移动计算网络中IP移动性研究

【摘要】： 随着互联网的普及和移动通信技术的飞速发展，移动计算成为引入注目的新课题。移动计算网络，特别是主机的移动性，对现代网络的设计和实现方面提出了新的挑战。越来越多的移动设备和用户希望能够随时随地进行互联网无缝接入，而未来的无线接入网络是由多种异质网络构成的复杂多层次的立体结构，这要求网络支持IP移动性，即网络具有IP移动计算功能。但是，现有的互联网协议栈并不能提供IP移动性支持。因此，研究如何为互联网提供有效的IP移动性支持迫在眉睫。 本文研究工作基于国家863重大课题“宽带无线IP技术”及自然科学基金项目“游牧计算网络体系及其关键技术研究”，和华为科技基金“下一代Internet移动性研究”，对TCP／IP的移动性问题进行了深入研究，内容涉及网络层移动路由协议和无线传输协议。主要工作和贡献包括以下几个方面： 1．分析了已有移动路由协议的优缺点，说明了标准协议的协议实体和操作，结合国家863计划通信技术主题重大课题“宽带无线IP技术”，重点给出了移动IP协议的实现方法，并在该测试床上进行了相关测试。 2．结合下一代全IP蜂窝网络结构，研究了移动路由协议及其路由优化协议的切换性能。从仿真结果可以看出，现有的移动IP路由机制无法支持快速切换应用，它仅适合切换较少的宏移动性应用，对于IP接入的微移动性问题，还有待于进一步研究。 3．分析了HMIP控制信令方面的开销，提出了一种基于链路触发和报文缓存机制的分层移动管理协议LTHMIP，计算机仿真结果说明该协议具有更高的吞吐率、更低的注册开销，以及切换过程中更少的报文丢失。 4．针对未来多重覆盖的无线接入网络，提出了一种适合异质网间切换的移动IP协议：MFMIP。该算法根据移动主机的位置信息、运动方向、速度，以及无线网络属性，动态选择最佳基站进行注册，有效地克服了采用标准协议产生的乒乓效应，大大提高了吞吐性能。 5．在分析互联网传输控制协议(TCP)基本原理的基础上，针对移动主机的无线链路丢包特性和移动性带来的问题，提出了一种具有链路意识的快速重发的TCP协议：FRL-TCP。与其他改进的协议比较结果说明FRL-TCP有效地克服了由于无线链路丢包特性以及主机移动性带来的传输性能恶化的问题。 6．结合分层代理机制和无线蜂窝网中的寻呼机制，面向未来无处不在的移动计算环境，给出一种全新的移动互联网网络构架和寻址机制，该方案中采用了客 户－服务器模式和自适应分层移动管理，将移动主机的状态分为激活态和空闲态区 分对待。通过分析可以看出该机制不仅减轻了骨干网信令负载，同时也减少了局 域范围内的注册开销，节约了移动终端的电源消耗。