發(fā)布時(shí)間：2018-04-30 21:28

  本文選題：代理移動IPv6 + 組播源移動��； 參考：《北京交通大學(xué)》2014年博士論文

【摘要】：隨著無線和移動通信技術(shù)的飛速發(fā)展,智能移動設(shè)備不斷增加,移動數(shù)據(jù)量急速膨脹,催生了移動互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展,移動組播因其固有的高效組通信特性,能夠大大節(jié)約網(wǎng)絡(luò)資源,提高數(shù)據(jù)傳輸效率,滿足用戶日益增長的移動性需求,已得到普遍關(guān)注并成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。移動組播的發(fā)展依賴于移動性管理協(xié)議,并隨著其發(fā)展而不斷改進(jìn),因?yàn)橐苿有怨芾韰f(xié)議保證了移動節(jié)點(diǎn)在移動過程中仍然能保持上層應(yīng)用的連續(xù)性,從而有力支撐了移動組播技術(shù)的發(fā)展。現(xiàn)有基于集中式和基于主機(jī)的移動組播機(jī)制存在著路由不優(yōu)化、切換時(shí)延大以及單點(diǎn)失效等問題,而基于網(wǎng)絡(luò)的移動組播機(jī)制缺乏組播源移動和分布式的解決方案,互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(IETF)對此也展開多年研究,但尚未有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布。本論文以此為契機(jī),從移動性管理協(xié)議和組播協(xié)議兩個(gè)方面出發(fā),采取理論研究、仿真分析和實(shí)驗(yàn)測試相結(jié)合的方法,對基于網(wǎng)絡(luò)的移動組播優(yōu)化機(jī)制進(jìn)行深入研究,提出了基于代理移動IPv6(PMIPv6)和基于組播偵聽發(fā)現(xiàn)(MLD)代理的組播源移動解決方案,以及支持組播源移動和組播接收者移動的分布式移動組播機(jī)制,有效推進(jìn)移動組播快速發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用。 本文的主要工作和貢獻(xiàn)如下： 1.針對PMIPv6不支持組播源移動問題,本文通過擴(kuò)展PMIPv6的信令消息和移動選項(xiàng),增加相應(yīng)組播轉(zhuǎn)發(fā)狀態(tài),提出兩種基于PMIPv6擴(kuò)展的組播源移動支持機(jī)偉(?)——PMIP-BT和PMIP-DR,使得組播數(shù)據(jù)能夠分別經(jīng)過雙向隧道和直接路由在PMIPv6網(wǎng)絡(luò)中傳輸,同時(shí)保證組播源在移動情況下通信的不中斷。理論分析結(jié)果表明本文所提的兩種方案具有較小的協(xié)議開銷,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了其可行性,并對組播切換時(shí)延方面的性能做了評估,進(jìn)而得出PMIP-BT機(jī)制適用于組播源切換較頻繁且移動接入網(wǎng)關(guān)(MAG)距組播域較遠(yuǎn)的場景,而PMIP-DR機(jī)制則適用于組播源切換頻率較低且MAG到組播域路徑較優(yōu)化的場景。 2.通過擴(kuò)展PMIPv6支持組播源移動需要修改現(xiàn)有移動性協(xié)議,從而提高了協(xié)議的復(fù)雜性,增加了部署實(shí)施的難度。針對該缺陷,本文提出兩種基于MLD代理的輕量級組播源移動支持機(jī)制。這兩種方案只需要在MAG上部署MLD代理功能實(shí)體,而不需要對PMIPv6做任何改動,即可支持PMIPv6網(wǎng)絡(luò)中的組播源移動,因而便于部署應(yīng)用。理論分析結(jié)果表明,本文所提方案較基于主機(jī)的方案在協(xié)議開銷方面性能更優(yōu)化。通過構(gòu)建實(shí)驗(yàn)平臺和仿真平臺,對所提方案在組播切換時(shí)延和丟包方面的性能進(jìn)行評估,得出兩種方案適合于不同應(yīng)用場景的結(jié)論。 3.現(xiàn)有移動組播方案大多都基于集中式的移動性管理協(xié)議比如PMIPv6,其本地移動錨點(diǎn)(LMA)集中式的部署和管理,造成路由不優(yōu)化、切換時(shí)延大、信令開銷大以及不支持域間切換等問題,為此,本文提出一種基于前綴聚合的分布式PMIPv6移動組播優(yōu)化機(jī)制。首先提出基于前綴聚合的部分分布式移動性管理協(xié)議,該協(xié)議將LMA進(jìn)行分布式部署,使域間切換得以支持,通過對LMA的前綴進(jìn)行管理使它們通告相同的聚合前綴到網(wǎng)絡(luò)中,進(jìn)而采用任播路由使數(shù)據(jù)可經(jīng)由離移動節(jié)點(diǎn)拓?fù)渥罱腖MA進(jìn)行傳輸,優(yōu)化了數(shù)據(jù)傳輸路徑,降低了數(shù)據(jù)傳輸開銷和時(shí)延。在此基礎(chǔ)上,又提出有效支持移動組播通信的機(jī)制,包括對組播源移動和組播接收者移動的支持。由于移動組播源的主LMA在其移動過程中可以隨之發(fā)生變化,因而解決了基本組播源移動機(jī)制中的冗余路由問題和組播接收者移動中的隧道聚合問題,優(yōu)化了移動組播性能。理論分析結(jié)果表明,該移動組播方案較其他方案在位置更新開銷、數(shù)據(jù)傳輸開銷、組播加入開銷和路由條目可擴(kuò)展性上都更具優(yōu)勢。 4.集中式或部分分布式移動組播方案都存在集中式錨點(diǎn),容易造成單點(diǎn)失效,這一問題隨著移動終端數(shù)量及移動業(yè)務(wù)流量增加而更加凸顯,難以有效適應(yīng)未來發(fā)展需求。為此,本文提出一種基于多上游接口MLD代理的完全分布式移動組播優(yōu)化方案。首先提出基于Chord的完全分布式移動性管理協(xié)議,在該協(xié)議中,不再存在集中式管理實(shí)體,而且通過引入Chord環(huán)對分布式的移動錨點(diǎn)及其前綴進(jìn)行管理,保證了該移動性協(xié)議的健壯性。在此基礎(chǔ)上,針對MLD代理在某些特定場景下不能很好支持移動組播的問題,又提出一種基于多上游接口MLD代理的分布式移動組播優(yōu)化機(jī)制,通過在分布式移動錨點(diǎn)上部署多上游接口MLD代理,使得組播源移動和組播接收者移動都得以支持,并解決了基本組播源移動方案中存在的冗余路由問題,避免了組播接收者移動方案中的隧道聚合問題。理論分析和仿真試驗(yàn)結(jié)果表明,該機(jī)制在數(shù)據(jù)傳輸開銷、隧道聚合以及路由優(yōu)化等方面的性能都最占優(yōu)勢。 本文提出的基于網(wǎng)絡(luò)的移動組播優(yōu)化機(jī)制具有很高的理論參考和實(shí)踐應(yīng)用價(jià)值,更為移動組播全方位部署應(yīng)用奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),其中,基于MLD代理的輕量級組播源移動支持機(jī)制已被IETF接受為工作組草案,將很快作為RFC發(fā)布。
[Abstract]:With the rapid development of wireless and mobile communication technology , the intelligent mobile equipment is continuously increasing , the mobile data volume is rapidly expanded , the mobile Internet service is booming , and the mobile multicast technology can greatly save network resources , improve the data transmission efficiency , meet the growing mobility requirement of users , and improve the mobile multicast technology .

The main work and contribution of this article are as follows :

1 . Aiming at the problem that PMIPv6 does not support multicast source mobility , this paper increases the multicast forwarding state by extending the signaling message and mobility option of PMIPv6 . Two kinds of multicast source mobile support machines ( ? ) _ PMIP - BT and PMIP - DR based on PMIPv6 are proposed , so that multicast data can be transmitted through bidirectional tunnel and direct route in PMIPv6 network .

2 . It is necessary to modify the existing mobility protocol by extending PMIPv6 support multicast source mobility , thereby improving the complexity of the protocol and increasing the difficulty of deployment implementation . In view of the defect , two kinds of lightweight multicast source mobility support mechanisms based on MLD proxy are proposed .

3 . Most of the existing mobile multicast schemes are based on a centralized mobility management protocol such as PMIPv6 , its local mobility anchor point ( LMA ) centralized deployment and management , resulting in a distributed PMIPv6 mobility multicast optimization mechanism based on prefix aggregation .

4 . The centralized or partial distributed mobile multicast scheme has a centralized anchor point , which is easy to cause a single point of failure . In this paper , a full distributed mobile multicast optimization scheme based on the multi - upstream interface MLD agent is proposed . In this protocol , a distributed mobile multicast optimization scheme based on the multi - upstream interface MLD agent is proposed .

The network - based mobility multicast optimization mechanism proposed in this paper has high theoretical reference and practical application value , which lays a solid foundation for more mobile multicast omni - directional deployment application , in which the lightweight multicast source mobility support mechanism based on MLD proxy has been accepted by IETF as the working group and will be released as RFC shortly .

【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN929.5

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 周華春;張宏科;秦雅娟;;基于網(wǎng)絡(luò)的區(qū)域移動性管理協(xié)議性能分析[J];北京交通大學(xué)學(xué)報(bào);2007年05期

2 張暉;張宏科;;基于鄰居信息交換的組播快速切換算法[J];軟件學(xué)報(bào);2008年10期

3 吳建平;李賀武;孫文琦;吳茜;江卓;趙瑋;;未來移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)趨勢和體系結(jié)構(gòu)研究(英文)[J];中國通信;2013年06期

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本文編號：1826320