基于SIP/NMA的IP移动网络关键技术研究

摘要

本文提出了一种将SIP协议与网络移动代理(NetworkMobileAgent)相结合的移动性方案，简称SIP/NMA。该方案将移动性管理问题分为位置管理和切换管理两个部分考虑，并设计了位置管理和切换管理相分离的软件模型。　　位置管理用来使网络发现移动节点的接入点，并向其发起呼叫，它采用SIP协议的相关组件来完成。方案采用SIP-URI作为主机的身份标识，避免了在移动IP中IP地址既是用户的身份标识，又是用户位置标识造成的地址资源浪费，同时还可以解决用户在地址记忆和使用上的不便。主机的SIP-URI与它当前的位置信息建立绑定关系，当主机移动引起地址的变化后，将启动注册过程更新当前位置信息。因此，会话的呼叫建立过程可以在主被叫双方直接建立，从而避免了采用移动IP方法引起的三角路由和数据封装问题。通过建立数学模型和分析证明，该方案有效地降低了网络开销，进而提高了网络传输效率、降低了会话建立时间，减少了不必要的网络流量。　　由于设计了具有实时位置更新特点的位置管理方式，终端只有在通话过程中发生子网间切换的情况下才需要切换管理，保证已经建立的数据流不间断。切换管理在内核层次以端到端的方式实现，该功能由终端与NMA合作共同完成。与当前的移动管理方案相比，它的显著特点在于，不需要在网络中固定的家乡代理(HomeAgent，简称HA)，取而代之的是本方案设计的分布在每个子网中的NMA。当终端移动并发生了子网间的切换时，由NMA来完成路由重建、分组转发等功能，从而保证数据流维持连接不间断。由于切换信令仅在终端和相邻子网中的NMA间发生，从而缩短了切换信令传输路径，进而缩短了切换延迟。此外，方案采用了底层触发机制，大大减少了移动检测时延，进一步降低了切换时延。通过建立数学模型以及仿真分析证明，该方案有效地降低切换时延，可以更好地支持实时业务。

目录

文摘

英文文摘

哈尔滨工程大学学位论文原创性声明

第1章绪论

1.1研究背景

1.1.1互联网与移动通信的发展融合

1.1.2网络新业务的发展以及SIP协议的应用

1.1.3下一代网络技术的发展

1.2论文的选题意义

1.3论文的主要工作与内容安排

第2章SIP协议综述

2.1 SIP协议的基本内容

2.1.1 SIP协议的地址与命名

2.1.2 SIP体系的组成部件

2.1.3 SIP的消息格式

2.1.4 SIP协议的工作过程

2.2 SIP协议对移动性的支持

2.2.1个人移动性

2.2.2终端移动性

2.2.3会话移动性

2.2.4业务移动性

2.3 SIP的技术特点及其优势

2.4 SIP的应用和发展情况

2.5本章小结

第3章网络移动性管理方案综述

3.1问题的产生

3.2目前主要的移动性管理方案介绍

3.2.1链路层移动性管理方案

3.2.2网络层移动性管理方案

3.2.3传输层移动性管理方案

3.2.4应用层移动性管理方案

3.3本章小结

第4章SIP/NMA方案

4.1移动性管理的设计原理

4.2问题的产生

4.3 SIP/NMA方案设计思想

4.4相关术语

4.5网络结构

4.6本章小结

第5章位置管理

5.1终端命名方式

5.2用户信息查询

5.3呼叫建立

5.4性能分析

5.5本章小结

第6章切换管理

6.1影响切换时延的因素

6.2 SIP/NMA切换方案概述

6.3方案主要操作过程

6.3.1概念性数据结构及其管理

6.3.2移动检测以及地址自动配置过程

6.3.3绑定管理

6.3.4 NMA发现过程

6.3.5用户消息更新

6.4切换时延分析

6.4.1移动检测方案的性能分析

6.4.2路由重建时延分析

6.4.3总切换时延分析

6.5本章小结

第7章系统实现与测试分析

7.1方案特点

7.2测试与分析

7.2.1测试环境

7.2.2测试方案

7.2.3测试结果与分析

7.3本章小结

第8章SIP/NMA在下一代网络(NGN)中的部署

8.1 NGN的特点以及SIP协议的应用

8.2 NGN中的移动性管理

8.3 SIP/NMA在NGN中的部署

8.4本章小结

结论

参考文献

攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果

致谢