《ipv6网络路径容量与移动性研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ipv6网络路径容量与移动性研究（114页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 代号代号 分 类 号分 类 号 学号学号 密级密级 1070110701 T TP393P393 公开公开 060806084 41001008383 题题（中、英文）（中、英文）目目 IPv6 网络路径容量与移动性研究网络路径容量与移动性研究 Research on Path Capacity and Mobility for IPv6 Networks 作者姓名作者姓名 唐军唐军 指导教师姓名指导教师姓名、 职务职务 裴昌幸裴昌幸 教授教授 学科门类学科门类 工学工学 提交论文日期提交论文日期 二二一二一二 年年 四四 月月 学科、专业学科、专业 通信与信息系统通信与信息系统 西安电子科
2、技大学 独创性（或创新性）声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或 其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做 的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。 本人签名： 日期 西安电子科技大学 关于论文使用授权的说明 本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究 生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电
3、子科技大学。本人保证毕 业离校后，发表论文或使用论文工作成果时署名单位仍然为西安电子科技大学。 学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全 部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。 （保密的论文 在解密后遵守此规定） 本学位论文属于保密在 年解密后适用本授权书。 本人授权西安电子科技大学图书馆保存学位论文，并同意将论文在互联网上 发布。 本人签名： 日期 导师签名： 日期 摘摘 要要 自二十世纪九十年代下一代互联网的核心协议IPv6 诞生至今，人们对它 的期待与日俱增。由于 IPv6 拥有几乎无限的地址空间、简化的头部和便捷的地址 自动配置机制等
4、优点，这对于目前困扰人们多年的地址匮乏、端到端特性缺失等 问题来说，无疑是一种非常好的解决方案。目前很多研究机构都非常关注 IPv6 的发展动态，同时也开展了大量针对下一代互联网的理论研究工作，这些研究一 方面完善了下一代互联网协议的功能、修正了其中的一些错误，另一方面也无形 中推动了它的商业化。 与其它前沿领域相同，下一代互联网在逐步走向人们生活的过程中也存在着 一些需要完善和改进的问题。比如在分组转发速率急剧上升的同时，如何准确地 评估相关网络性能参数；在移动用户快速运动的场景中，如何为其提供高速且不 间断的互联网接入服务等。本文结合 IPv6 相关基础理论，对 IPv6 网络端到端性 能
5、估计和 IPv6 移动性管理进行了研究。论文取得的主要创新性成果如下： 1. 提出了一种基于分片机制的 IPv6 网络端到端路径容量测量方法，论证了 该容量参数在实际中的应用。分析了分组离散对路径容量测量算法的影响，进而 得出减小分组源端离散是提高路径容量测量准确度的重要举措这一结论；通过分 析 IPv6 源端分片机制， 发现利用该机制产生的测量分组间隙明显小于连续发送策 略，在此基础上结合 PMTU 发现机制及特殊类型 0 路由首部的设计，设计了具体 的路径容量测量方案。最后在实际网络中对所提方案与经典的 pathrate 工具进行 了分析对比。 2. 提出了一种基于冗余路由信息和预缓存策略
6、的改进方案，有效地提升了 FMIPv6（Mobile IPv6 Fast Handover）协议在预测失败情况下的切换效率。该方案 主要从两个方面对 FMIPv6 进行了改进：一方面将可能到达的下一跳路由器范围 扩大至所有邻居接入路由器，提出了冗余切换路由表的概念并将其应用于接入路 由器，以辅助移动节点的切换；另一方面为了减少由错误切换所导致的分组丢失 数量，提出了一种预缓存策略，根据历史平均切换延迟的大小在接入路由器上设 置缓存，在转发数据分组的同时将其副本放入该缓存，以保护在切换过程中到达 MN 的数据分组。然后划分出四个应用场景，从理论角度对所提方案与 FMIPv6 在各个场景中的切换延
7、迟与分组丢失数量进行了分析对比，并给出了所提方案的 算法开销。 3. 研究了 PMIPv6（Proxy Mobile IPv6）协议的工作原理及其应用前景，发 现与移动节点相关的所有流量，无论是上行还是下行都需要经由本地移动锚点进 行转发，当通信双方位于同一个 PMIPv6 域时，这种方式将严重影响分组传输效 率。 针对这一问题提出了一种针对 PMIPv6 协议的本地化路由 （Localized Routing， LR）机制。首先制订了统一的本地化路由发起规则，然后根据网络中移动性实体 连接方式的不同划分出四个不同的应用场景，针对每个场景不同的拓扑结构分别 设计具体的本地化路由策略。接着从理论
8、角度对比分析了所提机制与 IETF 所提 出的本地化路由协议（Localized Routing Protocol，LRP）的效率，主要考察 LR 响应时间， 发现在大多数场景中， 所提方案的响应时间小于 LRP， 并且解决了 LRP 在某些场景中未能给出解决方案的缺陷。 4. 提出了一种基于 k-时距加权最近邻预测的切换方法，解决了 FPMIPv6 （Fast Handovers for Proxy Mobile IPv6）协议不能很好地支持 NETLMM （Network-based Localized Mobility Management） 的缺陷。 该方法改变了 FPMIPv6 中基
9、于节点的预测机制，由移动接入网关代替移动节点完成预测、移动性管理等 相关操作。首先将移动接入网关视为一个机器学习系统，通过引入切换知识库的 概念，将所有历史切换经验存于其中。然后利用基于网络的定位技术获取即将进 行切换的移动节点的到达角度信息，并在切换知识库中查找与切换点最近的 k 条 经验，通过对这些经验进行时间和距离的双重加权处理判断移动节点最有可能的 切换目的地，同时仍然采用预缓存策略来保护移动节点的数据分组。接着针对该 算法实时开销较大的问题，提出了基于特种投影的优化方案，通过将移动接入网 关的覆盖区域按照切换经验划分成特定的判决区间，以提高实时预测的效率。接 着在不同的场景中对所提方
10、法与 FPMIPv6 的切换延迟和分组丢失数量进行了分 析对比。 关键词：下一代互联网关键词：下一代互联网；网络测量网络测量；移动移动 IPv6；预测切换预测切换；路由优化路由优化 Abstract Abstract Since the first Internet protocol version 6(IPv6) was published in the 90s of the 20th century, the expectations for Next Generation Internet (NGI) has increased with each passing day. With t
11、he characters of unlimited address space, simplified header and convenient address auto-configuration mechanism, IPv6 will be a good solution to solve the problems such as IPv4 address exhaustion, sacrifice of the end-to-end communication model et al which are encountered in recent IPv4 network. Rec
12、ently more and more attention is paid to the development trend of IPv6 by a large number of research institutes, lots of investigations on the NGI have done at the same time. Those investigations not only improve the functionality and remedy the defect of NGI protocol suite, but also accelerate the
13、progress of commercialization of NGI. Same as other frontiers, there are still some problems remaining to be solved in NGI when it is coming into our life. Such as how to estimate the parameters of the network performance precisely when the packet forwarding rate is sharply rising, how to provide a
14、high speed and uninterrupted Internet access service when users are moving fast. Based on the theory of IPv6, this paper has done researches on the end-to-end performance estimation and mobility management of the IPv6 network. The main contributions of this work can be summarized as follows: 1. Base
15、d on fragmentation mechanism, a novel scheme of end-to-end path capacity estimation for IPv6 networks is proposed and the real application of the capability parameters is also proved. After analyzing the effects of the packet dispersion on the algorithm of the path capacity estimation, a conclusion
16、that the accuracy of the path capacity estimation can be promoted through decreasing the packet dispersion is drawn. The fact that the time gap between two packets generated by fragmentation mechanism is narrower than that generated by continuous sending policy is found. Based on this and the usage of Pa
