IPV6及其在3G网络中的应用研究

论文摘要

移动网络的发展方向是“全IP移动网”．IPv6已经被3GPP组织确定为构筑下一代移动网的基础和3G必须遵循的标准，本论文主要选择了未来3G网络中核心协议之一——移动IPv6协议中的切换机制进行研究。论文首先引入了移动IP技术起因、原理、及设计的主要原则和目标，分析、比较了移动IPV4和移动IPV6技术，系统地介绍了标准移动MIPv6，层次性移动管理方案HMIPv6以及快速切换技术FMIPv6等几种切换方案。基于软件预测的层次性快速的切换机制（SHFMIPV6）是在层次性移动管理方案和快速切换方案两种技术的基础上05年提出的一种新的前沿切换思想，论文深刻地阐述了SHFMIPV6的提出背景，新引入的功能实体，具体的切换操作过程，以及新增的缓存管理，软件预测等功能。然后，作者选择了MIPv6、HMIPv6、FMIPv6以及最新提出的SHFMIPV6几种切换方案，以网络，通信学有关原理为基础，从理论上深入地比较几种方案的切换时延，并详尽分析了各自的优缺点。经比较得出：新提出的SHFMIPv6机制的平均切换时延和域内切换时延比其它方案有了非常明显地改善；但是域间切换仍有待于进一步的改进。最后，作者采用了NS-2模拟软件，搭建了实验模拟平台，对MIPv6、FMIPv6、HMIPv6及最新提出的SHFMIPv6几种切换方案的切换性能进行了认真反复地模拟实验，并对上述切换方案在切换过程中的三个最重要评价指标：平均切换时延、数据吞吐量、丢包率的作出横向比较图。经实验比较得出：最新提出SHFMIPv6方案在切换过程的平均切换时延、数据吞吐量、丢包率等几项性能指标上与其它切换方案相比有明显的改善。但与此同时，在开销方面，SHFMIPv6对节点和路由器的要求较高，对路由器的存储能力和处理能力有比较高的要求。

论文目录

• 摘要
• Summary
• 前言
• 1 研究的背景和意义
• 2 移动IP的设计目标
• 3 本文的主要工作和内容
• 第一章 基本移动IPv4和IPV6技术研究
• 1.1 移动IPv4
• 1.1.1 移动IPv4基本功能实体
• 1.1.2 移动IPv4相关概念
• 1.1.3 移动IPv4的基本操作过程
• 1.2 移动IPv6
• 1.2.1 移动IPv6的基本概念
• 1.2.2 移动IPv6的基本操作过程
• 1.2.3 移动IPv4和移动IPv6的比较
• 1.3 移动IPv6的研究现状
• 第二章 移动IPv6切换机制
• 2.1 移动IPv6切换的基本原理和要求
• 2.2 基于管理机制层次性切换方案（HMIPv6）
• 2.2.1 层次性移动IPV6管理模型的提出
• 2.2.2 HMIPv6概述
• 2.2.3 HMIPv6协议实现
• 2.2.4 HMIPv6的切换流程
• 2.3 快速切换方案（FMIPV6）
• 2.3.1 快速切换方案的提出
• 2.3.2 快速切换概述
• 2.3.3 快速切换技术的切换流程
• 第三章 基于软件预测的层次性快速切换机制
• 3.1 新方案的提出背景
• 3.2 基于预测软件的层次性快速切换机制
• 3.3 SHFMIPv6机制的详细实现过程
• 3.3.1 SHFMIPv6新增消息
• 3.3.2 SHFMIPv6中的实体操作
• 3.3.3 SHFMIPv6具体切换流程
• 3.3.4 SHFMIPv6中的新增缓存管理功能
• 3.3.5 SHFMIPv6中的新增软件预测模块
• 第四章 SHFMIPV6和其它几种方案的性能分析
• 4.1 切换时延的组成
• 4.2 切换时延分析
• 4.3 新方案和其它几种切换方案的比较
• 第五章 SHFMIPv6和其它几种切换机制仿真实验及结果分析
• 5.1 仿真软件NS2概述
• 5.2 仿真环境设置
• 5.2.1 NS-2软件的下载及安装
• 5.2.2 安装无线扩展协议
• 5.2.3 模拟环境的设定和相关的配置工作
• 5.2.4 安装移动IPv6切换改进协议
• 5.3 仿真结果分析
• 第六章 结论与讨论
• 6.1 工作总结
• 6.2 未来工作的展望
• 致谢
• 附录 （一）
• 附录 （二）