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具有移动性感知的下一代信令（NSIS）协议研究与仿真

作　者: 陶小妹
导　师: 宋俊德
学　校: 北京邮电大学
专　业: 计算机应用技术
关键词: 下一代信令快速切换分层移动IP 媒体独立切换服务质量
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 16次
引　用: 1次
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内容摘要

网络技术的发展正在向着多元化、扁平化和全IP化的方向进展。在无线接入技术日益增多的网络环境下,支持异构网络的移动性管理和异构网络结构下的服务质量保证是移动通信系统的关键技术之一。下一代信令NSIS技术,通过其本身的层次结构,分层处理网络通信中的地址、路由信息和服务质量、网络安全等应用要求,能够为网络提供可靠的端到端服务质量保障。本文从现有的支持QoS协议出发,简单介绍了现有的QoS技术,并对比分析了现有的QoS技术,包括IntServ、DiffServ、RSVP以及NSIS,并总结了在移动性和端到端QoS方面NSIS的优越性。论文利用NS2仿真平台对现有的NSIS协议进行网络仿真,对链路和节点的结构进行改进,实现了NSIS在有线环境下的连通性验证和多跳扩展,以及应用到无线移动场景的地址转换和交叉结点发现判决的仿真扩展,并对协议的连通性和协议性能进行了结果分析。论文在分析了现有相关方案的优劣之后,提出了NSIS和快速切换分层移动IP的结合方案FHMN。该方案以快速切换作为预留触发,提前启动上层NSIS协议,通过NSIS的NTLP层的路由状态发现判决以及NSLP层的QoS NSLP机制,在切换完成之前就进行资源预留。该方案引入了CRN判决,减少重叠路径上的重复预留。仿真分析了FHMIP与NSIS协议独立方案以及所提出的FHMN方案的开销、时延和资源占用情况,结果证明,所提出的FHMN方案虽然会增加一些协议开销但是大大缩短了处理时延,在网络结构复杂的情况下能显著提高服务质量。之后,介绍了NSIS与IEEE802.21(MIH)的结合构想,利用MIH自身的多种服务模式提出用媒体独立事件服务触发上层NSIS,用媒体独立命令服务下发NSIS命令的MIH与NSIS的异构网络结合方案；为NSIS的路由、路径、QoS保障提供信息,实现异构环境下的单个节点上垂直的QoS保证。最后,对全文进行小结,并提出了NSIS在FHMIP协议下MAP域间切换的展望构想以及扩展NSIS对于MIH向上接口的建议。总言之,全文实现了NSIS在NS-2上的网络仿真移动场景扩展,又提出了NSIS技术与现有快速切换分层移动IP技术的结合机制——MAP域内的FHMN方案,并给出了与MIH结合的异构模型。还就已作的研究工作给出了后期的展望。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-10
第一章引言  10-14
  1.1 课题的背景及意义  10-11
  1.2 课题研究的主要内容  11-12
  1.3 论文结构  12-14
第二章概述  14-31
  2.1 QoS技术介绍  14-17
    2.1.1 端到端QoS技术  14-15
    2.1.2 IP QoS技术  15-17
      2.1.2.1 Intserv  16
      2.1.2.2 DiffServ  16-17
  2.2 RSVP  17-19
  2.3 NSIS  19-29
    2.3.1 NSIS技术的研究现状  19-20
    2.3.2 NSIS的体系架构  20
    2.3.3 NTLP  20-22
    2.3.4 QoS NSLP  22-27
      2.3.4.1 QoS NSLP的节点模型  23
      2.3.4.2 QoS NSLP的消息格式  23-25
      2.3.4.3 QoS NSLP预留过程  25-27
    2.3.5 QoS NSLP与NTLP层的关联  27-29
  2.4 RSVP与NSIS  29-30
  2.5 NSIS存在问题及扩展研究  30
  2.6 小结  30-31
第三章移动场景下的NSIS协议研究及仿真实现  31-51
  3.1 基于ns-2.31的NSIS仿真环境和结构  31-34
    3.1.1 ns2仿真平台的结构性介绍  31-32
    3.1.2 NSIS模块在NS2上的实现  32-34
  3.2 有线环境下的仿真方案  34-37
    3.2.1 有线连接方式下的网络结构  34-35
    3.2.2 NSIS应用的绑定以及节点、链路的设置  35-36
    3.2.3 消息流程  36-37
  3.3 NSIS协议的移动性扩展  37-40
    3.3.1 移动性拓展中的关键问题  37-39
    3.3.2 基于CRN发现的移动性扩展  39-40
    3.3.3 移动性扩展的仿真实现  40
  3.4 有线环境下NSIS协议验证及结果分析  40-44
    3.4.1 网络场景设置  40
    3.4.2 协议连通性验证  40-43
    3.4.3 协议性能分析  43-44
  3.5 移动环境下NSIS协议验证及结果分析  44-51
    3.5.1 网络场景设置  44-45
    3.5.2 协议连通性验证  45-46
    3.5.3 协议性能分析  46-48
    3.5.4 时延和吞吐量分析  48-49
    3.5.5 结果总结  49-51
第四章 NSIS与快速分层移动IP相结合的研究  51-70
  4.1 MIP及其扩展技术概述  51-57
    4.1.1 移动IP协议概述  51-54
    4.1.2 FHMIP的分层快速实现方案及流程  54-57
  4.2 研究现状及存在问题  57-60
  4.3 NSIS与FHMIP在域内结合的方案设计  60-64
    4.3.1 方案的设计思想  60
    4.3.2 方案描述  60-62
    4.3.3 场景设计  62
    4.3.4 实现流程描述  62-64
  4.5 结果分析与论证  64-70
    4.5.1 仿真参数设计  64-69
    4.5.3 仿真结果分析结论  69-70
第五章 NSIS与IEEE 802.21媒体独立切换技术的结合研究  70-83
  5.1 IEEE 802.21背景介绍  70-73
    5.1.1 IEEE802.21技术的时间表  70
    5.1.2 IEEE的网络实体和参考点  70-72
    5.1.3 IEEE802.21的组成结构和层次划分  72-73
  5.2 IEEE 802.21的基本服务与实现  73-76
    5.2.1 802.21三种基本服务  74-76
      5.2.1.1 链路层事件触发  74-75
      5.2.1.2 网络发起的切换命令  75
      5.2.1.3 基于网络发现与选择的信息服务  75-76
    5.2.2 802.21基本服务的跨层实现  76
  5.3 NSIS与MIH的结合的方案设计  76-82
    5.3.1 已有方案的介绍  76-78
      5.3.1.1 在移动性方面的实现  76-77
      5.3.1.2 在异构网络融合方面的实现  77-78
    5.3.2 NSIS-MIH异构网络垂直QOS保障方案描述  78-80
    5.3.3 方案对移动环境下垂直的QOS保障的分析  80-81
    5.3.4 方案对NSIS在异构网络中扩展的分析  81-82
  5.4 本章小结  82-83
第六章总结与展望  83-85
参考文献  85-88
附录:缩略语  88-90
致谢  90-91
攻读学位期间发表的学术论文  91

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