【文章內(nèi)容簡介】 的移動(dòng)對 HA和 CN來說是透明的。 HMIPv6路由優(yōu)化如圖 1所示。 CN發(fā)送的報(bào)文首 先傳送到 MN的 HA， 然后傳送給 MN的 RCoA， 如果 MN接收到的報(bào)文是從 HA通過隧道傳輸?shù)模?MN發(fā)送 BU給 CN，在 HMIPv6網(wǎng)絡(luò)中， BU把 MN的 RCoA告知給 CN，如果 MN改變了它的 RCoA， MN發(fā)送 BU給綁定更 新列表中的 CN， CN接收到 BU信息后，更新綁定緩存 并發(fā)送一個(gè) BACK信息給 MN。 當(dāng) MN接收 畢業(yè)院校： 中國人民解放軍 西安通信學(xué)院 第 7 頁 202118 到 BACK信 息后，更新 BU 列表，當(dāng)更新完成后， CN 可以直接發(fā) 送報(bào)文給 MAP，在 HMIPv6 中，如 果 CN 和 MN 在 同 一 個(gè) MAP域內(nèi)，它們之間的通信不是最佳路由。盡管存 在更短的路由，但所有的報(bào)文都要路由到 MAP，導(dǎo)致 傳輸時(shí)間更長。 HMIPv6已經(jīng)考慮了 CN和 MN在同一 條鏈路上的情況，報(bào)文可以直接傳送而不經(jīng)過 MAP， 然后 HMIPv6 沒有考慮到同一個(gè)域而不是同一條鏈 路上兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的通信情況。 對于移動(dòng) IPv6 的相關(guān)研究， 大都在探討 MN 與 CN 之間的路由問題 [35]，而對 HA 上的性能分析則相 當(dāng)少見。 然而依據(jù)移動(dòng) IPv6 的 Draft 24[6]中的說明，目 前 HA角色主要由路由器來擔(dān)任， 當(dāng)路由器加上了 HA功能后， 對路由器原先所負(fù)責(zé)的工作必然會(huì) 圖 3321 HA 工作增大而有所影響。 隨著無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備使用的 大幅增加， 這也意味著同一 Home Network 下將會(huì)有 相當(dāng)多的 MNs 存在， 而這些 MNs 又必須依賴著同一 HA 來協(xié)助這些 MN達(dá)到 Mobility，對于 HA來說負(fù)擔(dān)相 當(dāng)重。 （ 1） 移動(dòng) IPv6的 HPROM模型 根據(jù) IPv6地址層次結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)， 同一層次上的 多個(gè)網(wǎng)絡(luò)在上層路由為一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)前 綴，網(wǎng)絡(luò)前綴相同的節(jié)點(diǎn)必定處于同一層次的同一 網(wǎng)絡(luò)中， 所以可以通過比較 CN 和 MAP的網(wǎng)絡(luò)前綴， 來確定兩者是否在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中； 但在 MAP 信息選 項(xiàng)中不包含 MAP 的網(wǎng)絡(luò)前綴長度信息， 僅僅通過逐 位匹配，不能確認(rèn) CN 與 MAP 的關(guān)系，需要對 MAP 公 告的 MAP信息選項(xiàng)進(jìn)行擴(kuò)展， 使之公告 MAP網(wǎng)絡(luò)前 綴信息。 MN可以注冊多個(gè) MAP，選擇合適的 MAP與 一 組 CN進(jìn)行通信，從而實(shí)現(xiàn)路由優(yōu)化。 （ 2） HMIPv6的擴(kuò)展 為了實(shí)現(xiàn) HPROM模型， 必須在原來 HMIPv6協(xié) 議的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改， 首先要對移動(dòng)錨點(diǎn)的MAP全 局地址選項(xiàng)進(jìn)行修改， HMIPv6中的格式如圖 3322所示。 圖 3322 類型 長度 距離 優(yōu)先級 R I T P V 保留 有效生存 期 MAP 的全局地址 圖 MAP格式 對該 MAP格式進(jìn)行擴(kuò)展， 在 MAP的全局地址上 增加 MAP在網(wǎng)絡(luò)的前綴信息，修改后的格式見圖 3323。 畢業(yè)院校： 中國人民解放軍 西安通信學(xué)院 第 8 頁 202118 圖 3323 類型 長度 距離 優(yōu)先級 R I T P V 保留 有效生存 期 帶前綴信息選項(xiàng) 的 MAP 全局地 址 圖 修改后的 MAP格式 （ 3） HMIPv6的 HPROM模型 為了改善 HA 在移動(dòng) IPv6 上的問題， 我們提出 HPROM模型。 在這之前有很多人提出以路由優(yōu)化來 解決 Mobile IPv6上的三角路由問題， 但在路由優(yōu)化 中 HA 仍然需要與 MN使用 tunneling機(jī)制， 來將 CN傳 送給 MN的 Home Address封包傳送給 MN的 RCoA。 如 果 在 MN 個(gè)數(shù)不 多的情況下 ， 對 于 HA 所 造 成 的 tunneling負(fù)擔(dān)并不容易被察覺。 但是隨著無線網(wǎng)絡(luò) 使用規(guī)模的擴(kuò)大， 未來無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中將會(huì)有大量 的移動(dòng)設(shè)備同時(shí)存在于同一個(gè) Home Network 內(nèi)。 那 么當(dāng)這些 MNs 移出其 Home Network 后，每個(gè) MN 又有 CN要與其進(jìn)行連線時(shí)， 在 HA 上所面臨的最大問題， 便是需要與各 MN 之間使用 tunneling的機(jī)制， 以便能 與 MN保持連接，進(jìn)而協(xié)助 CN 將封包傳送給 MN。 在這 種情況下，扮演HA角色的路由器將承受很重的負(fù)擔(dān)。 而 在我們所提出的 HPROM 希 望 HA 能 夠 減 少 使 用 tunneling來傳送報(bào)文給 MN，讓 HA 可以有更多的時(shí)間 處理其路由器本身的工作。在圖4中可以將 HPROM處 理工作分成 HA、 CN 以及 MN部分來看。 圖 3324 在 HA 處理部分， 當(dāng) MN 移動(dòng)到 Foreign Network 后， MN 會(huì)送 Binding Update Message給 HA告知 MN所 在的 CoA。 假如有一 CN要傳送報(bào)文給 MN，而 CN不知 道 MN已經(jīng)移出 Home Network， 此時(shí) CN 還是會(huì) 把給 MN 的 報(bào) 文 傳 送 到 MN 的 Home Address 由 HA Tunneling傳送。 而在 HPROM模型里面，當(dāng) HA收到從 CN 送過來的要 tunneling 給 MN 的報(bào)文時(shí)， HA 會(huì)送出 Mobile Node Handoff Message 給 CN， 主動(dòng)告知 MN 的 CoA， 讓 CN下次就可以直接將資料送給 MN 所在的 CoA。 而在 CN處理部分，當(dāng)收到從 HA送來的 Mobile Node Handoff Message 后 ， CN 會(huì) 送 Confirm Mobile Node Handoff Message 給 MN 所在的 CoA， 以確認(rèn) MN 已移到 Foreign Network了。 同樣在 MN處理部分，當(dāng) MN 收 到 CN 送 過 來 的 Confirm Mobile Node Handoff Message 后 ， MN 便 會(huì) 傳 回 Mobile Node Confirm Message 給 CN， 當(dāng) CN 收到該報(bào)文后便可以把 MN 的 Binding 加 入 到 Binding Cache 內(nèi) ， 如 此 便 完 成 了 H PROM 的 處 理 流 程 。 對 于 CN 送 給 MN 的 Confirm Mobile Node Handoff Message， 主要目的是要告知 MN 有一 CN 要與其進(jìn)行信息 畢業(yè)院校： 中國人民解放軍 西安通信學(xué)院 第 9 頁 202118 傳輸； 當(dāng) MN 收到此信 息后，便會(huì)將此 CN 加入到 Binding Update List 內(nèi)，以 便 MN 再次進(jìn)行移動(dòng)而取得一個(gè)新的 CoA 時(shí)， 可以 使用 Binding Update Message 告訴 CN 其最新 的 位 置 所在。 （ 4） HPROM的仿真分析 我們以 HPROM在 NS2[1] 上進(jìn)行模擬測試，以便 證明 HPROM 的確 比 Mobile IPv6 Route Optimization 能夠讓 HA 有較高的執(zhí)行性能。為 了 比 較 HA 在 HPROM 與 Mobile IPv6 Route Optimization上性能的差別， 設(shè)計(jì)了如圖 5所示的網(wǎng) 絡(luò) 拓 撲 結(jié) 構(gòu) ， 其中的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)均依照 NS 2Hierarchal IP Address格式給予命名。 圖 3325 觀察圖 5，當(dāng)有眾多的 MNs與 CNs存在時(shí)對 HA會(huì) 有什么影響，對于 MNs與 CNs的節(jié)點(diǎn)數(shù)設(shè)為 30，模擬 處理流程如下： ① 當(dāng) t=100時(shí)， 15個(gè) MN（ ） ~（ ）離開 Home Network到 Foreign Network下。 ② 當(dāng) t=200時(shí)， 15個(gè) CN（ ） ~（ ）開始傳 送信息給 MN （ ） ~（ ）；同一時(shí)刻另 15 個(gè) MN （ ） ~（ ） 離 開 Home Network 到 Foreign Network下。 ③ 當(dāng) t=350 時(shí) ，另 15 個(gè) CN （ ） ~（ ）開 始傳送信息給 MN（ ） ~（ ）。 ④ 當(dāng) t=850時(shí)，模擬結(jié)束。從圖 6所示的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)淠M結(jié)果看出，無 tunneling 的 HA 比有 tunneling 的 HA 性能更優(yōu)，原因在于 HA 并不 會(huì)將 CN 傳送給 MN 的資料用tunneling再傳送給 MN的 CoA。 然而實(shí)際上 CN要傳給 MN的資料已經(jīng)送達(dá) HA端， 若不使用 tunneling 傳送必定會(huì)造成帶寬浪費(fèi)。 所以為 了節(jié)省帶寬并避免封包丟失， 在 HPROM中仍采用與 Mobile IP6Route Optimization相同的做法，即 HA會(huì)將 CN傳給 MN的資料使用 tunneling傳送到 MN的 CoA。 由 于 在 HPROM 中 HA 會(huì) 先 送 出 Mobile Node Handoff Message 給 CN， 則 CN 不 必 等 到 MN 發(fā) 出 Binding Update 即可知道 MN 已經(jīng)移到其他網(wǎng)絡(luò) ， CN 也可以 提早停止借助 HA的 tunneling傳送報(bào)文， 因此 HA 在 HPROM 上所得到的結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于 Mobile IPv6 Route Optimization。 畢業(yè)院校： 中國人民解放軍 西安通信學(xué)院 第 10 頁 202118 圖 3326 隨著 MNs 與 CNs 的個(gè)數(shù)增加， HPROM 對 HA 的性 能提升越明顯。 在 Mobile IPv6Route Optimization部 分， 當(dāng) MN 個(gè)數(shù)增加后 HA所需要進(jìn)行傳送的封包個(gè) 數(shù)也相對會(huì)增加很多，而有 HA tunneling的封包個(gè)數(shù) 需 在 MN 送 出 Binding Update Message 給 CN 后 才 較 少 。 而 在 HPROM 中 ， 由 于 HA 會(huì) 送 出 Mobile Node Handoff Message給 CN， 故CN 可以提前知道 MN 已經(jīng) 不在其 Home Network 里， 而且也能提前取得 MN 的 CoA，直接將資料傳送給 MN的 CoA，所以其所得結(jié)果 也比 Mobile IPv6Route Optimization好。 （ 5） 結(jié) 語 我們提出 HPROM 模型以改善原 Mobile IPv6 路 由優(yōu)化中 HA 所需要傳送大量資料而造成的問題透 過。 HA傳送 Mobile Node Handoff Message 給 CN，可使 CN 提早知道到 MN 的CoA位置， 直接對 MN的 CoA傳 送資料。 此外，使用該模型 可以減少資料在 tunneling 上的處理，特別是在大量 MNs和 CNs時(shí)，為 HA簡化運(yùn) 算的性能比較明顯，也能讓 HA專心扮演路由器的角 色，不需花較多額外運(yùn)算在 CN到 MN 的 tunneling上進(jìn) 行處理。 NEMO 和嵌 套 NEMO NEMO 基本支持協(xié)議 NEMO基本支持協(xié)議是在移 動(dòng) IPv6 的基礎(chǔ)上制定的， 它的許多功能和移 動(dòng) IPv6 是一樣的，只是增加了一些新 的擴(kuò)展功能。 NEMO 基本支持協(xié)議見 圖 1 。 在 NEM O 基本 支持協(xié)議中， NEMO 網(wǎng)絡(luò)在家鄉(xiāng) 鏈路上有一個(gè)路由器作為 家鄉(xiāng)代理(HA)，每 個(gè) H A 都對應(yīng)一 個(gè) M R 所在的移動(dòng)網(wǎng)路 的移動(dòng)網(wǎng)路前 綴 (MNP)， 所有的數(shù)據(jù)包都是通 過 M R 和 HA 之間建立的雙向隧道進(jìn)行傳輸?shù)?。 M R 在家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)分配有 家鄉(xiāng)地址 。 當(dāng) M R 改變它在互聯(lián)網(wǎng)上的附著點(diǎn)時(shí) ， 它會(huì) 給 H A 發(fā)送一個(gè)綁定更新消息。 綁定它的轉(zhuǎn)交地址 和 MNP 并重新建立雙向隧道。在移 動(dòng) IPv6 協(xié)議中每個(gè)主機(jī)都必 須支持移動(dòng)功能，而 在 NEMO 協(xié)議中只需 要 MR 和 HA 支持 新的