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基于MPLS的HMIPv6快速切换的研究

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摘要

缩写词及术语表

第一章 绪论

1.1 研究背景

1.2 主要工作

1.3 结构安排

第二章 MPLS技术

2.1 技术原理

2.2 标签结构

2.3 NIPLS管理机制

2.3.1 MPLS基本工作过程

2.3.2 标签管理及分发过程

2.4 本章小结

第三章 现有的移动IPv6切换技术

3.1 移动IPv6切换协议

3.1.1 协议描述

3.1.2 性能分析

3.2 移动IPv6快速切换协议

3.2.1 协议描述

3.2.2 性能分析

3.3 分级移动IPv6切换协议

3.3.1 协议描述

3.3.2 域内切换

3.3.3 域间切换

3.4 移动IPv6切换协议的性能

3.4.1 几种典型移动IPv6切换协议的性能分析

3.4.2 层次型移动IPv6域内/间切换的性能分析

3.5 本章小结

第四章 改进的HMIPv6快速切换算法

4.1 研究现状

4.2 改进算法分析

4.2.1 基本思想

4.2.2 对域内切换的改进

4.2.3 对域间切换的改进

4.3 LSP重建规程

4.4 MAP选择算法

4.4.1 算法描述

4.4.2 协议开销计算

4.4.3 进一步减少丢包率

4.5 本章小结

第五章 实验结果及分析

5.1 NS-2网络仿真工具

5.1.1 NS-2的结构

5.1.2 NS-2的仿真过程

5.2 模块需求分析

5.3 仿真模型搭建

5.4 仿真结果分析

5.4.1 时延

5.4.2 吞吐量

5.4.3 丢包率

5.4.4 协议开销

5.4.5 负载平衡

5.5 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 总结

6.2 下一步工作

致谢

参考文献

附录

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摘要

随着Internet和移动通信的飞速发展,移动环境下的实时业务越来越多。移动IPv6凭借其丰富的地址资源以及良好的对移动性的支持,很快成为支持下一代网络的核心技术。然而,由于IPv6协议自身的原因,移动节点在切换过程中产生的切换时延和丢包率等因素严重影响了通信网络的性能。如何有效的减少切换时延,提高其切换性能,对于整个网络的性能有着至关重要的影响,同时也是下一代网络发展的客观要求。
   本文针对移动IPv6的切换问题,在分析了移动IPv6的相关基本技术原理后,介绍了现阶段广泛应用的两种切换技术:快速切换(FMIPv6)和层次型切换(HMIPv6)。它们各自从不同的角度对移动IPv6的基本切换协议做出了优化,取得了一定的效果。但这两种方案的切换时延和丢包率都不能达到现有的实时业务的要求,所以还不足以成为标准移动IPv6的切换方案。
   基于此,本文针对现有的多协议标签交换(MPLS)和分级移动IPv6(HMIPv6)融合的方案仍然存在时延大、丢包率高等问题,提出了一种改进的基于MPLS的HMIPv6切换算法。方案综合了MPLS和HMIPv6技术各自的优势,将多播技术应用于移动锚点(MAP),使得数据包的转发不再基于传统的IP路由,并且在切换完成之前提前建立新链路上的标签交换路径(LSP),实现了移动节点移交切换时延的最小化,大大降低了切换过程中服务中断的现象,最大限度的保证了新链路建立完成之前数据包不被丢失。
   本文在基于特定的网络拓扑环境下在理论上完成了改进的方案优于标准的基于MPLS的HMIPv6切换方案的定量分析。随后,在Linux环境中,在网络仿真器NS-2的平台下对改进的方案进行了仿真实验,得出了两种方案在一定的网络通信条件下切换时延等指标的比较。从模拟性能分析的结果看,改进的切换算法在切换时延、丢包率及MAP负载平衡等多个方面的表现优于默认的HMIPv6切换方案,实验结果验证了理论分析的正确性。

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