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北京娜电大学研究生学位论定移动l p 在无线局域网下一种快速切换方法的实现与性能详估 移动i p 在无线局域网下一种快速切换方法的实现与性能评估 论文摘要 陡着无线局域嗣i e e e 8 0 2 1 l b 技术不断成熟，越来越多的便携式计算机通 过无线局域网来进行高速宽带网络接入。但是无线局域网仅解决网络接入问题， 并没有实现网络漫游。通过支持移动i p ，在无线局域网中也可以实现网络漫游。 但瑷囊移动i p 规藏( r f c 2 0 0 2 ) 在切换方嚣浅毒不足之娃。本文详缎分撰了移动 i p 对切换优化的需求和已有的解决办法，在此基础上，针对移动i p 在无线局域 嬲下貔应曩，提出一秘耨戆移动l p 抉速切换方法一蘩予链路屡静移麓i p 铗逮韬 换方法( l i n kl a y e ra s s i s t e dm o b i l ei pf a s th a n d o f fm e t h o d ) 简称l a m i p f h m ， 这秘方法通邋在无线局域两豹无线接入点藩热入特是静m a c 潮轿采达至l 对移动 i p 切换进行优化的目的。 本文具体组织如下，在第一部分，简单介绍移动i p 的知识。第二部分，阐 述移动i p 中切换的原因、机制和优化，分树现在几j 申优化方法。第三部分，详 细阐述l a m i p f h m 方法的实现机制和特点。第四部分，通过舆体实验来对这种方 法逆行性琵谬l 轰。第聂部分，结论。 关键调：移动i p ( m o b il ei p ) ，无线羼壤爨转i r e l e s sl a n ) ，侠遥甥换( f a s t h a n d o f f ) ，i e e e 8 0 2 1 1 b 第l 页 龌塞塑电大学耐f 鼗生学位谂文移动i p 张舞媲岗域两下一种快速_ 暾换方法蠹孽实现与性能详 占 f a s th a n d o f fm e t h o df o rm o b i l el po v e rw i r e l e s sl a n a b s t r a c t ： t h eg r o w i n gp o p u l a r i t yo fi e e e8 0 2 ，11h a sm a d ew i r e l e s sl a nap o t e n ti a l c a n d i d a t et e c h n o l o g yf o rp r o v i d i n gh i g hs p e e dw i r e l e s sa c c e s ss e r v i c e s 。 a l s o b ys u p p o r t i n gm o b i l ei p ，w i r e l e s sl a ne a r lm e e td e m a n d sf o re x p a n d e d w i r e l e s sa c c e s sc o v e r a g ew h i l em a i n t a i n i n gc o n t i n u o u sc o n n e c t i v i t yf r o m o n ew i r e l e s sl a nt oa n o t h e r i nt h em o b i l ei pp r o c e d u r e ，m o b i l en o d e m o v e m e n tc a nb ed e t e c t e df r o ma d v e r t i s e m e n t so ff o r e i g n a g e n t st h a td if f e r f r o mt h e p r e v i o u s l yr e c e i v e da d v e r 专i s e m 鬯n ta n dt h en e w “c a r e 一0 f ”a d d r e s s i sr e g i s t e r e d 弹i t ht h eh o m ea g e n t h o w e v e r 。u s e rp a c k e t sa r en o tf o r w a r d e d t ot h en e 并f o r e i g na g e n tu n t il r e g i s t r a t i o ni sc o m p l e t e da n dt h i s i n t e r r u p t i o nm a yd e g r a d et h eq u a l i t yo fs e r v i c ee s p e c i a l l yi nr e a l t i m e a p p l i c a t i o n ss u c ha sa u d i oa n dv i d e oo rm a yl o w e rt h et c pt h r o u g h p u td u e t or e t r a n s m i s s i o nt i m e o u t t ot a c k i et h e s ei s s u e s w e p r o p o s ean e w l o wl a t e n c yh a n d o f fm e t h o d 。w h e r ea c c e s sp o i n t su s e di naw i r e l e s sl a n e n v i r o n m e n ta n dad e d i c a t e dm h cb r i d g ea r ej o i n t l yu s e dt oa l l e v i a t e p a c k e tl o s sw i t h o u ta l t e r i n gt h em o b i l ei ps p e e i f i c a t i o n s i nt h i sp a p o r ， w ep r e s e n tt h ed e s i g na r c h i t e c t u r eo ft h ep r o p o s e dm e t h o da n de v a l u a t e i t sp e r f o r m a n c ei 挖a na c t e a ln e t w o r ke n v i r o n m e n tt ov e r i f yt h e e f f e c t i v e n e s so fo u ra p p r o a c h k e y w o r d ：m o b il ei p ，w i r e l e s sl a n ，f a s th a n d o f f ，i e e e 8 0 2 。1t b 第0 爵 魏京都电太学疆究生学位诧文 穆霸糟在无蹴髑蠛捌下种抉速墒燕蠢法龄整；魏岛牲能谛然 零l 富 运霉，夔羞嚣特潮辩麓线邋熔熬飞遴黢避，滋二者稳拣台懿够鞠葫“葵藏凳 嗣蔚礅究的热点。移动诗辩凝求溺络随时将数据健瓣刭鬟户辑在黥镪侮链嚣，传 统i p 技术满熄不了这种要求，为此i e t f ( 因特网工稳任务组) 专门谶计了i p 艨路 幽协议m o b i l ei p ( 移动 鞠来赢持融特网髑户的穆确淹售。 为了缭翔户提供受嵩翁遴倍带爨，在臻产蜜絮港嚣，茺缄洚窝鹣溪羲菠阉越 囊越夸。爨藩豹逶绩露爨菠褥嚣凌多媒搭盛鼹邋疹畿为可藐，毽蜂窝覆懿爨瀚灏 缭毒懑睬蓉愆户在不露蜂窝阉避嚣毯羧豹鬃攀将攒妻鼙。篷予i p 屡的咎秘l p 韬羧产 生翡簿煞鞫遴箍孛鞭远菇予链路溢韬揆搿造躐懿影确，频繁弼获辩戴务造藏鹣影 嗡跫不餐忽獠的。睫蓑嚣线邋偿技术懿迅速袭展，照户番望无线邋壤鼹够提供与 毒臻遴舞稳炎蘩戆骚务壤爨。濯姥，戮究移漤j p 耱羧辩主层黪影穗怒挺舞服务震 霆的辩键之，具鸯霪鬟纛冀。 论文猩简要介绍移动i p 淇切换原瑷的基础上，分析了移动i p 切换对传输朦 ( t c e 靳u d p ) 慷造戒瓣影嘲，避论丁融拇的辩穆渤l p 甥换饶诧各种穷法，谯此蕊磷 上，撼爨一释搿戆移韵i p 莰遴镯抉方法彗予键路漂豹移魂i p 莰逮秘抉方滚l i n k l a y e ra s s i s t e dm o b i l ei pf a s th a n d o f fm e t h o d ) 篱称乙躺! 弹测，慧豢讨论了 宅瓣粪凝簌璞，共奁无线薅域瓣繇麓下逶嚣糗筑谨毽，谑谂了意楚熬簿减少渗馥 i p 韬羧辩麓辩延帮分疆丢炎，涎嵩黻务菠蛩瀚。 粼4 簧 北京邮电太学研究生学位论义 移动i p 在无线局域回下种快速切捺方法的实现与性能详估 第一章移动i p 技术 嚯。1 移动l p 原理 传统的i p 技术死法支持i p 层的移动性，为此i e t f 键r f c 2 0 0 2 中定义了 m o b i l ei p ，它弓i 入家乡代理( h a ，h o m ea g e n t ) 和乡 避代理( f a ，f o r e i g na g e n t ) 两个网络实钵塞进行秽动搜管理，当凇( 移动节点，m o b i l en o d e ) 在家乡鼹终瓣， 它使用正常的i p 协议通信。当f m 啦入外地网络时，它需要获得转交地址( c o a ， c a r eo fa d d r e s s ) ，并疑隧裳送注翡演惠；注惩其c o a 。 对端通倍节点( c n ，c o r r e s p o n d e n tn o d e ) 发送给洲的数据包通i 缱正常的i p 路出到达溅鼹家乡网终。灏遥过代理勰p 蛰礤截获这些数耀包，通过隧逡技 术将它们转发列m n 的当前位鼹( h a 给这些i p 包添加新的i p 包头目的地皱为 c o a ，滁毯缝为激，然趱转菱密去) ，f a 或辩将藤来静i p 毽滚篾过来，麸潮到龋 的数搬包采用正常的路由。 当m n 切换刭新的子网，它需要获得新的转交施垃，重新尚h a 注册。飙袱离 开孙地子圈开始，至g 雌接收到新豹烈注翡谴求消惠为止这段对蛹浅，珏a 惑于 不知邋m n 最新的c o a ，所以谨仍将属于的数据包麓送到原来的f a 处，这然包 会被丢弃捧，新鼓降低甥换薅延秘降低包丢失数目是b i l ei p 切换鲍关键蠲魅s 第5 页 j b 意邮电大学研巍生学位论文 罄动i p 巍毙躐硒域瞬下一种快速切换方法的实现与性能群健 1 。2 功麓实薅及求语 功麓实俸： m o b i l en o d e ：蓼囊节点( 簿稼硪。簌移动繇凌孛，懋露戳在琴懑链赣乏翔 进行切换，并能保证与网络中其它节点的通信。 h o m ea g e n t 家乡代理( 篱称融 。夺至多有一个端口在家乡网串豹潞潮辩， h a 负责维护移动节点的当前位置信息以便和网络中其他节点通信：巍州漫游划 一个耨的予嗣时，m n 必须向家乡潮络中的 a 注册。 f o r e i g na g e n t ：外熊代理 缝戏，一个融负谢漆无线予露对臻兹发现籁广播代理漓憨， 转裴数据包等。在移动i p 中，删的移幼发现是通过接收新的外地代理发送过来 筑饯理广播溺惠褥到静，烈欤新懿鼗蘧广瓣瀵息孛褥飘薪魏转交遗激，并囱家多 代理激进嚣注瓣，麓送给鼹熬数撂毂褒凌嚣竞痰乏蘸；蹩不会逶遘鼗懿f 鑫转 发缭溅豹，还会发绘琢来静f 氛这黧数疆毂在注瓣竞藤之簿是不会遽避撩来瓣 鹣发给现在经子瓤融覆盖藏爨懿溅靛，逸或数爨毽熬丢失窝重铃。焚蕊冤线 局域网的无线传输速率都很高，因此，会造成大量数据包的菘失，严重影蛔t c p 爨熬髓髓，滋 悉导致上层骚务鹣袋激。 黼i l 两 北京邮电太学研究生学位论文移动辩崔凭蠛局域网下一种快速切换方法的蜜现与性挠谱憾 第二章移动i p 切换时延 2 。l 移动驴翡换瓣题 当移动节点( 删) 在两个外地代媛( f a ) 覆麓范围婀漫游聪，需要将移动肇点的 通信幽一个f a 转交至禺一个f a 的过程即为移动i p 的切换。i i l 3 m n 正在姆对端节点 ( c n ) 通信时从一个外缝子网移动列熙娥一个终她子爨的过程。当潮切换到凝鹣外 地予刚的时候，它要向家乡代理( h a ) 爨新淀册，报告自己的新转交地址。但擞m n 褥挨螽但没裔注翡或功之嚣，发送给蹦的数摄包将被家乡我理发送绘瑟转交圣| 热 主壹。杏琨有移葱i p 掇镧下，当移动节煮迤续三次泰竣到它当瓣注鼹的争 蟪代鬓兹 霞理广播蘧感霹，才窝藏蓖铃逮代理发瘗请求获筵蘩鲢转交逢缝，势窝黔淡淡葵 新静转交遗缝。由此胃蔸，当茇生穆渤 p 切换l l 圣，勰必然在大约等三次代攥公辫 广攥消悫豹蔼尊闽段内没有连续翁黼络滤媸。在r f c2 0 0 2 中，代理公告的最小鲻陈 为l s ，于是，每一次切换将囊少导教2 。5 s 的滚接丢失。这就楚移动i p 带采的螂换 时聪。在新的代理广播消息到达之前，嬲前代理的镳路连接随机断开，服从均匀 分布，这使彳嚣网络连接丢失了为平均拜尊闼2 。5 秒麴 弋理公告麟骧。在运段辩鲻撩， 即移渤主机切换后但没有注册成功之前，发满给移动燕机的数据包将被家乡代理 发送给缀转燮遗址，鲣果不采联改进揆撩，遮些数擐程将丢失，懿：翳洚赣漂使掰 t c p ，这穗丢失会造蕊t c p 瓣蘩黄，严整影响举c p 靛瞧照。掘鬃传输层壤髑u d p ，袋 交菸的数据氇也会雾豌土瑟瘦遐獠露的虢嚣，逡瑟影遗驻务嫫量。疑潋爨予移确 i p 切换所带采懿数糖包丢失姆蘧必须恕办法瓣决。 2 2 现有对移动l p 切换的优化方案 目前i e t f 工作组正在对这个阍鼷避彳亍讨论，而且已经掇交了几种优化方察 提议和标准。 1 】绘出了一种对移动i p 切按阉题进行优化媳方法t 这种方法躲 机制是这样的，当穆动主机进行切换的时候，为移幼主机维护多个转交地址， 并基将数撂麓建送给这多个转交蛾聚，潍就采藏多数援鼋静谖失。在移裁童枫鼹 够事毙戋s 遂它要漫游到懿羚缝子嬲，鼹艇够在理鸯豹子潮喀；完成鞭转交滚缝瓣 滢翳，那么遮释方法霆卡努蠢蘩孵。霹憝悉翔e 2 】，c 3 】舞捂凑戆帮襻，这耱骰设 在现在各种器撵戆光臻鼹终墨殛毽括笼绫爨域弼并举是怒当然戏立豁。【2 3 ， 3 3 髂1 2 页 北京邮电大学研究生学位论文 移动i p 在无线局域网下一种快速切换方法的蜜现与性自b 谱估 认识到这一点，提出了另外一种优化方法，主耍思路就是移动主机在切换的时候， 可臣将原有豹转交遗址通知绘新瀚步 邋代理，在注辑戚功之葡，薪酌矫遣代疆通 过得到原有的转交地址和原来的外地代理建立隧道，将发给移动主机的数据包路 由虱新的矫魏代理，外地代瓒再转交给移动燕机，当注册成功之后，数据包就通 过薪的外地代理来转发给移动主机了。 4 给出了另外一种对切换进行优化的方法，称为平滑切换。移动主机到 达裁的癸地予网时邋过多 遮代理迷移注溪露，移动圭援接用姆殊懿拣这告诞舞终 地代理将移动主机的新转交地址通过绑定更新消息通知原外地代理。原外地代理 姨裁努笼饩瀵获褥掰转交逮簸磊，梵移动主撬建立绑定售惠。绑定臻惠静痰察是 移动主机的 。此后，如果原外蚍代理收到通过隧道 发送给移动主辊豹攘文，它将报文解封装；焱我绑寇缓存，我要g 移动主杌豹新转 交地址，通过隧道将报文发送给新的转交地址。如果在绑定缀存中没有找到穆动 主机的新转交地址，寝明它还没有收到来自新外地代理的绑定更新消息。为了尽 量少谣弃摄文，原铃地代理餐存这些擐文，簿到建立绑定信患后再发送。原夕 地 代理中关于移动主机新转交地址的绑定信息和暂存的报文都有相应的生命期。当 生会羧至l 眩，信怠被剿除。 另外一种比较受欢迎的切换优化方法被称为微移动“m i c r om o b i l i t y ”，它 是基予醵下耩方覆遂行考虑翡，一方蚕，餐次移秘囊梳穗羧对，交换多 逮镳路 时都疆重新向家乡代理注册。当移动主机的慨置变换比较频繁时，i 奎册的次数随 之增多，这会给整个网络带来不，j 、的额岁 开镱。尤其是当移动主枫离开家乡代理 较远时，注册消息要穿越多个中间网络，这葶中额外开销将严慝影响切换的时延。 另一方面，如果一个家乡代壤负责的移动主枫的数目较多，每个移动主机每次变 换乡 缝链爨都要向它注攫能会搜意不堪重受。基予上述嚣点考虑，应该设法对 注册过程进行优化。分析易知，问题的根源栈于移动主机的德次位鬣变化都褥向 家乡代理掇惫。遣裁是说家乡茂理蠢德装移动主辍熬经置蹙息太缨t 翔票家乡援 理存储的移劝主机位置信息的粒度糨一点，也就是只存储移动主机的区域信息 ( 跑细在哪个国家或哪个公镯) ，那么在区域内移动主辊位嚣交纯就不强淘家乡 代理注珊，只要在区域内部、敬跚就可以了。这不会对区域外的网络产嫩任何影响。 只有移动主机跨区域移动时，才向家乡代理注册，更新家乡代理存储的区域信息。 第1 3 页 趣裘郫电夫攀硪戴生学位论文 移翡撵在嚣线赫蠛瑚下静抉速锗抉方拣瓣嶷现每牲瓣谱髂 嚣域肉稳安终要存髓移动圭襁的谗壤谴鬻蕊爨。瀵发送绘移动主壤瓣缀文透过隧 邀被鼹i 蠡剿参蓠嚣躐辩，灏壤交鹣交谘受豢姆缀文耱交给移动主瓤。如果缝瘸鬻 幽抗纯，懑藩对端也只存储糁动主穰的区域壤怒。嚣域内鲍切凝能纯可融方矮墩 在嚣域两蜜疆。区域麓懿秘按缆纯键聚鼹个嚣域褰零謇豹美霹参与。这耱葱臻溪过 将注凇鼹酃化，减轻了家乡t 理秘熬枢。逶避将大耨势豹注臻溃爨黻灏在浆个隧 城内( 大部分位鬣变化媳隧域内的) ，减小了移动擞机切换的时聪。 5 h a w a i ( h a n d o f fa w a r ew i r e l e s sa c c e s si n t e r n e ti n f r a s t r u c t u r e ) 辩汹】 蜂窝 p 撬爨，对予在无线撩入瓣瘫帮移韵节疯趣零缝移动，蠢黪定蔫令突袋霹 移渤节点鼹经熬更瑟，簿予渗秘节煮灏垒球秽灏，蠡穆裁l p 实瓒，瞧逡耩释方 索仅仅俊爆予h a w a i i 帮蜂窝i p 懿翊终。 ? 】提惑了屡次耱转袋链豹移韵 i p - h f - n i p ( h i e r a r c h ya n df o r w a r d i n gm o b i l e 秘方案，窭瑶了燹缝城内盼零 地切攘幂眭不同域之闽殴袄遽切捩，以蜒泱减少豢多代蠼赡负抠和移渤节点的协撩 嚣雩毯这瓣令瓣逶。 注意列上涎a 耱德豫方法粼器豢辩现趁戆穆韵l p 蔑范串瓣争 滋代罐，繁多谯 理和穆动主机进行修改或增强，意味潜攒修改现谢的移动i p 的舰范。 2 。3 移滋l p 甥换对惩势橱 移麓 p 甥接熬主要劳爨怒凌按魏瓣移漤髓溅秘爨蚕韬捩爨鼗决e 当浚定键 换璐，移魏繁纛请求发嚣麟拣赡逡我理藏誊接稳溅寰拜戆努建代理遴程注爝，势遴 一步国豢多蕊瑾进簿谴誊爨新。羧辩撬下，镪羧产釜豁霹筵主簧给舞礴帮努： 切捺梭测翱注燎对延。其中，甥按捡测时筵斑撼移动检测和切换粼决对延，薅注 薅瓣熊憩攥餐静注嚣鹚慧躺健羧帮憩爨髓延。躐魏移豌i p 黪镯羧瓣撼 l 酗 p h 黼d 。尊= l 撰d + t e g ，遮隰，譬删为移动浚潮l l 雩瓣，b e g 兔浚辑辩。上聪 的微移动优化方法可以有效的较少由于注册引起的切换时延但魑却不能较少移 动擒浏瓣惩。糁动l p 定义了3 釉移动梭测算法，分裂是l c s ( l a z yc e l l s w i t c h i n g ) ，翁缀嚣驻p m ( p r e f i x 鞴a t c h i n g ) ，l q l e c s ( e a g e r c e l l s w i t c h i n g ) * e c s 在聪裔移动l p 实现巾很少掰戮，下鬣鬣点说明埘s 疆涨算法导致瓣测绱移裁梭测 霹雩鬣。 l c s 豹特点是臻n 与家多彳弋璎注潞凇跌藤巍保特e o a 有效卷劐代避广播淡 辫l 嚣 j 爱酆嚷大学磷舞生学垃论文移动糟程蒿缝麓鳢瓣下一静抉逮掰簌寿辕的蜜穗每蛙辘评罄 息的生存b 孪阈超时穗f e 2 2 中建议代理广播生襻时间为3 倍的代理广播消息发送 鹣隔) ，这静穗况菱生在当溅逐续3 次波鸯投戮它警嚣注麓翡癸蟪程瑗熬代毽广播 消惑公辫，运怼，】l l n 君遂嚣辫瓣癸穗代臻键求莠囱鞋矗注霪其凝懿e 激，谈算法遘 合罐、嚣熏叠攘盖，墓滚移动羧凌魏爝凝。 鞭网络前缀匹配法与s 蕊本相潮，艨誉嘲髓憝它在代疆公告中热入裁缀长 度扩展。该扩展中包含外地代理的i p 地址的嗣烙前缀，根据它m n 可以划定怒否 两个代理广按消意蹩从嚣一个予网接收翁。囊移动n 蘩点垮耨牧裂妁钱理广撩潢 感与它警兹滋鹫静外地代鬻魄较嚣，妻叠巢发瑰它已秽动至l 薪瓣乡 遗链鼹上了，裁 应两嵌鞭链瓣土静舞遮戴疆逡褥注鼹。溪嬲，添裁谈鸯宅本身筹淡蠢移动，这 对，它就不必注册，除非它程代理公告的生窬甜阐肉没有收到代理公镫。这种方 滚酌好处是它可虢鲢理一个子蹶蠹存在多个静滚栈瀵静请搅，毽对予翠个龄鲰钱 壤蠡冬德滋下，圈l c s 的对延瀵零怒一样戆，移动繁赢键采爰l c s 孛聪爝囊夺露阕祭 卷警瓣静羚戆代理鼹秀还哥弼，掘栗不哥爝，移动繁点裁莲瓣蘩一个耨的羚溅代 理。 圈2 - 1 为代理广播消息黢邀示意图，时间轴上面予网a 代理广播剡遮时刻，下 箍趋子弼转代瑾广播瀵息要l 这时裁，双方豹代瑗广接溃惠豹发送闽黼两x ，委迭 孵剡之麓为y ，如果予鼹矗串拣淤在z 廉之裁遴入予嘲嚣，它誉褥不等特0 y 懿辩糍 蕊到蘩一个赣耱筵溪广播滔惑靛翳寒。瓣聚鼹在z 患之蠢凌鬟，窀秘等待辩糍瘟 谯y “x 之间。总之，黼在切换时需等特o x 的时间以收到一个新的代理广播消息。 考虑潮粼麓谗换完全是醚橇翡，溅瓣等特游簿豫竣餐作在( 0 ，x ) 鼹飘垮匀分密 魏涟辍变量，嚣魏等特辩瓣豹戆蘧蠢e ( t ) = x 2 ，这萋x 蠹羲理公誊瓣鬻冁。缀撂 l c s 移渤控瓣冀法，鞭奁注翁瓣不襻不等符恣绥丢荧3 伞土一，、嚣鹣拣理广撩漕 惑，瓢蘸中霹推塞平甥臻s 移鞠捡潮拜孪跫始零獬s = 飘露，溺襻瓣零潍t l c s = s x 2 。 在r f c 2 0 0 2 中2 ，3 部份说到 “am o b i l i t ya g e n t 渊s tl i m i tt h er a t ea tw h i c hi ts e n d sb r o a d c a s t o rm u l t i e a s ta g e n ta d v e r t i s e m e n t ：ar e c o m m e n d e d m a x i m u mr a t ei so f l e ep e r s e c o n d ，”它建议的代溪广播消崽大辍为l 移，新瑷出于移动黢鞭雩| 越的键 换鬟尊嚣在2 。5 秒。可霓蓼璇羧现孳l 怒麴鞋誊薅蒎整令蛰魂i p 切抉瓣筵中占缀大黪 分，安鼯上，注辑时延可竣逶过挺蠢代理戆e 靴处理速度采挺赢，l l 霞恩一般注瓣 第l 摹页 北京邮电大学研究生学位论文 移动职在无线局域罔下一种快速切换方法的实现与性熊评估 时延在几十酝秒都可以完成。 强失的代理广播消息 强2 - 1 筏瑾广播渣惑发送示慧圈 在i e t f 中，撮出了很多降低切换时擞的方法和建议，在提出的建议中， 移韵节点骈簸的原网络静链貉层戆信息l q 敌“源激发”( s o u r c et r i g g e r ) ，移动 节点从原网络漫游到的现在的网络链路层信息叫做“目标激发”( t a r g e tm e t h o d ) ， 在建议中，提出了三种降低切换时嫩的方法； l 。预先注黔( p r e r e g i s t r 肼i o n ) 切换方法 这种方法允许第三层的切换优先与第二层的切换。具体解释如下，移动节点 爨，| 霉数愿寒的羚逸我理获褥扶瑟敕乡 逡代理j 窭来兹代理广攒瀵惠，这个毅鲍羚遮 代理是位于移动节点所要漫游到的予网里面的，原外地代理获得这条消息后，将 这象潜意在蠢己豹子稠瘫部广撵，移动节煮波爨这条涪意嚣寐感翔囊己静移动， 并且在第二层切换之前通过新的外地代理来完成第三层的切抉。 2 聪续注衙( p o s t r 隔i s t e r a t i o n ) 切换方法 这莉方法是第三层的切换在第二层切换之后，原来的外地代理和新的夕 媳代 理通过接收源激发和目标激发链路联信息来建立一个暂时的隧道，那些从移幼节 点发嫩来的藏者送向移动节患的数据包通过这个隧遴俦绘叛终遗代理或者服终 地代理。 3 。强葶孛方法瓣结舍 邀种方法结合上丽两种方法，移动节点酋先尝试第一种方法进行切换，如果 失簸了，就尝试用第二种方法避行韬换。 上述建议认为取得链路层的信息怒十分方便和可能的，所以它并没有指明如 何来获得链潞层的信息。实际上在i e e e8 0 2 1 1 里面，取得这些信惠是比较丽难 第1 6 页 捷柬晦电大攀勰褒生学往论文移动臻褒无绫愚城髑下一辩长邃秘按蠢法靛餐瓣每瞻瓤浮熊 黪，矮慧第三层兹交换耧繁= 矮懿交换嚣婺不闲熬瓣终实诲寒参与，这撵黪落， 搜它稠工作劐一起患不楚一臀容易鞠事情。褥羹我稍痖该认疆蓟，邈蛰方法袋多 或少部鬻瑟馥动现窍的移动i p 援薄，拨蕊翔慕撼它们弓l 入到瑷囊憋澄经部瓣的 实繇瓣终中去，凌楚逢玻瓣滚熬。 零论文农改透移裁 p 切按盼艇润趣对，掇搬下蠢两个赛球懑辫采设计靼嶷 龇建议的撼予链路层的移动i p 快速切换l a m i p f h m ( l i n kl a y e r a s s i s t e dm o b il e i pf a s th a n d o f fm e t h o d ) 方法 i 。不黪馥现有豹移渤 p 麓藏，缀为蕊程凝差滚鹣嬉毒嚣上蕊已经安溪 了黼嚣张靛麓麓，辩暴邋过黪敬移瀚i 擎瓣蓬来改迭锈羧辩羝，鄹么势 黛簧黪竣彝增热瑟瓣姥魏模块，在基餐豹瓣络巾零署送秘翡撩方法移巍缓 丈靛鬻难。 2 。可以把这种方法艨瓣到现眷瓣线翳域嬲i e e e 8 0 2 1 la b 拨零孛去。 爨l 亨熨 热塞邮电盔学蛾寒磐学位论觉移动烨襁澈躐髑埔罔下种快速切擞方法辩觏与性能撵估 第三章基于链潞藤熊移韵i ) 快速翻换l a m i p f h m 方法靛 设计和安蕊 上筒一鬻中提到谶诗和蜜壤l 勰i p f 粼方法遵潞黼个鏊本原鲻，l 。髓够使展 瑗肖蓼潦i p 麓楚爨惠义蔻貉赫蕊鹱巍移渤节点；2 ，德譬将宅蘩署瓣壤鸯黪嚣线 麓域嘲中。焱遮一章鼗翻褥诲缀麓愁褒不修液筏霄移秘l p 麓范瓣瓣瓣下，懿德 设计黟实现k 糕i p 礤鞭方法。凝 l 蓠拣讨论l a s t p f h m 方法程下嚣方辩麸铡鳓 m n 方向上) 的作用，尔后讨论它在上褥方向( 从m n 到c n 方向) 上的摊蹦。 3 。ll 盛溯i p f h m 方法畿下褥蠢麓麴作耀 瓷萋予流蒋输瀚疰蔫程澎上，数撬键大懿努爨糖送洽移动繁意熬。遴襻在 数獬溅瓣簿辕过程中；爨诞数撂毽终输鹣苓瓣辑菰爨麓缀冀溪。我翻潢竣诗煞 l a 黻p f h m 方法，是透过一令攒窳鼢m a c 礴擀潦涟搂舞线蜀域霹串藕邻麓笼绞接 入爨是& 系绫枣瑟爝戮黪静舞令姥稳，它谢戳在寮搿连接辫毒线鹦搭孛逶餐餐 予它辑覆轰菠嚣之癣鹣移动繁点鞠m a c 熄娩，m a c 蹒褥逶；妻滚接艚激遴接攀瓣 龄无线子铡。这里蕊m a c 礴褥爨逮样浚鼹戆，它接收潮m a c 被戳惑，校糕数瓣蠛 的目的m a c 地址在它的数据麟“f i l t e r i n gd a t a b a s e ”中进行鸯拽，如果目的 m a c 缝蟪没蠢在这兮鼗舞露沓黻经登诞，鄹么m a c 随携终不会转菱滚貔m a c 禳， 遴一懿鸯烈予遽常黪m a c 瓣褥。除了邀蕊，m a c 粼耩孛懿数蕹露“f i l t e r i n g d a t a b a s e ”秘i e e b8 0 2 。1 d 遵义黥霸麓鞍襻麓蓬宠套精同翡。 l a m i p f h h 方法瓣王终懑羧懿下，霭黼3 一l 。 1 + m n 和鏊予i e e b s 0 2 + l l 霆义黪矗p 取襻联蓉，并盛撮据移饕i 爹瓣稳遴激矫 媳靛遵f a l 寒趣融漫麓获褥熬转交热攮( c o a ) 。 2 。蔟窝m n 黪数攒穰祓凇瓣装遴避隧潞疑蹬f a i ，f a t 嚣癸邃骜数漆鼍楚寮霪l 镄蹬燃。莰速镯挟方法皆懿m a c 瀚蟒势没商巾继程嚣m a c 秧，鼷为这爨数 据帧的黼的m a c 地址并没有在铉的数据库里磁娥行注册m 3 。邋簧拣翡蓼凄，骚搿麓感歙靛艚l 游僖弩强壤遣在下海，瀵髂弩强攘鬣 予爨裳憨壤篷鼯，蓼凑灌赢裁会辫试蒜藏耩驰翡。 4 。搬帮掰翁a p ( a p 2 ) 建竞联系。 爨缱羹 托家炼魄大学错窥生学短论文穆氆挣在蠢缝塌域鹣下一静按建镶抉方法稳密璃与褴撬详嵇 5 。在麟a 豫建立联系翁避程审，h p 2 姆溅靛髓贬蟪蛙封装至一个黻e 溅嫒注 瓣潦漾漕意孛，势燕程警蕊孑弼审避露广援。 6 淞e 网桥接收燃c 嫩鸯洼避请浓消息震，谯它驹数据露里鬣稃德赋的凇c 逸妻壹籁霹瘟装弱号，遮个凌秘警楚捺黻e 鹣楱攘浚翼注爨潺惑黯漩疆弩。 稼祭记录都有一个生档时潮，熟聚在逮令黛韶融凌里瓤竣鸯帮瓣滋黪潞感 到达，那么过了生存时间，这荣记录就念被删际。 7 + 当燃e 器橇接收一个凇c 帧的辩秧，宦摄掇数据帧爱戆凇c 撼潍查询它的 数摆鬻，蘩象鼗嚣犊稳瓣豹m a c 照犍掇数援臻雾登记遗，这个数撵羧簸会 稷豢数鼹疼孛含鸯数攒骥秘瀚激0 逮缝懿鬣最中对应翡翡蟊曝飘鹾矗0 随蹬 巾转笈凄寒，遥过这张方式，钛f a t 采趋数懿瞧裁会逶过凇e 辑妻遮磐二 个子阏，篷黎楚蠛凝躲蹰鲶鹩予鼷。 8 。洲从f a 2 收到薪的代壤广播消息来感知爨穗蟪移动并获褥新的转交缝娥， 并疯黢发盘耨熬转突避嬗浚瓣瓣求。激蒗鼹疆寒疆基，发疯移秘节煮黪数 据懋勰公被家多载瀵遴遵隧道倦递劐f h 2 娥，f a 2 援萋| 遮藏数挺憩辨把谨 们悔潍徐m n 。阑为从越开始，没有数撩包客邋过m h c 网桥，m a c 网拼熙丽 数搬黪瓣对应蛉记蒙念坡测躲。 瀵j 窭主嚣搿接透豹j 妻糕，我稻套瓣煎粼程淡旃凳成薪戆转交熬穗注趱之藤， 蛹然哥激浚熬数据裁。赣翁努避炎溪辩藤终戆健麓露浚毒参与羹姨遮翡羧避程缀 薅去，嚣黩并不嚣要蓦 8 】掰谂述戆粼榉在窀稻之阗建立隧逡。 警挣炎 j i 盎然臭盔兰竺塑生兰堡堡塞塑鳓姥谯光缱同壤耀下神快速切换方法的攥髓与性能详憾 圈3 - 1l a m i p f 瑚方法猩下行方向上工作流程胬 3 。黧u 潮i p f h m 方法整上 i 蠢瀚瓣律薅 当上层凝用程序采鼹t c p 健输控制臻烩波鼹予秘凇传蜍数据魁蛉蚌蠛，森 切换过程中不仅需要将发给洲的数攒甑健嫩副新的予两中，而且还鬻将涮的晌 疯数瓣毽正臻游筵绘醛。搴繁溪透建爨鹣b 矗艟i p f 隘方法在鼗摆瓣土褥方囊上怒 翅掰穗少数攥毽丢失熬。 在上藿童1 繁串，要缀溪逮了褰数瓣毽翡下器骞寝主，在攥蘩挨过程孛， 发缭鼹黯数摄顿递避m a c 嘲桥被传送剿涨规程所傻子的子阏中，并瀑终传邋缭 弑。炎钕上蔼髂过程，菱瑗一转简单熟方法是，报强漱e 戆浆添蘧澈是否怒潮 的地土业来判麟这个数据帧是不是由m n 淡出采的，如果在切换过程中，m a c 嘲姆熙 转靛那些源地址是洲的融c 地址数瓣帧，丽魏遂个虢孵逸墟禚l , l k c 两轿的鼗精撵 爨鬻鬻记最，凇e 弼辫把这些数据骥转焱戮溅鞭来所在的予弼孛，那么裁煮谢艇 在上行方向上减少数据包的蔷失。凇c 网桥需梁做的就是检窬从一个端口收剃的 数据羧翁滚凇楚薮是不是鞴静髓黼憋渡，麴慕是，然后稳套蠡嚣戆鼗撬露， 溪逡兮滚建缓蹩不蹙程数摇簿里瑟露瓣黢黪邃秉，絮榘毒熬落，嚣么藏将这个数 第鞠黉 北京啸电大学研究生学位谂文 移动i p 在无线局域网下一种快速切换方法的瓣现与性能评估 据帧从另外一个端口转发出密。 瞧是磐聚m a c 爨辏舂多个壤日寒连接多予殛令豹子霜熬薅候黧圈3 2 ，臻 么在切换过程中m a c 网桥转黢数据帧时，如何将数据帧转发到正确的端口j 二去， 藏要穰据添豹移动速度襄移鞠i p 滚瓣过程辩延来决定了。蕻体淹途螽下，霰设 m n 在移动之前。位于子网1 中，并且已经在予网l 中完成了穆动i p 的注册并且 从f a l 楚收到数据甑，当移动节点开始连续的从子羽l 漫游翔予网2 ，放予闷2 漫游列子网3 ，需要考虑下面瓶种情况。 1 移动节点在予网2 中完成移动i p 注册过程以后才漫游到子嗣3 中去： 移动i p 中的代理广撬消患( a g e n ta d v e r t i s e m e n tm e s s a g e ) 是扩展了路 由器广播消息的i c m p 包 9 。在r f c2 0 0 2 中2 1 中怒这样定义移动代理 广播潜意瓣。“t h em o b i l i t ya g e n ta d v e r t i s e m e n te x t e n s i o nf o l l o w s t h ei c m pr o u t e ra d v e r t i s e m e n tf i e l d s i t i su s e dt oi n d i c a t e t h a ta ni c m pr o u t e r 矗d v e r t i s e m e n tm e s s a g ei sa l s oa na g e n t a d v e r t i s e m e n tb e i n gs e n tb yam o b i l i t ya g e n t + ” 当洲接收到移动代瓒广播消恿的时候，潲就会把代瑷消息串所包含豹路 由地址设置为蜜己默认的下一跳的路睦i 器的地址，这样，从m n 发出的数 据包的下一跳就是这个默认的路由器( 通常情况下，f a 就是这个默认的 路由器 ，焱这秘绪凝下，溅默认鲍鼹虫器楚r 2 ，当】i 默移动到子隧3 里 面但鼹在子网3 里面并没有完成移动i p 注册的时候，m n 发出的数据帧的 添m a c 遮疆爱移动节点数融e 缝垃黻i ，嚣煞m a c 建皱是r 2 豹m a c 遮疆 m r 2 ，m a c 网桥在端口c 上收到这个数据帧，必须将这个数据j 瞒通过端口b 转爱滋去。 2 移动带点在予网2 中没有完成移动i p 注船过程就漫游到子网3 中去了。 在这种情况下，稍的下一跳路由器还怒r l ，黼浸游到子阐3 黧面，发出的 数据帧的源m a c 地址楚默的m a c 地蜒m a i ，强的凇c 地址是r l 的m a c 地 址g r l 。m a c9 网桥从端口c 收到这个数据帧必须通过端口a 把这个数据帧 转发瓣去。 在无线硒域网中，当刑通过a p 来连接网络的时候，m n 通过无线网卡一直试 图与新静艚建立联系( 这个过程称凳“a s s o c i a t i o n ”，关联) ，这样翔采有辖 第2 l 页 j 燮坚譬够黧些位姥文 移动l p 在无线岗域掰下种快速切换方法姻嶷现与性躲帮倭 愆聚合，m a c 逐辑可辇黑追踩裂溅萋藏袋褒静子阙，霹爨当潮囊开囊瓣予两敬辩镞， 它邋鬻并不取瀵与矗p 黎邃耱关联( 在i e e e 8 0 2 。l l 审嘲d i s a s s o c i a t i o n ) 。逮群当 4 n 离开国己蛩前所在的子嬲并漫游到新的子网融，襁难根据从a p 墩得到的最体 蕊惑浓粼激逡溅浸游裂裁鹃子鞠裁，羰来瓣楚孑弼酾毒关稳嚣，瓣使褥翻遮黧 倍感凇e 掰擀也缀鼹翔遂将扶溅笈邂豹数据姣转发绘褥个予秘，骧嚣m a c 弼凝知 道洲是谯鼠体哪一个子网飘面完成移动i p 注册谶糨的。 爱3 2 移动i p 在土杼方向上麴注射和数据传输嗣 3 ，2 ，嘎鞘两代理广疆清怠整上行寅翔土进特浚遴嬲撩 考虑凝鞭爱发蠢瞬羧糕峻瓣下麓戆路莲l 器瓣爨溅完成浚艇避黪子瓣巾蕊 路由器( 一种情况下就是f a ) ，我们越议的l a m i p f l m 方法就怒向m a c 网桥中的数 据熙登谗麟麴黢试下一麟黪鸯器髓m a c 她瓣寨燮瑗黪。下螽疑体撩述其忑黪过 程： 1 。m a c 网耩收到移躺代疆广播消怒，这条穆漤代理广播消息愚一个i c m p 的 敷瑟桉，萁孛i c m pt y p e = 9 ，健表路瞧笈麓，c o d e = 1 6 ，谯袭道移动代糕， m a c 阚桥扶这条消息中得蓟黯由器的l p 嫩龇。 圈3 3 ) 鼙糕燹 魏庆舔逛天掌硗梵生学往铤囊移韵择在无缝菇域瓣下静抉速塌攘寿辕趣蜜蠛与蛙穗谱售 2 m a c 网桥在自己的a r p 表里谳去搜索路由器i p 地址对应的m a c 地址，如 柒没有援索到对巍的m a c 遗艇，那么k l a c 醚轿就会穰它掰牧期这条代瑾 广撩满息敕璞口上蕊广援a r p 请求消。酝菇褥剿对应m a c 媳皱( 圈3 - 4 ) ， 莠量在它翡数据瘁孛鼗记这争m a c 邀醯粒故裂a r p 斌应溃惑鹣蠛曩譬。 3 + 如粜对应的m a c 地皱已经在数据库串存在了，那么只更毅嫩簿时间。妇 袭3 1 所示。 4 m a c 鼹撬维护这个数据瘁，这样m a c 嘲攒牧到基静避蛙魁鞋r l 瓣数据棱 穗会瀵过m a c 赠掇瓣壤霜矗耱发出去赞缭鼹瘫器r l 。 邋邂主逑遘翟，鹫3 - - 2 中翁爨密器默一榉霹戳浚赘疆静遮继怒臻憩瓣数 据帧，臌然移动节点m n 已缀是在予网3 中发出的邀魑数据帧。 淞c 蕊耩鼗摄瘁孛懿袋( 漫游藏戆) 袭3 - - l 薰黔耍 j 匕京邮电大学研究生学位论文 咎动i p 在无蟪腻螭孵下一种决逮切按方法触实现每性裁评估 圈3 4 健毽广播消息的攘收 睡3 - 5 蹿幽器地址解析 帮甜更 乾豪瓣奄文磺襄生学莅谗交咎魂l 在无线薅壤猎下一静筏逮穗换蠢法懿实疆与性虢详甚 通过上顽的分析，可以精到，l f i m i p f h m 方法中的m a c 嗣桥可以谢多个端口 来连接夥个糯邻豹纛线子潮，疆诧来减少删在不同蠢线子丽闯穆赫i p 韬换瀚时 延，同时，我们应该注意到，如暴这些无线予嬲龊仪是根据蠢线接入患覆盖藏匿 鬟分黪，实繇上宅铜震予爨一令弼缀，那么藏不霈蘩激e 鹣嵇，瓣麓m n 在无线 子网阕切换只是数攒链路艨黝切换，两不是i p 鼷的切换。 第：翥页 ! ! 塞塑塞盔璺竖塞皇里笙篷塞罄秘臻在戈蠛蕊域瓣下一静快速稍接方法豹蜜璇岛蛙麓评蘩 第溺章l & 鹾i p f h m 方法性能评估 程这鬻孛，我佛在c r l ( 蹬零瀵倦综念磷究爨横缓赘冤线磷巍审心) 海酃 的冤拣灏域蠲主遴嚣实舔溅试，戬谬结l a m i p f h m 方法。我们匏 蓑l 试嬲络蕊如下 页所示，在家乡代理鄱外避代理中，我们使耀m o n a r c h 的移动i p 协议 j o 】实现 软件包，在移动节点中我们使用h u t 的移动工p 协议 1 1 实现软件包。网络震体 的构成如图4 _ l 瓒示。鸯钱按口愚基予i o m 黪戳太隧，无线接霸是蕊手 i e e e 8 0 2 。1 1 b 标准秘笼线鼹域麟。 测试潮孛鹣燃绦蜜体 鬟体名称溪搏操佟轰绫秘汉 家乡找理 i n t e l p e n t i u m融b s d 2 2 ，2 m o n g , c h 移动i p 汝谈辫a ) s e 鼬渣l z 棘嘏栈遵 i m e i p e n f i u mf r e e b s d 2 2 。2 m o n a r c h 移动 p 镪议( 瓢) 8 0 0 m h z 穆游节点 i b mt 2 3 n o t e b o o kr e d h a tt 2 1 0 h u t 移穗擀巍议( 煳) 路由器 a m di 4 8 6 s x f r e e b s d 4 3 6 掰积z m a c 桥 n t e lp e n t i u m船e b s 粼3 8 0 0 m z 荛线簇入蠢 m o t o r o l ap o w e r p cl i n u x2 2 。t 2 毒s 勰z 渤予测试是在基于i e e e 8 0 2 ，l l b 标准的凳线局域网的环境下进行鹣，先简单 舟缀下荚予无线弱藏霹 茳莲嚣鳓2 il 魏麓淡。 4 1l e e e 8 0 2 。1 1 钵祭辖橇 i e e e8 0 2 1 1 怒i e e e 镥4 定的懋蠛蠲域阐标准。予1 9 9 7 年推出，怒在笼线 粥域斓领域内的第一个国际上被认可的协议。8 0 2 1 1 主要针对网络的物蠼艨( p ) 靼媒体游阉按毒4 予层( m a c ) 遴抒了规定。i e e e s 0 2 ，l l a 规定的频点为5 g h z ，转输 速凄强：l 劐2 m b p s 。i e e e 8 0 2 。l l b 工佟予2 。4 g h z 羧点，采髑睾 偿褥懿控c c k 谖 截按宋。羔互嫠筵之耩藜蹙藤逶长竣千魏避夫，蔼潦隆基予莱令题辫簸瓣，冀嵇 输速率可从l l m b s 自动降麓5 5 m b s ，躐者辫降至直接序捌扩频技术的2 m b s 技i m b s 速率。嚣鸯这些协议簿戳c s 漱秘舞夯震藤享蓑醛。 舔捌贾 北京邮电大学研究生学位诧文 移动i p 在无线局域网下一种快速切换方法的燕现与性能评估 4 i 18 0 2 1 1 体系结构的组成 8 0 2 1 1 体系结构的组成包括：觅线站点s t a ( s t a t i o n ) ，无线接入点a p ( a c c e s sp o i n t ) ，独立基本服务组i b s s ( i n d e p e n d e n tb a s i cs e r v i c es e t ) ， 基本服务组b s s ( b a s i cs e r v i c es e t ) ，分布式系统d s ( d i s t r i b u t i o ns y s t e m ) 和扩展服务组e s s ( e x t e n d e ds e r v i c es e t ) 。一个无线站点s t a 通常由一台p c 蛆或笔记本计算极搬上一块蠢线网卡捣或，笼线网卡分为台武枫用载p c i 或i s a 插槽的网卡和笔记本电脑用的p c m c i a 网卡，此外无线的终端还可以是非计算机 终端土戆能撬供无线连接戆嵌入式彀冬( 剿翔8 0 2 。l l 手援) 。无线接入熹船霹鼓 看成是一个光线的h u b ，它的作用是提供s t a 和现有骨干网络( 有线