分布式移动性管理系统的设计与实现

论文摘要

随着移动互联网的普及,手机视频、IPTV、无线音乐、电子商务等一大批新的数据业务应用应运而生,而随之而来的是网络数据量激增,面对这种情况,现有的移动性管理机制的缺陷将日益凸显。系统瓶颈、单点失效等问题在现有的集中式、层次化的网络结构中将会成为制约网络发展的关键问题。而网络扁平化的发展趋势也将促使现有的移动性管理技术进行本质的变革。面对数据量增大、网络日趋扁平化的发展趋势以及不断变化的用户需求,移动通信网络急需一种消除网络锚点、降低网关位置、提高数据传输效率、有着良好的稳定性的新的移动性管理机制。本文首先对移动性管理技术的基本概念进行了阐述,给出了移动性管理的定义、移动性管理技术的主要研究内容和研究方法,同时分析了移动性管理技术的研究现状,对各国际标准化组织在移动性管理技术方面的研究进行了逐一阐述,并详细介绍了几种主要的典型移动性管理协议,同时对这些协议进行了分析和对比。在此基础上,分析总结了目前移动性管理技术面临的挑战以及存在的主要问题。针对现有移动性管理技术存在的主要问题,本文提出了一种分布式的移动性管理方案,设计了分布式的管理结构,提出了控制平面集中、数据平面扁平的移动性管理方法,该方法能够简化切换流程,降低切换过程中的切换时延和丢包率。在方案设计的基础上,基于Ubuntu系统对分布式移动性管理方案进行了软件原型实现,并通过‘实验网测试环境进行了系统测试。最后,对系统测试结果进行了总结和分析,测试结果表明,所实现的分布式移动性管理系统具有良好的系统稳定性、能够很好的实现终端可达性,同时具有较好的切换性能,能够为用户提供良好的用户体验,并能实现与现网的互通,完成系统的平滑过渡。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 论文的主要工作
• 1.3 论文的内容组织
• 第二章 移动性管理技术概述及研究现状
• 2.1 移动性管理主要研究内容
• 2.2 国际标准化组织对移动性管理技术的支持
• 2.2.1 Internet工程任务组（Internet Engineering Task Force,IETF）
• 2.2.2 第三代移动通信合作伙伴计划（3GPP）
• 2.2.3 国际电信联盟电信标准部门（ITU-T）
• 2.3 典型移动性管理协议比较
• 2.4 移动性管理面临的挑战及存在的问题
• 2.5 本章小结
• 第三章 分布式移动性管理（DMM）系统设计
• 3.1 引言
• 3.2 DMM系统需求分析
• 3.3 DMM系统总体设计
• 3.3.1 DMM系统结构
• 3.3.2 关于DMM系统在现网中部署的考虑
• 3.3.3 DMM系统特点
• 3.4 实现DMM系统的关键问题及所采用的技术
• 3.4.1 重定向信息维护
• 3.4.2 安全机制
• 3.4.3 系统过渡
• 3.5 DMM系统移动性管理方案设计
• 3.5.1 附着过程
• 3.5.2 寻呼及通信建立过程
• 3.5.3 位置更新过程
• 3.6 DMM系统代理服务器设计
• 3.7 本章小结
• 第四章 DMM系统原型的设计与实现
• 4.1 DMM系统软件结构
• 4.2 移动终端模块
• 4.3 分布式网关模块
• 4.4 本地DNS服务器模块
• 4.5 Proxy服务器模块
• 4.6 本章小结
• 第五章 DMM系统测试和性能分析
• 5.1 系统测试环境
• 5.1.1 DMM系统测试网络标识说明
• 5.1.2 测试网络拓扑结构
• 5.1.3 代码运行环境
• 5.1.4 系统测试应用
• 5.2 测试内容及结果
• 5.2.1 终端可达性测试
• 5.2.2 系统切换测试
• 5.2.3 端到端数据传输时延测试
• 5.3 结果分析与比较
• 5.3.1 测试结果分析
• 5.3.2 与MIP的比较
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结和进一步工作
• 缩略语
• 参考文献
• 致谢
• 作者攻读学位期间学术成果