移动IPv6快速切换性能中基于分层移动方案研究

1、移动ipv6快速切换性能中基于分层移动方案研究【摘要】本文通过对移动ipv6快速切换性能中基于 分层移动的方案hmfh进行了分析，探讨了该方案的设计思 路、结构层次、切换管理等，并通过性能分析，论证了这一 技术在实践中的可行性和有效性。【关键词】移动通信移动ipv6分层移动hmfh随着网络技术研究的不断深入，无线网络技术也在不断 成为，更多的用户希望internet的接入方式能够支持移动 接入。为了满足用户的这一要求，互联网任务组的工作人员 在ipv6的技术上针对其快速切换性能进行了研究和改进， 提出了 一种新的网络层快速切换方案。一、ipv6ipv6是一种由互联网任务组研制出来的取代ipv4

2、的下 一代ip协议。比起ipv4, ipv6有更大的地址空间、使用更 小的路由表、增加了增强的组播支持以及对流的控制，它还 允许扩充、有更好的头部格式、新的选项和更高的安全性， 其中加入的对自动配置(auto configuration)的支持还能 够使网络的管理更加便捷。ipv6不仅具有ipv4的人机对话功能，为人类服务，还 能服务于硬件设备，如汽车、家用电器、传感器等，可以说， 成熟的ipv6技术是真正能够无时不刻地深入到社会各个角 落的宽带网，对互联网的持续和长久发展有着十分有利的作 用。但ipv6还只处在发展完善的过程中，对于移动ipv6技 术还有一些问题正在解决中，而在这些问题中，由

3、于基本的 移动ipv6切换延迟太大，影响实时业务的效率，因而对快 速切换性能是改善ipv6技术的关键问题之一。二、基于分层移动的ipv6快速切换方案网络层在进行切换的过程中，一般经过移动检测、新转 交地址配置和绑定更新三个阶段，其理想的状态是在切换的 时候能够同时具备切换的快速和平滑，实现无缝切换，这就 要求系统具有最小的切换延时和最低的丢包率。通常，网络层在进行切换的时候，会通过对接收到的路 由器通过信息判断节点的链路切换，比起链路层，网络层的 这种切换方式会带来比较大的切换延迟，不但无法满足一些 时间性比较高的应用，还很容易造成较严重的丢包现象，影 响切换的平滑。但节点的快速频繁移动又会产

4、生大量的绑定 更新信息，使网络负载严重，甚至可能破坏路由信息。因此 在设计改善ipv6快速切换方案的时候需要综合考虑这两个 问题。1、方案设计思路根据对ipv6网络层切换问题的分析，得出设计方案的 主要思路是用微移动和链路层几结合来解决快速切换问题。 在常规解决网络层切换问题时，主要有微移动和链路层出发 两种思路。微移动是一种层次化的思想，它将网络层的移动 分为域内移动和域间移动两个层进行管理，节点进行域内移 动时至需要在移动区域内记录其位置信息即可，只有域间移 动时，才需要绑定更新。链路层触发是利用链路层的服务进行跨层设计，据此提 出的fmipv6方案是利用链路层触发，使网络层能快速检测 到

5、要进行的切换，且过程中节点仍在其原来的链路层上，这 一方案能很好地解决切换的延迟和丢包，但是对路由效率并 没有太大改善。基于两种方案的优缺点，设计人员提出了将 两种思路结合在一起，以分层移动为主，结合链路层触发， 设计出了基于分层移动的ipv6快速切换hmfh方案。2、hmfh的结构层次在hmfh中引入了 一个新的实体dfa,也即是区域移动代 理，它能在网络中任意层次的路由器上进行设置，代表了区 域内所有的移动节点（mn）与家乡代理（ha）和通信对端（cn） 通信，再通过隧道将分组在区域内路由到相应的移动节点。在网络层进行移动切换时，移动节点在区域内的移动只 需将自己的位置变化通知给dfa即可

6、。域间的移动由于通过 dfa得到了屏蔽，也不需要重新发送绑定信息，不但能降低 切换延时和丢包，还能有效地降低控制消息的通信量，改善 路由效率。3、协议操作hmfh协议从一定程度上来看，可以说是ipv6的一种拓 展，它增加了一个新实体，并适当修改了移动节点和接入路 由器(ar)的操作过程，并对新实体的选项包头和本地绑定 更新消息进行了一个新的定义，对家乡代理和通信对端也不 会造成影响。实际上，新实体dfa可以做是一个身处外地的 家乡代理。dfa通过隧道，将它接收的所有由它服务的mn数据包发 到相应的lcoa上，并利用来自mn的本地绑定更新，建立mn 和dcoa与lcoa的绑定关系，并将其存入绑定

7、缓存，成功之 后，再向mn发送一个绑定的确认消息。mn利用路由器的发现过程接收ar的路由器广告消息， 广告消息向mn提供ar的前缀和新实体dfa的至少一个本地 地址，之后主动配置自己的lcoa并向选定的dfa发送绑定 更新消息，将其与主动配置的dcoa绑定，进入dfa域。本 地绑定在mn和dfa之间建立了一个双向的隧道，mn发送的 数据包在dfa处解封之后，将内层的数据包发送出去。也就 是说，mn的所有数据包都会经过隧道被dfa先接收，处理后 再到达mn,这就很好地解决了丢包率的问题。在协议中，接入路由器可以自成一个dfa,也可以属于 一个dfa域，或者二者兼备，因此它既能对外广播自己的路 由

8、消息，还能接收dfa广播的路由广告消息，并对接收到的 广告消息进行广播，如此一来，mn接收到的路由广告消息里 就包含有了多个的dfa选项，通过对其设置优先级和距离向 量之后，可以帮助mn选择最佳的dfao4、快速切换管理hmfh协议的切换管理是以移动ip工作组提出的fmipv6 方案作为基础的。mn接收到链路层的出发后，会立即将路由 请求代理器(rtsolpr)消息发送给它当前的接入路由器， 再由接入路由器发送回一个路由广告消息prrtadvo协议对 fmipv6方案的prrtadv消息进行了扩展，增加了另一个接入 路由器(aar)的dfa选项，mn通过对aar的dfa地址和当 前dfa的地址

9、的比较，判断出链路层的切换是在域内还是域 外。在aar支持移动ip的情况下，mn利用dfa分别通过本 地绑定更新和家乡绑定更新实现链路层的域内和域外的切 换；如果app不支持移动ip,可以先在aar子网上的lcoa 上配置mn,通过这个新的lcoa与当前的dfa进行本地绑定, 建立起dfa和aar之间的隧道，完成网络层的快速切换。5、性能分析通过对hmfh方案进行仿真实验后，实验结果与方案预 想中的效果相差不大。对实验的结果进行分析，得出使用这 一方案能使网络路由信息更加稳定，路由效率也得到了提 高，且由于方案加入了 一个新实体，很好地扩展了 ipv6的 性能，且由于mn的真正接入地址lcoa

10、对外是不可见的，因 而也具有更好的安全性和可靠性。三、结语基于分层移动的移动ipv6快速切换方案hmfh是采用了 将微移动和链路层触发相结合的思路，利用链路层触发提前 获知节点的移动，并用有限的计算进行网路层第三层切换， 能很好地解决网络层切换的切换延迟和丢包问题，为移动 iipv6的无缝切换提供了新方法。但这一技术还并不完善， 需要我们在实践的过程中对其进行不断的研究改进，使其发 展的更为成熟，更好地解决移动ipv6的快速切换问题，从 而为用户提供更好的网络服务。参考文献1 马争鸣，张飞，胡海峰，王波涛，王琳，王可，张 荀，梁艳盈，梁玉琪.一种支持ipv4的分层移动ipv6的方 法.p.中国专利:h04w8/08, 2012