移动IPv6关键技术研究

论文摘要

互联网规模的不断增长,促使IPv6在全球范围内逐步取代IPv4成为新的网际互联协议;而随着无线接入和移动通信技术的飞速发展,出现了为移动主机提供网络服务的需求。移动IPv6协议应运而生,使得用户可以随时随地访问IPv6互联网。但是,现有移动IPv6的移动管理机制存在信令开销大、切换延迟高的缺陷,不能满足快速移动主机的通信要求。另一方面,互联网已逐步由单一的数据传输网向包含数据、语音、图像、视频等多媒体信息的综合传输网演化,因而在基于移动IPv6的网络中支持服务质量(QoS)和组播通信已成当务之急。 本文围绕移动IPv6网络的关键技术,在移动管理、QoS保证和组播支持这三个方面进行了如下创新工作: (1) 分析了移动节点在“层次移动MIPv6”(HMIPv6)协议中的域外注册开销,提出了基于节点移动特征和通信量特征的“移动锚点”(MAP)选择算法——MTMS,以降低所有移动节点的总体域外注册开销。提出了MTMS算法阈值的动态调整机制,从而充分利用了高级别MAP的服务能力。理论分析和仿真实验表明,MTMS算法的域外注册开销低于传统的基于移动特征的算法;同时,阈值的动态调整机制进一步提升了MTMS算法的性能。 (2) 从域外注册开销的角度比较了HMIPv6和标准移动IPv6的性能,发现节点应根据其综合量度在两种协议之间做出选择,进而提出了一种自适应的三级移动管理框架——ATLMM。在ATLMM中,移动节点根据它的综合量度在高级别MAP、低级别MAP和家乡代理中选取合适的代理。仿真结果表明,ATLMM不仅为移动节点提供了自适应的协议选择,而且降低了总体的域外注册开销。 (3) 从资源预留的管理、预留路径的重建、移动代理的设计以及“资源预留协议”(RSVP)与移动管理机制的结合这四个方面分析了已有移动RSVP扩展机制的基本思想和优缺点。提出了为“移动IPv6的快速切换”(FMIPv6)协议中的移动节点提供QoS保证的FMRSVP协议。FMRSVP使用FMIPv6的快速切换信令转发节点的QoS需求参数;利用链路层的切换预测机制缩短了被动预留的数量和持续时间;并通过识别交迭路由器降低了预留重建的延迟。运用马尔可夫过程理论证明了FMRSVP在预留信令开销、预留延迟和被动预留的带

论文目录

• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 主要工作
• 1.3 论文组织
• 第二章 移动IPv6及其关键技术基础
• 2.1 移动IP
• 2.2 移动IPv6
• 2.2.1 与 MIP的比较
• 2.2.2 工作原理
• 2.2.3 主要操作过程
• 2.2.4 新消息与新选项
• 2.3 层次移动 IPv6
• 2.3.1 术语
• 2.3.2 概述
• 2.3.3 MAP选项格式
• 2.4 移动IPv6的快速切换
• 2.4.1 术语
• 2.4.2 切换延迟分析
• 2.4.3 切换过程
• 2.5 层次移动IPv6的快速切换
• 2.5.1 术语
• 2.5.2 切换过程
• 2.6 QoS概述
• 2.6.1 QoS的概念
• 2.6.2 IntServ模型
• 2.6.3 RSVP协议
• 2.7 组播概述
• 2.7.1 组播的概念
• 2.7.2 组播地址
• 2.7.3 组播成员管理
• 2.7.4 组播路由协议
• 2.8 本章小结
• 第三章 一种基于综合量度的 MAP选择算法
• 3.1 引言
• 3.2 传统算法
• 3.3 域外注册开销函数
• 3.4 两级HMIPv6的移动管理
• 3.4.1 MTMS算法
• 3.4.2 阈值的动态调整
• 3.5 MTMS的性能分析
• 3.6 仿真分析
• 3.6.1 仿真模型
• 3.6.2 仿真结果
• 3.7 本章小结
• 附录: E（k）的估算举例
• 第四章 一种自适应的三级移动管理框架
• 4.1 引言
• 4.2 HMIPv6性能分析
• 4.3 ATLMM细节
• 4.3.1 三级移动代理体系结构
• 4.3.2 子网驻留时间的估算
• 4.3.3 移动代理选择算法
• 4.4 仿真分析
• 4.4.1 仿真模型
• 4.4.2 仿真结果
• 4.5 本章小结
• 第五章 无线移动网络中的RSVP扩展机制
• 5.1 引言
• 5.2 资源预留的管理
• 5.2.1 预先预留模型
• 5.2.2 旧预留的释放
• 5.2.3 动态 RSVP
• 5.2.4 小结
• 5.3 预留路径的重建
• 5.3.1 公共路径的识别
• 5.3.2 路径扩展机制
• 5.3.3 RSVP隧道会话
• 5.4 移动代理的设计
• 5.4.1 移动代理的概念
• 5.4.2 移动代理的功能
• 5.5 与移动管理机制的结合
• 5.5.1 QoS对象机制
• 5.5.2 RSVP与微移动管理
• 5.6 本章小结
• 第六章 FMIPv6网络的QoS保证机制
• 6.1 引言
• 6.2 FMRSVP概述
• 6.3 FMRSVP协议流程
• 6.4 性能分析
• 6.4.1 切换性能分析
• 6.4.2 预留性能分析
• 6.5 仿真分析
• 6.6 本章小结
• 第七章 F-HMIPv6网络的QoS保证机制
• 7.1 引言
• 7.2 域内切换的QoS保证
• 7.3 域间切换的QoS保证
• 7.4 仿真分析
• 7.4.1 域内切换的预留性能
• 7.4.2 域间切换的预留性能
• 7.5 本章小结
• 第八章 一种适用于移动IPv6的动态组播协议
• 8.1 引言
• 8.2 已有的移动组播协议
• 8.2.1 移动组播协议概述
• 8.2.2 相关的移动组播协议
• 8.3 MDMAP设计思想与体系结构
• 8.4 MDMAP协议细节
• 8.4.1 DMA选项
• 8.4.2 DMA的发现
• 8.4.3 DMA选择算法
• 8.4.4 主要数据结构
• 8.4.5 MDMAP操作细节
• 8.4.6 DMA地址的携带
• 8.4.7 DMSP DMA的选择
• 8.5 仿真分析
• 8.5.1 性能评价量度
• 8.5.2 仿真模型
• 8.5.3 仿真结果
• 8.6 本章小结
• 第九章 结论与展望
• 9.1 论文主要结论
• 9.2 研究展望
• 附录 缩略语
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表和完成的论文
• 攻读博士学位期间参加的科研项目
• 致谢