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传统的局域网技术,被广泛应用于学校、企业、组织,仍然是现在最为普及的网络接入方式之一。此外,ADSL宽带技术也为家庭用户接入互联网提供了方便。随着无线技术的发展,人们对接入网络的便利性提出了更高的要求。无线局域网技术为小区域的移动提供了可能,被越来越多的人所采用。新兴的WiMAX技术更是支持城域范围的移动,被网络提供商和用户所看好。无论是传统的局域网、ADSL宽带,还是新兴的无线局域网和WiMAX技术,均为有基础设施的接入方式,它们存在的问题是,用户不能实现全局IP漫游,而且一旦基础设施毁坏,主机将失去所有连接。无线接入要真正普及,研究者必须面临以下几大挑战:2网络为用户提供全局IP漫游的能力。用户能全局移动,并始终保持互联网连接;其它用户始终能通过其永久不变的IP地址连接上相应的移动用户。2网络应对突发紧急情况的能力。用户在突发紧急情况下,不会因为固定设施遭到破坏而失去一切联系,始终能跟身边的人保持通信。2网络应对拓扑变化的快速路由能力。节点不断移动,导致拓扑频繁变化。发现链路断开后,用户能以较小的信令开销实现快速修复路由,减少丢包率。2快速切换及服务质量保证的能力。用户频繁移动时,能实现快速切换,始终保持宽带互联网连接,并能在一定程度上保证用户服务质量。本文针对上述问题,对支持IP漫游的多跳接入方式进行研究,包括其组网设计及协议扩展、路由技术、快速切换及服务质量保证技术。本文的研究从这几个方面展开:(1)支持IP漫游的多跳接入组网设计及协议扩展;(2)边缘接入部分的多跳网络路由重建机制;(3)主干接入部分的资源预留快速无缝切换机制。这些工作得到国家自然科学基金“基于媒体传输特性的无线多媒体技术的研究”(No.60202005)和“基于Internet的交互式流媒体分发技术研究”(No.60302004)的资助。取得的研究成果包括如下几个方面:1.提出了支持IP漫游的多跳接入组网设计及协议扩展。边缘接入部分采用多跳Adhoc技术,主干接入部分采用分层移动IPv6技术。多跳网络提高了网络的抗毁性能,并大大增加了网络覆盖范围,降低了网络铺设成本,且可实现宽带接入;分层移动IPv6技术有效减少了域内切换信令和时延。扩展了已有的分层移动IPv6协议,提出了移动节点向Internet网关注册的方案,实现了边缘接入MANET网络内部节点的直接通信,有利于减轻主干网络压力,并有利于移动节点更快地建立Internet连接,实现多网关平滑切换。2.提出了基于缓存旁路和本地修复的多跳接入网络路由重建机制。为降低边缘接入部分多跳网络断链时重新路由的信令开销,提高备份路由的数量和时效性,进一步降低丢包率及时延,提出了一种路由重建机制。该机制利用空闲时间监听信道中所有的数据包和路由控制信令,用于维护有效的邻居节点列表及本地路由缓存,降低了周期性HELLO消息带来的信令负担,并增加了可用路由信息。中间节点发现断链时,根据本地路由缓存及邻居节点路由信息,实现了快速路由发现及本地修复,有效降低了信令开销及丢包率。3.提出了针对乒乓式移动的接入网络资源预留快速无缝切换机制。为降低主干接入部分资源预留切换的信令开销和时延,在分层移动IPv6框架下对节点典型的乒乓式移动进行了研究,提出了一种与分层框架相吻合的快速无缝切换机制。该机制允许用户移动时,在一定时间内保留旧链路上的资源预留,以便短时间内返回后能重新启用。根据仿真结果,该机制通过设置资源预留激活标记与离线倒计时器,有效减少了QoS切换信令并降低了切换时延,有助于降低网络传输负担和用户服务中断概率。4.提出了资源预留快速无缝切换机制中的离线倒计时器优化策略。快速无缝切换机制通过保留旧链路上的资源预留,有效地降低了乒乓式移动中的QoS信令开销和切换时延。但是,为了提高网络资源利用率,减少闲置资源预留所带来的浪费及其对接入容量的影响,旧链路上的资源预留不能无限期保留,必须对离线倒计时器进行优化。基于泊松运动模型导出了一个简单的离线倒计时器计算表达式,移动节点可根据自身的移动特性设置最佳的离线倒计时间隔,从而获得最高的资源预留性价比。