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移动IPv6协议允许用户在使用便携式设备时,不需要进行任何的手动配置就可以在移动到不同的无线子网的过程中保持通信,这个移动的过程就称为切换。然而移动IPv6协议没有说明如何能够在切换的过程中保持流畅的连续的通信。流畅的通信在于减小切换过程中的延时,即快速切换;连续的通信在于减少切换过程中的丢包率,即平滑切换。
为了实现快速切换和平滑切换,互联网工程攻坚组织主要提出了两方面的解决方案。层次化移动IPv6协议中,通过将便携式设备的移动区分为宏观移动和微观移动,从而将切换过程的影响控制在子域范围内,减小了地址绑定更新过程的延时和信令消耗;快速切换移动IPv6协议中,便携式设备通过移动检测,预测切换过程的发生,将网络层切换的部分操作提到链路层切换之前,这样一旦完成链路层切换就可以很快进行网络层的通信,加速了切换过程的完成。基于这两种思想,许多研究者提出了进一步的改进方案,包括对接入路由器进行多播,在接入路由器处进行数据包缓存,在路由器之间建立隧道机制然后进行数据包转发,等等。
本文基于层次化移动IPv6协议和快速切换移动IPv6协议,提出并设计了一种“移动节点提供信息,由网络来决定切换”的改进方案。该方案的主要特点是在网络中增加了一个切换管理器,它既能够收集到便携式设备所处位置的信号强度和移动模式,还能够收集到网络中路由器的负载情况,从而可以对网络情况有一个更加全面的了解。切换管理器在这些信息的基础上来决定便携式设备是否应当切换和切换过程中应当和那个路由器建立连接,使得切换决定更加智能。
TCP协议最早为有线网络设计,网络延迟和丢包现象会触发其拥塞控制策略。因此,本文在网络模拟器NS-2中,将移动IPv6的切换试验基于TCP之上,能够更加清晰的看到切换过程中,网络延迟和丢包所带来的影响,以及更好的验证本文提出的改进方案的合理性。