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IMS是3GPP提出的用于提供各种实时应用和服务的体系结构,需要端到端QoS的支持。在IMS框架下,核心网络的信令和数据都基于IP承载,所以IMS的QoS有赖于其承载网IP网络的QoS。但传统的IP承载网还不能满足IMS承载网的QoS要求,因此对IMS承载网QoS的研究就显得尤为重要。
多协议标签交换MPLS是IMS承载网络QoS的核心技术,它将第二层的高速交换能力和第三层选路、寻址的灵活性结合起来,保障了IP网络的OoS。但是,MPLS在可靠性方面存在着天生的缺陷,影响了其在IMS承载网中的应用,因而如何改善MPLS的可靠性成为了IMS承载网QoS机制研究的一个重点。
为了提高可靠性,MPLS采用了保护恢复机制,当工作LSP中断时,通过信令协议的支持将业务切换到备份LSP上传输来保证数据包能正确到达目的地。目前,MPLS的信令协议主要有两种:CR-LDP和RSVP-TE,但IETF已经中止对CR-LDP的开发,将RSVP-TE作为MPLS中唯一的信令协议。因而,论文选择了RSVP-TE协议作为信令扩展对象,重点对基于RSVP-TE协议扩展的IMS承载网络QoS机制进行了设计与实现。
在IMS承载网QoS机制的设计中,论文采用的设计思路是对RSVP-TE协议作进一步的扩展,增加了两个对象:EXCLUDE对象和CONSTRAINT对象,重点研究在建立备份LSP时怎样利用这两个对象来实现路由排除功能。具体过程是利用RSVP-TE协议中的RRO对象来收集工作LSP上经过的节点,并把这些节点的IP地址放入EXCLUDE对象中,再把EXCLUDE对象放在Path消息中传送,在建立备份LSP时排除这些资源。而CONSTRAINT对象包含了约束参数,用来确保所建立的备份LSP能够满足工作LSP上业务的要求。通过这两个对象,使MPLS网络在建立备份LSP时,保证其不会与工作LSP相交,提高了MPLS网络的可靠性,进而提高IMS承载网的QoS。
论文最后采用NS2仿真平台分别对原始RSVP-TE和扩展后的RSVP-TE进行仿真。仿真结果表明,在工作LSP发生故障时,采用扩展后的RSVP-TE协议的网络,在丢包率和业务中断时间方面,具有更好的性能。