IPv6中乒乓移动切换技术的研究

论文摘要

在移动通信技术发展的过程中,不断的与无线网络技术的融合,满足了人们能够随时随地接入Internet,并且能够实现移动主机不断的移动而与Internet连接不中断,在这个过程中不需要对移动主机进行重新配置,而能够保持与Internet的连接。移动IPv6协议就为移动用户提供了这种移动支持,因此研究移动IPv6技术很有现实意义。目前研究移动IPv6的关键技术的热点主要是在移动IPv6切换过程中如何保证通信的连续性、如何缩短切换的时延、如何保证移动过程中的数据安全、如何保证切换的平滑和如何提供QoS保证等。本文的研究重点是移动节点从一个接入路由器移动至另一个接入路由器时,仍然保持其连通性的这个切换过程的一系列问题。影响移动IPv6服务质量的主要因素就是切换技术,它是移动IPv6的关键技术。尽管现有的移动IPv6的切换技术有很多,但是具有代表性的切换技术有MIPv6、FMIPv6、HMIPv6、FHMIPv6切换技术和这些方案的改进方案。目前这些现有的几种移动IPv6切换技术基本上都存在切换延迟大、分组丢失率高、吞吐量低等问题,都不能满足一些实时应用对切换延迟比较敏感的要求。特别是对于这种特殊的乒乓移动的切换,更是不能满足其要求。为了改善切换性能,减少切换过程中的切换时延和数据分组的丢失,尤其是乒乓移动模式下的切换时延和数据分组丢失等问题,本文进行了如下工作。分析研究了现有的切换技术,并对其具有代表性的MIPv6、FMIPv6、HMIPv6、FHMIPv6切换技术进行了介绍,对切换性能做了相关的比较和总结。分别对这几种代表性的切换技术在特殊的乒乓移动模式下的切换延迟、分组丢失率和吞吐量等切换性能方面进行了比较和研究。发现这些切换技术虽然各有特色,但都没有考虑到移动节点在乒乓移动模式下的切换性能。本文给出了一种基于乒乓移动模式下移动IPv6切换技术的优化方案,这种优化方案是分别在FMIPv6和FHMIPv6切换技术的基础上提出的,方案中,在隧道状态表中缓存了乒乓切换所需要的IP地址,建立的隧道,通过改变已建立的隧道的状态,来避免频繁申请和释放IP地址。并且增加了定时器的设置,在规定的时间内如果移动节点又切换回原来的链路,则缓存的这几种隧道表的IP地址就可以被重新使用,如果超过了规定的时间,移动节点没有回到原来的链路,则释放缓存中的IP地址,同时对数据包的乱序问题,做了简单的改进,并且详细介绍了在FMIPv6和FHMIPv6切换技术的基础上的优化方案工作机制以及改进方案的数据流的传输。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 国内外关于IPv6 和移动IPv6 研究现状
• 1.2.2 国内外关于移动IPv6 切换及IPv6 下乒乓移动切换的研究现状
• 1.3 论文的主要内容和结构
• 1.3.1 论文的主要内容
• 1.3.2 论文安排
• 第二章 移动IPv6 技术的介绍
• 2.11 Pv6 的技术概述
• 2.2 移动IPv6
• 2.2.1 移动IPv6 的特点
• 2.2.2 移动IPv6 的组成
• 2.3 移动IPv6 的工作原理
• 2.4 本章小结
• 第三章 典型移动IPv6 切换技术的介绍
• 3.1 移动IPv6 切换技术
• 3.1.1 移动IPv6 的切换
• 3.1.2 移动IPv6 的乒乓移动的切换
• 3.1.3 移动IPv6 的切换的性能
• 3.2 快速切换
• 3.2.1 快速切换概述
• 3.2.2 移动IPv6 快速切换的基本概念
• 3.2.3 移动IPv6 快速切换协议的工作机制
• 3.2.4 FMIPv6 切换性能分析
• 3.3 层次移动IPv6 切换
• 3.3.1 基本概念和协议扩展
• 3.3.2 层次移动IPv6 切换的工作原理
• 3.3.3 层次移动IPv6 的切换性能分析
• 3.4 层次型移动IPv6 快速切换技术
• 3.4.1 简单的结合方式
• 3.4.2 优化的层次型快速移动IPv6 的切换机制FHMIPv6
• 3.4.3 FHMIPv6 性能分析
• 3.5 本章小结
• 第四章IPv6 中乒乓移动切换的优化方案
• 4.1 当前乒乓切换的研究
• 4.2 移动节点做乒乓移动时对于FMIPv6 的改进
• 4.2.1 对FMIPv6 的改进
• 4.2.2 改进方案的操作流程
• 4.2.3 缓存项的数据结构
• 4.2.4 改进方案与FMIPv6 的比较
• 4.3 移动节点做乒乓移动时对于FHMIPv6 的改进
• 4.3.1 对FHMIPv6 的改进策略
• 4.3.2 改进方案的操作流程
• 4.3.3 在FHMIPv6 的基础上缓存项的数据结构
• 4.3.4 改进方案与FHMIPv6 的比较
• 4.4 本章小结
• 第五章 仿真实验和结果分析
• 5.1 网络仿真工具介绍
• 5.2 NS-2 的介绍
• 5.3 NS-2 对无线移动IPv6 的支持
• 5.4 模拟场景
• 5.4.1 模拟的网络拓扑结构
• 5.4.2 仿真模拟的实现
• 5.4.3 切换场景
• 5.5 仿真结果分析
• 5.6 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 本文总结
• 6.2 前景展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录