移动IPv6快速切换技术的研究.doc

西安电子科技大学硕士学位论文移动IPv6快速切换技术的研究姓名：于洁申请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：刘乃安20100101 地 址检测 技 术 ， 指 出 各自 对时 延 的改 进效 果， 同 时 指 出 其 缺 点 ；根 据对几种快 速关 键词： 移动 ，甌 英文 缩 写英文 全 称 吣 区域 转 交 地 址链路 转 交 地 址层 次 性 移动 动态 主 机 配 置 协 议家乡测 试 初 始 消息转 交 测 试 初 始 消息 家乡测 试 消息转 交 测 试 消息认 证 头 学位 论 文 独创性 虼 葱滦 声明日期捅 复本 人 签名：本 学位 论 文 属 于保密 ， 在一 年解 密 后适用本 授 权书。本 人 签名： 第 一章绪 论 支持 移动终端在全 球 的 漫 游 ；但是 在性 能 上， 当移动终端从 一 个 子 网 切 换 到另外一 个 子 网 时 ， 它 的 通 信 会中 断几 秒 甚至 几 十秒 ， 这个 由切 换 过 程 造成 的 通 信 中 断时 间 被称 为切 换 时 延 。切 换 时 延 过 大 对于一 些 业务不 是 那 么 重 要 ， 但是 对于实时性业务来 说 ， 影响 非 常 大 。为此 成立了 专 门 的 工 作 组 ， 研究 如何对切 换 过 程进 行 优化， 以 减 少 切 换 时 延 。 相关 研究 现 状 甃 下 的 实 验 系统 组 织 从 事 甒 下 的 实 验 系统 的 研 究上， 微 软 和 英 国 兰卡斯 特大学合 作 ， 在 移动 快 速 切 换 技 术 的 研究本 论文 主要 是对移动 快 速 切 换 技 术 进 行 研究 。 论文 共分为 五章， 以后章节的 结 构及各 章主要 内容如 下： 移 动节点 的主要 功 能 有 ： 移动 快 速 切 换 技 术 的 研究指所 有与 移动节 点 通 信 的 节 点 ，通 信 对 端可 以是 移动的或 静 止 的 。通 信 对 端的 主 要功 能 是 ： 处 理 收到的 家乡地 址选 项。 为 接 收到的 绑 定 更 新 维护一个 绑 定 缓 存。如 果 一个 绑 定 缓 存的 存在 时 间 已经超 过 了 创 建或 更 新 它 的绑 定 更 新 所 指定 的 ： 指 分 配 给 移 动节点的 地 址 ，它 属于 移 动节点网前缀 之 外的 任何子 网前缀 。蠖： 虲 间 的 关 联 ，它 是 有生 存 期 的 。绑 定 的 过 程 。： 两 个 节点对 在 它 们间 交 互 的 消息 进 行 认证或 加 移 动快 速 切 换 技 术 的 研究报 头类 型 ： 位长 ，指 出 本 移 动报 头的 类 型 ；消息 数 据 ： 长 度 可 变 ，包 含 移 动报 头类 型 特 定 的 数 据 。图 家乡测试初 始 消息 的 格式 移 动选 项移 动选 项移 动节点使 用 消息 通知其他 节点它 自 己 新获 得的 转 交 地 址 。 含 有绑 定 更新移 动选 项图 绑 定 更新消息 数 据 字段 格式 图 绑 定确 认 消 息 数 据 字 段的 格 式 图 移动 的 基 本 操 作 过 程文 ，注 册 主 转交地 址。 移动 快 速 切 换 技 术 的 研究 第 二章 移动 原理 及 实 现 消 息 用 于 请 求 获 得 家 乡 密钥 令牌 ，传送移动节 点的 家 乡 地 址给 通 信 对 端， ，该消 息 经 过 隧道 到家 乡 代理 后 ，再到达 通 信 对 端。 消 息 用 于 请 求 获 得 转交密钥 令牌 ，传送移动节 点的 转交地 址给 通 信 对 端， ，该消 息 直 接 被 发送到通 信 对 端。 峭 哦 远硕 訦 南煊 蠬 、 家 乡 密钥 令牌链路上家 乡 代理 的 口地 址 ，从 而可 以 正确 注 册 他 的 主 转交地 址 。网 前 缀 的 “移动 家 乡 代理 ”泛 播 地 址，源 地 址是移动节 点的 转交地 址。 家 乡 移 动的 实 现简 介芬 兰赫尔辛 基技 术 大学的 协 议 的 节点 通信， 又 能 与支 持 协 议 的 节点 通信。作 系 统 口网 络 的 配 置 与测 试 。 网 络 拓 扑 的 无 线 网 卡 所连 接 的 链 路 是 的 家 乡链 路 ，家 乡链 路 的 网 络 前缀配置的 是 ： ： 。 的 无 线 网 卡 连 接 的链 路 是 的外 地链 路 ，该 链 路 的网 络 前缀是 ： ： 。 移动节 点 在 这 两 个 链 路 间 切 换 ，实 现 移动口 。为 了 搭建 这 个 实 验 环境 ，首 先 要 配置好 各 个 功 能实 体。 。 ：地址 。 本 地链 路 地址 是 本 地链 路 中 唯 一 的，全球地址 是 全球 网 络 中 唯 一 的。 梢 允 侄 渲 肐 刂贰 峦 韉 胂 ： ： 日 。 弧 俊 駌 弧 縸 ， ， 吖 海 篶 ： 篶 雜 移动 快 速 切 换 技 术 的 研究 甅 诤 伺 渲 谩 的 搭 建过 程是相 对 繁 琐 的 ， 在实验 过 程中 ， 我 们 花 费 了大 量 的 时间， 其 下 载 新的 诤 薓 补 丁 甿 痙 痬 一 畉 痩 痬 籚 畃 剐 附 正 地 吖 用 户空 间工 具 移动 快 速 切 换 技 术 的 研究群 痩 痬 痬 ： ： ： ： ： 下 面是通 信 对端 的 配 置 文 件： 移动 快 速 切 换 技 术 的 研究 本 章 小 结 第 三章 移 动快速 切 换 技 术移 动快速 切 换 技 术 的 研 究=坏 刂 罚 阂 贫 诘 阍趏 的 有 效 转 交 地 址 。伦=坏 刂 罚 阂 贫 诘 阍趎 的 有 效 转 交 地 址 。新 定义 的 一些 消 息， 如 下所述 。 器。 消 息指 示 旧 接 入 路由 器正在向新接 入 路由 器进行快 速 切 换 。 谢蝗 啡舷 。 ，该 消 息从 新接 入 路由 器发 焖倭 诰 油 嫦 ， ，该 消 息从 移动节 点 发 第 三章 移动 快 速 切 换 技 术为了 获得 在新网络 上使用 的 转 交 地 址，形 成 琽 需要和 行 帕罱 换 发出 一 个 消 息给 琀 邪 琈 趏 所在网络 上使用 的 转 交 地 址，如 果使用 的 无状态 地 址自 动配 置 ， 消 息中 还 包含 狹 傻 男 伦= 坏 刂 贰 收 到 消 息后 ，如 果其 中 包 含 的 新转 交 地 址， 煅 槠 涫 欠衲 苁褂茫蝗 绻 笙 忻 挥 行 伦= 坏 刂 罚琻 将分动节 点 新的 转 交地 址或是 说 明新的转 交地 址是 否可 用 。 转 发数据 包图 预先 切 换 中 的 三方 切 换 过程 移动节 点二 层 切 换 之 鳎 趎 和移动节 点 上需要一 个 图 基于隧道 的 快 速 切 换 中 的 两 方 切 换是 蚴 莕 触 发，有 如 下 两 种 情 况： 移动 快 速 切 换 技 术 的 研究 絥 之 间的隧道 的存 在时间定时器所 取的值。 诙 闱谢坏目J家設 和移动节 点 处 的 触发为标志，第二 层切组 通 过双 向 边隧道 发送 到 。 第 三章 移动 快 速 切 换 技 术淼器世畦图 基于隧道 的 快 速 切 换 中 的 三方 切 换 移动 快 速 切 换 技 术 的 研究 诙 闱谢 坏 慕 崾 詎 和 收到 消息为 标志 ， 二 者分别 对触 发消息做 如 下 处 理 。 移动 切 换 过 程当 移动节 点跨 子网移动时 ， 会 进行链 路层 和 网络 层 的切 换 。 链 路层 的切 换 不一定 会 引 起 网络 层 的切 换 ， 因为 涉 及 链 路层 切 换 的两个 接入 点可 能连接在 同一个接入 路由 器上 的 。 链 路层 延 时 是指 移动终 端从 当 前 接入 点断 开 连接到和 另外 一个接入 点建立连 接之间 的时 间 间 隔， 因为 可 能使用 不同的 链 路层 设 备 ， 链 路层 的切换 延 时 可 能 不一定 相同。 网络 层 延 时 是指 移动终 端在 链 路层 切 换 完成 后到能 和 括 配置 时 延 和 重复地址 检测 时 延 、 绑定 更 新 时 延 。 表示 移动节 点检测 它 移动到一个 新 的 网络 所 花费的 时 间 ； 配置 和 第 三章 移 动快速 切 换 技 术中 包含 的子 网 前 缀信 息判 断是 否 在 一 个新的子 网 。 协 议规 定 ，路由 器 组 播 的 移动 快 速 切 换 技 术 的 研究在无状 态 自 动配置方 式中 ，主机 主要通 过邻 居发现 机 制 自 动生 成 链路 本地地 魏蟮 腞 绑定 更 新 第 三章 移 动快速 切 换 技 术绑 定 更新在 这个过 程中 ， 将 通 知 给 。 更新 了 的 转 交 地 址后 ， 开始 将 报文 发 向 新 的 转 交 地 址， 和 之间的 通 信恢复。至此 ， 移 动的 切 换 过 程完 成 。 开 始 链 路 层 切 换 到 完 成 向 、 注册更新 ， 这期 间的 时 延 就是 整个切 换 过 程的 时 延 。 在 此 期间， 发 往 的 报文 将 会丢 失 。 移 动快速 切 换 技 术 的 研究宣 告 消 息 ， 否 则 ， 如 果在 一 定 时 间内 没 有 收 到 消 息 ， 认为 不存 在 重复地 址。 此 过 程时 延 表示 为 瓦 ；的 绑 定 注册时 延 ， 其 大 小 主 要取决 于与和 之间的 网 络 延 时 。 一 第 三章 移 动快速 切 换 技 术 第 四章 改进的快 速切换 机 制的研 究第 四章 改进的快 速切换 机 制的研 究 改进的切换 方 案图 快 速切换 数 据 分 组接 收比 较快 速切换 机 制的特 点是 减 少 已 有连 接 的中 断 时间 ， 通过仿真可以看出 ， 如图 移动 快 速 切 换 技 术 的 研究当 切 换 时间 乙 渲校 M 啻 尾 饬 砍隼 吹难映 偈 奔 ，即 在 移 第 四章 改进的 快 速 切 换 机 制的 研究图 层 次 移动 模 型 入 到 一 个 蚰 冢 襇 过程已 经 完 成 。切 换 的 具 体 过程如 下 ： 觳獾浇 = 星 谢 唬 吐 酚善 髑肭蟠 硐 組 请 求 切 换 所 需要丁 垡 了传输 时 延 。平 均 传输 延 迟为 ： 第 四章 改进的快 速切换 机 制的研 究换 时 延 。它也只 是适用 于 微移 动的情 况，对 于 宏移 动并 没 有 优化 切换 时 延 。表 几 种切换 机 制的比 较 快 速切换 技术的改进方 法在 移 动口中 ，当 移 动节 点 连 续 三 次 未收 到 注 册 代 理的代 理公 告 后 ，就 会 与新 喜贾 煤 肕 腝 需 求 信息 ，就 能 在 正式 切 换 后 为 提 供 有保 证的 第 四章 改进的快 速切换 机 制的研 究少 实 时业 务 的丢包 ， 并 降 低 切换 延 迟 。大 。 因此 就产 生 了这个基于 多 播侦听 者 发现机 制。下 面来研 究 榈墓 髟 怼 。 橐G 驣 诘 阍 诩 尤 肽 掣 鎏 囟椴 跋确鸵 桓 鯩 消息 给 管 移动 快 速 切 换 技 术 的 研究 立 即 成功 结 束 裨 蚪 写 车腄 过 程 。案 ，从 造 成切 换 延 迟 的 两个方 面 ，即 移动检 测延 时 和 重复地址 检 测延 时 来 考 虑的 ， 第 四章 改进的快 速切换 机 制的研 究能够使 这 两 个 方面 都有所 改进，进而 能够满足快 速切换 的要 求 。 的移 动 检 测 都是通过 周 期性 的广 播 代理 广 告 来 实 现 的，当 链 路层 在发 送 一个 包 的同 时 ，启 动 一个 定 时 器 ，如 果 当 定 时 器 超 时 时 它仍 然接 收 不到应 答口 包 逼 鞯 募涓 羰 奔 湮 R 桓 鲎 畲 笪 尴 適 包 传 输时 间的 ，则 它 将 重 发 己 发 送 的 蝗绻 鸑 次重 发 后 仍 然收 不到对 方的应 答帧 ，链 路层 就 会 产 生一个 超 时 口 包 ，并将 其 传 送 给 口 层 。 这 种 情 况 下 有三 种 可 能性 ，第 一种 是无线链 路上 的信 号 不稳 定 ； 第 二 种 是移 动 节 点 基 站 崩 溃 或 关机 ； 第 三 种决 这 三 种 可 能性 。查询包 ，并修 改自 己 当 前的位 置 信 息，并发 送 一个 位 置 应 答给 其 接 入路由 器 。 该路由 器 会 通过 有线隧道 将 位 置 应答转 发 给 的本地 代理 。 同时 再 对 原 来保 存 的该 移 动 节 点的位 置 信 息进行 更 新 ，并将 数 据包 转 发 给 的新 的转 交 地 址。如 果 没 有收 到位 置 应 答并且 重 发 数 据包 的次数 已 经 超 过 规 定 值，则 被 认为是关 机 或 崩 溃 。 第 四章 改进 的 快 速 切 换 机制 的 研究 覯 模块 工作 将 快 速 慕 峁 嬖贖 蟹突豍 。 移动 快 速 切 换 技 术 的 研究 请 求 和 应 答 报文格 式 研