【正文】 使得 BSS 中的站點保持充分的連接，在任何時候，任何無線工作站都與該 AP 關聯(lián)。 第三章 WLAN 漫游分析 6 第 3章 WLAN漫游分析 在 WLAN 環(huán)境中，存在著兩種不同層次的 漫游行為：鏈路層漫游和網(wǎng)絡層漫游 。目前市面上的 WLAN 移動終端設備一般都是根據(jù)丟失 beacon 幀數(shù)來發(fā)起切換的。 掃描 當切換被觸發(fā)后， STA 需要掃描所有信道以獲得可用的 AP 信息，并根據(jù)某種策略選擇性能最佳的 AP 作為其切換的目標 AP。 被動掃描是基于 IEEE 協(xié)議的 WLAN 默認的掃描方式。認證階段實際上是 STA、 AP 以及認證服務器三方參與的認證請求與認證響應的交互過程。重關聯(lián)幀的內容與關聯(lián)幀相似，唯一不同的是重關聯(lián)幀包含舊 AP 的地址。重關聯(lián)請求有兩種結果，成功時新 AP 會回復 Status Code 0 和 AID（關聯(lián)號，關聯(lián)成功時有 AP 分配給 STA），失敗時新 AP 只會回復 Status Code，并且終止重關聯(lián)過程 ? 新 AP 與舊 AP 協(xié)商來完成重關聯(lián)過程。舊AP 要停止與 STA 關聯(lián)， 同一時刻一個 STA 只能與一個 AP 關聯(lián)。協(xié)議規(guī)定了由 STA、多個 AP、 DS、 AC 以及 RADIUS 服務器組成的系統(tǒng)來實現(xiàn)在同一個 ESS 下不同 AP 之間的切換功能。當 STA 需要切換時，需要向新 AP 發(fā)出關聯(lián)或者重關聯(lián)消息，AP 應與 RADIUS 服務器進行交互，實現(xiàn)新 AP BSSID 與 IP 地址的映射，并且RADIUS 服務器向 AP 發(fā)送相應的密鑰。移動節(jié)點采用固定 IP 地址，在 IP 子網(wǎng)間切換時，移動節(jié)點無需改變 IP 地址，通信也不會中斷。 這時，與 STA 通信的對端主機仍將數(shù)據(jù)報文發(fā)送到 STA 的家鄉(xiāng)網(wǎng)絡， HA截獲發(fā)往 STA 的報文，然后根據(jù) STA 注冊的轉交地址，通過隧道將封裝后的報文轉發(fā)給 FA，在隧道的終點處， FA 通過解封裝過程將原始報文提取出來，然后投遞給 STA。在上述過程中，通信主機發(fā)出的數(shù)據(jù)包要先傳到HA，然后使用隧道技術轉發(fā)給 FA，最后到達移動主機 。 SIP 的注冊機制可以看作是移動 IP 注冊機制在應用層中的等同體，不過 SIP 綁定的是一個用戶級的標識符（即 URL）到一個臨時的 IP 地址或主機名，而不是永久的家鄉(xiāng) IP 地址。如果第三章 WLAN 漫游分析 12 移動主機在會話前移動，只要把每次會話前所獲得的新 IP 地址向它的家鄉(xiāng)注冊服務器重新注冊即可，困難之處在于應用層需要有檢測 IP 地址改變的能力。 如果移動主機在會話中移動，它必須發(fā)送一個新的 INVITE（ reINVITE）請求到通信主機，并且這個請求要使用原來會話建立時同樣的呼叫標識符，它必 須將新的 IP 地址置于 SIP 請求的 Contact 域中，以此來告訴通信主機將以后的 SIP 消息發(fā)送到哪里。 第四章 OPNET 概述 13 第 4章 OPNET 概述 OPNET 簡介 [6][7] 產(chǎn)品結構 OPNET 是一個款通信方面的仿真軟件。 ITDecisionGuru、 Modeler、 Modeler/Radio，這三個模塊并非相互獨立，而是層層嵌套的，采用同一用戶界面。 在網(wǎng)絡規(guī)劃設計過程中經(jīng)常出現(xiàn)多個不同的設計方案，它們往往是各有優(yōu)缺點，很難作 出正確的選擇，因此如何進行科學的比較和取舍往往是網(wǎng)絡設計者們感到頭疼的事。通過探頭得到的仿真輸出可以以圖形 化顯示、數(shù)字方式觀察、或者輸出到第三方的軟件包去。 OPNET 允許用戶使用 FSM（有限狀態(tài)機）開發(fā)自己的協(xié)議，并提供了豐富的 C 語言庫函數(shù) 。 網(wǎng)絡設備廠家（ HP、 Cisco、 3Com、 Xylan 等）提供的模型參數(shù)全部基于哈佛測試實驗室（ Harvard test lab）的測試結果。在這些仿真模型的基礎上，實現(xiàn)對網(wǎng)絡的仿真。同時，客戶還可以根據(jù)自己的要求定制模型。 標準模型庫分成下述幾類： 數(shù)據(jù)鏈路層 網(wǎng)絡層 路由協(xié)議 傳輸層協(xié)議 物理層 實用程序 綜合仿真目標 應用層 無線模型 第四章 OPNET 概述 16 廠商設備模型 特殊模型庫： 特殊模型庫是針對客戶的特殊需求或新的技術或某個廠商專有技術而提供 的模型庫。 SimFusion 該技術直接使用從 HP OpenView、 HP NetMetrix、 Network General Sniffer第四章 OPNET 概述 17 等工具捕獲 的外部數(shù)據(jù)自動生成 OPNET 網(wǎng)絡模型。 后進先出 LIFO 。 多服務器的搶先與恢復 。 用戶報告生成程序 業(yè)務源 第四章 OPNET 概述 18 突發(fā)的、正本、固定位率、可變位率 連接模型 點對點、總線、射頻（廣播）、用戶定義（比如：光學的） 網(wǎng)絡結構例子 。 帶管道總線的 ATM WAN 。 低軌衛(wèi)星與地球站的連接 。 時間分片的 Aloha 網(wǎng)絡 。 射頻連接比較（ Aloha、 siotted Aloha、 CSMA） 。 OPNET 公司的第一個商用化產(chǎn)品為 Modeler，在此基礎上又開發(fā)出了其他產(chǎn)品，使得其產(chǎn)品得種類更加豐富。D （加速網(wǎng)絡研發(fā)） ITGuru 可以用于大中型企業(yè)，做智能化的網(wǎng)絡設計、規(guī)劃和管理； SPGuru 相對 ITGuru 在功能上更加強大，內嵌了更多的 OPNET 附加功能模塊，包括流分析模塊、網(wǎng)絡醫(yī)生模塊、多提供商導入模塊、 MPLS 模塊，使第四章 OPNET 概述 20 得 SPGuru 成為電信運營商量身定做的智能化網(wǎng)絡管理、規(guī)劃以及優(yōu)化的平臺；WDMGuru 是面向光纖網(wǎng)絡的運營商和設備制造商，為其提供了管理 WDM 光纖網(wǎng)絡，并為測試產(chǎn)品提供了一個虛擬的光網(wǎng)絡環(huán)境。 OPNET Modeler 采用層次化的網(wǎng)絡模型。在過程層次模擬單個對象的行為，在節(jié)點層次中將其互連成設備，在網(wǎng)絡層次中將這些設備互連組成網(wǎng)絡。驗證模型，以獲得一定的 “ 等同性。搭建中，可以對 WLAN 模型的輸入輸出接口（ 和 節(jié)介紹）進行配置。當 Rts/Cts 協(xié)議會話功能啟用則意味著 對于每次成功的數(shù)據(jù)幀的傳輸，為了提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，都必須為預留信道消耗額外帶寬。對大分組采用拆分傳輸提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?，? 是由于對于每一個數(shù)據(jù)拆分幀都需要目的站點恢復一個確認幀，從而使協(xié)議開銷增大。移動站可以根據(jù)界面所選的數(shù)據(jù)率參 數(shù)來發(fā)送數(shù)據(jù)，但是可以以 任意速率接收分組。模型缺省的設置是跳頻。 信道設置： WLAN 模型有 4 個傳輸接收信道對。最大接收生存時間：該參數(shù)為目的站點集成絡繹到達的 數(shù)據(jù)拆分幀所能等待的最大時間，如果在生存時限之前成功地集成隸屬于某個高層數(shù)據(jù)分組 (MSDU)的所有拆分幀，則此次傳輸成功，并將集成的分組送往高層。模型的輸出接口界面如圖 3 所示。開始建立向導有以下幾個步驟：一、選擇網(wǎng)絡拓撲類型 。 創(chuàng)建一個場景： 新建 一個項目 ， 輸入項目名稱和場景名稱，每個項目必須至少有一個場景。 完成網(wǎng)絡拓撲建立后， 配置仿真參數(shù)，如圖在空白處單擊右鍵，選擇 Choose Individual DES Statistics，對需要仿真的項目打上勾。 第五章 基于 OPNET 的 WLAN 漫游仿真 31 WLAN 模型分析 打開與 WLAN 相關的模型庫可以發(fā)現(xiàn)，帶選的模塊很多，包括 WLAN 的網(wǎng)關、路由器、服務器、終端等等，由于 OPNET 通常是按實際的設備來量身定做其模塊的，所以每個模塊的功用比較專一，而且大多包含了超出 協(xié)議范圍的其它層協(xié)議，畢竟 僅包含物理層和數(shù)據(jù)鏈路層兩層協(xié)議而已。 最下層的 wlan_port_rx0 和wlan_port_tx0 是接收端口和發(fā)射端口。 Access Point_1 中的 3 個節(jié)點從 50s 時開始逐漸向 Access Point_2 中移動，在 50s、 60s、 70s 時依次離開 Access Point_1 的覆蓋范圍，漫游進入了 Access Point_2 的覆蓋范圍。 第五章 基于 OPNET 的 WLAN 漫游仿真 34 網(wǎng)絡延時與丟包率 從下圖中可以看出，隨著節(jié)點漫游進入 AP2，網(wǎng)絡延時增加，丟包率增加。僅在發(fā)生漫游時，有小幅度的上升。從理論上分析可知，其中的觸發(fā)切換、掃描方式等策略的選擇都會影響到整個切換過程的速度。研究表明，網(wǎng)絡層漫游，特別是使用移動 IP 實現(xiàn)的網(wǎng)絡層漫游，在漫游啟動與漫游的過程中，都會對網(wǎng)絡造成一定的影響，隧道技術會造成過多的轉發(fā)以及家鄉(xiāng)子網(wǎng)與漫游子網(wǎng)都承擔了更多的網(wǎng)絡負載。謹向 導師致以最衷心的感謝。 。 正是由于你們的陪伴和幫助，我才能順利地完成學業(yè)，是你們幫我克服了學習生活以及畢設上的多個難關。 導師在作者學習期間在學術和生活等方面的給予了無微不至的關懷和指導。但如果過多的節(jié)點漫游至同一 BSS，仍然會導致網(wǎng)絡延遲增加、丟包率增加等網(wǎng)絡性能的惡化。并且學習了 OPNET 的使用方法，研究了其中的 WLAN 模塊以及 WLAN 網(wǎng)絡的建模方法。 為了證明這一點，我們重新建立拓撲結構，每個 AP 僅分配一個 STA。 吞吐率 AP1 的吞吐率隨著節(jié)點的離開，逐漸減少； AP2 的吞吐率隨著節(jié)點的離開，逐漸增加。 WLAN 漫游 的 建模與 仿真 按照之前的方法，建立網(wǎng)絡拓撲圖如下： 第五章 基于 OPNET 的 WLAN 漫游仿真 33 Access Point_1 和 Access Point_2 各自與四個移動節(jié)點組成 BSS，并共同組成一個 ESS，接入到高層的 IP 網(wǎng)絡中。通過分析 OPNET 中其它的模塊可以發(fā)現(xiàn)，事實上該模塊正好是其它模塊的底層，只是將網(wǎng)絡層以上統(tǒng)統(tǒng)概括成一個數(shù)據(jù)源和一個接收宿而已，所以用該模塊進行 WLAN 仿真應該算是物盡其用了。 第五章 基于 OPNET 的 WLAN 漫游仿真 29 關閉對話框，查看結果，在空白處點右鍵選擇 View Results 如下： 第五章 基于 OPNET 的 WLAN 漫游仿真 30 我們在仿真的如上的結果圖形上，右擊選擇 Export Graph Data to SpreadSheet，將數(shù)據(jù)導出，生成了一份 txt 數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)分為兩列，第一列是時間，第二列是仿真結果中的性能指標的數(shù)值。 第五章 基于 OPNET 的 WLAN 漫游仿真 25 3．按默認選擇創(chuàng)建一個空場景： ：