移动IPv6快速切换机制研究及仿真

摘要

随着Internet技术和移动通信技术的迅速发展及相互渗透，各种功能强大的便携式终端不断涌现，越来越多的的用户希望能在任何地方以更灵活的方法接入Internet，分享Internet提供的丰富多彩的服务。为了解决用户的移动性问题，因特网工程任务组(Internet Engineering Task Force)成立了移动IP(Mobile IP)工作组，致力于一种新的方案，使节点能够在互联网中的不同的子网中自由移动，而无需改变原有IP地址。目前，移动IP有两种版本：基于IPv4的移动IPv4(RFC3220)和基于IPv6的移动IPv6(RFC3775)。 移动IPv6是下一代Internet技术与移动通信的融合。互联网服务迫切需要移动性支持，而移动通信也需要增强数据和多媒体业务，两者的融合对于移动互联网的实现和应用将带来许多新的挑战与机遇。但是，移动IP主要是为节点的宏移动性设计的，即节点移动到某一个地方后会停留较长的时间，而在微移动性方面考虑得不够，当移动节点在不同子网中切换时，由于IP层的切换容易产生时延和数据包的丢失，引起通信质量的下降或通信中断，这时对实时应用，如IP语音，造成很大的影响，使用者能够很明显地感觉到实时连接的中断。因此，减少移动IP的切换延时，降低丢包率，减轻节点移动对实时应用的影响，成为移动IP需要解决的一个重要问题。 移动IPv6的切换技术是此领域的研究热点之一。IETF提出的快速切换，平滑切换能较好的解决移动用户在网络中无缝漫游的问题。快速切换主要保证切换时间短，平滑切换的主要目的是使丢掉或者延迟的数据分组达到最小。在移动IPv6中，每当移动节点的接入位置发生改变，为了保证通信不中断及进行路由优化，移动节点都需要向家乡代理和通信对端发送绑定更新消息，如果移动节点的接入位置经常需要更换，网络上将存在许多绑定更新的消息，占据宝贵带宽，可能会造成网络冲突。研究证明，大多数移动节点都是在一定范围内移动的，因此，IETF提出了层次化移动IPv6管理模型。该模型可以减少绑定更新消息的数量，又使得移动节点的位置对外界是透明的。本文首先介绍了IPv6，标准移动IPv6的基本原理和切换过程。然后对现有的切换技术，如快速切换，平滑切换，层次化移动IPv6管理模型，进行详细的讨论及分析，并结合快速切换与层次化移动IPv6管理模型的优点，提出层次型移动IPv6快速切换方案F-HMIPv6。最后介绍了NS2网络仿真工具和对F-HMIPv6进行仿真实验的过程，通过仿真数据的分析，指出F-HMIPv6理论上的可行性及有待改进的地方。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2研究背景

1.2.1移动IP产生的原因

1.2.2移动IP解决的问题

1.2.3移动IP应用的范围

1.2.4移动IP的设计目标

1.3移动IPv6的技术研究框架

1.4本文研究的内容及目的

1.5论文的结构安排

第二章移动IPV6技术

2.1 IPv6对移动的支持

2.2移动IPv6的基本术语

2.3移动IPv6的扩展头标

2.4移动IPv6的消息

2.5移动IPv6的数据结构

2.6移动IPv6与移动IPv4的比较

2.7移动IPv6的工作过程

2.8本章小节

第三章层次型移动IPV6快速切换方案设计

3.1移动切换对通信的影响

3.2移动IPv6快速切换

3.2.1快速切换技术描述

3.2.2快速切换技术的分类

3.3移动IPv6平滑切换

3.3.1平滑切换技术描述

3.3.2平滑切换中的缓存管理

3.3.3平滑切换的切换形式

3.4层次型移动IPv6管理模型

3.4.1 HMIPv6概述

3.4.2 HMIPv6的扩充

3.4.3 MAP发现

3.4.4协议的实现

3.5层次型移动IPv6快速切换—F-HMIPv6

3.5.1快速切换技术分析

3.5.2平滑切换技术分析

3.5.3层次型移动IPv6管理模型分析

3.5.4切换时延分析

3.5.5层次型移动IPv6快速切换—F-HMIPv6

3.6本章小节

第四章层次型移动IPV6快速切换仿真

4.1 NS2简介

4.2 NS2的安装

4.3扩展无线协议

4.4扩展移动IPv6切换协议

4.5层次型移动IPv6快速切换仿真设计

4.5.1仿真实验过程设计

4.5.2网络仿真拓扑图整体设计

4.5.3网络仿真场景具体实现

4.5.4 F-HMIPv6切换方案的网络仿真

第五章结束语

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文目录