移动IPv6中基于TCP的快速切换研究

摘要

移动IPv6协议允许用户在使用便携式设备时，不需要进行任何的手动配置就可以在移动到不同的无线子网的过程中保持通信，这个移动的过程就称为切换。然而移动IPv6协议没有说明如何能够在切换的过程中保持流畅的连续的通信。流畅的通信在于减小切换过程中的延时，即快速切换；连续的通信在于减少切换过程中的丢包率，即平滑切换。　　为了实现快速切换和平滑切换，互联网工程攻坚组织主要提出了两方面的解决方案。层次化移动IPv6协议中，通过将便携式设备的移动区分为宏观移动和微观移动，从而将切换过程的影响控制在子域范围内，减小了地址绑定更新过程的延时和信令消耗；快速切换移动IPv6协议中，便携式设备通过移动检测，预测切换过程的发生，将网络层切换的部分操作提到链路层切换之前，这样一旦完成链路层切换就可以很快进行网络层的通信，加速了切换过程的完成。基于这两种思想，许多研究者提出了进一步的改进方案，包括对接入路由器进行多播，在接入路由器处进行数据包缓存，在路由器之间建立隧道机制然后进行数据包转发，等等。　　本文基于层次化移动IPv6协议和快速切换移动IPv6协议，提出并设计了一种“移动节点提供信息，由网络来决定切换”的改进方案。该方案的主要特点是在网络中增加了一个切换管理器，它既能够收集到便携式设备所处位置的信号强度和移动模式，还能够收集到网络中路由器的负载情况，从而可以对网络情况有一个更加全面的了解。切换管理器在这些信息的基础上来决定便携式设备是否应当切换和切换过程中应当和那个路由器建立连接，使得切换决定更加智能。　　TCP协议最早为有线网络设计，网络延迟和丢包现象会触发其拥塞控制策略。因此，本文在网络模拟器NS-2中，将移动IPv6的切换试验基于TCP之上，能够更加清晰的看到切换过程中，网络延迟和丢包所带来的影响，以及更好的验证本文提出的改进方案的合理性。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1研究背景

1.1.1引言

1.1.2移动IPv6协议下的快速切换

1.2国内外IPv6发展状况

1.2.1国际的IPv6发展状况

1.2.2国内的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协议及其切换机制的研究现状

2.1 MIPv6协议

2.1.1 MIPv6简介

2.1.2移动IPv4与移动IPv6的区别

2.2无线网络的切换

2.3切换延迟分析

2.4移动IPv6现有改进方案研究

2.4.1层次化移动IPv6

2.4.2快速切换及其与层次化MIPv6的整合

2.4.3其他改进协议与分类

2.4.4改进协议的比较与分析

2.5本章小结

第三章网络协议模拟环境

3.1 NS-2网络模拟环境

3.2本章小结

第四章快速切换协议在NS-2网络模拟环境中的实现

4.1总体设计

4.1.1设计目标

4.1.2系统架构

4.2具体实现

4.2.1模块设计

4.2.2网络节点

4.2.3网络信令

4.2.4数据包定义

4.2.5定时器

4.2.6数据包的封装与解封

4.2.7程序还有待改进的地方

4.3本章小结

第五章切换性能的比较与分析

5.1性能指标

5.2网络拓扑图与环境参数

5.3线性移动下的切换

5.3.1 MIPv6试验

5.3.2 MA-MIPv6试验

5.3.3结论

5.4随机移动下的切换

5.4.1 MIPv6试验

5.4.2 MA-MIPv6试验

5.4.3结论

5.5乒乓移动下的切换

5.5.1 MIPv6试验

5.5.2 MA-MIPv6试验

5.5.3结论

5.6本章小结

结 论

参考文献

攻读学位期间发表的论文

致谢