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摘要： 在分析移动管理策略的目的的基础上，重点对于分层移动IPv6及其现有移动性管理改进方法进行探讨，最后提出相关的对分层移动IPv6方案的改进思考，对于今后移动IPv6的移动性发展具有一定帮助。
关键词： 移动IPv6；移动性管理；存在问题；改进
中图分类号：TN929.5文献标识码：A文章编号：1671－7597（2011）0510098－01
1 移动管理策略的目的
在移动或无线网络中，用户进行通信的时候通常会改变他们的接入点。在这种情况下，对于跟踪用户目前所在使置以及正确的发送传输数据来说，移动管理都是必不可少的。在移动IPv6中，当移动节点处在家乡链路上就是一个固定节点，不执行任何移动IP的功能操作[1]。
当移动节点要漫游到外部网络时，移动节点会从接入路由器的通告信息中获得本地网络前缀以形成一个新的转交地址。接下来移动节点将向家乡代理和通信节点注册新的转交地址。具体描述如下：1）移动节点通过新的接入路由器发送绑定更新（BU：Binding Update）给家乡代理，其绑定更新列表中的所有通信节点。2）新的接入器充当了一个代理的角色，能实现地址重复检测。对移动节点注册的转交地址进行检测，如果检测成功，路由器给移动节点发送绑定确认，确认地址的有效性。3）移动节点接收到绑定确认之后，发送绑定更新到相应的通信节点和家乡代理。
这种移动性管理策略在实现上简单易行，但是当家乡代理和通信节点在地理位置上距离移动节点比较远时就出现问题了。移动节点发送绑定更新给家乡代理和通信节点的信息传输时间会变得非常的长，在微观和宏观移动中会引起很长的时间延迟或服务中断。这样在核心网络中产生了明显的流量负载。特别是当移动节点通过无线网络接入lP嘲，且它的接入点远离家乡网络时，频繁的移动会大大增加绑定更新的代价。链路切换常由第二层协议或硬切换完成，而跨越IP子网的切换需要第三层协议或软切换完成。
根据切换时采用的方法，切换可分为快速切换、平滑切换、和无缝切换三种类型。快速切换要求低延時切换，它常采用蜂窝组播的方式，以带宽为代价降低移动节点在越区切换时分组的延时。延时的主要部分是出链路切换完成后端到端的移动IP注册操作引起；平滑切换即低丢失率切换，它采用缓存的方式降低移动节点在越区切换时的分组丢失；无缝切换既要降低分组的丢失率，又要降低分组的延时[2]。
对基本移动IPv6协议的改进目的就是要实现快速切换和平滑切换，进而到达无缝切换。换句话说，改进移动IPv6的目的是减小切换延时，分组丢失率，以及尽量减少连接中断，更好的支持用户的移动性。
2 分层移动IPv6
分层移动IPv6（Hierarchical Mobile IPv6，简写为HMIPv6）是近几年来提出的移动方案。这个HMIPv6主要思想是在移动主机和家乡代理之间增加若干不同级别的位置代理。当移动节点从一个子网移动到另一个子网时，只是更新相关级别的位置代理，而不是更新家乡代理和相应的通信节点。通过划分区域，由区域内的功能服务器负责节点在分层域内移动时的位置映射。HMIPv6可以向层外节点呈现透明的移动管理，从而降低了位置管理信息在分层域外消耗的费用，同时缩短了位置注册消息传递的路径长度，在一定程度上也减少了切换延迟。
在HMIPv6中，引入了一个新的实体称为移动锚节点MAP（Mobile Anchor Point），MAP的使用可以限制移动IPv6同本地域以外的节点的信令交互，它能支持快速移动IP切换，帮助移动主机实现无缝移动。
由于HMIPv6仅仅克服了微观移动中存在的问题，在宏观移动使用HMIPv6并不合适，所以目前针对HMIPv6的改进也做了许多努力。以下是几种针对HMIPv6的改进方案的详细描述。
1）分层移动IPv6已经提出了应用分层代理来减少骨干网络中位置注册信息的数目，但是增加了分层域中资源的耗费。因此，提出了一个智能移动管理方案，分发位置管理消息和数据分组的网络费用和带宽占用在一定程度上都得到了优化。分层移动IPv6的数学模型是建立在整个网络资源上，根据资源的情况得出一个判别准则，用来判断什么时候采用分层移动IPv6更适合。根据这个规则，设计了一个智能移动管理方案，它允许一个移动节点根据当时的工作参数来选择移动管理机制，是采用移动IPv6还是分层移动IPv6。在智能移动管理方案中，唯一需要改变的是移动节点的协议栈。2）在不对网络结构作较大改变的前提下，通过减少移幼主机向家乡代理和相应的通信节点发送绑定更新消息，来降低网络的绑定代价，进而降低总的绑定和发送代价。其主要思想是，将绑定更新请求分为两种类型，一类是当移动主机在同一个接入路由器所控制的子网问移动时，移动主机虽然获得了新的转交地址，但不向家乡代理和相应的通信主机发送绑定更新请求，而只是通知接入路由器，通过改变路由器中关于该移动主机的寻径表，求实现数据包的转发。称这种绑定更新类型为本地更新。另一种类型是当移动主机移动到不同接入路由器所控制的子网时，就执行移动IPv6所规定的操作。称之为家乡更新。
3 对分层移动IPv6方案的改进思考
我们把快速切换的消息传递过程和HMIPv6的消息传递过程相比较，不难发现快速切换的消息流量明显大于HMIPv6的消息传递量，这是因为在切换前后的新旧接入路由器之间建立一个隧道。另一个问题，在快速切换时，需要移动节点预先知道自己即将移动到新的链路，因此需要第二层链路层的支持。
在移动环境下实现组播，既要考虑动态的成员关系，也要考虑成员的动态位置关系，不希望成员每次发生移动时，都重新计算组播分发树，也不希望成员移动后不能接收组播分组，更不希望路由效率由此而降低。
为了向移动主机提供多播路由服务，就要解决以下几个问题。首先，支持动态的组成员管理：移动主机可以随时随地加入或者离开某一多播组；其次，报文路由的优化；保证在报文发送的共享路径上只传递一个副本；最后，支持主机的移动性，即主机可以随时切换网络的接入点而不影响多播报文的收发。
因此我们对移动IP中多播技术做了如下的假设：
我们提供的服务怒不可靠的，尽力而为的多播数据报是无连接传输。也就是说，数据报可能出现丢失，复制，延时或乱序。这些问题由高层协议负责处理。
在移动IP多播中可以实现动态组成员管理。移动主机像固定主机一样可以是多播组成员。且无论是在外地网络还是本地网络，可以随时加入或离开多播组。移动主机和固定主机不管是否为组成员，都可以收发多播数据报。移动主机可以通过现有的多播路由技术在原网络接受多播数据包。多播组的大小，多播组成员的地理分布，网络中移动主机的数目，移动主机的位置和移动主机的移动频率可以是任意的。本着上述的几个原则，我们把基于代理的组播移动技术应用到我们研究的方案中，目的是减少宏观切换过程中的时延和分组丢失率，提高切换性能，使移动IPv6更加成熟。
4 结语
归纳了现有的IPv6移幼性管理策略，分析了分层移动IPv6协议和移动IPv6的快速切换协议各自的优缺点，然后根据分层移幼IPv6协议提出了改进方案。
参考文献：
[1]周华春、张宏科、秦雅娟，一种基于代理移动IPv6的全局移动性管理结构和协议[J].电子与信息学报，2008，30（12）.
[2]王煜、韦岗、孙玉，一种新的移动IPv6移动性管理策略[J].电子学报，2004，32（1）.
关键词： 移动IPv6；移动性管理；存在问题；改进
中图分类号：TN929.5文献标识码：A文章编号：1671－7597（2011）0510098－01
1 移动管理策略的目的
在移动或无线网络中，用户进行通信的时候通常会改变他们的接入点。在这种情况下，对于跟踪用户目前所在使置以及正确的发送传输数据来说，移动管理都是必不可少的。在移动IPv6中，当移动节点处在家乡链路上就是一个固定节点，不执行任何移动IP的功能操作[1]。
当移动节点要漫游到外部网络时，移动节点会从接入路由器的通告信息中获得本地网络前缀以形成一个新的转交地址。接下来移动节点将向家乡代理和通信节点注册新的转交地址。具体描述如下：1）移动节点通过新的接入路由器发送绑定更新（BU：Binding Update）给家乡代理，其绑定更新列表中的所有通信节点。2）新的接入器充当了一个代理的角色，能实现地址重复检测。对移动节点注册的转交地址进行检测，如果检测成功，路由器给移动节点发送绑定确认，确认地址的有效性。3）移动节点接收到绑定确认之后，发送绑定更新到相应的通信节点和家乡代理。
这种移动性管理策略在实现上简单易行，但是当家乡代理和通信节点在地理位置上距离移动节点比较远时就出现问题了。移动节点发送绑定更新给家乡代理和通信节点的信息传输时间会变得非常的长，在微观和宏观移动中会引起很长的时间延迟或服务中断。这样在核心网络中产生了明显的流量负载。特别是当移动节点通过无线网络接入lP嘲，且它的接入点远离家乡网络时，频繁的移动会大大增加绑定更新的代价。链路切换常由第二层协议或硬切换完成，而跨越IP子网的切换需要第三层协议或软切换完成。
根据切换时采用的方法，切换可分为快速切换、平滑切换、和无缝切换三种类型。快速切换要求低延時切换，它常采用蜂窝组播的方式，以带宽为代价降低移动节点在越区切换时分组的延时。延时的主要部分是出链路切换完成后端到端的移动IP注册操作引起；平滑切换即低丢失率切换，它采用缓存的方式降低移动节点在越区切换时的分组丢失；无缝切换既要降低分组的丢失率，又要降低分组的延时[2]。
对基本移动IPv6协议的改进目的就是要实现快速切换和平滑切换，进而到达无缝切换。换句话说，改进移动IPv6的目的是减小切换延时，分组丢失率，以及尽量减少连接中断，更好的支持用户的移动性。
2 分层移动IPv6
分层移动IPv6（Hierarchical Mobile IPv6，简写为HMIPv6）是近几年来提出的移动方案。这个HMIPv6主要思想是在移动主机和家乡代理之间增加若干不同级别的位置代理。当移动节点从一个子网移动到另一个子网时，只是更新相关级别的位置代理，而不是更新家乡代理和相应的通信节点。通过划分区域，由区域内的功能服务器负责节点在分层域内移动时的位置映射。HMIPv6可以向层外节点呈现透明的移动管理，从而降低了位置管理信息在分层域外消耗的费用，同时缩短了位置注册消息传递的路径长度，在一定程度上也减少了切换延迟。
在HMIPv6中，引入了一个新的实体称为移动锚节点MAP（Mobile Anchor Point），MAP的使用可以限制移动IPv6同本地域以外的节点的信令交互，它能支持快速移动IP切换，帮助移动主机实现无缝移动。
由于HMIPv6仅仅克服了微观移动中存在的问题，在宏观移动使用HMIPv6并不合适，所以目前针对HMIPv6的改进也做了许多努力。以下是几种针对HMIPv6的改进方案的详细描述。
1）分层移动IPv6已经提出了应用分层代理来减少骨干网络中位置注册信息的数目，但是增加了分层域中资源的耗费。因此，提出了一个智能移动管理方案，分发位置管理消息和数据分组的网络费用和带宽占用在一定程度上都得到了优化。分层移动IPv6的数学模型是建立在整个网络资源上，根据资源的情况得出一个判别准则，用来判断什么时候采用分层移动IPv6更适合。根据这个规则，设计了一个智能移动管理方案，它允许一个移动节点根据当时的工作参数来选择移动管理机制，是采用移动IPv6还是分层移动IPv6。在智能移动管理方案中，唯一需要改变的是移动节点的协议栈。2）在不对网络结构作较大改变的前提下，通过减少移幼主机向家乡代理和相应的通信节点发送绑定更新消息，来降低网络的绑定代价，进而降低总的绑定和发送代价。其主要思想是，将绑定更新请求分为两种类型，一类是当移动主机在同一个接入路由器所控制的子网问移动时，移动主机虽然获得了新的转交地址，但不向家乡代理和相应的通信主机发送绑定更新请求，而只是通知接入路由器，通过改变路由器中关于该移动主机的寻径表，求实现数据包的转发。称这种绑定更新类型为本地更新。另一种类型是当移动主机移动到不同接入路由器所控制的子网时，就执行移动IPv6所规定的操作。称之为家乡更新。
3 对分层移动IPv6方案的改进思考
我们把快速切换的消息传递过程和HMIPv6的消息传递过程相比较，不难发现快速切换的消息流量明显大于HMIPv6的消息传递量，这是因为在切换前后的新旧接入路由器之间建立一个隧道。另一个问题，在快速切换时，需要移动节点预先知道自己即将移动到新的链路，因此需要第二层链路层的支持。
在移动环境下实现组播，既要考虑动态的成员关系，也要考虑成员的动态位置关系，不希望成员每次发生移动时，都重新计算组播分发树，也不希望成员移动后不能接收组播分组，更不希望路由效率由此而降低。
为了向移动主机提供多播路由服务，就要解决以下几个问题。首先，支持动态的组成员管理：移动主机可以随时随地加入或者离开某一多播组；其次，报文路由的优化；保证在报文发送的共享路径上只传递一个副本；最后，支持主机的移动性，即主机可以随时切换网络的接入点而不影响多播报文的收发。
因此我们对移动IP中多播技术做了如下的假设：
我们提供的服务怒不可靠的，尽力而为的多播数据报是无连接传输。也就是说，数据报可能出现丢失，复制，延时或乱序。这些问题由高层协议负责处理。
在移动IP多播中可以实现动态组成员管理。移动主机像固定主机一样可以是多播组成员。且无论是在外地网络还是本地网络，可以随时加入或离开多播组。移动主机和固定主机不管是否为组成员，都可以收发多播数据报。移动主机可以通过现有的多播路由技术在原网络接受多播数据包。多播组的大小，多播组成员的地理分布，网络中移动主机的数目，移动主机的位置和移动主机的移动频率可以是任意的。本着上述的几个原则，我们把基于代理的组播移动技术应用到我们研究的方案中，目的是减少宏观切换过程中的时延和分组丢失率，提高切换性能，使移动IPv6更加成熟。
4 结语
归纳了现有的IPv6移幼性管理策略，分析了分层移动IPv6协议和移动IPv6的快速切换协议各自的优缺点，然后根据分层移幼IPv6协议提出了改进方案。
参考文献：
[1]周华春、张宏科、秦雅娟，一种基于代理移动IPv6的全局移动性管理结构和协议[J].电子与信息学报，2008，30（12）.
[2]王煜、韦岗、孙玉，一种新的移动IPv6移动性管理策略[J].电子学报，2004，32（1）.