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网络层移动性技术融合设计与实现

作　者: 肖伟思
导　师: 张宏科
学　校: 北京交通大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 移动IPv6 代理移动IPv6 移动性融合 协议选择
分类号: TN929.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 76次
引　用: 1次
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内容摘要


随着移动通信网络朝着全IP方向演进,网络层移动性技术层出不穷,主要分为基于客户端的移动性管理和基于网络的移动性管理两大类别。基于客户端的移动性管理以移动IPv6协议为代表,其优势在于灵活性强,可以实现路由优化等,但它需要终端对移动性支持,并且会带来较大的无线资源开销和终端能耗;基于网络的移动性管理以代理移动IPv6协议为代表,可以使终端不参与到移动性管理过程中,节省了无线资源开销和终端能耗,但在灵活性方面有所欠缺,并且不具有路由优化等功能。不同的移动性技术有不同的技术特性,因而也有不同的应用部署模式。为了有效部署多种移动性技术,本论文设计了同时部署这两类移动性管理技术的融合结构,并且提出了具体的协议类型选择策略及其实现机制。论文首先综述相关技术的研究现状,分析了基于客户端和基于网络的移动性管理技术原理,以及全局移动和本地移动的问题,并且简单介绍了移动性管理中的基于Diameter的AAA(Authentication,Authorization,Accounting)协议基本原理。在此基础上,论文进一步设计了基于客户端和基于网络的移动性管理技术的融合结构,包括分离结构方案和集成结构方案,根据这两种方案的数据传输性能分析,论文最终采用集成融合结构方案。在完成融合结构设计后,论文进行融合结构下协议选择策略设计,提出了基于路径代价和基于切换频率的移动性协议选择方案和实现机制,并对融合结构各实体的操作流程和协议数据格式进行了设计。根据融合结构和协议选择策略设计,本论文进一步在Linux平台下对所设计的融合结构的各个功能实体进行软件实现,重点包括MAG(Mobile Access Gateway,移动接入网关)决策软件和AAA服务器软件。其中,MAG决策软件实现了移动节点接入检测、AAA服务器的数据获取、路径代价测量、协议选择决策以及与代理移动IPv6软件进程间通信等功能。AAA服务器软件扩充实现了Diameter通信消息,实现了用户数据管理、切换频率更新等功能。此外,论文还对现有的移动IPv6软件和代理移动IPv6软件作相应的更改,以应用于融合的网络结构下。最后,论文构建实验环境,对融合系统软件进行测试,包括实体交互消息测试、家乡地址可达性测试、协议决策过程测试和系统性能测试。通过对性能测试结果的分析,证明本论文的融合结构和协议选择策略设计可以在切换延迟、丢包率、数据传输效率以及传输时延等方面很好的提高网络性能。

全文目录


致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-12
1 引言  12-16
  1.1 研究背景和选题意义  12-13
  1.2 国内外研究现状  13-14
  1.3 论文主要工作  14-16
2 网络层移动性协议分析  16-28
  2.1 基于客户端的移动性  16-19
  2.2 基于网络的移动性  19-23
  2.3 本地移动与全局移动  23-26
  2.4 移动性协议的AAA应用  26-27
  2.5 小结  27-28
3 融合结构与协议选择策略设计  28-53
  3.1 需求描述与分析  28-29
    3.1.1 需求描述  28-29
    3.1.2 问题分析  29
  3.2 融合结构设计  29-40
    3.2.1 应用场景描述  29-30
    3.2.2 分离结构方案  30-32
    3.2.3 集成结构方案  32-36
    3.2.4 方案分析与选取  36-38
    3.2.5 AAA结构增强  38-40
  3.3 协议选择策略设计  40-45
    3.3.1 协议选择问题  40-41
    3.3.2 基于路径代价决策  41-43
    3.3.3 基于切换频率决策  43-44
    3.3.4 综合评估决策  44-45
  3.4 操作流程设计  45-52
    3.4.1 整体操作流程概述  45-47
    3.4.2 接入检测  47-48
    3.4.3 AAA服务器通信  48-50
    3.4.4 协议选择决策  50-52
    3.4.5 决策执行  52
  3.5 小结  52-53
4 融合系统软件实现  53-76
  4.1 融合系统软件框架  53-54
  4.2 MAG决策软件实现  54-66
    4.2.1 设计概述  54-55
    4.2.2 MN信息模块  55-57
    4.2.3 接入检测模块  57-58
    4.2.4 AAA客户端模块  58-60
    4.2.5 路径代价测量模块  60-63
    4.2.6 PMIPv6通信模块  63-64
    4.2.7 流程控制模块  64-66
  4.3 AAA服务器软件实现  66-72
    4.3.1 软件结构  66-67
    4.3.2 数据库设计  67-69
    4.3.3 用户数据模块  69-71
    4.3.4 Diameter协议模块  71-72
  4.4 路径代价测量辅助程序实现  72-73
  4.5 MIPv6与PMIPv6软件更改  73-75
    4.5.1 MIPv6软件更改  73-74
    4.5.2 PMIPv6软件更改  74-75
  4.6 小结  75-76
5 系统测试与性能分析  76-102
  5.1 测试环境与配置  76-79
    5.1.1 测试环境  76-77
    5.1.2 软件配置  77-79
  5.2 实体交互消息测试  79-87
    5.2.1 AAA通信消息  79-83
    5.2.2 路径代价测量消息  83-85
    5.2.3 PMIPv6与MIPv6消息  85-87
  5.3 家乡地址可达性测试  87-90
    5.3.1 家乡域的可达性  87-88
    5.3.2 外地域的可达性  88-90
  5.4 协议选择决策过程测试  90-94
  5.5 系统性能测试  94-100
    5.5.1 融合结构性能  95-97
    5.5.2 协议选择策略性能  97-100
    5.5.3 性能测试结果分析  100
  5.6 小结  100-102
6 总结与展望  102-104
参考文献  104-106
作者简历  106-108
学位论文数据集  108

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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