移动IPv4扩展协议设计和实现（HMIPv4+PMIPv4）

摘要

随着Internet规模惊人的扩大和宽带技术、无线通信技术等新业务的不断发展，为移动终端提供诸如语音和视频等多媒体业务已经成为通信技术发展的必然趋势。人们对能够更灵活地、不受时空限制地接入Internet的要求越来越迫切。而网络也正朝着支持实时多媒体业务，支持移动性，支持多种接入方式的无线、有线与互联网三者结合的目标发展。 本文在分析移动IPv4(MIPv4)技术的基础上，针对目前网络的需要，分析了现在移动IPv4主要存在的几个问题，针对移动IPv4技术切换延时过大和对移动性支持不够的问题提出了设计和实现解决方案。 首先，对于移动IPv4技术切换延时过大的问题，本文采用了层次移动IPv4。该方案是在原有的移动IPv4基础上添加了一个外地代理网关(GFA)，在层次切换时，通过GFA处理注册请求来减少GFA与HA之间重新建立连接的时延，从而减少切换时间。通过对层次移动IPv4的设计和实现，结合相关测试，很容易得到一个结论：层次移动IPv4可以在很大程度上减少切换时带来的时延，增强网路的可靠性。通过与基本移动IPv4的对比，层次移动IPv4简化了路由表的结构，减少了切换过程中信令的交互，从而大大提高了切换的效率。 其次，对于移动性支持和安全的问题，本文提出了一个在WLAN环境下实现代理移动IPv4的方案。在本方案中，代理移动代理(PMA)可以代替MN向家乡发送注册请求，从而简化MN的复杂度，在MN上不需安装移动IP软件便可以实现移动后的无线接入。该方案还可以通过认证服务器实现对MN合法性的认证。通过对代理移动IPv4的设计，我们已经可以得到一个框架，该框架中的每一部分都已经实现了基本功能，可以满足代理移动IPv4的要求。本方案的成功实施，可以为以后研究代理移动IPv4在WLAN环境下的应用打下良好的基础。 本论文选题来源于国家发展和改革委员会下一代互联网示范工程2006年产业化及应用试验项目“互联网和移动通信融合的业务试验”(发改办高技[2006]2075号)。

目录

文摘

英文文摘

声明

致谢

1 引言

1.1 研究背景与意义

1.2 国内外研究现状

1.3 论文的主要工作

2 移动IPv4扩展协议原理

2.1 移动IPv4协议

2.1.1代理发现过程

2.1.2注册过程

2.1.3数据包的发送和接收

2.1.4隧道技术

2.2 移动IPv4协议存在的问题和解决方案

2.3 快速移动IPv4协议

2.4 层次移动IPv4(HMIPv4)协议

2.4.1协议概述

2.4.2协议扩展

2.4.3协议信令流程

2.5 代理移动IPv4(PMIPv4)协议

2.5.1协议概述

2.5.2协议扩展

2.5.3协议信令流程

2.6 小结

3 层次移动IPv4的设计和实现

3.1 层次移动IPv4的设计

3.1.1总体设计

3.1.2 MN的设计

3.1.3 FA/GFA的设计

3.1.4 HA的设计

3.2 层次移动IPv4的实现

3.2.1 MN的实现

3.2.2 FA/GFA的实现

3.2.3 HA的实现

3.3 安全认证的实现

3.4 隧道及路由

3.4.1隧道

3.4.2策略路由(RP)

3.4.3路由规则(RR)

3.5 隧道及路由的具体实现

3.6 小结

4 代理移动IPv4初步设计和实现

4.1 设计目的

4.2 设计方案

4.3 方案的具体实现

4.3.1认证过程

4.3.2 DHCP地址分配过程

4.3.3 FA的代理注册过程

4.4 方案存在的问题

5 HMIP和PMIP的测试

5.1 测试环境

5.2 硬件平台

5.3 软件平台

5.4 测试过程

5.4.1 HMIPv4协议一致性测试

5.4.2 HMIPv4性能测试

5.4.3 PMIPv4协议一致性测试

5.5 小结

6 总结和展望

参考文献

作者简历