移动IPv6无线网络切换机制下的路由优化技术研究

论文摘要

为了使下一代互联网提供对移动通信的支持,IETF在IPv6协议的基础上提出了移动IPv6协议（MIPv6）。切换技术是MIPv6的关键技术之一,针对MIPv6切换机制的不足,IETF分别提出了快速切换MIPv6（FMIPv6）、层次化MIPv6（HMIPv6）和层次化快速切换MIPv6（F-HMIPv6）。这些改进方案虽然改善了切换延迟问题,但它们在路由优化策略上还不尽如人意。其中,F-HMIPv6协议整合了FMIPv6和HMIPv6的特点,可以提供更加快速平滑的切换,但是它沿用了HMIPv6的路由策略,即在MAP域内默认通过MAP进行分组转发。在这种方式下,MAP通过隧道将通信节点CN发送的分组转交给移动节点MN,不支持MAP区域内的路由优化,也容易使MAP产生拥塞。针对F-HMIPv6路由优化问题,本文提出了一种支持路由优化的F-HMIPv6解决方案,该方案引入了边界路由器来帮助MAP完成分组转发的工作,从而实现路由优化并解决了MAP的拥塞问题。由于该方案仍然通过第三方节点使用隧道进行分组转发,虽然节省了向CN注册绑定更新以及CN返回绑定确认消息等信令开销,但是相比于路由优化方式下的CN与MN直接通信仍然存在一定的分组传输延迟,因此本文在方案二中提出了MAP域内三角路由和路由优化的路由方式选择机制。该方案通过建立网络开销模型,根据具体的网络环境和相关参数,动态的选择路由方式进行通信。最后本文在NS-2网络仿真环境中对两种方案做了实现,并和原F-HMIPv6协议进行了比较和分析。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 引言
• 1.1.2 移动IPv6 协议下的切换和路由优化
• 1.2 国内外IPv6 发展状况
• 1.2.1 国外IPv6 发展状况
• 1.2.2 国内IPv6 发展状况
• 1.3 研究课题的目标、来源及主要内容
• 1.3.1 研究目标
• 1.3.2 项目来源
• 1.3.3 主要内容
• 1.4 本章小结
• 第二章 移动IPv6 及其切换机制下的路由优化研究现状
• 2.1 移动IP 技术
• 2.1.1 移动IPv4 协议
• 2.1.2 移动IPv6 协议
• 2.1.3 移动IPv4 协议与移动IPv6 协议的区别
• 2.2 移动IPv6 切换机制
• 2.2.1 扩展报头及选项
• 2.2.2 移动IPv6 协议的切换过程
• 2.2.3 移动IPv6 的改进切换机制
• 2.3 移动IPv6 切换机制下的路由优化
• 2.3.1 移动IPv6 协议的路由优化策略
• 2.3.2 层次化移动IPv6 协议的路由优化策略
• 2.3.3 其它改进路由优化策略及分析
• 2.4 延迟分析
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于F-HMIPv6 的路由优化改进方案
• 3.1 F-HMIPv6 的不足
• 3.2 F-HMIPv6 路由优化改进方案一
• 3.2.1 设计目标
• 3.2.2 系统架构
• 3.2.3 改进方案的处理流程
• 3.3 F-HMIPv6 路由优化改进方案二
• 3.3.1 设计目标
• 3.3.2 性能模型分析
• 3.3.3 改进方案的处理流程
• 3.4 本章小结
• 第四章 改进方案在网络仿真环境下的实现
• 4.1 网络仿真环境的搭建
• 4.1.1 网络仿真与NS-2
• 4.1.2 NS-2 的软件结构
• 4.1.3 NS-2 的应用编程接口
• 4.1.4 NS-2 的协议扩展与仿真过程
• 4.2 路由优化改进方案的具体实现
• 4.2.1 协议模块
• 4.2.2 网络节点和信令
• 4.2.3 协议报头定义
• 4.2.4 协议其它部分
• 4.3 本章小结
• 第五章 路由优化改进方案的性能比较与分析
• 5.1 性能指标
• 5.2 网络拓扑图与环境参数
• 5.3 改进方案一与F-HMIPv6 的比较
• 5.3.1 TCP 分组序列图
• 5.3.2 ACK 分组序列图
• 5.3.3 TCP 分组通信时延序列图
• 5.3.4 数据传输速率及分组丢失率
• 5.4 改进方案二与F-HMIPv6 的比较
• 5.4.1 TCP 分组序列图
• 5.4.2 ACK 分组序列图
• 5.4.3 TCP 分组通信时延序列图
• 5.4.4 数据传输速率及分组丢失率
• 5.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢