移動(dòng)IPv6關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的不斷增長(zhǎng)，促使IPv6在全球范圍內(nèi)逐步取代IPv4成為新的網(wǎng)際互聯(lián)協(xié)議；而隨著無線接入和移動(dòng)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，出現(xiàn)了為移動(dòng)主機(jī)提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的需求。移動(dòng)IPv6協(xié)議應(yīng)運(yùn)而生，使得用戶可以隨時(shí)隨地訪問IPv6互聯(lián)網(wǎng)。但是，現(xiàn)有移動(dòng)IPv6的移動(dòng)管理機(jī)制存在信令開銷大、切換延遲高的缺陷，不能滿足快速移動(dòng)主機(jī)的通信要求。另一方面，互聯(lián)網(wǎng)己逐步由單一的數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)向包含數(shù)據(jù)、語音、圖像、視頻等多媒體信息的綜合傳輸網(wǎng)演化，因而在基于移動(dòng)

2、IPv6的網(wǎng)絡(luò)中支持服務(wù)質(zhì)量(QoS)和組播通信已成當(dāng)務(wù)之急。 本文圍繞移動(dòng)IPv6網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)，在移動(dòng)管理、QoS保證和組播支持這三個(gè)方面進(jìn)行了如下創(chuàng)新工作： (1)分析了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在“層次移動(dòng)MIPv6”(HMIPv6)協(xié)議中的域外注冊(cè)開銷，提出了基于節(jié)點(diǎn)移動(dòng)特征和通信量特征的“移動(dòng)錨點(diǎn)”(MAP)選擇算法——MTMS，以降低所有移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的總體域外注冊(cè)開銷。提出了MTMS算法閾值的動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制，從而充分利用了高級(jí)別M

3、AP的服務(wù)能力。理論分析和仿真實(shí)驗(yàn)表明，MTMS算法的域外注冊(cè)開銷低于傳統(tǒng)的基于移動(dòng)特征的算法；同時(shí)，閾值的動(dòng)態(tài)調(diào)整機(jī)制進(jìn)一步提升了MTMS算法的性能。 (2)從域外注冊(cè)開銷的角度比較了HMIPv6和標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)IPv6的性能，發(fā)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)應(yīng)根據(jù)其綜合量度在兩種協(xié)議之間做出選擇，進(jìn)而提出了一種自適應(yīng)的三級(jí)移動(dòng)管理框架——ATLMM。在ATLMM中，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)根據(jù)它的綜合量度在高級(jí)別MAP、低級(jí)別MAP和家鄉(xiāng)代理中選取合適的代理。仿真結(jié)果表

4、明，ATLMM不僅為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)提供了自適應(yīng)的協(xié)議選擇，而且降低了總體的域外注冊(cè)開銷。 (3)從資源預(yù)留的管理、預(yù)留路徑的重建、移動(dòng)代理的設(shè)計(jì)以及“資源預(yù)留協(xié)議”(RSVP)與移動(dòng)管理機(jī)制的結(jié)合這四個(gè)方面分析了已有移動(dòng)RSVP擴(kuò)展機(jī)制的基本思想和優(yōu)缺點(diǎn)。提出了為“移動(dòng)IPv6的快速切換”(FMIPv6)協(xié)議中的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)提供QoS保證的FMRSVP協(xié)議。FMRSVP使用FMIPv6的快速切換信令轉(zhuǎn)發(fā)節(jié)點(diǎn)的QoS需求參數(shù)；利用鏈路層的切

5、換預(yù)測(cè)機(jī)制縮短了被動(dòng)預(yù)留的數(shù)量和持續(xù)時(shí)間；并通過識(shí)別交迭路由器降低了預(yù)留重建的延遲。運(yùn)用馬爾可夫過程理論證明了FMRSVP在預(yù)留信令開銷、預(yù)留延遲和被動(dòng)預(yù)留的帶寬需求這三方面的性能均優(yōu)于傳統(tǒng)的移動(dòng)RSVP擴(kuò)展機(jī)制。繼而將FMRSVP的思想應(yīng)用于“HMIPv6的快速切換”(F-HMIPv6)協(xié)議，提出了為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的域內(nèi)切換和域間切換過程提供QoS保證的F-HMRSVP協(xié)議。仿真結(jié)果表明FMRSVP和F-HMRSVP均能為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)提供更低預(yù)

6、留信令開銷、更小預(yù)留延遲和更少被動(dòng)預(yù)留帶寬需求的QoS保證。 (4)分析了已有移動(dòng)組播協(xié)議在實(shí)際應(yīng)用中的缺陷，提出了MDMAP協(xié)議，使用域組播代理(DMA)和子網(wǎng)組播代理(SMA)為移動(dòng)組成員提供組播服務(wù)。MDMAP引入了易于配置的多級(jí)DMA結(jié)構(gòu)，不同DMA的服務(wù)區(qū)域之間相互重疊，可有效避免出現(xiàn)“單一失效點(diǎn)”；利用IPv6路由器公告發(fā)現(xiàn)可用DMA和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞膭?dòng)態(tài)變化；并采用基于移動(dòng)特征的DMA選擇算法，降低了快速節(jié)點(diǎn)的組播樹重構(gòu)