最新消息: USBMI致力于为网友们分享Windows、安卓、IOS等主流手机系统相关的资讯以及评测、同时提供相关教程、应用、软件下载等服务。

MIPv6、FMIPv6、HMIPv6、FHMIPv6的性能比较

IT圈 admin 29浏览 0评论

2024年5月21日发(作者:完颜觅珍)

维普资讯

| I 

M I P V 6、F M I P V 6、H M I P V 6、 

F H M I PV6的性能比较 

【杨学成】 

I_ l圜 对几种主要的移动IP技术如MIPv6,FMIPv6,H MIPv6以及FH MlPv6进行描 

述,对其协议过程及特点进行比较细致的研究;然后在NS-2(一种开放源码的网 

_ 络模拟工具)仿真平台下设定一定的切换场景并且针对不同的移动lP技术进行仿 

杨学成 

江苏句客人,1984年1月26日生,现就读南京邮电大学计算机学院硕士研究 

生,研究方向为计算机通信网. 

1 引言 

随着计算机技术和网络技术的迅速发展,各种支持lP 

的便携式移动终端,如手机、PDA、笔记本电脑等日益普 

及,人们对这些终端的移动性提出了更高的要求。如何减 

小移驯-殓师 ̄仕矽驯- ,程E中的切换时延,为用户提供更高质 

址时仍然能够保持现有的连接。MlPV6协议使移动终端在 

lntemet下具备良好的可操作性,改进了移动终端切换的 

性能,但是MlPV6协议仍然在移动检测、新转交地址的配 

置、绑定更新3个方面有较大的时延。然而随着V0lP、视 

频流等实时网络多媒体技术的发展,对于移动支撑网络的 

量的服务,已经成为迫在眉睫的问题。 

为了解决移动通信中存在的一些链路连接问题, 

要求变得越来越高,MlPV6协议不能够实现移动结点的高 

效切换,进而无法为上层的实时应用提供更高的Q。s保 

lETF组织提出了移动lPv6(MIPv6)协议[1】o 4 ̄MIPv6 

协议来进行通信,移动结点在移动过程中改变其位置和地 

证。因此,lETF组织提出了快速移动lPV6(FMlPV6)协 

议 - 、分层移动IPV6(HMIPv6)协议 、以及快速分层 

移动IPv6(FHMIPv6) 协议。 

维普资讯

文献【8,9】仿真比较了MIPv6,FMIPv6和HMIPv6几种 

协议,并提出了一种S-MIP技术,该技术能够在切换过程 

中获得较好的性能。文献【10】对已有的MIP协议及其扩展 

协议,仿真分析它们的性能,并研究影响切换性能的各种 

可能因素。文献【11】提出了一种双播机制,通过仿真比 

较分析能够使得切换过程尽量平滑。文献【12】同样也对 

这几种MIP协议进行仿真比较,对各协议的性能进行了 

分析。 

本文的目的是仿真分析这4种移动IP协议,通过分析 

在切换过程中引起的端到端的时延,来分析它们的特点以 

及比较它们的切换性能。 

2相关协议介绍 

2.1 MIPv6协议 

圆 

在MIPv6协议中,MN具有两种地址:家乡地址和转 

圆 

交地址。家乡地址是由家乡代理所配置,是用来标识该 

圆 

MN的固定地址,当MN移动时,该地址不会改变;转交 

困 

地址是由外地链路所配置,是用来在外地网络中通信的 

临时地址,当MN移动时,该地址是会改变的。同时,在 

MIPv6协议中,根据MN是否向CN发送绑定更新消息,通 

信分为两种模式:一是反向隧道模式,I ̄pCN与MN通信都 

需要通过HA进行转发;二是路由优化模式,I ̄pCN可以直 

接与MN通信,不需要HA的转发。 

2.2 FMIPv6协议 

FMIPv6协议是一种基于预先切换的技术,通过第二 

层触发(L2 Trigger) 来预测切换将要发生,在与当前 

链路保持连接的情况下,进行转交地址生成和重复地址检 

测(DAD),从而在移动结点到达新的链路后,就可以使 

用该转交地址进行通信。这种技术可以减少MIPv6协议中 

的移动检测和新转交地址配置时延。 

FMIPv6主要涉及3个阶段的操作:切换初始化、隧 

道的建立以及数据包的转发。FMIPv6可以很容易地在MN 

移动到NAR之前,为其配置新的转交地址,并建立PAR与 

NAR之间的转发隧道。当MN连接到NAR时,就可以立即 

28 

使用该转交地址。FMIPv6技术可以加快MIPv6协议中MN 

的切换过程,减少已有通信连接的中断时间,减少在切换 

过程中数据包的丢失,保证通信流的实时传输。 

2.3 HMIPv6协议 

HMIPv6协议通过使用本地层次结构,减少与外部 

网络的信令交互和注册时间,减少切换中断的时间。在 

HMIPv6中,引入移动锚点(MAP),它可以在自身区域 

内充当家乡代理来接收MN的绑定更新。当MN在MAP域 

内进行移动时,可以减少MIPv6协议中的绑定更新时延。 

在HMIPv6协议中,MN拥有两个转交地址:在链转 

交地址(LCoA)和区域转交地址(RCoA)。在路由优化 

模式下,当MN移动到一个新的MAP域时,会向MAP发送 

绑定更新,将LCoA与RCoA进行绑定,同时将RCoA注册 

到家乡代理和通信对端。如果MN是在同一个MAP域内进 

行移动时,此时就只需要将LCoA与RCoA在MAP上进行 

注册,并不需要向家乡代理和通信对端进行注册。 

2.4 FHMIPv6协议 

由于FMIPv6协议和HMIPv6各有优势,都能够从不 

同的方面减少切换带来的时延,将基于缓存机制 ‘ 的 

FMIPv6与HMIPv6相结合起来,形成了FHMIPv6协议。该 

协议一方面能够减少MIPv6标准切换中移动检测时延和配 

置新转交地址时延,这是利用FMIPv6的技术来实现的; 

另一方面能够减少MIPv6标准切换在域内切换时MN向HA 

的绑定更新时延。将两者结合起来,能够达到更好的切换 

性能。 

3仿真分析 

3.1仿真平台及仿真场景描述 

采用NS.2仿真软件进行仿真,}Bfhmipv6模块阻・印移 

植到NS-2.30版本中,并修改和添加一些协议来符合本文 

仿真的需求。 

仿真场景拓扑结构如图1所示,使用的是TCL语言编 

写的脚本。在此仿真场景中,我们采用802.11bfF为媒体 

维普资讯

MIPv6、FMIPv6、HMIPv6、FHMIPv6的性能比较 

接入控制层,链路相关参数如图1所示。CN从仿真第5秒 

开始持续地向MN发送TCP数据包,拥塞窗13设为32,应 

用层使用了FTP协议。MN在与CN进行FTP通信过程中, 

从PAR区域移动到NAR区域,进行了切换。我们分析这段 

时间内所引起的切换时延。 

图1仿真场景拓扑图 

3.2仿真结果分析 

本文主要是针对以上几种协议用TCP流数据来进行 

仿真,进而分析由切换所引起的时延问题。本文所定义的 

切换时延是指:CN第一次发送由于切换而导致丢失的数 

据包的时间到MN收到(:N重传的该数据包的时间间隔。 

3_2_1 MIPv6协议仿真结果分析 

如图2所示,m i P

C NS e n d

S e q与 

mip

MN

rcvd

_——

seq分别显示了在MIPv6协议下CN发送的 

序列号与MN接收的序列号的时间分布。切换发生在仿真 

开始大约1 5.9s附近,MN从PAR切换到NAR之间一段时间 

有数据包丢失。在切换开始时,CN把发送窗13里的数据 

包发完后,仍然没有收到数据包的确认,TCP认为网络发 

生了拥塞,随后TCP进入慢启动状态,并利用重传机制重 

传那些没有被确认的数据包,图2中链路重新连接后CN发 

送数据包的模式显示了拥塞窗口的变化,开始由1指数增 

长到16,随后线性增长。图中标识a是指CN第一个重传数 

据包的时间间隔;标识b是指MN收到CN的第一个重传数 

据包的时间间隔,大约816 ms。本文中将该时间作为一 

个切换时延标准值,用D 。来标识。 

图2 MIPv6协议分析图 

3_2_2 FMIPv6与HMIPv6仿真结果分析 

如图3所示,f m l P

C N

S e n d

——

S e q和 

hmip

CNsend

——

seq分别显示了FMIPv6与HMIPv6R ̄CN 

发送序列号的时间分布。在HMIPv6情形下,图中c段表 

示了L2切换时间;dD.表示了新转交地址配置时间;eD. 

圆 

表示了MN向MAP注册的时间,从图中可以看出,MN 

圆 

向MAP的注册时间明显少于MN向HA注册的时间(如 

圆 

圆 

FMIPv6情形下h段);MN由于发生切换,此时收到的数 

据包乱序,需要向CN发送ACK请求数据包,图中f段表示 

了该ACK的传送时间;在HMIPv6协议下,切换时延大约 

为668 ms。在FMIPv6情形下,图中g段表示了用于移动 

检测的信令交互,如RtSolPr,PrRtAdv,HI,HACK等, 

通过这些信令交互,MN可以获得NAR的新转交地址,这 

样就不需要额外的地址配置时间(如HMIPv6情形下的d 

段),同时,在这段时间内,MN与CN能够保持正常的通 

信:h段表示了HA收到MN发送的绑定更新时间,l段表示 

了MN收到HA回复的绑定更新确认时间;j段表示了L2切 

换时间(由于L2切换时间是一个固定时延,在仿真中, 

我们将其做为一个超时设置放在绑定更新后,不影响仿 

真结果);k段表示了MN向CN发送ACK的时间(同 

HMIPv6情形中的f段);在FMIPv6协议下,切换时延 

大约为442 ms。 

维普资讯

通信热点 

图3 FMIPv6协议与HMIPv6协议分析图 

3-2_3 FHMIPv6仿真结果分析 

如图4所示,f h m i P—C N—S e n d—S e q和 

fhmipCNrcvd

ACK分别显示CN发送序列号和接 

国 

圆 

收确认序列号的时间分布;fhmip—MN_send_ACK和 

因 

fhmip MNrcvd

seq分别显示MN发送确认序列号和接收 

困 

序列号的时间分布。切换发生在16、1sN近,首先CNtE发 

送窗口里的数据包发完后,在仿真开始1 6.4s左右,CN 

收到了3个相同的ACK(图4中I段)后,TCP开始重传该 

ACK请求的数据包,并进入慢启动。从图中m段可以看 

出窗口的变化,开始由1指数增长到16,随后线性增长: 

CN首先重传1个数据包,等到收到该数据包确认后,再 

重传2个数据包,等到收到上两个数据包的确认后,重传 

4个数据包等。由于FHMIPv6协议中MAP与NAR之间建 

图4 FHMIPv6协议分析图 

30 

立了隧道,MAP可以把收到的本来要发给PAR的数据包 

转发给NAR,这样,切换后CN原先发送的数据包有一部 

分成功地转发给了MN(这部分数据包如图中n段和O段显 

示),这时MN会发送一系列相同的ACK请求下一个数据 

包(图4中p段),这些ACK到达CN后,由于这些序列号 

的数据包已被确认过,CN将丢弃这些重复ACK。之后, 

通信进入正常模式。在FHMIPv6协议下,切换时延大约为 

0.5D .。=408ms。 

3、2、4性能比较 

如图5所示,f h m i P—C N—S e n d—S e q, 

fmiP

CN

Seq,hmi p

SendCN

Send

Seq和 

mip

CN

send

seq分别显示了在FHMIPv6,FMIPv6, 

HMIPv6以及MIPv6协议下CN发送的序列号的时间分 

布。图5中标识S等同于图2中的标识a,其时延大约为 

816 ms,以Dmip表示。由于HMIPv6是在MIPv6协议的基 

础上增加了MAP实体,用来做为本地家乡代理,在域内 

切换过程中可以减少向HA进行注册的时间,这一点可以 

从图5中标识t看出,其时延大约为0、819Dmip=668 ms。 

FMIPv6协议利用L2触发机制来预测切换即将发生,并提 

前配置新的转交地址。在切换过程中,减少了移动检测和 

转交地址的配置时延,由图5中标识r显示,其时延大约为 

0.542Dmip=442ms。FHMIPv6协议是综合了FMIPv6协议 

与HMIPv6协议的优点,既减少了移动检测和转交地址配 

置的时延,又减少了向HA注册的时延,其时延如图5中q 

标识,大约为0.5D 。=408 ms。 

图5四种协议时延对比图 

维普资讯

MIPv6、FMIPv6、HM!Pv6、FHM}PV6的性能 匕较 

4 结论 

本文通过仿真分析了MIPv6,FMIPv6,HMIPv6以及 

FHMIPv6的TCP业务流的性能。我们总结出,在域内切换 

时,分层机制能够较好地减少MN向HA的绑定更新时延, 

而快速机制也能够较好地减少切换时延,主要表现在MN 

与PAR链路保持连接的情况下,能够生成新的转交地址, 

使得切换过程中移动检测和配置转交地址的时延得到很大 

地减小,能够更好地减少切换时延。FMIPv6与HMIPv6都 

可以从不同的侧面减少切换时延,而两者的结合FHMIPv6 

也能够发挥两者的优势,进一步地减少切换时延。 

参考文献 

D.Johnson,C.Perkins,J.Arkko,“Mobility Suppo ̄in 

IPv6”,RFC3775, Jun.2004. 

2 

Rajeev Koodli,Ed.,Ed.,“Fast Handovers for Mobile 

IPv6”,RFC4068. Ju1.2005. 

3 Dimopoulou,L.:Leoleis,G.:Venieris,I.O.”Fast handover 

suppo ̄in a WLAN environment:challenges and 

perspectives”,IEEE Network,Vo1.19,Issue 3,PP.14—20. 

May—Jun.2005. 

4 

H.Soliman,K.EIMaki and L Bellier.“Hierarchial Mobile 

IPv6 Mobility Management(HMIPv6)”.RFC4140,Aug. 

2005. 

5 

Hee Young Jung,Seok Joo Koh,Hesham Soliman,Karim 

E1一Malki,Bryan Ha ̄rtwel1.“Fast Handover for Hierarchica 

MIPv6(F-HMIPv6)”,draft-jung—mobileip-fastho— 

hmipv6—04.txt,Jun.2004. 

6 Jaehwoon Lee,Sanghyun Ahn.“I-FHMIPv6:A Novel 

FMIPv6 and HMIPv6 Integration Mechanism”.draft- 

jaehwoon—mipshop—ifhmipv6—01.txt,Jun.2006. 

7 

Natalizio,E.:Scicchitano,A.:Marano,S.“Mobility 

anchor point selection based on user mobility in HMIPv6 

integrated with fast handover mechanism”,IEEE Wireless 

Communications and Networking Conference,2005 Vo1

3, 

PP.1434—1439.13-17 Mar.2005 

8 

R.Hsieh,A.Seneviratne,“A comparison of mechanisms 

for improving Mobile IP handoff latency for end—to—end 

TCP”,Proceedings of the 9th Annual International 

Conference on Mobile Computing and Networking,pp. 

29—41.Sep.2003. 

9 Robe ̄Hsieh,Zhe Guang Zhou.“S—MIP:a seamless 

handoff architecture for mobile IP”,INFOCOM 2003, 

Twenty—Second Annual Joint Conference of the IEEE 

Computer and Communiactions Societies,Vo1.3, 

PP.1 774—1 784.30 Mar.一3 Apr.2003. 

1O X.POrez—Costa,M.Torrent—Moreno,H.Ha rtensteinab, 

“A Performance Comparison of Mobile IPv6,Hierarchica 

Mobile IPv6.Fast Handovers for Mobile IPv6 and their 

Combination”,ACM SIGMOBILE,Vo1.7,Issue 4.Oct. 

2003.PP.5—1 9. 

1 1 F Belghoul,丫Moret,C.Bonnet.“Performance 

comparison and analysis on MIPv6,fast MIPv6 bi—casting 

and Eurecom IPv6 soft handover over IEEE 802 1 1 b 

WLANs”,2004 IEEE 59th VTC,2004一Spring.Vo1.5. 

1 7—1 9 May 2004,PP.2672—2676. 

圆 

1 2 Shariq Haseeb and Ahmad Faris Ismaila,“Handoff 

圆 

latency analysis of mobile IPv6 protocol variations”. 

圆 

Computer Communiactions,Vo1.30,Issue 4,26 Feb. 

圆 

2007.PP.849—855. 

13 Gupta and D.Johnston.“IEEE 802 21.A Generalized 

Model for Link Layer Triggers”,IEEE 802.21 Media 

Independent Handoff Working Group,Mar.2004. 

14 Govind Krishnamu rthi,Robe ̄C.Chalmers,Charles E. 

Perkins,“Buffer Management for Smooth Handovers in 

IPv6”.draft—krishnamu rthi—mobileip—buffer6—01.txt.Mar. 

2001. 

1 5 Wei—Min Yao,Yaw—Chung Chen,”An enhanced buffer 

management scheme for fast handover protocol“.IEEE, 

Distributed Computing Systems Workshops,2004. 

Proceedings.24th International Conference on 2004 

PP.896—901. 

1 6 Rajeev Koodli and C.Perkin.“A Framework for 

Smooth Handover with mobile IPv6”.draft.ietf-koodli. 

smoothv6.OO.txt.Ju1.2000. 

(收稿日期:2007.O8.14) 

31 

0nn7 1n.rL。 一:吕 七 — 

2024年5月21日发(作者:完颜觅珍)

维普资讯

| I 

M I P V 6、F M I P V 6、H M I P V 6、 

F H M I PV6的性能比较 

【杨学成】 

I_ l圜 对几种主要的移动IP技术如MIPv6,FMIPv6,H MIPv6以及FH MlPv6进行描 

述,对其协议过程及特点进行比较细致的研究;然后在NS-2(一种开放源码的网 

_ 络模拟工具)仿真平台下设定一定的切换场景并且针对不同的移动lP技术进行仿 

杨学成 

江苏句客人,1984年1月26日生,现就读南京邮电大学计算机学院硕士研究 

生,研究方向为计算机通信网. 

1 引言 

随着计算机技术和网络技术的迅速发展,各种支持lP 

的便携式移动终端,如手机、PDA、笔记本电脑等日益普 

及,人们对这些终端的移动性提出了更高的要求。如何减 

小移驯-殓师 ̄仕矽驯- ,程E中的切换时延,为用户提供更高质 

址时仍然能够保持现有的连接。MlPV6协议使移动终端在 

lntemet下具备良好的可操作性,改进了移动终端切换的 

性能,但是MlPV6协议仍然在移动检测、新转交地址的配 

置、绑定更新3个方面有较大的时延。然而随着V0lP、视 

频流等实时网络多媒体技术的发展,对于移动支撑网络的 

量的服务,已经成为迫在眉睫的问题。 

为了解决移动通信中存在的一些链路连接问题, 

要求变得越来越高,MlPV6协议不能够实现移动结点的高 

效切换,进而无法为上层的实时应用提供更高的Q。s保 

lETF组织提出了移动lPv6(MIPv6)协议[1】o 4 ̄MIPv6 

协议来进行通信,移动结点在移动过程中改变其位置和地 

证。因此,lETF组织提出了快速移动lPV6(FMlPV6)协 

议 - 、分层移动IPV6(HMIPv6)协议 、以及快速分层 

移动IPv6(FHMIPv6) 协议。 

维普资讯

文献【8,9】仿真比较了MIPv6,FMIPv6和HMIPv6几种 

协议,并提出了一种S-MIP技术,该技术能够在切换过程 

中获得较好的性能。文献【10】对已有的MIP协议及其扩展 

协议,仿真分析它们的性能,并研究影响切换性能的各种 

可能因素。文献【11】提出了一种双播机制,通过仿真比 

较分析能够使得切换过程尽量平滑。文献【12】同样也对 

这几种MIP协议进行仿真比较,对各协议的性能进行了 

分析。 

本文的目的是仿真分析这4种移动IP协议,通过分析 

在切换过程中引起的端到端的时延,来分析它们的特点以 

及比较它们的切换性能。 

2相关协议介绍 

2.1 MIPv6协议 

圆 

在MIPv6协议中,MN具有两种地址:家乡地址和转 

圆 

交地址。家乡地址是由家乡代理所配置,是用来标识该 

圆 

MN的固定地址,当MN移动时,该地址不会改变;转交 

困 

地址是由外地链路所配置,是用来在外地网络中通信的 

临时地址,当MN移动时,该地址是会改变的。同时,在 

MIPv6协议中,根据MN是否向CN发送绑定更新消息,通 

信分为两种模式:一是反向隧道模式,I ̄pCN与MN通信都 

需要通过HA进行转发;二是路由优化模式,I ̄pCN可以直 

接与MN通信,不需要HA的转发。 

2.2 FMIPv6协议 

FMIPv6协议是一种基于预先切换的技术,通过第二 

层触发(L2 Trigger) 来预测切换将要发生,在与当前 

链路保持连接的情况下,进行转交地址生成和重复地址检 

测(DAD),从而在移动结点到达新的链路后,就可以使 

用该转交地址进行通信。这种技术可以减少MIPv6协议中 

的移动检测和新转交地址配置时延。 

FMIPv6主要涉及3个阶段的操作:切换初始化、隧 

道的建立以及数据包的转发。FMIPv6可以很容易地在MN 

移动到NAR之前,为其配置新的转交地址,并建立PAR与 

NAR之间的转发隧道。当MN连接到NAR时,就可以立即 

28 

使用该转交地址。FMIPv6技术可以加快MIPv6协议中MN 

的切换过程,减少已有通信连接的中断时间,减少在切换 

过程中数据包的丢失,保证通信流的实时传输。 

2.3 HMIPv6协议 

HMIPv6协议通过使用本地层次结构,减少与外部 

网络的信令交互和注册时间,减少切换中断的时间。在 

HMIPv6中,引入移动锚点(MAP),它可以在自身区域 

内充当家乡代理来接收MN的绑定更新。当MN在MAP域 

内进行移动时,可以减少MIPv6协议中的绑定更新时延。 

在HMIPv6协议中,MN拥有两个转交地址:在链转 

交地址(LCoA)和区域转交地址(RCoA)。在路由优化 

模式下,当MN移动到一个新的MAP域时,会向MAP发送 

绑定更新,将LCoA与RCoA进行绑定,同时将RCoA注册 

到家乡代理和通信对端。如果MN是在同一个MAP域内进 

行移动时,此时就只需要将LCoA与RCoA在MAP上进行 

注册,并不需要向家乡代理和通信对端进行注册。 

2.4 FHMIPv6协议 

由于FMIPv6协议和HMIPv6各有优势,都能够从不 

同的方面减少切换带来的时延,将基于缓存机制 ‘ 的 

FMIPv6与HMIPv6相结合起来,形成了FHMIPv6协议。该 

协议一方面能够减少MIPv6标准切换中移动检测时延和配 

置新转交地址时延,这是利用FMIPv6的技术来实现的; 

另一方面能够减少MIPv6标准切换在域内切换时MN向HA 

的绑定更新时延。将两者结合起来,能够达到更好的切换 

性能。 

3仿真分析 

3.1仿真平台及仿真场景描述 

采用NS.2仿真软件进行仿真,}Bfhmipv6模块阻・印移 

植到NS-2.30版本中,并修改和添加一些协议来符合本文 

仿真的需求。 

仿真场景拓扑结构如图1所示,使用的是TCL语言编 

写的脚本。在此仿真场景中,我们采用802.11bfF为媒体 

维普资讯

MIPv6、FMIPv6、HMIPv6、FHMIPv6的性能比较 

接入控制层,链路相关参数如图1所示。CN从仿真第5秒 

开始持续地向MN发送TCP数据包,拥塞窗13设为32,应 

用层使用了FTP协议。MN在与CN进行FTP通信过程中, 

从PAR区域移动到NAR区域,进行了切换。我们分析这段 

时间内所引起的切换时延。 

图1仿真场景拓扑图 

3.2仿真结果分析 

本文主要是针对以上几种协议用TCP流数据来进行 

仿真,进而分析由切换所引起的时延问题。本文所定义的 

切换时延是指:CN第一次发送由于切换而导致丢失的数 

据包的时间到MN收到(:N重传的该数据包的时间间隔。 

3_2_1 MIPv6协议仿真结果分析 

如图2所示,m i P

C NS e n d

S e q与 

mip

MN

rcvd

_——

seq分别显示了在MIPv6协议下CN发送的 

序列号与MN接收的序列号的时间分布。切换发生在仿真 

开始大约1 5.9s附近,MN从PAR切换到NAR之间一段时间 

有数据包丢失。在切换开始时,CN把发送窗13里的数据 

包发完后,仍然没有收到数据包的确认,TCP认为网络发 

生了拥塞,随后TCP进入慢启动状态,并利用重传机制重 

传那些没有被确认的数据包,图2中链路重新连接后CN发 

送数据包的模式显示了拥塞窗口的变化,开始由1指数增 

长到16,随后线性增长。图中标识a是指CN第一个重传数 

据包的时间间隔;标识b是指MN收到CN的第一个重传数 

据包的时间间隔,大约816 ms。本文中将该时间作为一 

个切换时延标准值,用D 。来标识。 

图2 MIPv6协议分析图 

3_2_2 FMIPv6与HMIPv6仿真结果分析 

如图3所示,f m l P

C N

S e n d

——

S e q和 

hmip

CNsend

——

seq分别显示了FMIPv6与HMIPv6R ̄CN 

发送序列号的时间分布。在HMIPv6情形下,图中c段表 

示了L2切换时间;dD.表示了新转交地址配置时间;eD. 

圆 

表示了MN向MAP注册的时间,从图中可以看出,MN 

圆 

向MAP的注册时间明显少于MN向HA注册的时间(如 

圆 

圆 

FMIPv6情形下h段);MN由于发生切换,此时收到的数 

据包乱序,需要向CN发送ACK请求数据包,图中f段表示 

了该ACK的传送时间;在HMIPv6协议下,切换时延大约 

为668 ms。在FMIPv6情形下,图中g段表示了用于移动 

检测的信令交互,如RtSolPr,PrRtAdv,HI,HACK等, 

通过这些信令交互,MN可以获得NAR的新转交地址,这 

样就不需要额外的地址配置时间(如HMIPv6情形下的d 

段),同时,在这段时间内,MN与CN能够保持正常的通 

信:h段表示了HA收到MN发送的绑定更新时间,l段表示 

了MN收到HA回复的绑定更新确认时间;j段表示了L2切 

换时间(由于L2切换时间是一个固定时延,在仿真中, 

我们将其做为一个超时设置放在绑定更新后,不影响仿 

真结果);k段表示了MN向CN发送ACK的时间(同 

HMIPv6情形中的f段);在FMIPv6协议下,切换时延 

大约为442 ms。 

维普资讯

通信热点 

图3 FMIPv6协议与HMIPv6协议分析图 

3-2_3 FHMIPv6仿真结果分析 

如图4所示,f h m i P—C N—S e n d—S e q和 

fhmipCNrcvd

ACK分别显示CN发送序列号和接 

国 

圆 

收确认序列号的时间分布;fhmip—MN_send_ACK和 

因 

fhmip MNrcvd

seq分别显示MN发送确认序列号和接收 

困 

序列号的时间分布。切换发生在16、1sN近,首先CNtE发 

送窗口里的数据包发完后,在仿真开始1 6.4s左右,CN 

收到了3个相同的ACK(图4中I段)后,TCP开始重传该 

ACK请求的数据包,并进入慢启动。从图中m段可以看 

出窗口的变化,开始由1指数增长到16,随后线性增长: 

CN首先重传1个数据包,等到收到该数据包确认后,再 

重传2个数据包,等到收到上两个数据包的确认后,重传 

4个数据包等。由于FHMIPv6协议中MAP与NAR之间建 

图4 FHMIPv6协议分析图 

30 

立了隧道,MAP可以把收到的本来要发给PAR的数据包 

转发给NAR,这样,切换后CN原先发送的数据包有一部 

分成功地转发给了MN(这部分数据包如图中n段和O段显 

示),这时MN会发送一系列相同的ACK请求下一个数据 

包(图4中p段),这些ACK到达CN后,由于这些序列号 

的数据包已被确认过,CN将丢弃这些重复ACK。之后, 

通信进入正常模式。在FHMIPv6协议下,切换时延大约为 

0.5D .。=408ms。 

3、2、4性能比较 

如图5所示,f h m i P—C N—S e n d—S e q, 

fmiP

CN

Seq,hmi p

SendCN

Send

Seq和 

mip

CN

send

seq分别显示了在FHMIPv6,FMIPv6, 

HMIPv6以及MIPv6协议下CN发送的序列号的时间分 

布。图5中标识S等同于图2中的标识a,其时延大约为 

816 ms,以Dmip表示。由于HMIPv6是在MIPv6协议的基 

础上增加了MAP实体,用来做为本地家乡代理,在域内 

切换过程中可以减少向HA进行注册的时间,这一点可以 

从图5中标识t看出,其时延大约为0、819Dmip=668 ms。 

FMIPv6协议利用L2触发机制来预测切换即将发生,并提 

前配置新的转交地址。在切换过程中,减少了移动检测和 

转交地址的配置时延,由图5中标识r显示,其时延大约为 

0.542Dmip=442ms。FHMIPv6协议是综合了FMIPv6协议 

与HMIPv6协议的优点,既减少了移动检测和转交地址配 

置的时延,又减少了向HA注册的时延,其时延如图5中q 

标识,大约为0.5D 。=408 ms。 

图5四种协议时延对比图 

维普资讯

MIPv6、FMIPv6、HM!Pv6、FHM}PV6的性能 匕较 

4 结论 

本文通过仿真分析了MIPv6,FMIPv6,HMIPv6以及 

FHMIPv6的TCP业务流的性能。我们总结出,在域内切换 

时,分层机制能够较好地减少MN向HA的绑定更新时延, 

而快速机制也能够较好地减少切换时延,主要表现在MN 

与PAR链路保持连接的情况下,能够生成新的转交地址, 

使得切换过程中移动检测和配置转交地址的时延得到很大 

地减小,能够更好地减少切换时延。FMIPv6与HMIPv6都 

可以从不同的侧面减少切换时延,而两者的结合FHMIPv6 

也能够发挥两者的优势,进一步地减少切换时延。 

参考文献 

D.Johnson,C.Perkins,J.Arkko,“Mobility Suppo ̄in 

IPv6”,RFC3775, Jun.2004. 

2 

Rajeev Koodli,Ed.,Ed.,“Fast Handovers for Mobile 

IPv6”,RFC4068. Ju1.2005. 

3 Dimopoulou,L.:Leoleis,G.:Venieris,I.O.”Fast handover 

suppo ̄in a WLAN environment:challenges and 

perspectives”,IEEE Network,Vo1.19,Issue 3,PP.14—20. 

May—Jun.2005. 

4 

H.Soliman,K.EIMaki and L Bellier.“Hierarchial Mobile 

IPv6 Mobility Management(HMIPv6)”.RFC4140,Aug. 

2005. 

5 

Hee Young Jung,Seok Joo Koh,Hesham Soliman,Karim 

E1一Malki,Bryan Ha ̄rtwel1.“Fast Handover for Hierarchica 

MIPv6(F-HMIPv6)”,draft-jung—mobileip-fastho— 

hmipv6—04.txt,Jun.2004. 

6 Jaehwoon Lee,Sanghyun Ahn.“I-FHMIPv6:A Novel 

FMIPv6 and HMIPv6 Integration Mechanism”.draft- 

jaehwoon—mipshop—ifhmipv6—01.txt,Jun.2006. 

7 

Natalizio,E.:Scicchitano,A.:Marano,S.“Mobility 

anchor point selection based on user mobility in HMIPv6 

integrated with fast handover mechanism”,IEEE Wireless 

Communications and Networking Conference,2005 Vo1

3, 

PP.1434—1439.13-17 Mar.2005 

8 

R.Hsieh,A.Seneviratne,“A comparison of mechanisms 

for improving Mobile IP handoff latency for end—to—end 

TCP”,Proceedings of the 9th Annual International 

Conference on Mobile Computing and Networking,pp. 

29—41.Sep.2003. 

9 Robe ̄Hsieh,Zhe Guang Zhou.“S—MIP:a seamless 

handoff architecture for mobile IP”,INFOCOM 2003, 

Twenty—Second Annual Joint Conference of the IEEE 

Computer and Communiactions Societies,Vo1.3, 

PP.1 774—1 784.30 Mar.一3 Apr.2003. 

1O X.POrez—Costa,M.Torrent—Moreno,H.Ha rtensteinab, 

“A Performance Comparison of Mobile IPv6,Hierarchica 

Mobile IPv6.Fast Handovers for Mobile IPv6 and their 

Combination”,ACM SIGMOBILE,Vo1.7,Issue 4.Oct. 

2003.PP.5—1 9. 

1 1 F Belghoul,丫Moret,C.Bonnet.“Performance 

comparison and analysis on MIPv6,fast MIPv6 bi—casting 

and Eurecom IPv6 soft handover over IEEE 802 1 1 b 

WLANs”,2004 IEEE 59th VTC,2004一Spring.Vo1.5. 

1 7—1 9 May 2004,PP.2672—2676. 

圆 

1 2 Shariq Haseeb and Ahmad Faris Ismaila,“Handoff 

圆 

latency analysis of mobile IPv6 protocol variations”. 

圆 

Computer Communiactions,Vo1.30,Issue 4,26 Feb. 

圆 

2007.PP.849—855. 

13 Gupta and D.Johnston.“IEEE 802 21.A Generalized 

Model for Link Layer Triggers”,IEEE 802.21 Media 

Independent Handoff Working Group,Mar.2004. 

14 Govind Krishnamu rthi,Robe ̄C.Chalmers,Charles E. 

Perkins,“Buffer Management for Smooth Handovers in 

IPv6”.draft—krishnamu rthi—mobileip—buffer6—01.txt.Mar. 

2001. 

1 5 Wei—Min Yao,Yaw—Chung Chen,”An enhanced buffer 

management scheme for fast handover protocol“.IEEE, 

Distributed Computing Systems Workshops,2004. 

Proceedings.24th International Conference on 2004 

PP.896—901. 

1 6 Rajeev Koodli and C.Perkin.“A Framework for 

Smooth Handover with mobile IPv6”.draft.ietf-koodli. 

smoothv6.OO.txt.Ju1.2000. 

(收稿日期:2007.O8.14) 

31 

0nn7 1n.rL。 一:吕 七 — 

发布评论

评论列表 (0)

  1. 暂无评论