IPV6

!"#$； %$ 能 够 使 用 !"#$ 直 接 路 由 到 指 定 的 &’， 与 &’ 进行端对端的数据通信。因为当 &’ 发生切换的 时候， %$ 与 &’ 之间需要更新动态路由， 所以基于这一结构 的认证、 授权和计费 （ $$$：()*+,-*./(*.#-，()*+#0.1(*.#- (-2 $//#)-*.-3） 比较困难。属于这一类的框架有 %$4$55
［ 0］ 究的热点。移动 !"1# （ W!"1# ：W,C5-8 !"1# ） 是基于 !"1# 的
于路径长度、 流量资源、 转发节点负载、 承载协议、 应用类型、 用户偏好等因素的最优路径选择方法。使用最优路径选择方 法， 提 出 了 基 于 W!"1# 的 层 次 化 移 动 管 理 框 架 （ YIBJ6 :W!"1# ：YIB5J;J :58GAGR45RA- W!"1# ） ， 讨论了该框架在自治 系统 （ Q9：Q;B,=,J,;O 9POB8J） 中的使用和移动管理中的集成 状态转换问题。类似地， 该框架同样适用于具有相似结构的 层次化移动 !"1% 。 $# 层次化移动管理 为了解决由于 W@ 的频繁切换而引起的传输质量下降问 题， 层次化移动管理框架通过向 :Q 隐藏 W@ 的域内切换过
［ ’ \ ]］
， 但是这些草案普遍存在数据转发
过程中的路径优化问题。 本文针对层次化移动管理中的路径优化问题， 提出了基
使用动态地址。这类框架通过使用动态主机配置协 （* ） 议 （ H:Z"：HP=AJ5R :,OB Z,=E5>;GAB5,= "G,B,R,- ） 为域内的 W@
国家自然科学基金项目： 移动 !" 无缝切换技术研究 （ #$%&’$(% ） 。李智伟) 博士生； 司慧勇) 硕士生； 吕卫峰) 副教授。 #）
到 M!&， M!& 根据域内的当前资源信息， 为 &’ 选择一个最 优的 H’ （ LG*F9H’： LG*.F)F H’） ， 并将绑定更新消息发送给 H’ 和 %$ D "’。此后， "’ 发往 &’ 的数据包经过 LG*F9H’ 转发。区别于现存的层次化移动管理框架， LG*F9%&5<=> 具 有如下特征： （6） 控制过程与传输过程分离。 M!& 负责域内地址管理、 资源信息的收集等信令控制过 程， H’ 负责数据的转发等传输过程。这种控制过程与传输 过程分离的结构， 利于系统的模块化建设和分散式部署。 （7） 多维资源信息支持， 选路更加合理。 M!& 对 LG*F9H’ 的选择， 综合考虑了路径长度、 流量资 源、 转发节点的负载等多方面因素， 能够为数据的转发选择最 合适的路径， 而不仅仅是最短的路径。 （8 ） 最优路径的动态选择和调整灵活。 &’ 与 "’ 的通信过程中， 最优路径不是一成不变的， 是 可以动态调整的， 即便是在没有发生 &’ 移动切换的情况。 M!& 可以根据域内资源信息的变化， 适时地调整 &’ 与 "’ 之间的数据转发路径。 ・ ;8・
计算机科学 *$$#+,-. ’’/. ( )
层次化移动管理中的最优路径选择问题 #）
李智伟) 司慧勇) 吕卫峰 （ 北京航空航天大学软件开发环境国家重点实验室) 北京 0$$$(’ ） )
摘) 要) 针对层次化移动管理中的路径优化问题， 提出了基于路径长度、 流量资源、 转发节点负载、 承载协议、 应用类型、 用户偏好等因素 的最优路径选择方法； 使用最优路径选择方法， 提出了基于移动 !"1# 的层次化移动管理框架； 通过对建议框架地址管理的描述， 阐述了 最优路径选择的实现过程。针对层次化移动管理的部署和使用问题， 描述了建议框架在自治系统中的使用方法； 提出了软切换与硬切换 相结合、 层次化移动管理与非层次化移动管理相结合的集成状态转换模型， 为终端系统提供了复杂网络环境下更好的移动性支持。 关键词) 移动 !"1# ， 层次化移动管理， 最优路径
［ ;］
%&5<=> 中的路径优化问题就是最短路径问题， 将路径长度作 为路 径 选 择 的 考 核 指 标。 基 于 这 一 考 虑， E9%&5<=> 将 %&5<=> 中的 &$< 拆 分 为 临 时 家 乡 代 理 （ E%$：E,FG#0(0C %#F, $3,-*） 和网关边界节点 （ H9I’：H(*,J(C9I23, ’#2, ） 两 部分， E%$ 负责域内注册管理， H9I’ 负责对数据包进行截取 转发。因为 E9%&5<=> 要求 H9I’ 是边界网关， 所以一定在域 内数据转发的最短路径上。然而， E9%&5<=> 对 H9I’ 的位置 要求， 在实现了域内最短路径传输的同时， 也限制了 H9I’ 的 分布式处理的能力。 H9I’ 对注册消息的处理、 转发隧道的 管理等操作， 增加了边界网关的处理开销。当 &’ 的数量增 加， H9I’ 容易成为处理上的瓶颈， 特别是在仅有一个边界网 关的情况下。
［ #］ 程的方法， 来减少发往 :Q 的注册消息数量 。已经提出的
W!"1# 允许移动节点 （ W@：W,C5-8 @,S8 ） 在 移动性管理协议， 不同的网络中使用不同 的、 被称为转交地址 （ Z,Q：ZAG8 ,E QSSG8OO） 的临时地址进行双向通信， 并通过一个被称为绑定 更新 （ LN：L5=S5=> NISAB8 ） 的地址注册过程， 将 Z,Q 通知给 W@ 的 家 乡 代 理 或 通 信 节 点 （ :Q [ Z@：:,J8 Q>8=B [ Z,GG86 OI,=S8=B @,S8 ） ， 实现 W@ 在网络切换过程中的持续通信。 W!"1# 的绑定更新过程是网络层消息通知过 如前所述， 程， W@ 的切换过程伴随着注册消息的发送。当 W@ 在大范 围网络环境下快速移动的时候， 频繁的网络切换所引发的大
［ ’］ 能力 是 其 主 要 问 题。 属 于 这 一 类 的 框 架 有 :W!"1% ， ［ (］ ［ _］ ［ 0$ ］ ［ 00 ］ T8-8W!" ， !HW" ， ’‘ F5G8-8OO 和 Z8--;-AG !" 。
在进行远距离通信的时候， 长时间的注册过程将导致切换延 时的增大并造成网络丢包。关于上述问题的解决， 互联网工 程任务组 （ !KT?：!=B8G=8B K=>5=88G5=> TAOV ?,GR8 ） 提出了多个 层次化移动管理草案
［ *］ 量注册消息将导致带宽利用率的显著下降 。此外， 当 W@
层次化 移 动 管 理 框 架 可 根 据 W@ 所 使 用 的 域 转 交 地 址
［ &］ （ ^Z,Q） 的不同 ， 划分为以下 ’ 类：
（0 ） 使用网关地址。这类框架将域内的地址管理结构组 织成树状， 树根作为代理节点 （ 数量通常只有一个） ； 域内的 W@ 使用同一个代理节点， 分配相同的 ^Z,Q （ 代理节点的地 址） ； W@ 与外部节点的双向数据传输通过代理节点转发。因 为只有一个代理节点作为数据转发的网关节点， 所以这种结 构容易出现单点故障和处理瓶颈， 缺乏鲁棒性和大规模支持
， %&5<=>
［ ?］
和 @"&<
［ 68 ］
。
在这类框架中， 锚点的选择直接决定了 &’ 与外部节点 之间的数据传输路径， 所以好的选择方法能够优化数据转发 路径， 提高层次化移动管理的数据传输性能。本文提出的基 于最优路径选择的 %&5<=> 属于这一类。 !" 路径优化问题 %&5<=> 将彼此临近的多个不同网络划分为一个域， 域内 增加一个移动锚点 （ &$<：&#A.B.*C $-/+#0 <#.-* ） 。 &’ 在域 内切换时向 &$< 注册， 在域间切换时向 %$ D "’ 注 册。同
) 738#1(-#) T, O,-18 B48 IAB4 ,IB5J5UAB5,= IG,C-8JO 5= 458GAGR45RA- J,C5-5BP JA=A>8J8=B，B48 ,IB5J;J6IAB4 O8-8RB5,= J8R4A6 =5OJ FAO IG,I,O8S ，CAO8S ,=“ IAB4 -8=>B4，BGA=OJ5OO5,= G8O,;GR8O，E,GFAGS5=>6=,S8O ‘ IAP-,AS ，RAGGP5=> IG,B,R,-O，AII-5RA6 B5,= BPI8O，;O8GO’IG8E8G8=R8 ，8BRD ” D 75B4 B48 O8-8RB5,= J8R4A=5OJ，A 458GAGR45RA- J,C5-5BP JA=A>8J8=B EGAJ8F,GV FAO IG,6 I,O8S E,G W,C5-8 !"1#D 75B4 B48 S8ORG5IB5,= ,E ASSG8OO8O JA=A>8J8=B ，B48 G8A-5UAB5,= ,E ,IB5J;J6IAB4 O8-8RB5,= FAO 8X6 I-A5=8S 5= IG,I,O8S EGAJ8F,GVD T, O,-18 B48 S8I-,PJ8=B A=S 5JI-8J8=BAB5,= IG,C-8JO ,E 458GAGR45RA- J,C5-5BP ， B48 IGARB5R8 ,E IG,I,O8S EGAJ8F,GV FAO S8ORG5C8S 5= Q;B,=,J,;O 9POB8JOD T48 5=B8>GAB8S BGA=O5B5,= J,S8- ,E 4A=S,18GO FAO IG,I,O8S ，R,=6 M,5=8S F5B4 O,EB A=S 4AGS 4A=S,18GO，458GAGR45RA- A=S =,=6458GAGR45RA- J,C5-5BP JA=A>8J8=BOD 75B4 B48 IG,I,O8S J,S8-，B8G6 J5=A-O RA= ,CBA5= C8BB8G J,C5-5BP O;II,GBO 5= R,JI-8X =8BF,GVOD 9+:;.1<8) W,C5-8 !"1# ，:58GAGR45RA- J,C5-5BP JA=A>8J8=B，YIB5J;J6IAB4 ) "# 引言 随着高性能便携式设备的出现和终端用户对互联网服务 需求的不断增长， 基于 !"1# 的移动互联网络和应用服务变得 越来越重要， 基于 !"1# 的移动性管理技术成为近年来广泛研