移动IPV6切换优化技术研究

论文摘要

针对在乒乓切换模式下移动IPv6快速切换、层次切换和快速层次移动易出现的切换时延长、丢包率高、吞吐量下降等问题,本文提出了基于PAR-NAR双向隧道转发机制的乒乓切换思想,并将该思想应用到FMIPv6和FHMIPv6中,分别得到FMIPv6-PP方案和FHMIPv6-PP方案。所提思想和方案通过定义新的Hop-by-Hop选项报头TM、PCoA表和双向隧道表,建立和维持MN切换前后两接入路由器之间的双向隧道,用于乒乓切换期间数据包的快速转发。理论分析和仿真实验表明:本文所提思想和方案在切换时延和丢包率方面收到很好的效果,吞吐量也有较大提高,比移动IPv6其它协议更适合乒乓切换模式,是一种综合性能优良的切换方案。针对现有的MPLS和IPv6融合方案存在建立标签交换路径所需时延大、丢包率高和无错误恢复处理等问题,本文提出了一种新的方案。该方案通过定义预测信息表和预测式MPLS移交切换算法,使得移动节点在移交切换前,根据自身需要选择目的接入路由器,提前完成其与交叉路由器的LSP建设,从而实现移动节点移交切换时延的最小化;另外,所提预测式MPLS移交切换算法使得本方案具有错误恢复的能力;对LSP拓扑结构的改进和采用双播机制能够有效地减少切换丢包率。

论文目录

• 内容提要
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国外关于移动IPV6 及乒乓切换的研究进展
• 1.2.2 国内关于移动IPV6 及乒乓切换的研究进展
• 1.2.3 MPLS 技术及其与移动 IPV6 结合的研究进展
• 1.3 论文的主要工作和贡献
• 1.4 论文的组织结构
• 第二章 移动 IPV6 关键技术分析
• 2.1 移动 IP 与移动 IPV6
• 2.1.1 移动 IP
• 2.1.1.1 移动 IP 的工作原理
• 2.1.1.2 移动 IP 切换过程简介
• 2.1.1.3 移动 IP 技术的优势
• 2.1.1.4 移动 IP 技术的不足
• 2.1.2 移动 IPV6 基本协议
• 2.1.2.1 IPV6 中的移动性相关特性
• 2.1.2.2 移动 IPV6 工作原理
• 2.1.2.3 移动 IPV6 主要操作过程
• 2.1.2.4 移动 IPV6 中的切换概述
• 2.1.2.5 新消息与新选项
• 2.1.2.6 移动 IPV6 存在的问题
• 2.1.2.7 移动 IPV6 切换优化技术概述
• 2.1.2.8 MIPV6 与MIP 的比较
• 2.2 移动 IPV6 快速切换方案
• 2.2.1 关键概念
• 2.2.2 新消息与切换过程
• 2.2.3 切换性能分析
• 2.2.4 存在的问题
• 2.3 移动 IPV6 层次管理方案
• 2.3.1 关键概念
• 2.3.2 MAP 选项格式
• 2.3.3 切换过程
• 2.3.4 切换性能分析
• 2.4 层次移动 IPV6 的快速切换
• 2.4.1 关键概念
• 2.4.2 切换过程
• 2.4.3 切换性能分析
• 2.5 几种切换方案的比较与局限性分析
• 2.6 本章小结
• 第三章 基于双向隧道的快速移动 IPV6
• 3.1 引言
• 3.2 基于PAR－NAR 双向隧道转发机制的乒乓切换思想
• 3.2.1 乒乓切换
• 3.2.2 基于 PAR－NAR 双向隧道转发机制的乒乓切换
• 3.3 基于乒乓效应的预测式快速移动 IPV6（P-FMIPV6-PP）
• 3.3.1 预测式快速移动IPV6
• 3.3.2 问题定义
• 3.3.3 P-FMIPV6-PP 细节
• 3.3.3.1 主要思想
• 3.3.3.2 TM 报头的定义
• 3.3.3.3 PAR 隧道状态表
• 3.3.3.4 改进的操作流程
• 3.3.3.5 若干问题及解决办法
• 3.3.4 与反应式的兼容性
• 3.4 本章小结
• 第四章 基于双向隧道的快速移动IPV6 层次移交管理方案
• 4.1 引言
• 4.2 FHMIPV6 性能分析
• 4.3 基于乒乓切换的快速层次移动IPV6
• 4.3.1 FHMIPV6-PP 体系结构
• 4.3.2 FHMIPV6-PP 细节
• 4.3.3 与FHMIPV6 的兼容性
• 4.3.4 FHMIPV6-PP 与FHMIPV6 的比较分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 仿真实验与分析
• 5.1 NS-2 简介
• 5.2 模拟场景
• 5.3 关键 TCL 脚本
• 5.4 实验结果分析
• 5.4.1 数据采集
• 5.4.2 结果分析
• 5.5 本章小结
• 第六章 MPLS 与移动IPV6 融合的预测式快速切换方案
• 6.1 MPLS 技术概述
• 6.1.1 MPLS 基本概念
• 6.1.2 MPLS 工作原理
• 6.1.3 MPLS 网络体系结构
• 6.1.3.1 节点结构
• 6.1.3.2 标签与转发等价类（FEC）
• 6.1.3.3 标记交换路由器（LSR）与标记边缘交换路由器（LER）
• 6.1.3.4 标签分发协议 LDP
• 6.1.3.5 标记交换路径 LSP 的形成
• 6.1.3.6 数据分组在 LSP 上的传输
• 6.1.4 MPLS 技术特点及优势
• 6.2 MPLS 与移动IPV6 的结合技术
• 6.2.1 MPLS 支持移动IPV6 的网络结构
• 6.2.1.1 基本移动MPLS
• 6.2.1.2 分级移动MPLS
• 6.2.1.3 微蜂窝移动 MPLS
• 6.2.2 现有方案存在的问题
• 6.3 预测式切换方案
• 6.3.1 主要思想
• 6.3.2 网络拓扑结构
• 6.3.2.1 域内 MAP 的切换
• 6.3.2.2 域间 MAP 的切换
• 6.3.3 预测信息
• 6.3.4 改进的 LSP 及双播
• 6.3.4.1 改进的LSP
• 6.3.4.2 双播
• 6.3.5 预测式MPLS 移交切换算法
• 6.3.6 预测式移动MPLS 切换流程
• 6.3.7 若干问题及解决办法
• 6.3.8 仿真分析
• 6.4 本章小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 研究成果
• 7.2 创新之处
• 7.3 不足及研究展望
• 参考文献
• 附录
• 攻读博士学位期间发表的学术论文及其它成果
• 摘要
• ABSTRACT
• 致谢