无线mesh网络移动管理问题的研究

论文摘要

无线mesh网(Wireless Mesh Network,WMN)是一种新型的宽带无线网络架构,由移动Ad Hoc网络发展而来,具有自组织和自愈等特性。由于WMN在灵活组网、提高网络覆盖率、增加网络容量、减少前期投资等诸多方面都显现出很大的优势,作为一种解决“最后一公里”问题的可选方案,WMN已经得到了国际学术界和工业界的广泛关注。WMN中包括两种不同类型的节点:mesh路由器和mesh客户端。其中mesh路由器移动性很小,相互连接组成无线mesh网的骨干网络。mesh客户端可以通过多种接入协议接入骨干网络,通过骨干网获取网络服务。这使得无线mesh网可以融合多种网络,很容易进行扩展。无线mesh网是一种复杂的混合异构网络,要使mesh客户端良好互连必须进行有效的网络管理。由于移动终端的漫游特性,移动性管理是无线网络管理协议的重要内容之一,特别是在大多数基于IP寻址的网络中,如何实现移动终端的快速定位和透明的移动管理,一直是无线网络管理中的关键问题。本文着重研究WMN中的移动性管理协议。首先介绍了WMN的特点、体系结构并与Ad hoc等无线网络进行比较,然后分析了现有无线网络中的移动性管理策略的特点,在此基础上提出了一种基于P2P机制的移动性管理协议。该协议采用一种改进的Kademlia算法,把mesh路由器骨干网组织成一个P2P网络,实现了WMN中mesh客户端移动信息的自动注册、更新和快速查询,而且网络中的移动注册信息具有一定的冗余备份,可以有效解决单点失效问题。此外,mesh客户端通过所注册的mesh路由器接入骨干网络获得网络服务,在骨干网中直接发布其注册绑定信息,不需要家乡代理,可以避免三角路由问题。最后使用NS2模拟工具建立仿真环境,对本文的协议进行了实验测试和数据分析,仿真结果表明,在不显著影响移动切换时延的情况下,本文的移动管理协议可以实现较优的路由转发和具有较好的拓扑适应性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文主要工作
• 1.4 论文的组织结构
• 第二章 无线MESH 网络
• 2.1 无线MESH 网结构
• 2.2 无线MESH 网的特点与应用
• 2.2.1 无线mesh 网的优势与不足
• 2.2.2 无线mesh 网的应用
• 2.3 无线MESH 网与AD HOC 网络的异同
• 第三章 移动性管理技术
• 3.1 位置管理
• 3.2 切换管理
• 3.3 现有无线网络的移动性管理方案
• 3.3.1 蜂窝系统移动管理方案
• 3.3.2 移动IP 宏移动管理方案
• 3.3.3 IP 微移动管理方案
• 3.3.4 无线多跳网络移动管理方案
• 第四章 基于P2P 的移动性管理协议
• 4.1 协议的主要思想
• 4.2 协议的实现算法
• 4.2.1 Kademlia 查询算法
• 4.2.2 P2P 节点的数据结构
• 4.2.3 移动定位信息查询
• 4.2.4 移动绑定信息的注册
• 4.2.5 算法性能分析
• 第五章 移动性管理策略仿真及分析
• 5.1 网络仿真器
• 5.1.1 NS 简介
• 5.1.2 NS2 的事件调度机制
• 5.1.3 NS2 的功能模块
• 5.1.4 NS2 网络模拟过程
• 5.2 在NS2 中添加新的移动管理协议
• 5.2.1 增加移动管理分组头类型
• 5.2.2 创建移动管理协议类
• 5.3 仿真实验
• 5.3.1 网络仿真模型
• 5.3.2 实验结果与分析
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 下一步工作
• 致谢
• 参考文献
• 附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文