PLS技术在智能空间中的研究

Research of MPLS Technology in Smart Space
　　 Li Gang,Li ChunYu
　　 (School of Computer Science&Information Engineering,Anyang Institute of Technology,Anyang455000,China)
　　 Abstract:Smart space which is an important branch,speaks volumes for the characteristics of pervasive computing.Having analyzed the characteristics of information interaction and studied the model of functional requirement,one dynamic information space four levels model is proposed in this paper,and one new scheme of information transport with MPLS technology is designed.
　　 Keywords:Pervasive computing;Smart space;Data transport;MPLS
　　 technology
　　 一、引言
　　 普适计算[1]思想的出现和发展使经历了自1946年计算机诞生以来的第一代主机计算(mainframe computing),第二代个人机计算(personal computing)和目前已经进入的第三代网络计算(internet computing)时代的计算机环境,即将迎来她的第四个时代普适计算时代。
　　 二、普适计算下数据转发技术的研究
　　 (一)MPLS技术的分析
　　 多协议标签交换(MPLS)[2]是一种基于定长标签转发的分组转发机制,它与移动IP(MIP)结合可提高分组转发速度和服务质量,但两者的结合使得移动节点的切换增加了时延(Handoff latency)。因此,在基于MPLS的移动IP的网络环境下设计低时延、低切换分组丢包率和具有错误恢复能力的切换方案,对确保模型要求的保证信息准确、快速传递显得尤为重要。
　　 移动节点MN在移交切换前,先通过当前接入路由器CAR收集其它接入路由器AR的网络信息NI(Network Information),建立预测信息表,该信息表包括网络标识、区域转交地址RCoA、网络负载等。网络负载是AR自身给出的参数,而不是其它节点给出的评价参数,用数字表示,数字越大,负载越重;通过对预测信息表的分析,选择合适的传输路径。
　　 (二)预测式MPLS移交切换算法及切换流程
　　 while(MN有切换需求){
　　 1)MN向CAR发送移交请求,请求CAR收集其它AR的网络信息NI;
　　 2)if(MN是首次发送移交请求||与上次移交请求时间差>T)//T为路由更新时间,在目前采用的新路由算法中,一般每10s更新一次。
　　 {CAR收集NI,更新预测信息表,并把信息表发送给MN;}
　　 else 转6);//MN、CAR和TAR无需重复上次所做的工作
　　 3)MN根据表1选择一个TAR,并发送给CAR;
　　 4)CAR向TAR发送移交请求;
　　 5)TAR查找其与CAR的CR节点,建立TAR与CR之间的LSP;
　　 6)MN进行切换。在MN从CAR脱离至连接到TAR期间,CN或HA发送MN的数据包被CR截获,并发送给TAR,TAR将数据包进行缓存;
　　 7)if(MN切换成功){MN和TAR完成绑定更新BU工作;}
　　 else MN回到CAR,转步骤1);//切换失败
　　 8)TAR进行应答,并将CN或HA发往MN的数据包转发给MN;
　　 }
　　 (三)仿真分析
　　 在RedHat Linux9.0操作系统下,在ns-2.27仿真器上加装Hierarchical MPLS补丁开发本文所需要的MPLS模块功能进行仿真[3]。CN(HA)至AR的链路配置是:分组的传输延迟为10ms,带宽为10Mbps;无线链路采用802.11协议,链路带宽为2Mbps,延迟为64s,移动节点在MAP域内和域间来回移动12次,移动速度v是变化的,发送恒定比特率(CBR)的间隔时间为10ms。通过仿真实验分析,本文方案的切换时延约为250ms,比MMPLS(550ms)和MIPv4(400ms)分别降低了300ms和150ms。丢包率比MMPLS和MIPv4都低,约0.5%。在MN以较慢的速度移动时,区别最明显。且新链路上LSP的建设在MN移交之前就完成了,所以丢包率随MN移动速度变化不大。
　　 三、总结
　　 本文在普适计算环境下的智能空间内的数据传输技术方面采用了MPLS技术,即:定义了预测信息表和预测式MPLS移交切换算法,以及对LSP结构的改进,实现移动节点在移交切换前就建立好目的接入路由TAR和交叉路由CR之间的LSP。这使得数据包在转发、传递过程中达到了低时延、低丢包率的效果,能够实现信息的快速、准确传递。
　　 参考文献:
　　 [1]Weiser M.The computer for the twenty first century.Scientific American,1991,265,3:94-104
　　 [2]王胜灵,黄建辉,侯义斌.基于MPLS的移动IPv6网络的无缝切换方案[J].西安交通大学学报,2004,38,10:1043-1047
　　 [3]秦冀,姜雪松.移动IP技术与NS-2模拟(第一版)[M].北京:机械工业出版社,2006,9:278-290