程亮亮，唐銘奎

（廣州海格通信集團股份有限公司，廣東 廣州 510663）

0 引 言

常見戰(zhàn)術(shù)窄帶通信網(wǎng)絡的拓撲主要由兩個部分構(gòu)成，一部分是拓撲結(jié)構(gòu)不會頻繁變動的骨干網(wǎng)，另一部分是可以根據(jù)需要靈活移動的接入子網(wǎng)。接入網(wǎng)路由如果不進行隔離，則任何一個接入子網(wǎng)的拓撲變動都會在全網(wǎng)進行擴散，造成全網(wǎng)的路由計算與重新收斂，這樣會占用戰(zhàn)術(shù)通信網(wǎng)絡大量的信道開銷及帶寬，從而導致網(wǎng)絡穩(wěn)定性差、有效傳輸成功率較低。

1 現(xiàn)狀分析

戰(zhàn)術(shù)接入網(wǎng)存在頻繁變動的需求，應對目前頻繁的網(wǎng)絡拓撲變化，有必要研究一種高效技術(shù)機制來保證拓撲穩(wěn)定的骨干網(wǎng)不受接入子網(wǎng)拓撲變動的影響，保障接入網(wǎng)的拓撲變動只局限于有限的接入網(wǎng)自身范圍而不會通過骨干網(wǎng)再擴散到其他接入網(wǎng)，可通過路由分層實現(xiàn)屏蔽網(wǎng)絡特性的變化[1]。

在戰(zhàn)術(shù)帶寬較窄的通信網(wǎng)絡里，常用的方法是特定隧道封裝。作為常見解決網(wǎng)絡路由隔離的方法，當接入子網(wǎng)存在頻繁的入網(wǎng)和退網(wǎng)需求時，可以使拓撲穩(wěn)定的骨干網(wǎng)不受子網(wǎng)拓撲變動的影響。接入子網(wǎng)的拓撲變動只局限于接入網(wǎng)自身范圍不會通過骨干網(wǎng)再次擴散至其他接入子網(wǎng)。

目前，特定隧道封裝技術(shù)具有在全鏈路上保持傳輸源與目的信息，為以后能承載各類復雜業(yè)務提供支撐的優(yōu)點，但同時它也存在很明顯的缺點，如IP傳輸效率有部分降低。如果包長是1 500字節(jié)，則傳輸效率由98.6%降為98.1%；而如果包長是100字節(jié)，則傳輸效率由80%降為72%，包長越短效率下降越多。由于增加一個IP頭會存在報文重新組包、分包的問題，因此需要增加分組包功能[2-5]。

為此，本文提出一種基于分層邏輯的高效戰(zhàn)術(shù)，即IP路由隔離技術(shù)，通過設(shè)計路由分層接入控制、路由計算、路由管理等技術(shù)，有效解決窄帶通信中接入終端業(yè)務傳輸效率低的問題。

2 技術(shù)設(shè)計

為了實現(xiàn)接入子網(wǎng)及終端與骨干網(wǎng)路由隔離，設(shè)計了全新的路由技術(shù)方案。通過設(shè)計隨遇接入、名址分離等功能，設(shè)計實現(xiàn)接入控制、映射計算以及移動管理3個子模塊，分別部署在子網(wǎng)中的接入路由器、映射路由器、名址路由器，完成網(wǎng)絡的有效路由隔離。

2.1 接入控制服務

接入控制主要是在不改變接入網(wǎng)設(shè)備的配置情況下實現(xiàn)接入網(wǎng)的靈活移動。接入控制協(xié)議需要動態(tài)檢測接入的名址路由器，并把接入路由器的默認路由自動修改為實際的名址路由器，把名址路由器的默認路由也正確修改為實際的接入路由器，完成接入的自動管理?；诜謱釉O(shè)計的路由隔離接入控制服務協(xié)議如圖1所示。

圖1 路由隔離接入控制服務協(xié)議

2.2 映射計算服務

路由映射計算主要通過映射協(xié)議完成，基于分層設(shè)計的路由隔離映射計算服務協(xié)議如圖2所示，其主要實現(xiàn)新型映射表A的產(chǎn)生、維護以及更新。接入網(wǎng)通過接入路由器接入時，接入路由器把接入網(wǎng)內(nèi)的所有IP網(wǎng)段都注冊到骨干網(wǎng)映射路由器的映射表B中。當這個接入子網(wǎng)有網(wǎng)段的增加和減少時，協(xié)議同時觸發(fā)接入映射表的增加和刪除；當接入網(wǎng)離開骨干網(wǎng)時，超時5 s將會把這個子網(wǎng)的映射表項刪除；當接入網(wǎng)用新的接入點接入時，要更新這個子網(wǎng)內(nèi)所有網(wǎng)段的映射表項[6-8]。映射計算主要是維護這個集中的映射表A的完備性和正確性。

圖2 路由隔離映射計算服務協(xié)議

2.3 移動管理服務

移動管理主要是維護骨干網(wǎng)上名址路由器需要使用的上述映射表A的正確性和時效性。當有需要名址分離的數(shù)據(jù)包到達時，需要查詢源名址路由器是否有路由映射表項，如果存在則直接使用，如果不存在則向映射路由器申請，申請成功后直接向目的名址路由器轉(zhuǎn)發(fā)，同時映射路由器保存使用這條映射項的名址路由器。當映射路由器這條映射項因為映射管理模塊發(fā)生變化時，則需要使受影響的名址路由器保持一致[9,10]?；诜謱釉O(shè)計的路由隔離路由管理服務協(xié)議如圖3所示。

圖3 路由隔離路由管理服務協(xié)議

3 實現(xiàn)運用

在戰(zhàn)術(shù)通信一種典型的移動接入場景下，本文將分析設(shè)計路由隔離業(yè)務流程，假設(shè)192.169系列網(wǎng)段的接入網(wǎng)1由于位置發(fā)生了移動，在骨干網(wǎng)中的接入節(jié)點從A1變?yōu)锽1，業(yè)務需求是192.169.1.0到192.170.1.0的網(wǎng)段業(yè)務，具體通信網(wǎng)絡規(guī)劃如圖4所示。

圖4 通信網(wǎng)絡規(guī)劃

步驟1：192.170.1.0這個網(wǎng)段在接入網(wǎng)1中發(fā)現(xiàn)沒有可以尋徑的路由，所以直接轉(zhuǎn)到默認路由網(wǎng)管192.169.5.0設(shè)備，即轉(zhuǎn)給接入節(jié)點A2，再由接入節(jié)點A2轉(zhuǎn)發(fā)給骨干網(wǎng)的接入節(jié)點A1。

步驟2：接入節(jié)點A1查詢有沒有192.170.1.0網(wǎng)段的映射項，如果有則直接在接入點A1進行隧道封裝。第一層IP地址為源地址172.168.1.0，目的地址為172.168.3.0，內(nèi)層IP地址的源地址為192.169.1.0，內(nèi)層IP地址的目的地址為192.170.1.0。根據(jù)A1的路由表項直接轉(zhuǎn)發(fā)到接入點C1，C1發(fā)現(xiàn)已經(jīng)到達目的地并且IP協(xié)議是IP封裝IP類型的，需要剝掉第一層IP，投遞給接入點C2，這時數(shù)據(jù)IP地址的源地址為192.169.1.0，目的地址為192.170.1.0，再根據(jù)接入網(wǎng)的路由表直接進行轉(zhuǎn)發(fā)達到最終目的地。

步驟3：如果步驟2中的映射關(guān)系不存在，則接入點A1向核心映射管理設(shè)備172.168.6.0申請映射關(guān)系，核心設(shè)備收到申請后查詢目的為192.170.1.0的映射地址是172.168.3.0，然后A1直接與C1聯(lián)系確認通信、映射正常后，A1在本地的映射表中保存192.170.1.0的映射關(guān)系，當有相同業(yè)務時不需要再向核心路由設(shè)備申請，后續(xù)轉(zhuǎn)步驟2繼續(xù)。

步驟4：如果接入網(wǎng)從A1接入變?yōu)閺腂1接入，接入網(wǎng)通過協(xié)議信令，在核心映射設(shè)備上刪除接入網(wǎng)所有網(wǎng)段對應的映射，添加接入網(wǎng)與B1的映射關(guān)系。

3 結(jié) 論

本文研究戰(zhàn)術(shù)窄帶通信網(wǎng)絡路由隔離IP移動技術(shù)，通過路由分層方式實現(xiàn)網(wǎng)絡相對固定的骨干網(wǎng)和拓撲頻繁變化的接入網(wǎng)之間的路由隔離，完成接入子網(wǎng)路由變化范圍的限定以及對骨干網(wǎng)的屏蔽，實現(xiàn)接入網(wǎng)終端在移動過程中的網(wǎng)絡穩(wěn)定，保持數(shù)據(jù)業(yè)務的持續(xù)高效傳輸，從而為用戶應用服務提供統(tǒng)一的通信資源管理控制以及接入調(diào)度支撐。