?！衩嫦蛸Y源的性能指標(biāo)：優(yōu)化資源利用。帶寬是一種重要的資源，對(duì)帶寬資源進(jìn)行高效管理是流量工程的一項(xiàng)中心任務(wù)。7.1MPLS1.流量工程

（2）流量工程的解決方案現(xiàn)有的IGP協(xié)議都是拓?fù)潋?qū)動(dòng)的，只考慮網(wǎng)絡(luò)的連接情況，不能靈活反映帶寬和流量特性這類動(dòng)態(tài)狀況。解決IGP上述缺點(diǎn)的方法之一是使用重疊模型（Overlay），如IPoverATM、IPoverFR等。重疊模型在網(wǎng)絡(luò)的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)之上提供了一個(gè)虛擬拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，從而擴(kuò)展了網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的空間，為支持流量與資源控制提供了許多重要功能，可以實(shí)現(xiàn)多種流量工程策略。然而，由于協(xié)議之間往往存在很大差異，重疊模型在可擴(kuò)展性方面存在不足。為了在大型骨干網(wǎng)絡(luò)中部署流量工程，必須采用一種可擴(kuò)展性好、簡(jiǎn)單的解決方案。MPLSTE就是為這一需求而提出的。7.1MPLS2.MPLSTEMPLS本身具有一些不同于IGP的特性，其中就有實(shí)現(xiàn)流量工程所需要的，例如：MPLS支持顯式LSP路由、LSP較傳統(tǒng)單個(gè)IP分組轉(zhuǎn)發(fā)更便于管理和維護(hù)、CR-LDP（Constraint-basedRoutedLabelDistributionProtocol，基于約束路由的LDP）可以實(shí)現(xiàn)流量工程的各種策略、基于MPLS的流量工程的資源消耗較其它實(shí)現(xiàn)方式更低。MPLSTE結(jié)合了MPLS技術(shù)與流量工程，通過建立到達(dá)指定路徑的LSP隧道進(jìn)行資源預(yù)留，使網(wǎng)絡(luò)流量繞開擁塞節(jié)點(diǎn)，達(dá)到平衡網(wǎng)絡(luò)流量的目的。在資源緊張的情況下，MPLSTE能夠搶占低優(yōu)先級(jí)LSP隧道帶寬資源，滿足大帶寬LSP或重要用戶的需求。同時(shí)，當(dāng)LSP隧道故障或網(wǎng)絡(luò)的某一節(jié)點(diǎn)發(fā)生擁塞時(shí)，MPLSTE可以通過備份路徑和FRR（FastReRoute，快速重路由）提供保護(hù)。使用MPLSTE，網(wǎng)絡(luò)管理員只需要建立一些LSP和旁路擁塞節(jié)點(diǎn)，就可以消除網(wǎng)絡(luò)擁塞。隨著LSP數(shù)量的增長(zhǎng)，還可以使用專門的離線工具進(jìn)行業(yè)務(wù)量分析。MPLSTE主要提供下述功能：7.1MPLS（1）提供通過非IGP最短路徑轉(zhuǎn)發(fā)IP分組的能力，可以讓流量容易的繞過網(wǎng)絡(luò)中的擁塞點(diǎn)。（2）為流量提供帶寬保證，通過MPLSTE技術(shù)傳輸?shù)牧髁坎粫?huì)由于鏈路帶寬不夠而被丟棄。（3）為流量提供穩(wěn)定可靠傳輸?shù)谋ＷC，在鏈路或者傳輸節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障的情況下，通過MPLSTE技術(shù)保證的流量所受影響盡可能的小，且對(duì)上層業(yè)務(wù)不可見。（4）可以從鏈路或者節(jié)點(diǎn)故障中動(dòng)態(tài)恢復(fù)，通過適應(yīng)一套新的約束來改變骨干網(wǎng)的拓?fù)?。?）起用不等價(jià)負(fù)載均衡，允許使用不是由IGP學(xué)習(xí)到的路由。（6）在確定穿越骨干網(wǎng)的顯式路由時(shí)，它計(jì)算鏈路帶寬以及數(shù)據(jù)流的規(guī)模。（7）不需要手工配置網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來建立顯式路由，而且可以依靠MPLS流量工程功能來理解骨干網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及自動(dòng)的信令過程。7.1MPLS

3.LSP隧道對(duì)于一條LSP，一旦在Ingress節(jié)點(diǎn)為報(bào)文分配了標(biāo)簽，流量的轉(zhuǎn)發(fā)就完全由標(biāo)簽決定了。流量對(duì)LSP的中間節(jié)點(diǎn)是透明的，從這個(gè)意義上來說，一條LSP可以看作是一條LSP隧道。

4.MPLSTE隧道在部署重路由（Reroute）或需要將流量通過多條路徑傳輸時(shí)，可能需要用到多條LSP隧道。在TE中，這樣的一組LSP隧道稱為TE隧道（TrafficEngineeredTunnel）。7.1MPLS7.1.7MPLSL2VPN

1.傳統(tǒng)的VPN傳統(tǒng)的基于ATM或FR技術(shù)的VPN應(yīng)用非常廣泛，它們能在不同VPN間共享運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。這種VPN的不足至少有以下兩點(diǎn)。（1）依賴于專用的介質(zhì)（如ATM或FR）。為提供基于ATM的VPN服務(wù)，運(yùn)營(yíng)商必須建立覆蓋全部服務(wù)范圍的ATM網(wǎng)絡(luò)；為提供基于FR的VPN服務(wù)，又需要建立覆蓋全部服務(wù)范圍的FR網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)建設(shè)上造成浪費(fèi)。

（2）部署復(fù)雜。尤其是向已有的VPN加入新的Site（站點(diǎn)）時(shí)，需要同時(shí)修改所有接入此VPN站點(diǎn)的邊緣節(jié)點(diǎn)的配置。由于以上缺點(diǎn)，新的VPN替代方案應(yīng)運(yùn)而生，MPLSL2VPN就是其中的一種。7.1MPLS2.MPLSL2VPNMPLSL2VPN提供基于MPLS（MultiprotocolLabelSwitching，多協(xié)議標(biāo)簽交換）網(wǎng)絡(luò)的二層VPN服務(wù)，使運(yùn)營(yíng)商可以在統(tǒng)一的MPLS網(wǎng)絡(luò)上提供基于不同數(shù)據(jù)鏈路的二層VPN，包括ATM、FR、VLAN、Ethernet、PPP等。同時(shí)，MPLS網(wǎng)絡(luò)仍可以提供傳統(tǒng)IP、MPLSL3VPN、流量工程和QoS等服務(wù)。簡(jiǎn)單來說，MPLSL2VPN就是在MPLS網(wǎng)絡(luò)上透明傳輸用戶二層數(shù)據(jù)。從用戶的角度來看，MPLS網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)二層交換網(wǎng)絡(luò)，可以在不同節(jié)點(diǎn)間建立二層連接。MPLSL2VPN組網(wǎng)示意圖見圖7.7。以ATM為例，每個(gè)用戶邊緣設(shè)備（CustomerEdge，CE）配置一條ATM虛電路（VirtualCircuit，VC），通過MPLS網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)端CE相連，這與通過ATM網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)類似。7.1MPLS7.1MPLS4.MPLSL2VPN的基本概念在MPLSL2VPN中，CE、PE、P的概念與MPLSL3VPN一樣，原理也相似。（1）CE（CustomerEdge）設(shè)備：用戶網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備，有接口直接與SP相連。CE可以是路由器，也可以是一臺(tái)主機(jī)。CE“感知”不到VPN的存在，也不需要必須支持MPLS。（2）PE（ProviderEdge）路由器：服務(wù)提供商邊緣路由器，是服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)的邊緣設(shè)備，與用戶的CE直接相連。在MPLS網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)VPN的所有處理都發(fā)生在PE上。（3）P（Provider）路由器：服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)中的骨干路由器，不與CE直接相連。P設(shè)備只需要具備基本MPLS轉(zhuǎn)發(fā)能力。MPLSL2VPN通過標(biāo)簽棧實(shí)現(xiàn)用戶報(bào)文在MPLS網(wǎng)絡(luò)中的透明傳送：外層標(biāo)簽（稱為Tunnel標(biāo)簽）用于將報(bào)文從一個(gè)PE傳遞到另一個(gè)PE；內(nèi)層標(biāo)簽（稱為VC標(biāo)簽）用于區(qū)分不同VPN中的不同連接；接收方PE根據(jù)VC標(biāo)簽決定將報(bào)文轉(zhuǎn)發(fā)給哪個(gè)CE。圖7.8是MPLSL2VPN轉(zhuǎn)發(fā)過程中報(bào)文標(biāo)簽棧變化的示意圖。在圖7.8中，L2PDU是鏈路層報(bào)文，PDU（ProtocolDataUnit）是協(xié)議數(shù)據(jù)單元，T是Tunnel標(biāo)簽，V是VC標(biāo)簽，T’表示轉(zhuǎn)發(fā)過程中外層標(biāo)簽被替換。7.1MPLS7.1MPLS7.1.8MPLSL3VPNMPLSL3VPN是服務(wù)提供商VPN解決方案中一種基于PE的L3VPN技術(shù)，它使用BGP在服務(wù)提供商骨干網(wǎng)上發(fā)布VPN路由，使用MPLS在服務(wù)提供商骨干網(wǎng)上轉(zhuǎn)發(fā)VPN報(bào)文。MPLSL3VPN組網(wǎng)方式靈活、可擴(kuò)展性好，并能夠方便地支持MPLSQoS和MPLSTE，因此得到越來越多的應(yīng)用。MPLSL3VPN模型由三部分組成：CE、PE和P，其原理與MPLSL2VPN中的CE、PE和P相同，此處不再敘述。

圖7.9是一個(gè)MPLSL3VPN組網(wǎng)方案的示意圖。CE和PE的劃分主要是根據(jù)SP與用戶的管理范圍，CE和PE是兩者管理范圍的邊界。CE設(shè)備通常是一臺(tái)路由器，當(dāng)CE與直接相連的PE建立鄰接關(guān)系后，CE把本站點(diǎn)的VPN路由發(fā)布給PE，并從PE學(xué)到遠(yuǎn)端VPN的路由。CE與PE之間使用BGP/IGP交換路由信息，也可以使用靜態(tài)路由。7.1MPLS7.1MPLSPE從CE學(xué)到CE本地的VPN路由信息后，通過BGP與其它PE交換VPN路由信息。PE路由器只維護(hù)與它直接相連的VPN的路由信息，不維護(hù)服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)中的所有VPN路由。P路由器只維護(hù)到PE的路由，不需要了解任何VPN路由信息。當(dāng)在MPLS骨干網(wǎng)上傳輸VPN流量時(shí)，入口PE作為IngressLSR（LabelSwitchRouter，標(biāo)簽交換路由器），出口PE作為EgressLSR，P路由器則作為TransitLSR。

1.Site在介紹VPN時(shí)經(jīng)常會(huì)提到“Site”，Site（站點(diǎn)）的含義可以從下述幾個(gè)方面理解：●Site是指相互之間具備IP連通性的一組IP系統(tǒng)，并且，這組IP系統(tǒng)的IP連通性不需通過服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)?！馭ite的劃分是根據(jù)設(shè)備的拓?fù)潢P(guān)系，而不是地理位置，盡管在大多數(shù)情況下一個(gè)Site中的設(shè)備地理位置相鄰。●一個(gè)Site中的設(shè)備可以屬于多個(gè)VPN，換言之，一個(gè)Site可以屬于多個(gè)VPN?！馭ite通過CE連接到服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)，一個(gè)Site可以包含多個(gè)CE，但一個(gè)CE只屬于一個(gè)Site。對(duì)于多個(gè)連接到同一服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)的Sites，通過制定策略，可以將它們劃分為不同的集合（set），只有屬于相同集合的Sites之間才能通過服務(wù)提供商網(wǎng)絡(luò)互訪，這種集合就是VPN。7.1MPLS2.地址空間重疊VPN是一種私有網(wǎng)絡(luò)，不同的VPN獨(dú)立管理自己使用的地址范圍，也稱為地址空間（AddressSpace）。不同VPN的地址空間可能會(huì)在一定范圍內(nèi)重合，比如，VPN1和VPN2都使用了/24網(wǎng)段的地址，這就發(fā)生了地址空間重疊（OverlappingAddressSpaces）。3.VPN實(shí)例在MPLSVPN中，不同VPN之間的路由隔離通過VPN實(shí)例（VPN-instance）實(shí)現(xiàn)。PE為每個(gè)直接相連的Site建立并維護(hù)專門的VPN實(shí)例。VPN實(shí)例中包含對(duì)應(yīng)Site的VPN成員關(guān)系和路由規(guī)則。如果一個(gè)Site中的用戶同時(shí)屬于多個(gè)VPN，則該Site的VPN實(shí)例中將包括所有這些VPN的信息。為保證VPN數(shù)據(jù)的獨(dú)立性和安全性，PE上每個(gè)VPN實(shí)例都有相對(duì)獨(dú)立的路由表和LFIB（LabelForwardingInformationBase，標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表）。具體來說，VPN實(shí)例中的信息包括：標(biāo)簽轉(zhuǎn)發(fā)表、IP路由表、與VPN實(shí)例綁定的接口以及VPN實(shí)例的管理信息。VPN實(shí)例的管理信息包括RD（RouteDistinguisher，路由標(biāo)識(shí)符）、路由過濾策略、成員接口列表等。7.1MPLS

4.VPN-IPv4地址傳統(tǒng)BGP無法正確處理地址空間重疊的VPN的路由。假設(shè)VPN1和VPN2都使用了/24網(wǎng)段的地址，并各自發(fā)布了一條去往此網(wǎng)段的路由，BGP將只會(huì)選擇其中一條路由，從而導(dǎo)致去往另一個(gè)VPN的路由丟失。PE路由器之間使用MP-BGP來發(fā)布VPN路由，并使用VPN-IPv4地址族來解決上述問題。VPN-IPv4地址共有12個(gè)字節(jié)，包括8字節(jié)的RD和4字節(jié)的IPv4地址前綴，如圖7.10所示。7.1MPLSPE從CE接收到普通IPv4路由后，需要將這些私網(wǎng)VPN路由發(fā)布給對(duì)端PE。私網(wǎng)路由的獨(dú)立性是通過為這些路由附加RD實(shí)現(xiàn)的。SP可以獨(dú)立地分配RD，但必須保證RD的全局唯一性。這樣，即使來自不同服務(wù)提供商的VPN使用了同樣的IPv4地址空間，PE路由器也可以向各VPN發(fā)布不同的路由。建議為PE上每個(gè)VPN實(shí)例配置專門的RD，以保證到達(dá)同一CE的路由都使用相同的RD。RD為0的VPN-IPv4地址相當(dāng)于全局唯一的IPv4地址。RD的作用是添加到一個(gè)特定的IPv4前綴，使之成為全局唯一的VPNIPv4前綴。RD或者是與自治系統(tǒng)號(hào)（ASN）相關(guān)的，在這種情況下，RD是由一個(gè)自治系統(tǒng)號(hào)和一個(gè)任意的數(shù)組成；或者是與IP地址相關(guān)的，在這種情況下，RD是由一個(gè)IP地址和一個(gè)任意的數(shù)組成。RD有兩種格式，通過2字節(jié)的類型字段Type區(qū)分：●類型字段Type為0時(shí)，管理器子字段（Administrator）占2字節(jié)，分配數(shù)值子字段（Assignednumber）占4字節(jié)，格式為：16bits自治系統(tǒng)號(hào):32bits用戶自定義數(shù)字。例如：100:1●類型字段Type為1時(shí)，Administrator子字段占4字節(jié)，Assignednumber子字段占2字節(jié)，格式為：32bitsIPv4地址:16bits用戶自定義數(shù)字。例如：:1。為保證RD的全局唯一性，建議不要將Administrator子字段的值設(shè)置為私有AS號(hào)或私有IP地址。7.1MPLS

7.VPNTarget屬性MPLSL3VPN使用BGP擴(kuò)展團(tuán)體屬性——VPNTarget（也稱為RouteTarget）來控制VPN路由信息的發(fā)布。PE路由器上的VPN實(shí)例有兩類VPNTarget屬性：●ExportTarget屬性：在本地PE將從與自己直接相連的Site學(xué)到的VPN-IPv4路由發(fā)布給其它PE之前，為這些路由設(shè)置ExportTarget屬性。●ImportTarget屬性：PE在接收到其它PE路由器發(fā)布的VPN-IPv4路由時(shí)，檢查其ExportTarget屬性，只有當(dāng)此屬性與PE上VPN實(shí)例的ImportTarget屬性匹配時(shí)，才把路由加入到相應(yīng)的VPN路由表中。也就是說，VPNTarget屬性定義了一條VPN-IPv4路由可以為哪些Site所接收，PE路由器可以接收哪些Site發(fā)送來的路由。與RD類似，VPNTarget也有兩種格式：●16bits自治系統(tǒng)號(hào):32bits用戶自定義數(shù)字，例如：100:1?！?2bitsIPv4地址:16bits用戶自定義數(shù)字，例如：:1。7.1MPLS

6.MP-BGPMP-BGP（MultiprotocolextensionsforBGP-4）在PE路由器之間傳播VPN組成信息和路由。MP-BGP向下兼容，既可以支持傳統(tǒng)的IPv4地址族，又可以支持其他地址族（比如VPN-IPv4地址族）。使用MP-BGP既確保VPN的私網(wǎng)路由只在VPN內(nèi)發(fā)布，又實(shí)現(xiàn)了MPLSVPN成員間的通信。

7.路由策略（RoutingPolicy）在通過入口、出口擴(kuò)展團(tuán)體來控制VPN路由發(fā)布的基礎(chǔ)上，如果需要更精確地控制VPN路由的引入和發(fā)布，可以使用入方向或出方向路由策略。入方向路由策略根據(jù)路由的VPNTarget屬性進(jìn)一步過濾可引入到VPN實(shí)例的路由，它可以拒絕接收引入列表中的團(tuán)體選定的路由，而出方向路由策略則可以拒絕發(fā)布輸出列表中的團(tuán)體選定的路由。VPN實(shí)例創(chuàng)建完成后，可以選擇是否需要配置入方向或出方向路由策略。7.1MPLS8.隧道策略（TunnelingPolicy）隧道策略用于選擇給特定VPN實(shí)例的報(bào)文使用的隧道。隧道策略是可選配的，VPN實(shí)例創(chuàng)建完成后，就可以配置隧道策略。缺省情況下，選擇LSP做為隧道，不進(jìn)行負(fù)載分擔(dān)（負(fù)載分擔(dān)條數(shù)為1）。另外，隧道策略只在同一AS域內(nèi)生效。7.23GPP3GPP是領(lǐng)先的3G技術(shù)規(guī)范機(jī)構(gòu)，是由歐洲的ETSI、日本的ARIB和TTC、韓國(guó)的TTA以及美國(guó)的T1在1998年底發(fā)起成立的，旨在研究制定并推廣基于演進(jìn)的GSM核心網(wǎng)絡(luò)的3G標(biāo)準(zhǔn)，即WCDMA，TD-SCDMA，EDGE等。3GPP的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)由2G網(wǎng)絡(luò)到3G網(wǎng)絡(luò)的平滑過渡，保證未來技術(shù)的后向兼容性，支持輕松建網(wǎng)及系統(tǒng)間的漫游和兼容。7.2.1移動(dòng)通信的發(fā)展歷程及關(guān)鍵技術(shù)回顧近十年的發(fā)展，可以說，移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展開辟了一個(gè)巨大的市場(chǎng)，而市場(chǎng)的急需又推動(dòng)了移動(dòng)通信技術(shù)進(jìn)步和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的制定。就在第三代移動(dòng)通信發(fā)展之際，世界已開始研究第四代移動(dòng)通信。7.23GPP

1.第一代移動(dòng)通信技術(shù)第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)（如AMPS和TACS等）是采用FDMA制式的模擬蜂窩系統(tǒng)。由于受到傳輸帶寬的限制，不能進(jìn)行移動(dòng)通信的長(zhǎng)途漫游，只能是一種區(qū)域性的移動(dòng)通信系統(tǒng)。第一代移動(dòng)通信有多種制式，我國(guó)主要采用的是TACS。第一代移動(dòng)通信有很多不足之處，比如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通話質(zhì)量不高、不能提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、不能提供自動(dòng)漫游等。第一代移動(dòng)通信技術(shù)主要采用的是模擬技術(shù)和頻分多址(FDMA)技術(shù)。由于受到傳輸帶寬的限制，不能進(jìn)行移動(dòng)通信的長(zhǎng)途溫游，只能是一種區(qū)域性的移動(dòng)通信系統(tǒng)。第一代移動(dòng)通信有多種制式，我國(guó)主要采用的是TACS。第一代移動(dòng)通信有很多不足之處，比如容量有限、制式太多、互不兼容、保密性差、通話質(zhì)量不高、不能提供數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)、不能提供自動(dòng)漫游等。7.23GPP2.第二代移動(dòng)通信技術(shù)第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)主要采用的是數(shù)字的時(shí)分多址（TDMA）技術(shù)和碼分多址（CDMA）技術(shù)。主要業(yè)務(wù)是語(yǔ)音，其主特性是提供數(shù)字化的話音業(yè)務(wù)及低速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。它克服了模擬移動(dòng)通信系統(tǒng)的弱點(diǎn)，話音質(zhì)量、保密性能得到大的提高，并可進(jìn)行省內(nèi)、省際自動(dòng)漫游。第二代移動(dòng)通信替代第一代移動(dòng)通信系統(tǒng)完成模擬技術(shù)向數(shù)字技術(shù)的轉(zhuǎn)變，但由于第二代采用不同的制式，移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，用戶只能在同一制式覆蓋的范圍內(nèi)進(jìn)行漫游，因而無法進(jìn)行全球漫游，由于第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)帶寬有限，限制了數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的應(yīng)用，也無法實(shí)現(xiàn)高速率的業(yè)務(wù)如移動(dòng)的多媒體業(yè)務(wù)。2.5G主要解決數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)傳輸速率低和直接上因特網(wǎng)的問題。GSM增加了分組無線業(yè)務(wù)GPRS和EDGE技術(shù)，速率從9.6kbit/s提高到120kbit/s；CDMA發(fā)展成CDMA1X，速率從9.6kbit/s提高到150kbit/s左右。第二代移動(dòng)通信技術(shù)主要采用的是數(shù)字的時(shí)分多址(TDMA)技術(shù)和碼分多址(CDMA)技術(shù)。全球主要有GSM和CDMA兩種體制，GSM技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)由歐洲提出，目前全球絕大多數(shù)國(guó)家使用這一標(biāo)準(zhǔn)，CDMA由美國(guó)高通公司提出，目前在美國(guó)、韓國(guó)等國(guó)家使用。7.23GPP3.第三代移動(dòng)通信技術(shù)人類對(duì)21世紀(jì)移動(dòng)通信發(fā)展的理想是實(shí)現(xiàn)任何人（Whoever）在任何時(shí)間（Whenever）和任何地點(diǎn)（Wherever），能夠向任何其他人（Whomever）傳送任何信息（Whatever）。在這個(gè)網(wǎng)絡(luò)中，每個(gè)人有一個(gè)個(gè)人識(shí)別號(hào)碼(PIN），跨越多個(gè)網(wǎng)絡(luò)建立自己所需業(yè)務(wù)的通信連接，把“服務(wù)到終端”推向“服務(wù)到個(gè)人”，在任何位置、網(wǎng)絡(luò)和終端上均能發(fā)起和接受呼叫。為了解決正在運(yùn)行的第二代數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)所面臨的問題，并且滿足人們不斷增長(zhǎng)的對(duì)于數(shù)據(jù)傳輸能力和更好的頻譜利用率的迫切要求，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）早在1985年提出3G，稱為未來公眾陸地移動(dòng)通信系統(tǒng)（FPLMTS），1996年ITU將FPLMTS正式更名為IMT-2000標(biāo)準(zhǔn)（InternationalMobileTelecommunication2000），統(tǒng)稱為3G系統(tǒng)，即國(guó)際移動(dòng)通信系統(tǒng)。第三代移動(dòng)通信技術(shù)與前面兩代相比有更寬的帶寬，其傳輸速度最低為384K，最高為2M，帶寬可達(dá)5MHz以上。不僅能傳輸話音，還能傳輸數(shù)據(jù)，從而提供快捷、方便的無線應(yīng)用。能夠?qū)崿F(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸和寬帶多媒體服務(wù)是第三代移動(dòng)通信的另個(gè)主要特點(diǎn)。第三代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)能將高速移動(dòng)接入和基于互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議的服務(wù)結(jié)合起來，提高無線頻率利用效率。提供包括衛(wèi)星在內(nèi)的全球覆蓋并實(shí)現(xiàn)有線和無線以及不同無線網(wǎng)絡(luò)之間業(yè)務(wù)的無縫連接。滿足多媒體業(yè)務(wù)的要求，從而為用戶提供更經(jīng)濟(jì)、內(nèi)容更豐富的無線通信服務(wù)。7.23GPP7.2.23G主流標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介2000年5月，ITU正式公布第三代移動(dòng)通信標(biāo)準(zhǔn)IMT-2000（國(guó)際移動(dòng)電話2000）標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)提交的時(shí)分同步碼分多址（TDSCDMA）正式成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，與歐洲寬帶碼分多址（WCDMA）、美國(guó)的碼分多址（CDMA2000）標(biāo)準(zhǔn)一起成為3G主流的三大標(biāo)準(zhǔn)之一。TDSCDMA作為第三代移動(dòng)通信國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，是我國(guó)科技自主創(chuàng)新的的重要標(biāo)志。2008年12