孫雅麗臺灣大學：資訊管理學研究所李振維Lee, Cheng-WeiCheng-WeiLee2007-11-262018-06-292007-11-262018-06-292004http://ntur.lib.ntu.edu.tw//handle/246246/54434網際網路（the Internet）的誕生與行動網際網路（Mobile Internet）的發展，在全球各地各界產生重大影響，需要大量頻寬且即時的應用程式相繼出現。Mobile IP讓使用者在網際網路上移動時保有原本的IP address，進而與其他主機進行通訊，提供使用者行動通訊的服務。IPv6是新一代的網際網路協定，它解決舊協定（IPv4）位址空間不足的問題，對位址空間有高需求的行動網際網路之發展，帶來相當大的助力。 行動通訊的使用環境大部分在於無線網路。當使用者在不同無線網路間移動會導致換手（Handoff）的發生，此一情形會觸發Mobil IP進行位址設定及重新註冊的動作，以將封包轉向新的無線網路中，使得使用者即使在移動至不同無線網路後仍能保有原來的通訊連線。但是Mobile IP在處理換手情形時會產生相當長的延遲（Latency），並且在這段延遲時間中更會發生封包遺失的現象。採用階層式的架構雖然可以減少Mobile IP重新註冊的延遲時間，但是對於如VoIP等即時的應用程式的使用順暢性仍嫌不足。 本論文設計了一套在階層式Mobile IPv6下之協定，用以縮短Mobile IPv6在處理換手情形時所產生的延遲，更可以大幅減少封包遺失的數量。 在靠使用者近端網路所建立的階層式節點（Foreign Mobility Agent, FMA），其末端節點（leaf-FMA）會透過Layer 2儀器如switch與無線網路接取點（Access Point, AP）連接。本論文所提出之新通訊協定在於，增加FMA與AP之互動，整合不同網路層對於行動主機（mobile node）移動所得到的資訊提早做出反應，轉送送給行動主機的封包，在減少換手延遲的同時更能大幅減少封包遺失的情形。 經過模擬結果驗證之後，可發現我們的新協定能在垂直整合下層無線技術的情況下，提供比階層式Mobile IP更佳的效能表現，在有效減少網路負載的同時，可使行動主機達到無間隙換手（Seamless Handoff）。The proposed Hierarchical Mobile IPv6 （HiMIPv6） extends the functionalities of Mobile IPv6 by introducing the hierarchically architecture. The routers in the foreign network are hierarchically structured, and the signaling overhead and latency of handoff are localized thus reduced. Using Vertical Integration of Layer 2/3 Mobility Management Scheme, the uncomfortableness when handoff occurred is further reduced. The movement of mobile node can be detected much earlier than using the original Mobile IPv6. The main idea is to reroute packets that destination is mobile node’s old care-of address to the new subnet which moble node moves in before binding update is been sent. The packet loss during handoff is dramatically reduced. The operation of HiMIPv6 and Vertical Integration of Layer 2/3 Mobility Management Scheme makes minimal impact on the original Mobile IPv6. Measurement of the prototype shows that it improves the quality of wireless connection effectively.論文摘要 四 THESIS ABSTRACT 五 目 錄 六 表 次 九 圖 次 一○ 第一章 緒論 1 第一節 背景 1 第二節 簡介 2 1.2.1. Handoff in Wireless Network 2 1.2.2. Mobile IP 4 1.2.3. Internet Protocol version 6（IPv6） 5 第三節 研究動機 6 第四節 研究目的 6 第二章 文獻探討 8 第一節 IETF MOBILE IPV6 8 2.1.1. Overview 8 2.1.2. Route Optimization 9 2.1.3. Comparison with Mobile IPv4 9 2.1.4. Mobile IP在handoff上的困境 11 第二節 INTEGRATION BETWEEN LAYERS 11 2.2.1. Fast Handover 12 2.2.2. Intellegent Handoff for Mobile Wireless Internet 14 第三節 HIERARCHICAL-CONSTRUCTED DOMAIN 15 2.3.1. Intra-Domain Handoff 15 2.3.2. Hierarchical Mobile IPv6 （HMIPv6） 16 第四節 INTER ACCESS POINT PROTOCOL 17 第三章 HIERARCHICAL MOBILE IPV6 （HIMIPV6） 20 第一節 HIMIPV6 SYSTEM ARCHITECTURE 20 第二節 SYSTEM FEATURES: FOREIGN MOBILITY AGENTS 22 3.2.1. Root-FMA 22 3.2.2. Leaf-FMA. 23 3.2.3. Functions of Foreign Mobility Agent 23 第三節 HIMIPV6實作細節 24 3.3.1. Visitor List. 24 3.3.2. Hierarchical Router Advertisement （Hy-RA） 25 3.3.3. Hierarchical Binding Update （Hy-BU） option 25 3.3.4. Receiver Home Address Option 26 3.3.5. Hy-Binding Inform （Hy-BI） option 26 第四節 HMIPV6與HIMIPV6之比較 27 第四章 系統架構 29 第一節 問題定義 29 4.1.1. Intra-subnet handoff 29 4.1.2. Inter-subnet handoff 30 第二節 問題分析 31 4.2.1. Intra-subnet handoff 31 4.2.2. Inter-subnet handoff 33 第三節 架構說明 34 4.3.1. 在同一L-FMA下的不同網域間移動 34 4.3.2. 在不同L-FMA下的不同網域間移動 37 4.3.3. Context Transfer 40 4.3.4. Using NewMNconfirm messages VS. Inside Hierarchy Multicast 41 第四節 VILM2S訊息欄位 43 4.4.1. MNinfoUpdate 43 4.4.2. NewMNconfirm 43 第五章 雛形系統實作設計 46 第一節 VMAC LIST 46 第二節 封包格式 49 5.2.1. MNinfoUpdate option 49 5.2.2. NewMNconfirm request option 50 5.2.3. NewMNconfirm reply option 52 第三節 訊息處理流程 54 5.3.1. ADD-notify 55 5.3.2. NewMNconfirm request 56 5.3.3. NewMNconfirm reply 56 5.3.4. Binding Update 57 5.3.5. MNinfoUpdate 58 第四節 IAPP FOR IPV6 59 第五節 動態設定ROUTING RULE 60 第六節 雛形系統架構 61 第六章 效能評估 63 第一節 測試情節描述 63 第二節 效能觀察 64 6.2.1. 未使用VILM2S 65 6.2.2. 使用VILM2S 67 6.2.3. 封包遺失情形比較 68 第七章 結論 71 參考文獻 721121945 bytesapplication/pdfen-US換手延遲無間隙換手封包轉送階層式重直整合無線網路Handoff LatencyWireless NetworkMobile IPv6Vertical IntegrationHierarchicalIAPPSeamless Handofotherhttp://ntur.lib.ntu.edu.tw/bitstream/246246/54434/1/ntu-93-R91725045-1.pdf