【文章內容簡介】 的移動對 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接收到的報文是從 HA通過隧道傳輸?shù)模?MN發(fā)送 BU給 CN，在 HMIPv6網絡中， 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 BACK信息給 MN。 當 MN接收 畢業(yè)院校： 中國人民解放軍 西安通信學院 第 7 頁 202118 到 BACK信 息后，更新 BU 列表，當更新完成后， CN 可以直接發(fā) 送報文給 MAP，在 HMIPv6 中，如 果 CN 和 MN 在 同 一 個 MAP域內，它們之間的通信不是最佳路由。盡管存 在更短的路由，但所有的報文都要路由到 MAP，導致 傳輸時間更長。 HMIPv6已經考慮了 CN和 MN在同一 條鏈路上的情況，報文可以直接傳送而不經過 MAP， 然后 HMIPv6 沒有考慮到同一個域而不是同一條鏈 路上兩個節(jié)點的通信情況。 對于移動 IPv6 的相關研究， 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 當少見。 然而依據(jù)移動 IPv6 的 Draft 24[6]中的說明，目 前 HA角色主要由路由器來擔任， 當路由器加上了 HA功能后， 對路由器原先所負責的工作必然會 圖 3321 HA 工作增大而有所影響。 隨著無線網絡設備使用的 大幅增加， 這也意味著同一 Home Network 下將會有 相當多的 MNs 存在， 而這些 MNs 又必須依賴著同一 HA 來協(xié)助這些 MN達到 Mobility，對于 HA來說負擔相 當重。 （ 1） 移動 IPv6的 HPROM模型 根據(jù) IPv6地址層次結構的特點， 同一層次上的 多個網絡在上層路由為一個統(tǒng)一的網絡前 綴，網絡前綴相同的節(jié)點必定處于同一層次的同一 網絡中， 所以可以通過比較 CN 和 MAP的網絡前綴， 來確定兩者是否在同一個網絡中； 但在 MAP 信息選 項中不包含 MAP 的網絡前綴長度信息， 僅僅通過逐 位匹配，不能確認 CN 與 MAP 的關系，需要對 MAP 公 告的 MAP信息選項進行擴展， 使之公告 MAP網絡前 綴信息。 MN可以注冊多個 MAP，選擇合適的 MAP與 一 組 CN進行通信，從而實現(xiàn)路由優(yōu)化。 （ 2） HMIPv6的擴展 為了實現(xiàn) HPROM模型， 必須在原來 HMIPv6協(xié) 議的基礎上進行修改， 首先要對移動錨點的MAP全 局地址選項進行修改， 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格式進行擴展， 在 MAP的全局地址上 增加 MAP在網絡的前綴信息，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 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 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機制， 來將 CN傳 送給 MN的 Home Address封包傳送給 MN的 RCoA。 如 果 在 MN 個數(shù)不 多的情況下 ， 對 于 HA 所 造 成 的 tunneling負擔并不容易被察覺。 但是隨著無線網絡 使用規(guī)模的擴大， 未來無線網絡環(huán)境中將會有大量 的移動設備同時存在于同一個 Home Network 內。 那 么當這些 MNs 移出其 Home Network 后，每個 MN 又有 CN要與其進行連線時， 在 HA 上所面臨的最大問題， 便是需要與各 MN 之間使用 tunneling的機制， 以便能 與 MN保持連接，進而協(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擔。 而 在我們所提出的 HPROM 希 望 HA 能 夠 減 少 使 用 tunneling來傳送報文給 MN，讓 HA 可以有更多的時間 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 MN 移動到 Foreign Network 后， MN 會送 Binding Update Message給 HA告知 MN所 在的 CoA。 假如有一 CN要傳送報文給 MN，而 CN不知 道 MN已經移出 Home Network， 此時 CN 還是會 把給 MN 的 報 文 傳 送 到 MN 的 Home Address 由 HA Tunneling傳送。 而在 HPROM模型里面，當 HA收到從 CN 送過來的要 tunneling 給 MN 的報文時， HA 會送出 Mobile Node Handoff Message 給 CN， 主動告知 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，當收到從 HA送來的 Mobile Node Handoff Message 后 ， CN 會 送 Confirm Mobile Node Handoff Message 給 MN 所在的 CoA， 以確認 MN 已移到 Foreign Network了。 同樣在 MN處理部分，當 MN 收 到 CN 送 過 來 的 Confirm Mobile Node Handoff Message 后 ， MN 便 會 傳 回 Mobile Node Confirm Message 給 CN， 當 CN 收到該報文后便可以把 MN 的 Binding 加 入 到 Binding Cache 內 ， 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 要與其進行信息 畢業(yè)院校： 中國人民解放軍 西安通信學院 第 9 頁 202118 傳輸； 當 MN 收到此信 息后，便會將此 CN 加入到 Binding Update List 內，以 便 MN 再次進行移動而取得一個新的 CoA 時， 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， 設計了如圖 5所示的網 絡 拓 撲 結 構 ， 其中的網絡節(jié)點均依照 NS 2Hierarchal IP Address格式給予命名。 圖 3325 觀察圖 5，當有眾多的 MNs與 CNs存在時對 HA會 有什么影響，對于 MNs與 CNs的節(jié)點數(shù)設為 30，模擬 處理流程如下： ① 當 t=100時， 15個 MN（ ） ~（ ）離開 Home Network到 Foreign Network下。 ② 當 t=200時， 15個 CN（ ） ~（ ）開始傳 送信息給 MN （ ） ~（ ）；同一時刻另 15 個 MN （ ） ~（ ） 離 開 Home Network 到 Foreign Network下。 ③ 當 t=350 時 ，另 15 個 CN （ ） ~（ ）開 始傳送信息給 MN（ ） ~（ ）。 ④ 當 t=850時，模擬結束。從圖 6所示的網絡拓撲模擬結果看出，無 tunneling 的 HA 比有 tunneling 的 HA 性能更優(yōu)，原因在于 HA 并不 會將 CN 傳送給 MN 的資料用tunneling再傳送給 MN的 CoA。 然而實際上 CN要傳給 MN的資料已經送達 HA端， 若不使用 tunneling 傳送必定會造成帶寬浪費。 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會將 CN傳給 MN的資料使用 tunneling傳送到 MN的 CoA。 由 于 在 HPROM 中 HA 會 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 已經移到其他網絡 ， CN 也可以 提早停止借助 HA的 tunneling傳送報文， 因此 HA 在 HPROM 上所得到的結果遠遠優(yōu)于 Mobile IPv6 Route Optimization。 畢業(yè)院校： 中國人民解放軍 西安通信學院 第 10 頁 202118 圖 3326 隨著 MNs 與 CNs 的個數(shù)增加， HPROM 對 HA 的性 能提升越明顯。 在 Mobile IPv6Route Optimization部 分， 當 MN 個數(shù)增加后 HA所需要進行傳送的封包個 數(shù)也相對會增加很多，而有 HA tunneling的封包個數(shù) 需 在 MN 送 出 Binding Update Message 給 CN 后 才 較 少 。 而 在 HPROM 中 ， 由 于 HA 會 送 出 Mobile Node Handoff Message給 CN， 故CN 可以提前知道 MN 已經 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，所以其所得結果 也比 Mobile IPv6Route Optimization好。 （ 5） 結 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，為 HA簡化運 算的性能比較明顯，也能讓 HA專心扮演路由器的角 色，不需花較多額外運算在 CN到 MN 的 tunneling上進 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 IPv6 的基礎上制定的， 它的許多功能和移 動 IPv6 是一樣的，只是增加了一些新 的擴展功能。 NEMO 基本支持協(xié)議見 圖 1 。 在 NEM O 基本 支持協(xié)議中， NEMO 網絡在家鄉(xiāng) 鏈路上有一個路由器作為 家鄉(xiāng)代理(HA)，每 個 H A 都對應一 個 M R 所在的移動網路 的移動網路前 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行傳輸?shù)?。 M R 在家鄉(xiāng)網絡分配有 家鄉(xiāng)地址 。 當 M R 改變它在互聯(lián)網上的附著點時 ， 它會 給 H A 發(fā)送一個綁定更新消息。 綁定它的轉交地址 和 MNP 并重新建立雙向隧道。在移 動 IPv6 協(xié)議中每個主機都必 須支持移動功能，而 在 NEMO 協(xié)議中只需 要 MR 和 HA 支持 新的