层次型移动IPv6快速切换改进研究

摘要

移动通信技术的快速发展，高性能笔记本电脑和PDA终端的普遍使用，大大刺激了人们对移动互联网的需求。鉴于IPv4地址不足等因素，基于IPv6的移动IPv6技术越来越受到关注，其中移动IPv6切换技术就是当今热点之一。
　　 为了实现无缝切换，人们提出许多改进方案，包括移动IPv6快速切换、层次型移动IPv6切换管理和层次型移动IPv6快速切换方案等。但是这些方案仍然存在切换延迟时间长，数据包丢失率高等问题。特别是在移动节点进行乒乓移动的时候，这些方案都无法满足对延迟敏感的实时应用的要求。
　　 本文首先对移动IPv6的基本技术进行简单概括的介绍；然后详细介绍了现有的三种快速切换方案并从切换延迟、丢包率和信令开销三个方面对三种方案的切换性能进行分析比较；最后从三种方案中选择最优的方案——层次型移动IPv6快速切换方案作为研究基础。本文针对层次型移动IPv6快速切换方案中存在的不足，从减少移动节点信令开销、减少切换延迟、充分利用已有资源的角度，提出了基于层次型移动IPv6快速切换的切换改进方案。基于层次型移动IPv6快速切换的切换改进方案(Improved Fast-HierarchicalMobile IPv6，IFHMIPv6)提出在移动节点和移动锚点上添加缓存项和定时器对当前地址以及移动锚点与当前接入路由器之间的隧道进行限时缓存实现资源限时预留。当移动节点移动到新接入路由器后返回到前接入路由器的时候，移动节点首先检查相关缓存项的定时器是否超时。如果计时器未超时则无需重新配置转交地址和建立隧道直接利用缓存资源；如果计时器已经超时则按照一般流程重新配置转交地址和建立隧道。本文最后采用仿真工具NS-2对三种移动模式下的IFHMIPv6方案进行仿真。实验证明了IFHMIPv6方案的优越性；特别是在乒乓移动情况下，能够大大地减少切换延迟。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 移动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基本技术

2.1 移动IPv6协议基本概念

2.1.1 IPv6报头

2.1.2 移动IPv6的功能实体

2.1.3 移动IPv6的两种地址

2.2 移动IPv6的关键技术

2.2.1 移动检测

2.2.2 转交地址的形成

2.2.3 重复地址检测

2.2.4 绑定更新

2.2.5 分组通信

2.3 移动IPv6的工作原理

2.4 移动IPv6存在的问题

2.5 本章小结

第三章 移动IPv6切换改进方案及切换分析

3.1 移动IPv6切换技术

3.2 移动IPv6快速切换

3.2.1 移动IPv6快速切换关键概念

3.2.2 移动IPv6快速切换新增消息

3.2.3 移动IPv6快速切换机制

3.2.4 移动IPv6快速切换性能分析

3.3 层次型移动IPv6

3.3.1 层次型移动IPv6新选项和消息

3.3.2 层次型移动IPv6工作原理

3.3.3 层次型移动IPv6切换性能分析

3.4 层次型移动IPv6快速切换

3.4.1 层次型移动IPv6快速切换新概念

3.4.2 层次型移动IPv6快速域内切换工作原理

3.4.3 层次型移动IPv6快速域间切换工作原理

3.4.4 层次型移动IPv6快速切换性能分析

3.5 三种改进协议的比较和局限性分析

3.6 本章小结

第四章 基于FHMIPv6的切换改进方案

4.1 移动节点的移动模式

4.2 新增数据结构和消息

4.2.1 地址及隧道缓存表

4.2.2 新增消息

4.3 基于FHMIPv6的切换改进方案

4.3.1 基于FHMIPv6的域内切换改进方案工作原理

4.3.2 基于FHMIPv6的域间切换改进方案工作原理

4.4 改进方案性能分析

4.4.1 切换延迟

4.4.2 数据包丢失

4.4.3 信令开销

4.5 本章小结

第五章 改进方案的仿真分析

5.1 仿真平台

5.1.1 仿真工具选择

5.1.2 NS-2简介

5.1.3 仿真平台搭建

5.2 仿真场景

5.2.1 网络拓扑结构

5.2.2 关键TCL脚本

5.3 实验结果分析

5.3.1 网络性能指标

5.3.2 直线移动下的切换

5.3.3 随机移动下的切换

5.3.4 乒乓移动下的切换

5.4 本章小结

总结

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致 谢