基于时延的移动IPv6路由优化机制的研究与实现

论文摘要

随着便携计算机的普及和无线局域网技术的不断成熟,网络对移动性的支持显得越来越重要。移动IPv6技术正是为适应这种需求而产生的一种新的支持移动用户和因特网连接的互连技术。它是为支持移动用户和主机通信而产生的新型IP协议,使移动用户在移动自己位置的同时无需中断正在进行的网络通信。移动IPv6协议是重要的IP层协议,但移动IP会带来三角路由问题,引起网络开销增加和性能下降。路由优化技术是解决三角路由的关键技术,已成为当前业界研究的热点问题。本文通过对移动IPv6路由优化技术进行深入的研究,针对进行路由优化需要注意的安全问题、代价问题、数据包失序问题以及路由优化时机的选择等问题,提出了一种基于时延的路由优化机制。该机制采用得到普遍认可的RRP过程进行认证,但对其中的HoT消息和CoT消息加盖时间戳,以测量直接路径和间接路径的传输时延。当间接路径传输时延较小时,不进行路径切换；否则即进行路径切换。若进行路径切换,为防止数据包失序,移动节点的接入路由器将经直接路径发送的数据包缓存,并不直接发送到移动节点,直到接收到来自间接路径的结束标识LAST消息才将缓存中来自直接路径中的数据包转发给移动节点。若等待时间超过了两条路径的时延差,还未收到LAST消息,就可以默认为LAST消息丢失,直接转发直接路径的数据包,不再等待。该机制解决了路由优化的时机选择问题,消除了由于路由优化所引起的数据包失序问题,而且信令消耗较小。本文介绍了移动IPv6及路由优化相关技术；提出了一种基于时延的路由优化机制；安装NS的mobiwan扩展包,并对其进行修改,实现返回路由可达过程、传输时延的测量、直接路径数据包的缓存以及转发计时器。最后,分析仿真结果及实验数据,验证所提方案的可行性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 移动IP路由优化技术概述
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 本文的内容及组织结构
• 第二章 IPV6和移动IPV6
• 2.1 IPv6基本原理
• 2.1.1 IPv6数据包结构
• 2.1.2 IPv6编址方案
• 2.2 移动IPv6基本原理
• 2.2.1 移动IPv6的通信功能实体
• 2.2.2 移动IPv6的基本操作
• 2.2.3 隧道技术
• 2.2.4 移动IPv6的安全性
• 2.2.5 移动IPv6的消息/选项格式
• 2.3 小结
• 第三章 基于时延的路由优化机制
• 3.1 实现路由优化的重要问题
• 3.1.1 优化时机的选择
• 3.1.2 数据包失序
• 3.1.3 优化代价
• 3.2 基于时延的路由优化机制
• 3.2.1 路由优化时机的选择
• 3.2.2 数据包失序的消除
• 3.2.3 基于时延的路由优化机制的工作过程
• 3.3 小结
• 第四章 基于时延的路由优化机制的实现
• 4.1 网络性能的研究方法
• 4.2 网络仿真平台NS
• 4.2.1 NS简介
• 4.2.2 NS的类体系结构
• 4.2.3 NS的主要组件
• 4.2.4 使用NS进行网络仿真的方法和步骤
• 4.3 扩展Mobiwan
• 4.3.1 Mobiwan中的节点结构及其扩展
• 4.3.2 返回路由可达过程的实现
• 4.4 基于时延的路由优化机制的实现
• 4.4.1 优化时机的选择
• 4.4.2 失序包的消除
• 4.5 小结
• 第五章 仿真实验及分析
• 5.1 优化时机选择实验
• 5.1.1 网络拓扑结构及实验参数设置
• 5.1.2 优化时机选择实验过程
• 5.1.3 传输时延分析
• 5.2 数据包失序实验
• 5.2.1 网络拓扑结构及实验参数设置
• 5.2.2 数据包失序实验过程
• 5.2.3 失序数据包分析
• 5.3 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的论文