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然而,MN不能接收IP数据包,直到在其新连接点的切换端。
这一次包括新的子网前缀发现,新的护理地址设置,所需的时间通知记者和家乡代理的MN的新的地方。
这段时间称为切换延迟。
其实,因为多媒体应用切换延迟时间太长。
在大多数情况下,强烈的切换延迟的影响降低的MnS的IPv6流。
因此,有很多的扩展,提出了改进的IPv6连接的MnS,MIPv6和新协议。
这些建议的目的是为了减少延迟和丢失的数据包的数目,由于越区切换到另一个[3]的连接点之间,和MIPv6的归属代理上的信令负荷对应的节点[4]。
本文的目的是提出三个管理协议MN运动:
移动IPv6[1][4],其优化在一个管理域的运动和快速层次移动IPv6切换协议[3],预计在运动开始移交更早。
这些协议是在接下来的研究一节。
然后,在后面的章节我们提出了一个评价的IEEE802.11b无线局域网的移动IP[5],我们会再测量L2和L3切换延迟。
在下面的部分中,我们讨论了L2和L3之间的切换,尤其是节省时间预计L3切换是通过预期的差异。
最后,我们给出了一些结论性意见。
协议概述:
目前,Internet工程任务组(IETF)提出了三个主要的协议来管理MN运动。
移动IPv6[1]在每个访问网络时让MN获得注册一个新的IPv6地址,但在这些行动中所涉及的时间可能会很长。
分级移动IPv6[4]侧重于本地的变动,通过减少在网络上的信令负荷。
快速切换协议[3]提供预期通过使用L2活动的启动操作。
在下面的小节我们提出这三个协议。
移动IPV6
移动IPv6[1]设计管理MN的无线IPv6网络之间的动作。
无线接入网络的体系结构示于图。
1。
当MN仍然在家庭网络通信,它像其对应的另一个IPv6节点与(S)。
当MN移动到另一个子网附着在一个新的起点,它的家乡地址是无效的了,和其对应的(S)发送的数据包将继续达到其家庭网络。
因此,它需要获得一个新的有效的访问子网的地址,称为转交地址,并把它注册其家乡代理和相应的(S)。
MN的归属地址和当前的转交地址之间的关联被称为一个绑定。
因此,奔波,家乡地址总是标识通信的MN,并转交地址位于明尼苏达州。
切换过程-一个MN检测到它已移动到新的子网,通过分析路由器周期性的发送给接入路由器(AR)的广告。
MN也可以要求AR发送路由器请求发送路由器广告。
路由器通告中所包含的信息将允许MN创建一个新的转交地址。
在IPv6中指定[2],MN首先需要验证其链路本地地址的唯一性的新链接。
MN执行重复地址检测(DAD),其链路本地地址。
然后,它可以使用[7]无论是无状态的还是有状态的[8]的地址自动配置,以形成新的转交地址。
一旦它获得一个新的转交地址,它可以执行DAD。
然而,DAD需要相当长的时间的切换延迟。
实际上,为了执行DAD,MN发送到其新的地址和一个或多个邻居请求为至少1秒的响应的等待。
这意味着更多的时间来切换时延。
出于这个原因,MN执行DAD并行通信,或选择不执行。
一旦新的转交地址的建设完成后,MN必须更新绑定缓存在其家乡代理和记者(S)发送绑定更新。
MN可以请求确认其消息中设置一个特定的位(该位必须设置用于家乡代理的绑定更新)。
回归增强:
移动IPv6的切换过程已经提供了一些增强功能。
在某些情况下,MN可以通过从物理上相邻AP的多个无线链路是可达的。
如果这些AP在不同的子网,为他们每个人MN可以配置一个转交地址。
一个这些转交地址必须是主转交地址的默认AR将被登记在MN的家乡代理和相应的(S)。
然后,当默认的AR变为不可达,MN可以使用新的默认AR,它已经有一个转交地址。
另外,由对应的节点发送的数据包丢失,直到他们收到指示的新的转交地址的MN的绑定更新。
为了减少丢失的数据包的数目,在此期间,MN可以请求旧的AR其所有传入的数据包转发到新的AR。
要做到这一点,MN的家乡代理发送绑定更新旧的链接,表示其新的转交地址,而不是老的地址,家乡代理上老链接截取旧的转交地址的MN的数据包,并将其转发至MN的当前定位(图2)。
根据MN的变动的,MN可以切换两人工鱼礁几次(这种运动通常被称为乒乓效应),在这种情况下,移动IPv6要求MN的每一次移动之后,创建并注册一个新的转交地址。
另外MN同时注册几个人工鱼礁的。
用于MN的所有的数据包,然后重复在几个潜在的本地化。
该解决方案是非常有趣的,尤其是如果可以设立多个关联的预测(见后面的章节)。
然而,由家乡代理进行双播,是不是可扩展的,并产生大量的流量,同时在有线和无线连接。
如何扩大解决方案,它可以实现本地双播,我们将在下一小节。
分层移动IPV6
平板移动IPv6的要求,MN发送绑定更新的记者。
根据他们的本地化,以达到他们产生的信令负荷是非常重要的。
分级移动IPv6[4]被设计为最小化的量的信号与相应的(s)和家乡代理通过允许MN的本地寄存器中一个域。
全球互联网分为在定义局部地区的流动性[6]的地区。
这些领域是独立的子网,一般是由一个独特的行政机关(例如,校园)。
每个域连接到互联网的其余部分由一个移动性锚点,这就像MN的锚点。
移动锚点是一个AR公开路由的IP地址与在顶部的几个ARS(图3)。
当MN第一次进入一个域,它需要一个区域注册到其家乡代理和记者(S)新原料本地化广告。
它表明一个全球性的转交地址域(见下段)。
后来,经过每个动作之间敷设在同一个域中,MN发送本地注册的移动锚点,以更新其定位到域(链路上的转交地址)。
因此,所有的MN域内的变动家乡代理和记者(S)是隐藏的,以来全球转交地址的MN不会改变。
这两种模式的层次移动IPv6的移动锚点的代理广告发送的邮件域的AR公布。
当MN进入一个访问域的第一时间,就必须进行入户登记。
接下来,这一领域内移动时,MN基本扩展模式之间进行选择。
在基本模式中,MN有两个地址:
一个区域的转交地址的基础上的移动锚点前缀和基于当前AR的链路上转交地址前缀。
在这个方案中,移动锚点作为一个家乡代理,它拦截的区域转交地址和隧道,他们的报文转发到相应的链路上的转交地址。
这些操作是完全透明的至MN的归属代理,这并不需要任何修改。
然而,并非每一个,MN可以获取的转交地址,因为个别地区的可扩展性和网络运营商的政策。
在扩展模式下,区域转交地址(之一)移动锚点地址。
移动锚点保持与当前绑定表的链路上转交地址与MN的归属地址的MN匹配。
当它接收到MN的报文转发,它的通路链路上的转交地址。
这意味着,每个数据包必须包含MN的家乡地址。
双播分层体系的结构在前面的部分由家乡代理的可扩展性和可产生过多的数据包传输的延迟。
层次模型允许从移动锚点双播。
当MN移动在一个域中,可以要求在其本地注册的双播。
这个请求被转发到移动锚点,它增加了一个新的条目MN(同时绑定)。
然后移动锚点的旧的和新的MN本地化转发相同的信息。
当以这种方式执行的双播,数据包只重复内域。
然而,可扩展性的问题还没有得到解决,如果移动性锚点处理太多的MN的。
考虑几个移动锚点是在同一水平的每个域,可以解决的可扩展性的问题,因为这些移动性锚点可以共享数的MN。
然而,这种方法仍是所讨论的,因为它会导致一些问题:
发现的另一移动锚点(s),由MN选择的一个移动性锚点和多个移动锚点之间的负载平衡。
FAST切换
快速切换协议[3]是一个扩展,允许AR提供服务,以预测L3切换到MN的移动IPv6的运动预期是根据在L2触发器[9]。
L2触发的链路层协议的基础上,下面的IPv6协议,以开始L3切换前的L2切换结束。
L2触发器包含MN上L2连接在链路层上的识别的不同的实体(例如,链路层地址)的信息。
的主要L2触发的有以下几种:
•链接:
LINKUP:
指示MN与接入点建立连接•LINKDOWN的:
指示MN已失去了与接入点的连接
•L2回归表示,MN开始的L2切换附加到一个新的开始:
接入点当AR接收的L2触发器,它必须是能够匹配实体识别到一个IP地址。
例如,当它接收到的接入点的识别,它必须知道此接入点属于哪个子网。
要做到这一点,邻近的人工鱼礁交换信息,发现对方[10]。
交换的信息可以是一个网络前缀或经营在一个AR子网中的接入点的列表。
预期回归-快速切换使用这些L2触发优化MN运动的两种方法:
预期基于隧道的切换。
在预期的越区切换时,MN或当前AR(L3切换时,由网络控制的)表明MN是要执行的L2越区切换(步骤1和2,图4)接收的L2触发此触发器必须包含目标信息,使AR识别(例如,IPv6地址)。
如果MN接收的L2触发,它必须启动和切换要求快速切换到其AR。
目前AR然后发送有效的IPv6地址,新的子网MN(步骤3a)和验证(步骤3b)的目标AR。
然后目标AR控制如果该地址是唯一的在其子网[7]和发送的验证结果,以当前的AR(步骤4)。
如果地址是有效的,目前AR转发的授权(使用这个地址在目标子网)两个子网中的MN(步骤5)。
然后当MN与新的接入点建立连接时,它可以立即使用新的转交地址作为源地址发出的数据包,并发送一个绑定更新到家乡代理和记者(S)。
为了减少报文的丢失,老的AR转发到MN的数据包到新的AR。
基于回归隧道-基于隧道的切换[3],MN新的转交地址设置延迟,当它移动到一个新的AR。
因此,它只能执行L2交接,并继续使用其旧的转交地址,在新的子网。
此外,MN不需要交换的任何数据包:
两个人工鱼礁设立在L2触发不与MN相互作用的情况下从一个双向隧道。
MN的用于的数据包的到达,在那里它们将被捕获由旧AR转发到新的AR旧的子网。
发出的数据包的MN的新AR的老AR,反向路径转发他们在互联网上。
后来,在平行的沟通MN将创建并注册一个新的转交地址。
否则,如果MN移动相当快,隧道将延伸到三分之一AR(三分之一的切换)。
L2触发器的使用允许的AR检测MN的移动,而不需要发送的任何数据包。
这是非常有趣的,因为无线接口上发送一个数据包的成本是比较昂贵的有线接口上。
IEEE802.11B移动的IPV6评价在本节中,我们评估移动IPv6无线局域网。
我们不考虑层次移动IPv6[4]在我们的测量,因为我们专注于互动的L2协议。
我们也只考虑单一的当地记者通信与我们的MN。
因此,在此测试平台,切换延迟分级移动IPv6中将在移动IPv6相同。
[5]IEEE802.11b的目的是管理无线通信。
这是最常用的无线局域网标准,一些产品已经上市。
为了确保不同的产品供应商之间的互操作性,该规范定义的无线传播模型接口,编码和调制方法,和一个介质访问控制(MAC),以便有一个真正的MN概述层.我们主要集中在IEEE802.11b的通过无线局域网的可能性。
在一个可配置的1,2,5.5,或11Mb/s的速率,IEEE802.11b接入点允许其覆盖面积内的通信。
我们衡量每个带宽的L2和L3切换延迟。
协议:
我们考虑一个单一的MN在两个不同的子网:
在家庭网络和被访问网络.整个测量的两个接入点之间的乒乓采取在一个优化的情况下.其中,MN的是唯一的用户和在一个更现实的情况下,与四额外的静态活跃用户。
我们每一次测量L2切换时延(中断时间建立新的连接断开连接后,从旧的接入点)和L3切换(L2切换再加上时间需要获得并注册一个新的有效的转交地址)。
特别是对于L3切换,我们考虑到时间的当地记者的流量重定向到新的本地化的MN.这个结果列于图5.ARS的配置为发送路由器通告的每一秒。
分析
我们的测量结果的平均值示于图中5。
红色曲线代表一个单一的MN,并且蓝色曲线的多用户情况下的测量值。
对于每一种情况,虚线是L2切换时延,实线是L3切换latency.First,我们注意到一个重要的differencebetween优化的情况下,在L2级:
当移动MN是孤独的,L2回归围绕0.158s相当恒定,而当有其他活跃用户,首先在L2切换与带宽的增加,和在另一方面的值更大:
从1.754s在1Mb/s的8.618s,11Mb/s的。
这是因为,数据帧和控制帧共享相同的单信道的接入点的覆盖区域。
然后,当有几个活跃用户碰撞是更频繁,并访问该信道的时间是较长的。
因此,MN需要更多的时间来与目标接入点同步。
我们也观察到以更快的带宽,误码率更高,因为我们看到了更多的错误帧在跟踪文件中。
其次,L3切换似乎是独立的,除了在11Mb/s的接入速率。
我们观察到,L3切换是另外的L2切换延迟和一个特定的恒定。
更多的时间,包括新的前缀发现(在路由器广告)和时间来创建,验证和注册新的转交地址。
虽然这额外的时间强烈变化,从一个测量到另一个(差异是显着的),所有的测量的平均速率的不同封闭。
当移动MN是孤独的,总L3切换延迟大约是2.54小号。
否则,当有几个活跃用户,总L3切换延迟时间范围从4.772小号,1MB/s提高到9.731小号在11Mb/s的。
最现实的情况下,L2切换延迟大力促进L3切换延迟,尤其是对于最高带宽。
然而,移动IPv6并没有预料到行动之前L2切换结束,而L2切换可能需要长达8秒。
如果可以开始在L2L3切换,L3切换时延大大减少。
这种期待,提出了暴露的快速切换协议的L2触发。
在接下来的部分,以及预期的结果L3切换时延,在IEEE802.11的研究L2触发的可行性。
的应用OFANTICIPATION正如我们所说,L3切换可以在L2与L2触发一个新的接入点的提前启动。
L2触发,我们认为是链接和L2切换开始。
在这里,我们提出的IEEE802.11b控制帧如何可以被映射到这些L2触发器。
然后,我们得出结论实现快速切换[3]和近似节省时间。
IEEE802.11B漫游-当MN和其当前AP之间的信号强度下降到预定义的阈值下,MN开始的L2切换。
因此,它发送一个IEEE802.11b的控制帧称为一个探头请求的L2广播地址。
所有的接入点,听到这个消息回复探测响应。
然后,MN的选择一个取决于的答复中包含的特性。
随后,在MN与目标AP继续交换要同步的探测请求和探测响应。
最后,MN发送认证请求的缔合交换的探测请求andprobe的反应表明,MN可以建立一个新的连接。
这些信息可以被认为是一个L2切换开始。
此外,由于MN可以不沟通,一旦它开始的L2切换,这些信息也可以被认为是一个链接。
另一方面,这些控制帧中包含的信息是不足够的L2触发器要求。
其实,在L2触发器必须包含MN和两个AP的标识。
要做到这一点,两个旧的和新的接入点的MAC地址必须被添加在由MN发送的探测请求。
此信息允许接收AP转发L2触发其AR。
当AR接收的L2触发器,它必须是可识别的其他AP的子网。
这种识别可以通过以下来实现预先交换之间的相邻人工鱼礁[10]。
相邻的敷设交换特性对自己的子网,包括的列表中的MAC地址的AP运行在其子网。
移动IPV6限制正如我们所说,移动IPv6启动L3切换后,MN连接到新的AR。
然而,我们在图中看到的。
L2切换可能会很长,尤其是当移动MN并不孤单。
这L2切换时间可让大量的时间提前启动L3操作。
基于隧道的切换在前面的部分似乎是非常合适的,因为有足够的时间来执行(或者至少开始)的两个人工鱼礁之间的交流。
此外,实现预期从IEEE802.11b的控制帧似乎是可能的(见上文)。
然而,预期的L3切换,必须由网络控制的,由于MN无法发送L3数据包后,它已经开始的L2切换。
结论
本文提出了一种在IETF目前的流动性管理的无线IPv6网络的概述。
我们描述了移动IPv6和两个扩展,层次移动IPv6和快速切换协议。
然后,我们评估L2切换和移动IPv6切换IEEE802.11b无线局域网。
我们讨论的结果,并展示了如何预期可以实现与IEEE802.11b的控制帧。
移动IPv6允许,MN注册一个新的转交地址获得其对应的(S)和其家乡代理在访问网络。
归属代理的作用是截取意到一个遥远的MN的数据包,和将它们重定向到MN的当前定位。
然而,MN的所需的时间,以获得一个新的转交地址,并接收重定向的流量可能会太长,特别是对于实时应用。
层次移动IPv6提出了管理的MN在一个管理域的运动。
只要MN保持在一个域中,它执行本地登记,和它的运动的互联网的其余部分是透明的。
否则,快速切换期待MN的服务,他们与新的AP。
L2触发,这是改变在MNL2连接的信息,允许L3切换启动或没有互动的MN.测试IEEE802.11b的节目,我们进行了L2回归可能需要很长的时间,特别是如果有多个活跃的用户。
虽然基本的移动IPv6可能需要长达8秒,我们希望与期待,这一次可大大减少。
此外,IEEE802.11b的控制帧以及似乎是适合的L2触发,从而使L3切换尽快L2回归开始启动。
致谢感谢到ChristopheJelger的技术审查和鼓励。
参考文献:
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[10]D.Trossen等,“无缝IP的切换候选接入路由器发现的问题,”IETF草案,2001年7月。
履历
他在里昂和法国的斯特拉斯堡获得了学士(1998年)和硕士(2001年),分别从高校的计算机科学。
目前,他正在研究向一个博士在信息网络工程研究队在LSIIT实验室(ULP-CNRS)。
他的研究领域包括IP移动性,多个接口管理,无线局域网架构.THOMASŇOEL(Thomas.NoelDPT-info.ustrasbg.fr),斯特拉斯堡,法国路易·
巴斯德大学的助理教授。
他是(ULP-CNRS)的LSIIT实验室的网络研究小组的成员。
他获得了硕士在1995年,博士在1998年的计算机科学。
他的研究兴趣包括网络架构,协议,以及特别是无线的IP网络和多播路由协议的移动IP节点。
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