论文题目: 移动IP性能模型及其分析
论文类型: 博士论文
论文专业: 计算机系统结构
作者: 赵庆林
导师: 李忠诚
关键词: 移动,移动检测,切换特征,区域登记,理论分析
文献来源: 中国科学院研究生院（计算技术研究所）
发表年度: 2005
论文摘要: 随着IP技术和无线通信技术的发展和融合,互联网在向宽带发展的同时开始向无线移动方向发展。对于无线移动网络来说,发现移动终端的当前位置以及维持其当前通信连接是必须要解决的问题。移动IP正是解决这一问题的网络层方案,它已成为未来移动通信的基石。然而,移动IP并非完美无暇,例如,它可能引起显著的网络开销和冗长的切换延时等。在下一代无线移动网络中支持实时应用对移动IP的效率提出了挑战。这已经激发了人们极大的研究热情。当前从理论上分析移动IP性能的研究还很欠缺。本文首先把增强移动IP效率的最新技术划分成七类:基于物理位置的策略、基于本地运动的策略、基于IP搜索的策略、基于路由变化的策略、基于下层信息的策略、基于决策引擎的策略、基于服务转移的策略,分别进行了阐述。在此基础上,本文从移动检测、切换特征、区域登记三个方面对移动IP的性能进行了理论建模和分析,其创新工作如下:移动检测延时分析:本文首次采用更新过程理论研究了移动IP中两种基本的移动检测策略——热心蜂窝策略和懒汉蜂窝策略,得到了一般性的移动检测延时概率分布表达式。在此基础上,针对它们的缺点——检测延时长、参数配置困难等,提出了把移动检测与网络状况相结合的动态策略,并用复合泊松过程理论对提出的策略进行了建模和分析。数值结果显示:本文提出的策略能够减少不必要的检测延时,优于现行的移动检测策略。切换特征分析:本文首次根据蜂窝布局、切换类型、移动速度等因素对移动IP切换过程中的切换延时、丢失分组数目、乱序分组数目等进行了理论建模,得到了它们各自的概率分布公式。根据这个结果,对蜂窝重叠区域大小进行了优化。数值结果显示:提出的模型能够准确地刻画移动IP的切换特征。本部分的研究成果有助于评价移动IP的切换性能。区域登记分析:本文首次提出用驻留时间去捕获移动节点的区域运动特征——移动节点离开一个网关外部代理(GFA)域时经过i个外部代理(FA)域的概率,获得了这个概率的一般性结果。如果驻留时间服从爱尔兰分布,那么这个概率依赖于GFA域平均驻留时间与FA域平均驻留时间之比。使用这个概率,本文分析了移动IP区域登记策略的位置更新费用和分组转发费用,并优化了GFA域的大小。本部分的研究成果有助于对区域登记费用进行分析。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
图目录
表目录
第一章 引言
1.1 本课题的研究意义
1.1.1 移动 IP 是未来移动通信的基石
1.1.2 移动 IP 的性能研究尤其迫切
1.1.3 移动 IP 性能模型和分析很重要
1.1.3.1 位置管理的性能模型和分析现状
1.1.3.2 切换管理的性能模型和分析现状
1.2 本文的主要工作与创新之处
1.3 本文的组织结构
第二章 增强移动IP 性能的技术
2.1 引言
2.2 基本术语及缩略词
2.3 移动 IP 简介
2.3.1 移动 IP 的提出
2.3.2 移动 IP 的工作机制
2.3.3 移动 IP 的优点
2.3.4 移动 IP 的缺点
2.4 增强移动 IP 性能的技术
2.4.1 基于物理位置的策略
2.4.2 基于本地移动的策略
2.4.2.1 基于分层结构的策略
2.4.2.1.1 IETF 的层次化管理
2.4.2.1.2 JXie 的动态分布式结构
2.4.2.1.3 JLCao 的邮箱迁移策略
2.4.2.1.4 WCMa 的指针转发策略
2.4.2.1.5 分层策略的比较
2.4.2.2 基于主机路由的策略
2.4.2.2.1 基于组播的快速切换
2.4.2.2.2 MANET
2.4.2.2.3 新策略
2.4.3 基于 IP 搜索的管理
2.4.4 基于低层信息的策略
2.4.4.1 基于链路层的切换
2.4.4.2 基于暗示的策略
2.4.5 基于决策引擎的策略
2.4.6 基于服务转移的策略
2.4.6.1 基于 CARD 的策略
2.4.6.2 基于状态转移的策略
2.4.7 基于路由变化的策略
2.4.7.1 基于缓存转发的策略
2.4.7.2 基于路由选择的策略
2.4.8 改进方案的框架比较
2.5 本章小结
第三章 移动检测延时的模型及分析
3.1 引言
3.2 基本定义
3.3 移动 IP 中移动检测延时的模型和分析
3.3.1 ECS 移动检测策略
3.3.2 LCS 移动检测策略
3.4 提出的移动检测策略的模型和分析
3.4.1 RAA 移动检测策略
3.4.2 IRAA 移动检测策略
3.5 数值分析
3.6 本章小结
第四章 切换特征的模型及分析
4.1 引言
4.2 移动 IP 切换过程简介
4.3 蜂窝重叠情况下移动 IP 切换特征模型与分析
4.3.1 切换延时
4.3.2 乱序分组
4.3.3 丢失分组
4.4 蜂窝无重叠情况下移动 IP 切换特征模型与分析
4.4.1 切换延时
4.4.2 乱序分组
4.4.3 丢失分组
4.5 优化重叠区域半径
4.6 数值分析
4.7 本章小结
第五章 层次化位置管理的模型及分析
5.1 引言
5.2 移动 IPv4 区域登记简介
5.3 层次化移动IP 的模型和分析
5.3.1 基本概念
5.3.2 运动模型
5.3.2.1 约束运动模型
5.3.2.2 无约束运动模型
5.4 模型的应用
5.5 数值分析
5.5.1 模型的数值结果
5.5.2 应用的数值结果
5.6 本章小结
5.7 附录
第六章 结束语
6.1 本论文的主要创新
6.2 下一步的研究工作
参考文献
致谢
作者简历
发布时间: 2006-12-27
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