移动IPv6平滑切换中缓冲区管理机制的研究和改进

论文摘要

移动IP技术是推动下一代移动互联网络的主要力量，受到广泛关注。然而TCP把切换过程中的数据包丢失、延迟和失序理解为拥塞发生并且采取了错误的措施，导致其性能劣化。针对这个问题，人们提出了带缓冲区管理的平滑切换技术，希望实现无缝切换，从而提高上层传输协议(特别是TCP协议)在移动IP环境中的性能。 然而通过仿真实验和协议分析，本文指出即使在移动IPv6中实现了平滑切换及其中的缓冲区管理机制，由于存在数据包转发的突发，TCP并不一定能够获得更好的性能；同时由于缺乏对移动节点移动状况的感知，存在着比较严重的缓冲区资源浪费问题。 针对缓冲区转发突发问题，改进的缓冲区管理方案在控制缓存数据转发时要兼顾平滑和快速两个特性。本文据此提出一个基于测量的缓冲区转发控制方案，利用数据包对测量技术估计新通路的可用带宽，进而控制缓存数据的转发。NS仿真实验表明基于测量的缓冲区转发控制方案能够有效起到提高TCP性能的作用。 针对缓冲区浪费问题，本文提出一个基于切换模糊预测的自适应资源管理算法，这个算法具有简单和适用性强的特点。它包括两个主要内容：其一是基于切换模糊预测的缓冲区控制，用于控制缓冲区的申请和释放时机；其二是信号门限设定自适应算法，用于动态调整切换模糊预测中的信号门限。Matlab仿真实验对信号门限设定自适应算法中的关键参数进行研究，而NS仿真实验进一步证明，通过合理设置关键参数，基于切换模糊预测的自适应资源管理算法确实能够高缓冲区的资源利用率。

论文目录

• 声明
• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1. 研究背景
• 1.2. 主要研究工作
• 1.3. 论文组织结构
• 第二章 相关技术简介
• 2.1. 移动IP
• 2.2. TCP流量和拥塞控制
• 2.3. 移动环境中TCP性能问题及相关技术
• 2.3.1. 问题及解决思路
• 2.3.2. TCP协议改进
• 2.3.3. 无缝切换技术
• 2.4. 本章小结
• 第三章 平滑切换中缓冲区管理的研究
• 3.1. 引言
• 3.2. TCP性能仿真评估
• 3.2.1. 平滑切换中的缓冲区管理机制
• 3.2.2. TCP性能仿真评估
• 3.3. 缓冲区管理机制存在问题分析
• 3.3.1. 缓冲区转发突发问题
• 3.3.2. 缓冲区浪费问题
• 3.4. 本章小结
• 第四章 基于测量的缓冲区转发控制方案
• 4.1. 平滑切换中理想缓冲区转发控制方案的需求
• 4.2. 基于测量的缓冲区转发控制方案
• 4.2.1. Packet-pair测量技术
• 4.2.2. 基于Packet-pair测量技术的缓冲区转发控制方案
• 4.3. 仿真实验及结果分析
• 4.3.1. 比较TCP-SH-Probe、TCP-Reno和TCP-SH
• 4.3.2. 综合仿真实验
• 4.4. 本章小结
• 第五章 基于切换模糊预测的自适应资源管理算法
• 5.1. 相关工作及设计思路
• 5.2. 基于切换模糊预测的缓冲区控制
• 5.3. 信号门限设定自适应算法
• 5.3.1. 信号门限动态调节需求
• 5.3.2. 信号门限设定自适应算法
• 5.3.3. 算法参数分析
• 5.4. 仿真实验及结果分析
• 5.4.1. 综合仿真试验及设置
• 5.4.2. 仿真结果
• 5.4.3. 结果分析
• 5.5. 本章小结
• 第六章 结束语
• 6.1. 全文总结
• 6.2. 不足之处及下一步工作
• 缩略语表
• 参考文献
• 附录一 研究生期间发表论文
• 附录二 研究生期间参与项目
• 致谢