移动IP切换机制性能分析

1、挪动IP切换机制性能分析摘要目前挪动IP技术的研究成为业界研究的重点，热点问题主要集中在挪动IP切换过程中如何保证通信的连续性，如何缩短切换的时延和QS保证等等。本文主要对在IPV4和IPV6中的切换性能做分析。关键词挪动IP；切换；切换时延切换是无线网络的重要特征，切换机制的性能直接影响到整个网络的性能。挪动IP己经提供了切换过程，但是在某些情况下不合适支持实时应用程序。研究切换的目的是要减少切换的延迟和丢包率，使得挪动IP能很好的处理运行实时应用的挪动节点的挪动问题。挪动节点在网络切换过程中，挪动IP的切换时延可以表示为Thandver二Td+Treg(1)这里Td为挪动检侧的时延，Tre

2、g为挪动节点注册时延。注册时延根据不同的挪动IP协议有所不同。后面根据不同的协议流程详细描绘。挪动IP定义了三种挪动检测算法，分别是LS(LazyellSithing)，前缀匹配P(Prefixathing),ES(EagerelSithing)。根据不同的挪动检测算法Td的差异将很大。下面详细介绍这三种挪动检测的方法。根据LS的特点，挪动节点与家乡代理注册以后一直保持A有效直到代理的生存时间超时(RF2002中建议的代理生存时间为3倍的公告间隔).这种情况发生在挪动节点连续3次没有收到它当前注册的代理的代理公告时N才进展代理恳求并向HA注册新的A，假如二层支持的话N将接收到不同的代理公告。P

3、网络前缀匹配法与LS根本一样，所不同的是它在代理公告中参加前缀长度扩展，该扩展中包括代理的IP地址的网络前缀，根据它N可以断定是否两个代理公告是从同一个子网接收的。ES同LS算法不同，它假设N挪动方向改变较慢时，挪动节点一旦发现一个新的代理公告就发生切换。因此，在挪动检测方面1Pv4和IPv6是一致的。前面我们理解到在挪动检测方面即Td中IPv4和IPv6是一致的，这里重点考虑切换时延公式(1)后一局部的详细分析，即Treg。挪动IPv4为挪动节点到家乡代理的注册定义了两种不同的过程，在这里我们以通过外地代理转发挪动节点的注册恳求此注册过程进展分析：外地代理注册过程需要下面4个消息:(1)挪动

4、节点发送注册恳求到预期的外地代理，开场注册过程;(2)外地代理处理注册恳求，然后把它转发到家乡代理;(3)家乡代理发送注册应答到外地代理，同意或者回绝这个恳求:(4)外地代理处理注册应答，把处理的结果告知挪动节点。图1假设FA与N之间的链路跳数为无线链路1跳，根据图1，将IPv4切换过程的时延分解如下:Tadv表示挪动节点发送注册恳求消息在无线链路上的一跳的时延，TP，TFP和THP分别表示A,FA和HA处理注册报文的时间，TFreq表示N发送注册恳求到FA的链路延迟，TFHreq表示FA处理完注册恳求后转发给HA的注册恳求的链路延时，同样对于注册响应延时分别为THFak和丁Fak。这样IPv

5、4的注册时延表示为Thandver=Td+Treg(1)根据上面的假设，Treg表示为Treg二TFreq+TFP+TFHreq+THP+THFak+TFP+TFak+TP(2)当为ES检测机制时Td=x/2(3)其中的x表示为发送代理公告的时间间隔。根据(2),(3)，式(1)式可以表示为:Thandver=x/2+TFreq+TFp+TFHreq+THP十THFak+TFP十TFak+Tp(4)IPv4切换后与通信对端的通信的数据包的传输时延为:Tdelay=Th十Thf十Tf(5)其中Th为通信对端到家乡代理的传输时延，Thf为家乡代理到外地代理的传输时延，Tf为外地代理到挪动节点的时延

6、。从中可以看出IPv4的切换机制存在的三角路由问题，对时延要求比拟高的数据业务，IPv4的切换机制不能保证很好的效劳质量。连接到外地链路后，通过常规的IPv6无状态或有状态的自动配置机制，挪动节点可以获得一个或多个转交地址。只要挪动节点一直连接到这个外地链路，目的地址是这个转交地址的分组都会被转发到挪动节点。挪动节点在外地网络获得转交地址后，需要向家乡代理申请注册，为挪动节点的家乡地址和转交地址在家乡代理上建立“绑定.挪动节点首先向家乡代理发送“绑定更新消息中恳求注册，家乡代理那么通过一个“绑定确认消息对挪动节点的恳求进展应答。随后，挪动节点的家乡代理使用“代理邻居发现机制，在家乡链路上截取目

7、的地址是挪动节点家乡地址的所有IPv6分组，并通过隧道将它们转发到挪动节点的主转交地址。在隧道中，家乡代理对数据分组使用IPv6封装，把挪动节点的主转交地址放在外层IPv6报头的目的地址字段。同时在挪动IPv6中，路由优化是挪动IPv6协议的根本功能局部。挪动IPv6允许通信对端发出的分组直接路由到挪动节点，不必通过家乡代理转发，解决了在根本挪动IPv4协议中的三角路由的问题。在切换发生后，假如不考虑平安机制挪动节点可以对支持挪动IPv6的通信对端发送绑定更新。切换过程如图2所示。图2假设同IPv4，根据图2将IPv6切换过程的时延分解如下：Tbu:表示挪动节点发送注册恳求消息在链路上的时延(

8、它包含两个局部一局部是无线链路的时延，另一局部是有线链路的时延);TP和THP分别表示N和HA、处理注册报文的时间;Tba。表示HA发送注册应答到N的链路延迟(同样也是包含两局部链路传输延时)。这样IPv6的切换时延表示为Thandver=Td+Treg(1)将假设条件代入(1)式:Thandver=Td+Tbu+Tp+Tba+Thp(6)同时Tbu，和Tba都包含两个局部:有线和无线链路传输延时，其中下标表示无线链路;下标!表示有线链路:Tbu=Tbu+Tbu!(7)Tba=Tba+Tba!(8)将(7)式和(8)式代入(6)式Thandver=Td+Tbu+Tbu!+TP+Tba+Tba!

9、+Thp(9)使用路由优化机制后与通信对端通信的传输时延为Tdelay=T(10)当挪动节对与通信对端完成了绑定更新的操作，数据传输就是正常的传输时延。相对于挪动IPV4，在挪动IPV6协议的根底上，切换延迟有一定的优越性，切换性能也就相对地进步，以致在此根底上提出的挪动IPV6快速切换，层次性挪动IPV6管理模型等都从各种不同的角度对切换性能进展了改良。1王隽峰.挪动IP技术在DA分组域中的应用.IPTehnlgy.2美DuglasE.er著.InternetrkingithTP/IP.3美SlnJD著，裘晓峰等译.挪动IP.北京机械工业出版社4G.Detyetal.,FastHandversfrbileIPv6,InternetDraft,IETF,arh2002.rkinPrgress.5H.Slian,.astelluia,K.alki,andL.Belli