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《北京交通大学》 2011年
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基于MIPv6/PMIPv6的移动性支持关键技术研究

延志伟  
【摘要】:全IP移动互联网成为一个研究热点,而移动性支持技术是全IP移动互联网最为关键的支撑技术之一。基于IPv6移动互联网的两大基本支持协议——移动IPv6(Mobile Internet Protocol version 6, MIPv6)和代理移动IPv6协议(Proxy MIPv6, PMIPv6),互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force, IETF)针对不同应用场景对其进行了研究和扩展。然而,MIPv6/PMIPv6及其扩展协议仍无法有效解决移动互联网异构化发展产生的诸多问题。为此,本论文以MIPv6/PMIPv6作为基本移动性支持协议,采用理论分析与具体试验相结合的方法,对异构化移动互联网环境中的移动性支持关键技术进行了深入研究,形成如下创新性研究成果: 1.提出一种基于多转交地址(Multiple Care-of Address, MCoA)的模块化移动性支持机制,实现了基于MIPv6的移动体在异构环境中的接入和移动。该机制以模块化的形式融合了移动性支持的主要功能:自适应的接入网络选择算法、优化的切换触发和基于MCoA的无缝切换。分析和相关试验结果表明,该机制不仅能起到优化垂直切换的作用,还能将基于IPv6的移动性支持协议应用于基于IPv4的接入网络,是对全IP移动互联网应用的探索性尝试; 2.提出一种基于网络的无缝切换机制,以支持PMIPv6节点在异构无线网络中的多接口接入和垂直切换。该机制保证了PMIPv6节点底层异构链路对上层应用的透明。通过对PMIPv6协议进行工程设计,开发了基于PMIPv6的多接口支持机制。实验结果表明,该PMIPv6配套协议能够很好地支持基于网络的无缝切换,也为PMIPv6在异构环境中的应用增添新的亮点; 3.提出一种基于隧道分离的PMIPv6子网移动支持协议(Network based NEMO, N-NEMO),以支持基于网络的子网接入和移动。通过引入“隧道分离”机制,N-NEMO避免了嵌套子网引起的冗余隧道封装,优化了数据转发路径。理论分析结果表明,该协议可以有效降低移动子网的切换时延和信令开销,并能通过延迟绑定机制有效减少数据包丢失; 4.提出一种基于混合MIPv6/PMIPv6的移动路由机制(Hybrid和Hybrid+),有效结合了MIPv6基于主机的全局移动优势以及PMIPv6基于网络的本地移动优势:Hybrid机制采用了层次化的方式进行移动性管理;Hybrid+在Hybrid基础上,融合了基于链路状态和节点运动特征的协议选择算法、快速切换和预先认证等技术。分析和试验结果表明,本文所提出的移动性支持机制不仅能支持节点的层次化全局移动,而且能够采用适合移动节点的移动性支持协议来优化其切换性能; 5.结合MIPv6/PMIPv6的优势特征以及未来互联网的设计理念,提出一种基于网络的标识分离移动路由机制(Locator/ID Seperation based mobility management protocol, LIDS)。不仅包括单接口节点的水平切换,还包括多接口节点的垂直切换。通过建立分析模型,对MIPv6、PMIPv6和LIDS机制的水平切换和垂直切换性能进行了分析。从切换性能角度看,LIDS继承了PMIPv6基于网络移动性管理的优点。此外,由于比PMIPv6减少了信令交互,LIDS垂直切换过程中需要更少的异构网络重叠区域进行切换准备。从协议效率的角度看,LIDS基于标识替换的方法未引入额外负荷,提高了数据传输效率。该机制的研究是对在新型移动互联网架构中进行移动性管理的进一步探索。
【学位授予单位】:北京交通大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN929.5

【引证文献】
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