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移动IPv6切换性能研究

作　者: 张军伟
导　师: 王华奎
学　校: 太原理工大学
专　业: 电路与系统
关键词: 移动IPv6 切换网络仿真 NS-2
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

随着Internet和移动通信的飞速发展以及数据通信业务的日益增长，推动了对移动节点无线接入的研究。人们不仅希望移动节点能够和台式机一样接入网络，共享资源和服务，而且希望移动节点在不同网络间移动时也能够保持通信。为了满足这种需求，IETF制定了移动IP协议，从而使Internet上的移动接入成为可能。移动IP技术提供了IP移动功能的解决方案，它可以使移动节点通过一个永久的IP地址连接到任何一条链路上。移动IP因IPv4和IPv6的不同，分为移动IPv4和移动IPv6。移动IPv6将在未来的Internet和移动通信系统中得到广泛应用。移动节点从一个子网移动到另一个子网时，为了保证正常的通信，必须进行切换。移动节点在新的子网上获得新的转交地址，需要向家乡代理重新注册以及向通信对端重新绑定。由于消息传输和协议处理都需要时间，切换可能导致移动节点在一定时间内不能发送和接收数据分组，引起通信对端与移动节点之间的通信暂时中断。如何保持通信的连续性，支持各种实时应用，缩短切换引起的通信中断时间，减少切换对服务质量的影响，是移动IPv6研究中重点关注的问题。移动IPv6标准定义了移动检测、转交地址配置和绑定更新等过程。在此基础上，为了进一步提高移动IPv6的切换性能，研究者又提出了各种切换方案。移动IPv6快速切换减少了切换过程中产生的移动检测时延和转交地址配置时延，同时减少了数据包的丢失，有效地改善了移动IPv6业务的QoS。层次式移动IPv6管理是指将访问域划分为多个子域，每个子域有移动锚点，使得移动节点在锚点域内切换本地化，减少了移动节点向家乡代理注册产生的绑定更新时延。而移动IPv6基于流的快速切换方法则是利用了IPv6协议本身的新特性，在绑定更新过程中由交叉路由器来重定向业务流，同样也减少了绑定更新时延。本文建立切换分析示意图，将移动IPv6的切换情形分为锚点域内切换和锚点域间切换。在比较分析各种切换方案切换时延的基础上，提出了综合的移动IPv6切换方法。新方法综合了各种切换方法的优点和特征：①采用了移动IPv6快速切换的移动检测技术；②采用了层次移动IPv6的锚点管理方法；③采用了移动IPv6基于流的快速切换中由交叉路由器重定向业务流的技术。综合的移动IPv6切换方法不仅有效地降低了切换过程中的移动检测时延和新转交地址配置时延，也有效地减小了绑定更新时延；不仅适用于锚点域内切换，也适用于锚点域间切换。在理论分析的基础上，本文还用网络仿真器NS-2对移动IPv6各种切换方法的TCP拥塞窗口变化进行仿真分析。下一步的工作是要在NS-2中实现综合的移动IPv6切换方法仿真模块，并对其TCP拥塞窗口变化及UDP丢包率和包延时进行仿真。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-11
第一章绪论  11-17
  1.1 课题背景  11-12
  1.2 国内外概况  12-16
    1.2.1 移动IPv4研究概况  12-13
    1.2.2 IPv6及移动IPv6研究概况  13-16
  1.3 课题研究内容  16-17
第二章移动IP概述  17-19
  2.1 移动IP解决的问题  17-18
  2.2 移动IP的应用范围  18
  2.3 移动IP的设计目标  18-19
第三章移动IPv4  19-33
  3.1 IPv4协议  19-21
    3.1.1 IPv4编址  19-20
    3.1.2 IPv4分组格式  20
    3.1.3 IPv4路由选择  20-21
  3.2 移动IPv4概述  21-25
    3.2.1 移动IPv4的功能实体  21
    3.2.2 移动IPv4其他常用术语  21-22
    3.2.3 隧道  22-25
    3.2.4 转交地址  25
  3.3 移动IPv4的实现机制  25-33
    3.3.1 代理发现  25-26
    3.3.2 注册  26-28
    3.3.3 路由  28-30
    3.3.4 移动IPv4的基本操作过程  30-31
    3.3.5 移动IPv4的三角路由和路由优化  31-33
第四章移动IPv6  33-51
  4.1 IPv6协议  33-40
    4.1.1 从IPv4升级到IPv6  33-35
    4.1.2 IPv6简介  35-40
    4.1.3 在IPv6中支持移动  40
  4.2 移动IPv6概述  40-47
    4.2.1 移动IPv6组成  40-41
    4.2.2 移动IPv6其他常用术语  41-42
    4.2.3 概念性数据结构  42
    4.2.4 移动IPv6消息/选项  42-46
    4.2.5 移动IPv6对IPv6邻居发现机制的修改  46-47
  4.3 移动IPv6的实现机制  47-49
  4.4 移动IPv6的优点和存在的问题  49-51
    4.4.1 移动IPv6的优点  49-50
    4.4.2 移动IPv6中存在的问题  50-51
第五章移动IPv6的切换技术  51-75
  5.1 移动IPv6快速切换(FMIPv6)  51-62
    5.1.1 简介  51-53
    5.1.2 协议概述  53-58
    5.1.3 协议细节  58-62
  5.2 层次型移动IPv6(HMIPv6)  62-69
    5.2.1 简介  62-66
    5.2.2 协议操作  66-69
  5.3 快速层次移动IPv6(F-HMIPv6)  69-72
    5.3.1 FMIPv6和HMIPv6的切换时延分析  69-70
    5.3.2 层次型移动IPv6中的快速切换  70-72
  5.4 基于流的移动IPv6快速切换(FFHMIPv6)  72-75
第六章综合的移动IPv6切换方法及其性能分析  75-93
  6.1 移动IPv6各切换方法性能分析  75-81
    6.1.1 锚点域内的切换  76-79
    6.1.2 锚点域间的切换  79-81
  6.2 综合的移动IPv6切换方法性能分析  81-83
    6.2.1 综合的移动IPv6切换方法概述  81-82
    6.2.2 锚点域内的切换  82
    6.2.3 锚点域间的切换  82-83
    6.2.4 结论  83
  6.3 移动IPv6各切换方法性能仿真  83-91
    6.3.1 网络仿真  83-84
    6.3.2 网络仿真器NS-2简介  84-85
    6.3.3 仿真实验  85-91
  6.4 下一步的工作  91-93
参考文献  93-95
致谢  95-96
攻读学位期间发表的学术论文  96

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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