（通信与信息系统专业论文）快速分层切换移动ipv6协议的分析及仿真.pdf

论文作者签名： 宦海呜 f _ t ) t j j ：2 o l o 年歹月死 学位论文版权使用授权说明 本人完全了解海南人学大丁收集、保存、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并i n h 国家有 关部门或机构送交论文的复印什和电f 版，允许论文被夯阅和借阅。本人授权海南大学可以将本。学 位论文的伞部或部分内容编入打天数据库进行检索，可以采j t l p d e l j 、缩印或于j 描笛复制手段保存和 汇编本学何论文。本人在导师指导卜完成的论文成果，知识产权l f 】属海南人学。 保密论文在解密后遵守此规定。 论文作者签名：宦漪粥马 日期：也i d 年于月歹h 。 导师签名：弘 日期多h 刀口年一月多日 本人已经认真阅溪c a l l s 高校学何沦文全文数据库发布章程”，同意将本人的学位论文提交 “c a l l s 。岛校学何论文全文数捌库中全文发布，y r 呵按章程”中规定享受相天权益。i 圄盛淦塞 握奎丘澄丘；旦：i 三生i 旦：生；旦：釜蕉鱼。 论文作者签名：霍晦构 日期：2 d f d 年歹j j5 轵孝醪 f 】期：7 秒绣涉月纱日 海南大学硕士学位论文 一、 摘要 捅要 随着互联网和无线移动通信技术的快速发展，越来越多的用户使用移动终端接入互 联网，无线移动接入技术与i p v 6 结合起来成为目前的研究热点。当移动主机在一个子 网内移动时，对数据分组的接收几乎没有影响。但是当移动主机在两个不同的子网之间 移动时，就会发生切换过程，这时己有的连接就会出现中断。切换延时过长对一些实时 性的应用来说是无法接受的，这也正是选择本课题的原因。 本文在综述和分析现有的移动i p v 6 切换技术的基础上，得出h m i p v 6 借助于移动 锚点( m a p ) 提高了m n 在m a p 域内移动的绑定速度，缩短了切换延时；f m i p v 6 通过引 入链路层的预测机制，能在m n 离开原接入点之前就完成转交地址的配置，减少了切换 延时；f h m i p v 6 将h m i p v 6 与f m i p v 6 结合在一起，利用h m i p v 6 的层次结构进一步降 低了f m i p v 6 的切换延时。因此，f h m i p v 6 在切换延时上最低，但其复杂度也最高。本 人通过搭建n s 2 网络仿真平台，设置环境实现f h m i p v 6 切换过程，并把它与h m i p v 6 和f m i p v 6 在端到端的延时、切换延时、吞吐量和丢包这几个方面进行比较。仿真结果 显示，f h m i p v 6 在各个方面都表现为最优，h m i p v 6 只有在端到端的延时情况下优子 f m i p v 6 ，其余几个方面的表现劣予f m i p v 6 。f h m i p v 6 尽管在表现上有所提高，提高不 大。为此，在协议的实现复杂性与切换技术改善之间进行一个综合的考虑，将是下一步 研究工作的重点。 关键词：i p v 6f h m i p v 6 协议切换协议分析 d i f f e r e n ts u b n e t s ，t h e r ei san e g a t i v ee f f e c to nm n a tt h i sm o m e m ，h a n d o f fl a t e n c yw i l l h a p p e n , t h e r ei sab l a c k o u tt i m ed u r i n gt h i sp e r i o d i ti su n a c c e p t a b l ef o rs o m er e a l t i m e a p p l i c a t i o n s 蹦si st h er e a s o nw h yic h o o s et h i ss u b j e c t i nt h i sp a p e r , b a s e do nt h es t u d ya n da n a l y s i so f e x i s t i n gm o b i l ei p v 6h a n d o f ft e c h n o l o g y , ic a nf i n d 蹦i p v 6i n c r e a s e dm n sb i n d i n gr a t ei nm i c r om a p , w 池t h eh e l po fm a p s oi t d e c r e a s e dt h eh a n d o f fl a t e n c y b e c a u s eo fl i n kl a y e rp r e d i c t i o nm e c h a n i s m f m i p v 6c a n c o m p l e t et h ec o n f i g u r a t i o no fc a r e - o f a d d r e s sb e f o r em nl e a v et h ep r e v i o u sa c c e s s i nt h i s w a y , i tc a nd e c r e a s eh a n d o f fl a t e n c y f h m i p v 6i sf o r m e db yc o m b i n e dh m i p v 6a n df m i p v 6 ， i tu s eh m i p v 6 sl l i e r a r c l l i c a ls t r u c t u r et of u r t h e rr e d u c ef m i p v 6h a n d o f fl a t e n c y t h e r e f o r e ， f h m i p v 6i ss m a l l e s ti nh a n d o f fl a t e n c y , b u ti ti sc o m p l i c a t e d iu s en e t w o r ks i m u l a t i o nt o o l n s 2 ，s e tt h eo p e r a t i n ge n v i r o n m e n ta n dc o m p l e t et h eh a n d o f fp r o c e d u r eo ff h m i p v 6 ，a n d c o m p a r ei t 谢n lh m i p v 6a n df m i p v 6o ne n dt oe n dd e l a y , h a n d o f fd e l a y , t h r o u g h p u t ，p a c k e t l o s sr a t e d r a wc o n c l u s i o n sf r o me x p e r i m e n t ，f h m i p v 6p e r f o r m a n c ei sb e s ti na l la s p e c t s ， h m i p v 6i sb e t t e rt h a nf m i p v 6i nc a s eo f e n dt oe n dd e l a y , s e v e r a la s p e c t so ft h er e s to ft h e p e r f o r m a n c ew o r s et h a nf m i p v 6 d e s p i t ef h m i p v 6i m p r o v e dp e r f o r m a n c e ，i ti m p r o v es m a l l s o ，t oc o n s i d e rb e t w e e nc o m p l e x i t ya n dh a n d o f fi m p r o v e m e n t i tw i l lb et h ek e yw o r ki nt h e f u t u r er e s e a r c hw o r k k e y w o r d s ：m v 6f h m i p v 6 p r o t o c o lh a n d o f fp r o t o c o la n a l y s i s - i i 2 3 1 分层移动 p v 6 ( i i m i p v 6 ) 1 0 2 3 2 快速切换移动i p v 6 ( f m i p v 6 ) 1 1 2 3 3 快速分层切换移动i p v 6 ( f h m i p v 6 ) 1 2 2 4 本章小结1 3 3 仿真平台及相关技术的介绍1 4 3 1n s 2 原理简介1 4 3 2n s 2 模拟脚本工具- - o t c l 1 5 3 3 模拟结果演示与分析工具1 5 3 3 1n a m 1 5 一一3 3 2g a w k i ：一1 6 3 3 3g n u p l o t 1 7 4 协议分析与仿真实现1 8 4 1 现有的切换技术1 8 4 1 1 移动i p v 6 切换技术分析1 8 4 1 2 层次移动 p v 6 ( h m i p v 6 ) 1 9 4 1 3 快速切换移动 p v 6 ( f m i p v 6 ) 2 1 4 1 4 快速分层切换移动i p v 6 ( f h m i p v 6 ) 2 3 4 2 切换协议性能比较2 4 海南人学硕十学位论文 目录 4 2 1h m i p v 6 性能分析2 4 4 2 2f m i p v 6 性能分析2 5 4 2 3f h m i p v 6 性能分析2 5 4 2 4 小结2 6 4 3 仿真环境的建立2 6 4 4 仿真实验3 0 4 5 仿真数据分析3 l 4 6 本章小结3 4 5 总结与展望3 6 5 1 论文工作总结3 6 5 2 下一步j f 作腱望3 6 参考文献3 7 后记3 9 攻读硕士学位期间发表的主要论文4 0 i v 大学硕十学位论文 1 绪论 1 绪论 1 1 研究背景 当今社会，信息领域的1 5 i 快发展，i p 技术和移动通信技术的高速发展，笔记本电脑 性能的提高，g p s 终端的 午及，3 g 于机的应j | j ，这螳j 娩用在推动移动瓦联网技术的发展 方面提供了必不t 叮少的条件。人们希掣能够捩得旺联网的服务不管在哪种地方或哪种时 候。但是以前是以崮定的接入方式来使用i n t e r n e t ，伴随着人们的生活节奏越来越快，人 们需要全圉甚至全球各地走，这样就会，托生运动状态。因此以往使用i n t e m e t 的方式不能 满足人们的需要，能够随时随地尢缝接入i n t e r n e t 网成为移动设备和用户所期望的，于是 移动i p 由此应运而, k r 。 i e t f t f l , 宝 i 提出厂移动i p v 4 队议，它作为对 三机移动町以支持的i p v 4 协议的扩展。 但是，伴随着i m e m e t 的快速发腱，在i p v 4 协议上出现了地址严重匮乏的问题，以及网络 安全问题甚至于出现了对服务质蹬支持不够等问题，这些j u j 题对于网络的应用和发展的 需求是不能满足的。i 大i 此，新一代的i p v 6 网络协议被i e t f 丌发出来。1 9 9 1 年i p v 6 的概念 被提出，自从那发展至今，在各方的努力下，基本协议标准目前已经基本完成，包括路 由、i p v 4 i p v 6 过渡、地址结构、移动i p v 6 等各项i p v 6 相关标准。f 1 前，i p v 6 技术正在由 研究阶段向实施阶段过渡。移动i p v 6 的研究技术框架如图1 1 所示1 2 l 。宏观移动和微观运 动是它研究的t 要的两个方瓶。其中，在微观移动方面主要研究关于无缝切换的问题， 它包括快速切换和平滑切换。移动i p v 6 最大特点是移动节点( m n ) 从家乡网络中移动出去 是被允许的，t - t 能l i i 时保持? 前的所有的通信连接性, 手t l i n t e m e t 的可达性，这被称谓无缝 切换【3 1 。至今，在支持无线移动接入方面，移动i p v 6 是最优秀的网络协议。据专家分析， 对i p v 6 的投入部署运行，它的移动接入戍用将是所有应用中应最先考虑的。在无线网络 的普及下，| 4 时伴随着网络品质和带宽的提高，。卜层应用技术会得到更好的发展，实时 应用程序，例j t n v o l p 将会得到更厂泛的应用f 无线环境下。同时切换方面的延时和丢包 率必须保证在可接受的范f 爿内，实时应用业务4 能成功部署。 一一一 海南人学硕 图1 1移动i p v 6 的研究技术框架1 2 i 然而对于如何保持连续的通信以及流畅的通信的问题，以及如何优化移动节点在移 动i p v 6 中的切换性能，移动i p v 6 是没有给出的。在卜述所谓的连续是指快速切换，它是 通过切换过程延时的减少来实现的；所渭的流畅是指平滑切换，它是通过切换过程中丢 包率的减少来实现的。为此只有研究切换过程中移动节点的性能才能实现移动节点连续 的、流畅的通信。它足实现v o l p 平i i 视频会议等实t r , j q k 务所必备的。简而占之，未来通信 的发展趋势是移动通信，通信终端发，e 移动就会j 妞生切换，切换则能引起丢包和延迟， 为此提高切换性能对移动i p 的真正地投入使用有重要意义1 4 j 。 1 2 研究现状及意义 1 9 9 6 年，美凼j l ：始建设的卜一代的fj ：联网i n t e r n e t 2 已琏本成形，该项目主要关注 于移动计算方面，它主要足山奖幽政府n s f 支持建设的n g i ( n e x tg e n e r a t i o ni n t e m e t ) 一一一 组建的。 1 9 9 8 年，中困教疔科研网( 简称c e r n e t ) # j 专家抽调精干力量研究以i p v 6 为主导 的下一代互联网及相关技术，且于同年c e r n e ti f 式参加了国际上进行的下一代试验 网项目，成为了f 】l 二1 司阿个i p v 6 试验琏地。 1 9 9 9 年，爱立信卡肘麦购义厂一一家公r j j ，这家公司生产出了世界上第一台具有能够 支持i p v 6 路【i i 的路山器。2 0 0 0 年1 2 月，该公司闻b tw i r e l e s s 公司和香港数码通公司 通过在移动联网1 ：进行了f i c 界一 ：河次端到端的i p v 6 测试并获得了圆满成功。 2 0 0 1 年4 月，存第_ j 小i | l 旧i p v 6 高级研讨会 二，诺基亚( 中国) 投资有限公司展示 l 绪论 演示系统。存这之前，即1 9 9 9 年下半年，在中困其联合c e r n e t 建立了i n t e m e t 6 合作项1 - 1 ，该项| i 住全i q 范f 嗣内使刚i p v 6 软件和i p 路山器建立实验网 络且该路由器i h 诺艇、i 矿提供的，h 的是使它成为最先进的企图性网络在世界范围内。 2 0 0 3 年3 月，f _ _ 1 小n i t7 ( 前i ，将j i ：始进行i p v 6 实j f j 技术的相关研究，并与大学、 1 5 家团体、企j 联f 腱的，卜要剑的i p v 6 网络足i r 1 本构建的。实验地区是以东 京和神奈川县为卜，建j 征存符个地k 的n i t 经mw i d e 计划的：t ：干网连接到 = 1 本的i p v 6 网络，n t t 除负构缱i p v 6 网络、i p v 6 运川僻理之外，还将验证朋i p v 6 的数据传输在 i p v 4 网络t 的性能，以及完成转换器的实f j 性，该实用性是指i p v 6 与i p v 4 互相转换的 转换器的功能。另外的部l j 将验钿fw i d e 汁划包括i p v 6 邂用1 5 1 。 2 0 0 4 年6 月，移动i p v 6 的建议标准r f c 3 7 7 5 被i f t f 公布了，该标准的实施结束 了移动i p v 6 的草案状态，此移动i p v 6j f 式进入了实际的应川阶段。为了改善切换方 面的有关性能，i e t f 提： ；了增强协议，这廿电增强协议都是基于移动i p v 6 的并且仅仅作 为草案1 3 1 ，现阶段针对移动i p v 6 切换性能方面的研究内容e 要集中于以下几方面： ( 1 ) 层次型移动i p v 6 ( h m i p v 6 ) ，在i p 网络中，把电信嘲络管理的思路引入，通过 移动锚点m a p ( m o b i l ea n c h o rp o i n t ) 的f j l 入，把m n 的移动划分为宏移动( m a r c om o b i l i t y ) 和微移动( m i c r om o b i l i t y ) ，m n 微移动时，仪向m a p 注册，无需向家乡代理和通信 对端注册，仪仪通过本地注册，减少了切换延时和信令的发送数肇。它足家乡代理的功 能进行分布化的结果，此m n 的移动管弹性得剑了加强。 ( 2 ) 移动i p v 6 快速切换( f m i p v 6 ) ，移动i p v 6 快速切换技术的提出是对现有的移动 i p v 6 协议的改进，町以) j i l 快移动节点的快速切换过程，使已有的连接通信的中断时间减 少，它通过引入链路层的预测机制，提前对m n 进行注册，实现快速切换。对保证通信 流的实时应用具彳j 霞要意义。 ( 3 ) 综合切换方案f h m i p v 6 ，通过联合前两种切换方案的优点来实现的移动切换， 具有最高性能的切换办案。 ( 4 ) 通过以e j l 种乞玎换方案演变的改进的切换方案1 3 j 。 1 3 论文的主要工作 本章通过介坌“移动i p v 6 研究背景和现状，指出存移动i p v 6 网络中，尤其是基于移 动i p v 6 的尢线接入网， ，要成功的部署移动多媒体实时业务，保证切换中的延时和丢 包率在可以接受的范围内是必须的，指明了我们的研究目的，阐明了本论文主要的研究 方向及研究内容。 ( 1 ) 讲述了移动i p v 6 出现的7 亍浆，概述厂移动i p v 4 的瞒强e 和操作过程，讲述了移 动i p v 6 的操作过程及：i ：作原理，并把二：者做了比较，得出移动i p v 6 优于移动i p v 4 的地 方，简述了移动i p v 6 村l 火增强协议的概念雨j 网络结构图。 海南人学硕 ：。化论文1 绪论 ( 2 ) 学习并介绍了网络仿真：i j 具n s 2 的十f | 关知谚 。对n s 2 模拟脚本工具o t c l ，模 拟结果演示分析i ：jln a m 、g a w k 、g n u p l o t 进行了学习和介绍。 ( 3 ) 刈现，f r 的切换技术进行了分析比较，得了f h m i p v 6 在切换延时上最少，但 对其综合性能足不足也优。二f m i p v 6 和i t m i p v 6 ，f i 通过实验，难以得出结果。于是，通 过仿真平台n s 2 ，设计场景，进行分析探讨。 海南人学硕十学f p 论文2 移动i p v 6 的笑键技术 2 移动ip v 6 的关键技术 2 1 移动ip v 6 出现的背景 移动i p v 4 具彳】易j 二实现的特点，hh 操作性能是优良的，从早期小规模的发展慢 慢扩展到：匾联网进l 衍演变为个球范h 爿的i n t e r n e t ，这。切都足i p v 4 丌始时考虑比较全面 的设计结果。然而伴随符i n t e m e t 的快速发腱，i p v 4 协议的地址出现了匮乏的问题、以 及网络安全的l 、i l j 题，服务的质砬小够等诸多i u j 题，凶此对现今网络应用及其发展的需求 不能满足。冈而，i f t f 丌发ri p v 6 协议，它足新。一代的网络协议，它解决了i p v 4 中存 在的问题，而h 把刚络安全用l 移动性以及服务质 遗等内容集成了，简便化了路由器分组， 使协议的扩展性4 ：原仃的基础卜变的史好p i 。 2 1 1 移动i p v 4 协议简述 i e t f 工作组提：u 了移动的协议i p v 4 ，h 的是支持 机在不同的网段内进行移动， 它重新定义了，一i 个新的功能。艾体：移动宵点( m o b i l en o d e ) 、家乡代理( h o m ea g e n t ) 以及 外地代9 _ 里- ( f o r e i g na g e n t ) ，并且定义j ，3 种支持移动功能的名词：发现服务代理、注册 和丢弃。移动i p v 4 协议1 6 1 1 7 i i | 的名训： 第一家乡地址( i l o m c a d d r e s s ) ：是移动7 了点彳的个i p 地址，它是长期有效的且 存在于家乡链路l ：。它的管理与刘| 问定：i - ：l j j li p 地址的管理有点类似。 第二家乡网络( h o m en e t w o r k ) ：足具有年 州的网络前缀与移动节点的家乡地址，它 可以是一个虚构的嘲络。 第三家乡链路( h o m el i n k ) ：足n j 家乡l 叫络l ：的链路，它土；有相同的网络前缀与家乡 地址。家乡链路是为厂准确地捕述移动1 了点处存家乡网络的位骨。 第p q 移动绑定( m o b i l i t yb i n d i n g ) ：足家乡代耻把节点的家乡地址同转交地址进行绑 定，其中含有q | 存期等信息。 第五转交地h t ：( c a r e o f a d d r e s s ) ：是? 移动节点离开了家乡链路后，移动节点为了反 映此时的链路接入点i 阿获得的临时地址。一 一 一一一一一一一一一一一一 第六外地网络( f o r e i g nn e t w o r k ) ：足除j 7 家乡网络外的，t 何个网络，即它的网络 前缀与移动：肖点的家乡i l x j 络地j _ 1 t ：v , j i ”j i j + 缀f i 。 第七外地链路( f o r e i g nl i n k ) ：是除了家乡链路外的任何一个链路，即它的网络前缀 与移动节点的家乡网络地址的前缀足不同的链路。外地链路是为了准确地描述移动节点 移动后的精确化置。 第八通信对端1 了点( c o r r c s p o n d e n tn o d e ) ：通信埘端足孑移动1 了点进行通信的对等 体。它既町以足移动的1 了点也t 叮以足定的1 了点。 其他关键私训i l ： 海南人学硕一 ：，f t 论艾 2 移动i p v 6 的关键技术 ( 1 ) 代理通；t ；( a g e n ta d v e r t i s e m e n t ) ：赴秘：i c m p 路【l j 器通告中加入的些通告消 息。 ( 2 ) 使能授权扩展( a u t h o r i z a t i o n e n a b l i n ge x t e n s i o n ) ：足接受者证明了注册的消息 可以被接受。 ( 3 ) 认证( a u t h c n t i c a t i o n ) ：足通过衔码技术寸发送消息的发送者进行核查过程。 2 1 2 移动i p v 4 的操作过榭 第一步移动1 了t i 进彳j 二移动时，它会接收剑代理公告消息，通过解读消息，可以知道 自己现在所处的位胃，足神：家乡网络还足和：外地网络 ：，当其处1 1 1 ；f 家乡网络的时候，那 么它处理办j = 娜州i i 定1 了t 渊仆d 。u 1 处作外地m 络的时候，它就会通过代理公告消息或 d h c p ( 动态j ：机配代队议9 1 ) 米分配，铁得+ 个新的转交地b t ：( c a r e o f a d d r e s s ，c o a ) 。 第一：步移动1 了，_ 为了? 诉家乡, f g s ! l t 新扶得的转交地址，0 ：足发送注册请求消息，把 新地址封装。j ：该 f l j 息t 1 。 第三步家乡, f s q t 收到注册消息后，进行地址的创建或者修改即所谓的“移动绑定”， 但这个绑定是彳j 乍彳f j | ；i j f 内，j l 仃机乍仃期内，绑定j 订效。与此同时进行的是，家乡代 理会向移动。1 了j _ 发送汁册确认f 内消息。 第四步然i 酊，通信对端) l - 4 c 失l i 移动宵j 1 c l 经发化了移动，它继续按原来的地址发送 消息给移动i 了点，- j ：足消，以被家乡代理收剑，家乡代理。j 二足便经隧道把收到的消息发 送给移动节点的转交地址。 第。f i 步当移动节点要发送消息给通信对端时，通过常规的i p 路由机制发送消息到 通信对端，无；为绐家乡代旦b 。 外地代即 图2 1 移动i p i ：作原理罔1 1 0 i 家乡代理 海南人学硕l ：。? 化沦文2 移动i p v 6 的火键技术 移动i p 得1 ：f l - j ；, ：旦t t | 冬i 如图2 1j f f , j ：；。从以1 - 的数扔：收发过程町以发现，移动节点接 收消息和发送消息的传输路径煺1 i 。样的，它们的路径成二i 角肜，为此称其为“三角 路由【1 们。 2 2 移动ip v 6 为了支持i 了，_ 柏ii p v 6 网络- f ，进行移动，捉厂移动i p v 6 卧议。简而言之，就是通 过节点的 f i 槲地址米进行标汇，m n 发似移动时，t j - _ t 属地址不会根据现访问的外地网 络地址进行变化。、1 1m n 离) i ：了家乡刚络的i t , t f l 英- ，需要给其分配转交地址，然后把转交 地址与9l 幅地址进 j ：绑定，j 二足m n 他臀便l 叮以通过转交地址来进行标记。移动i p v 6 协议与移动i p v 4 叻、议的1 郇q 之处和j i ，移动i p v 6 叻、议和i p v 6 协议足内在的融合在一起， i p v 6 节点存稿j 缓行项，这个缓存项足p1 j | f 矗地址转变地h i ：l i d 绑定，通过此，i p v 6 节点可 以直接把分鲋i 发送给m n ，n j 移动i p v 4 功、议仪足埘先前的i p v 4 协议进行的补充。另外， i p v 6 节点可以足移动的也i 叮以足川定的，这i 移动i p v 4 斗1 i l 叫i 。 2 2 1 移幼lt v 0 的特点 在制定移动i p v 6 的时候，它就甜! 解决移动性的问题作为前要的问题，为此，i p v 6 中含有很多新特，f ，k 地为r 解决移动一陀的扛4 题j f d 簟l 、j 设汁的，新的特性在i p v 4 协i 义中 是不存在的，1 人l 为这新特i + t - 1 史i p v 6 比i p v 4z t i 解决移动l ，l 的i u j 题方面具有更好的表现， 表现如下儿点： ( 1 ) 黑删检测：住移动i p v 6 队酣l l ，榆测机制能够实现移动节点m n 与当前的路 由器之| 日j 的舣向枪测机制，时- 叮以判断h ；魁介j i j 剑达的，捌此m n 可以在任何时候都 知道当前的路【“器足俞能够继续的叮达，1 此f l f f d 路i i j 器也一叮以判断移动节点的可达 性。当m n 检测发现观以：的路t j f 器小能继续使用时，那么l 叮以找别的路 j j 器朱使用。 ( 2 ) 地址 ，1 动配胃：i p v 6 仃1 - - 7 ；- ；的地址资源，：1 了点【叮以通过把、与前链路地址 信息与自己的原嘲络的地址倍息十 f 结合乍成伞球唯一的地址。然后通过无状态的地址自一一一 动配置方法，m n 就t j 以4 ：没仃人参的条件卜扶得新的转交地址。 ( 3 ) 邻膀发现：路器f 嘻隅。定( 1 7 , j t l , 1 - f i i j 广播它的前缀信息，通过这螳前缀消息移动 节点m n 可以得f 1t a 刨底足小是移动了，如果移动r 通过地址的自动配置就会得到一 个新的转交地址；，3 外，该机制中还定义了些新的概念如代理宣告( p r o x y a d v e r t i s e m e n t ) ，通过它l i a 就i i j 以俄墩发送爿? 移z 打i i j i - ，0 i - m n 家乡步i 属地址的分组，然后 经由隧道化输数捌分组剑m n 新的转交地址。 ( 4 ) 路j h 报头：祚：移动i p v 6 协议i t l 新定义丫路j i t 报头，发往移动：l 了点m n 的数据 分组大多都要使j lj 路报、爻，它指定r 力： ! ! ；i 柑l i | i 的1 了点之问数据5 ) - - 幺t t 要通过的节点 海南人学硕p f 口论文2 移动i p v 6 的关键技术 地址，其中m n 的新的转交地址地| l 的地址，m n 的家乡9t n 地址是路由的f 一跳 ( 5 ) 止i 属代胖发现机制：和! 移动i p v 6 协议t ，下j 种称作为任播( a n y c a s t ) 的，一个地 址组，该地址纰能够收剑米i ，l 所彳r 的路器发送至i j f f ：播地址的信息包，但该地址组只响 应其中的一台路器的数扪包。此种f e 播形式的地址分配存移动节点m n 的归属链路中 的所有的路【i l 器l ：。 ( 6 ) 透f j 的实脱：就通信埘端( ( ：n ) 术蜕，移动 ! f 点m n 使用9 ：1 属地址发送分组消 息，这样就町以小i 府婴知道m n 的新转交地址；就m n 来说，c n 是采用路由报头来发 消息，这样就i 叮以1 i 需要知道m n 的转交地址。 ( 7 ) 安全机制：n ii p v 6 。 t 内趱j ，安个机制并j 【把j 标准化了，该机制对进行企业 网的远程的尤缝的防0 u 足l l j 。以支持的。安个惟j 能办| f 1 j 服务要求。敛。 2 2 2 移动i p v 6 。l 的移动报头1 矧j 息 移动报头足移动i p v 6 协议。 新定义的。个扩腱的报头，m n 、c n 和h a 都会用到 它在创建和管理绑定消息的时候。报义格如图2 2 所示。移动报又在绑定确认时，需 要用二类的路1 jj 报义束进i r 发送。，j 外，q 1 进行绑定史新时，我们婴用剑! 1 属地址作为 目的选项。发送移动报、大的过币1 ，婴川绑定缓存信，心和绑定更新列表1 2 l 。 图2 2 移动报又的格式1 2 1 图中，m h7 l y p c 作为个指_ 符，火小为8 b i t ，用途足用来说明移动报头中的消息 体的类型。hf m 移动撒义发达了8 个消。姒，分别为转交测试初始化消，自, ( c a r e - o f t e s t ) 。一一一一 归属测试消，( , ! 、( t l o m e l c s t ) 、绑定殳新消， , , ( b i n d i n gu p d a t e ) 、绑定刷新请求消。皂, ( b i n d i n g r e f r e s hr e q u e s t ) 、绑定确认消， , t ( b a n d i n ga c k n o w l e d g e m e n t ) 、绑定错误消息( b i n d i n g e r r o r ) 、9 二 植测试初始化消，媳( 1 t o m ek s tl n i t ) 。 2 2 3 移动i p v 6 操作过样及：f ：作蟓刖 第- - 步- 1 移动1 了l i 进 j ：移动的过w 一 ，会收剑束l l 外地网络的路 i 器公告消息，解 读该消息町以j i i i 道| ，j 足以：家乡网络还足n ：夕 、地网络，然 彳通过地址自动配置机制分配 新的转交地址。 南人学硕l ： t e r 论义 2 移动i p v 6 的天键技术 第：二步欹得新的地址历，移动1 了点土寸装该地址消息，请求更新地址消息向家乡代 理通告它的i 二l 前化胃。 第i 步通过斛凄消，j 、，家乡代理她“以并更新了m n 的缓存项，然后向i v l n 返回绑 定的确认消息，这个过程叫做“家乡沱册”。 第四步然而，通信对端j t 7 2 订秋得移动1 了，_ 的化投信息，了：魁仍然把分组消息发送 给m n 的家乡地址。家乡代理收剑发给移动1 了点的分组消息历，利用隧道把分组消息发 送给移动节点。 第五步叫1 移动1 i - i 工捩掰r 隧道发送而术的消，想分纰后，发现通信对端并不知道自 己已经移动厂，1 人l l 酊封装现和：的化趱信，讯给通信对端，婴求通信x 寸端时位置的信息进行 更新。 第六步获得了移动1 了点发米的信息后，通信埘端埘移动节点的位置信息进行建立并 更新绑定缓存项，发| 1 1 1 绑定后确认的消。甑，这个过程h l 做“通信对端注册”。 通过以j ：过程肝通俯肘端时将要发送的消息分组町以：随接传送剑移动节点的新位 置，解决了：角路的i | j 题i 。 移动i p v 6 的。l ：作原刖f c i i | 冬i2 3 所n 、 家乡代婵 - 一。1 _ - 一杉渤邙媳 2 2 4 与移动i1 4 的比较 图2 3m i p v 6 的工作原理1 1 0 j 外地接入路由器 移动i p v 6 协议( m ( ) b i l ei p v 6 ，m l p v 6 ) j 移动i p v 4 协议r j 彳r 很多的概念桂 类似，如移 动节点的概念、家乡代理的概念、家乡地址的概念和转交地址的概念等。然i 酊，不同之 处也存在i1 0 1 包括： ( 1 ) 隧道封装：通过使川了优化的路途径之后，现行：通信对端对要发送的数据到 海南人学硕i j 。学化论艾 2 移动1 p v 6 的火键技术 移动节点就f i ；嚣要川家乡代理f 旺使川隧道封装的办式进行转发了，进而降低了转发的开 销及转发时候的延时。 ( 2 ) 路【l 优化：m i p v 6 协、议实脱j ，路i l 优化，它足m i p v 6 的荩本功能，它可以使 c n 发送的分组消息，4 i 川家乡代理柬转发，l j r 以“接路剑移动：节点，从而使m i p 的 “三角路【l i ”n q 题褂剑j ，解决。 ( 3 ) 转交地址：订im i p v 6 协议l | l ，仪存4 。种通过地址f l 动配置机制获得的转交 地址。 ( 4 ) 外地代胖：化移动i p v 6 叻、议i | j 就1 i 需要所l p j 的外地代理。m n 通过利用i p v 6 的特性例如邻心发现机制1 1 2 i 结合地址“动配t n ￥l ，川p ，：0 ，就町以配置新转交地址然后发送分 组，这样就f i 需要外地代州。 2 3 移动ip v 6 增强协议简介 i e t f 为了支持1 7 l i 的移动，陀，捉f “了移动i p v 4 协议和移动i p v 6 协议，然而两者在 延时和丢包办嘶农脱f i 址i 诞；【r ，洲此为1 r 使切换办_ | f i i 的性能仃所改浮，先后又提出了分 层移动i p v 6 咖议( 1 i m i i ，v 6 ) i 3 1 、伙速切换移动i p v 6 协议( f m i p v 6 ) 1 1 4 1 以及将两个协议相结 合而产生的快速分以切换移动i p v 6 协议( f h m i p v 6 ) 1 1 5 1 。 2 3 1 分脎移动i p v 6 ( i j f p v 6 ) h m i p v 6 址利，琏j ：网络从的移动性1 1 ：弹技术。它j 移动i p v 6 柏州，都与底层的相 关接入技术没仃火系。 l c o a lo a 2 图2 4分层移动i p v 6 ( h m i p v 6 ) 嘲络示意图【1 6 i 海南人学硕十。学f 口论文2 移动i p v 6 的关键技术 它的优点足；叮以减少绑定虹新消，心的数髓，消，n 足以：家乡代_ 王l 珏与通信对端之间发送 的，肖进行微移动i l 、f 能仃效的减少切换过刷的殳匹时1 1 6 1ot l m i p v 6 网络体系结构如图2 4 所示。 在h m i p v 6 - t 1 ，0 厂个新的4 1 5 c 念移动锚点( m a p ) ，通过它来i x 分宏移动和微移 动，m a p 的选取i 叮以足化：分2 ：的移动嘲络t f 一的包括接入路m 器( a r ) 在内的任何的路 由器。肖m n 发f l i 微移动时，l ! i m ：m a p 域内移动，这时仪需向m a p 注册它的新链路 转交地：h l ( o n l i n l ( c o a ，l c o a ) ，然后将l c o a 和i x 域转交地h = ( r e g i o n a lc o a ，r c o a ) 进行相应的绑定就i l j 以了，。洲为c n 发送数槲的时候足根据k 域转交地址r c o a ，因此 进行微移动时m n 小j 焉婴向家乡代理和通信对端发送绑定更新消息，从而减少了消息的 数量，减少厂切换过科t t ，延时。当m n 发乍宏移动的时侯，此时它需要向家乡代理注册 其区域转交地址。 2 3 2 快速切换移动lp v 6 ( 17 m 1t v 6 ) f m i p v 60 i 入了链路层的颅测机制，快速切换的操作过程是在先前接入点和新接入 点之间实现的。其改汁的思想为，? 1 移动+ 1 了点发生移动的过- f t e ! l f i ，如果在检测到了有新 的链路接入点的。f 占犹卜j ，怎样琳叮能f i 的把i 岳要发送的数捌包进行发送，以及如何在接 入路【“器( a c c e s sr o u t e r ，a r ) 枪测剑厂新的路器接入点的情况下，把收到的数据包快 速的传给c n 。通过捉 讶建、，：隧通，f 簟送数撕，减少厂夏包和t u 换过程中的延时。当然， f m i p v 6 和m i p v 6 足- 艇容的。f m i p v 6 1 1 6 1 1 1 9 1 m 络体系结构如图2 5 所示 蚓2 5快速移动i p v 6 ( f m i p v 6 ) i 删络列意图1 6 i 海南人学硕1 ：。何论艾2 移动i p v 6 的关键技术 接入路器( a c c c s sr o u t e r ，a r ) 足指处于网络利移动l 了点之i f 1 j 的最后的一个路由 器。从讨论快速切换的脱点来行，接入路i i 器( p r e v i o u s a c c e s sr o u t e r ，p a r ) 是指移动 节点当前连接的接入路器，新接入路1 l t 器物( n e wa c c e s sr o u t e r ，n a r ) 足指移动节点 将要移动剑的接入路器。通过确i 接入路器之i l q 平1 1 接入路tj l 器j 移动节点之间加入一 些新消息，。f 1 j 以实现快速的切换。快速切换i l j 以很弈易地4 ：移动1 了点移动到新接入路由 器之前，利川链路j 川丹坝测机制为j e 眦代新的转交地址。q 1 移动竹点连接剑新接入路由 器时，就町以t 灰0 f 电川该转变地址，接收水l ，| 新接入 的数抓分组。 2 3 3 快速分止；切换移动it ) v 6 ( f i nii v 6 ) f h m i p v 6 足l m 蚺种胁、 义优点的结合体为此亿切换延时【- t g 会有所降低了。定义 m n 原来所伍网络的链路地址为先前链路转变地址为( p r e v i o u so n - l i n kc o a ，p l c o a ) ， 定义目前所相：刚络的链路地址为新链路转交地址( n e wo n 1 i n kc o a ，n l c o a ) 。 f h m i p v 6 1 1 6 1 1 2 1 1 2 1 1 1 2 9 协q 络体系当1 i 构如蚓2 6 所j 。 矧2 6队速分，：叨换移动i p v 6 ( f f i m i p v 6 ) 网络，- ，- , , - - 剐1 1 6 】 由于该叻、议足：栉n 勺结合，t 2 t j l 入厂v i a l ，闪此，它的适川范n 司足肖移动节点进行微 移动时，另外链路脎的颅测机制，使j 以：v i a l ，n a r “接迎移了隧道，进行数据的提前 传输。 海南人学硕 j 学f 口论文 2