基于PMIPv6的移动性管理方案研究

PMIPv6协议是MIPv6协议的扩展,是一种基于网络的移动性管理技术。在PMIPv6协议中,由网络负责探测节点的移动路径并初始化所必须的移动信令,MN不参与切换过程,能量消耗低,但是PMIPv6依赖于一个独一无二的处于网络中央的本地移动锚点( LMA),容易导致瓶颈问题,且带来切换时延长、通信路径非最优等问题。基于此,提出了一种基于PMIPv6的移动性管理方案,使用簇对移动接入网关(MAG)进行分组。在每个簇中选举出一个头移动接入网关(HMAG)作为簇头,由HMAG代替LMA负责执行本簇内的移动切换以及最优化数据通信路径,这样就减少了LMA的负载,延长了网络寿命。分析及仿真结果表明所提方案与PMIPv6相比在总开销、LMA负载等方面都有较大的改善。     

代理移动IPv6多接口接入分析与测试

未来移动节点必须支持多个网络接口的应用。代理移动IPv6（PMIPv6）协议可以为移动节点提供基于网络的移动性管理,不需要移动节点参与移动性管理。分析了多接口技术在PMIPv6下的应用,详述了基于虚拟接口实现多接口接入PMIPv6的方法。在实验室集成开发环境下进行了实验测试,测试表明基于虚拟接口的PMIPv6多接口接入基本实现了多家乡和异构切换功能。     

基于PMIPv6的移动网络快速切换方案

针对移动网络应用在代理移动IPv6域中存在切换时延大并且缺乏对域间切换有效支持的问题,提出一种基于PMIPv6的移动网络快速切换方案。该方案通过结合二层机制在移动节点完成注册之前进行预切换,提前获取节点信息,建立缓存数据转发隧道,利用扩展的信令消息进行不同域间实体的交互,实现对域间切换的有效支持,并引入双重缓存机制,避免了切换过程中的分组丢失。分析和仿真结果表明,本方案相对传统机制,降低了系统切换时延。     

利用多粒度粗糙集属性约简和TOPSIS的IPv6负载均衡机制

针对代理移动IPv6(PMIPv6)协议领域研究中,移动节点(MN)与PMIPv6网络内的特定移动接入网关(MAG)相关联会增加MAG负载概率的问题,基于集群的代理移动IPv6(CSPMIPv6)协议,提出利用多粒度粗糙集属性约简的负载均衡方法。首先,基于多粒度粗糙集属性约简的方法,在考虑不同属性子序列对划分结果影响的情况下,更改其连接的切换移动节点(handover mobile node,HMN)选择MAG。然后,改进了理想解相似程度排序方法(TOPSIS),以确定目标MAG。最后,通过实验验证了CSPMIPv6中的信令已得到增强,从而验证了所提出的负载平衡机制。所提出的机制与基于组的PMIPv6切换控制方案(GB-PMIPv6)和基于票证的绑定更新(TBU)协议相比,能够更好地适应内部切换以及负载率增加时的信号变化情况,减小故障率。对比表现较好的GB-PMIPv6机制,新机制的平均排队延迟、切换延迟、端到端延迟和数据包丢失分别可减少9.09%、19.78%、10.20%、6.43%,传输速率可提高8.89%,显著提高了系统性能。     

基于群集移动节点的切换算法

无线蜂窝网的信号切换依赖IP层的移动切换,IETF提出的代理移动IPv6(PMIPv6)协议可以保证移动终端应用IPv6网的快速切换,但是它在切换时延方面仍然无法保证实时通信的服务质量。研究基于PMIPv6协议,提出群集移动节点(CMN)算法,应用媒体无关切换(MIH)技术,减少了大量移动节点,同时提出切换请求时系统时延增大的问题,扩展原始代理绑定更新消息结构(A-PBU)。最后模拟网络模型和节点移动模型,从切换时延方面分析算法的有效性。实验结果表明,系统应用CMN算法与原始切换算法相比可以大大降低切换时延。     

支持IP漫游的多跳接入组网设计及协议扩展

针对现有固定宽带有线、无线接入技术存在的不足，本文结合Ad hoc技术和移动IP技术，提出了一种支持IP漫游的多跳接入方式，包括组网设计及协议扩展。其组网方式为：边缘接入采用多跳Ad hoc技术，主干接入采用分层移动IPv6技术。多跳Ad hoc网络大大增加了网络的覆盖范围，减轻了网络铺设成本，且支持宽带接入；分层移动IPv6降低了域内切换的信令开销和时延。同时，对现有的分层移动IPv6协议进行扩展，实现了主干网络与边缘多跳网络的有机结合。移动用户不但能以较低的信令开销实现全局的IP漫游，还能保证进入同一MANET网络中的移动节点直接通信，减轻了主干网络的传输负担，也保证了突发情况下节点能通过边缘MANET网络保持链路畅通。     

基于PMIPv6协议的QoS上下文转移方案

在IETF的NetLMM（Network-based Localized Mobility Management）工作组中,Proxy Mobile IPv6（PMIPv6）由于不需要移动节点对IP移动性的支持而引起人们的关注。基于PMIPv6框架,提出一种新的QoS上下文转移解决方案。它的优点是在移动节点执行切换的同时为实时应用提供服务质量保证。采用这种方法可以减少移动节点切换后重新发起信令建立QoS转发处理所带来的延时,减少了移动节点会话的QoS服务中断。理论分析和仿真实验表明,本方案可以显著降低实时业务切换时的延迟和开销,并且有较低的丢包率,实现了移动节点的平滑切换。     

基于上下文传输的FMIPv6安全快速切换机制

提出了一种基于上下文传输的FMIPv6安全快速切换机制。使用上下文传输协议传送移动节点MN的身份认证信息,是新接入网络在家乡网络不参与的情况下快速认证MN。并采用签名证书和对称密钥机制实现上下文传输的安全性和可靠性。文章通过安全性分析,说明此方法的安全性和可行性。     

一种基于时间阈值和协作分集的切换优化机制

针对基于协作节点的分层移动IPV6协议(PHMIPv6)在域间切换时,因未充分考虑非合作节点而可能导致的预切换操作失败问题,该文通过计算移动节点与协作节点的链路终止时间(LET)并引入时间阈值,保证所选择的协作节点能够及时执行预切换过程并返回新的转交地址,有效缩短切换准备时长;另外,在切换完成后,以协作节点为中继,移动节点与新的接入点在上下行建立包括蜂窝网络和Ad hoc网络的异构协作信道,充分利用协作分集技术来提高小区边缘的通信质量.应用NS2搭建了仿真环境,并分别从预切换成率、丢包数、切换时延等三个方面验证了该切换机制在性能上的优越性.     

一种引入缓存/转发机制的快速PMIPv6切换方案

FPMIPv6是PMIPv6(Proxy Mobile IPv6)标准协议的扩展,旨在减少切换时间延迟,然而在实际情况中移动节点MN并非每次都能对新接入点预测正确,这种情况会带来更长的时间延迟和大量数据包的丢失。考虑到MN切换发起错误的情况,提出一种改进的FPMIPv6方案,通过采用"切换发起和代理绑定更新并行"和"缓存与转发并行"的思想降低切换时延和数据包丢失来降低切换过程的总开销。仿真数据表明,改进方案的切换开销明显小于PMIPv6协议和FPMIPv6协议的开销。     

Enabling inter-PMIPv6-domain handover with traffic distributors

As a network-based localized mobility management protocol, Proxy Mobile IPv6 (PMIPv6) Gundavelli et al. (2008) enables mobile node (MN) to move in a local domain without any involvement in the protocol signaling. In contrast to other mobility protocols (such as cellular IP (CIP) Valkó, 1999, and hierarchical mobile IP (HMIP) Soliman et al., 2005), PMIPv6 does not require any upgrade of MN's protocol stack. Instead, PMIPv6 employs network entities to handle the handover for MN. However, the PMIPv6 can only manage MN's reachability within a local domain. If MN moves beyond the border of PMIPv6 domain, the mobility support will be broken. To provide MN continuous support across domains, we propose a solution to interconnect neighboring PMIPv6 domains. In our proposal, we have introduced a new network entity called traffic distributor (TD). The TD is used to deliver the cross-domain traffic. If MN moves across domain borders, LMA will notify the TD and the TD will redirect MN's traffic to the new domain. To evaluate our proposal, we conduct experiments to compare it with Neumann et al., 2009a, Neumann et al., 2009b proposal which is another proposal to handle inter-PMIPv6-domain issues. Results show that our proposal is a feasible alternative for inter-domain handover, and it outperforms Neumann's proposal in terms of binding cache entry number, transmission delay and handover delay.     

Performance analysis of authentication and key distribution scheme for mobile multi-hop relay in IEEE 802.16j

Mobile multi-hop relay (MMR) network is known to be easy to install and convenient to manage because of its self-organizing and self-healing characteristics. However, MMR is vulnerable to security problems because of the same reason. In this paper, we propose a new hybrid authentication and key distribution algorithm for IEEE 802.16j MMR service. The proposed scheme uses centralized authentication when a mobile station or a relay station initially joins the MMR network and uses distributed authentication for hop-by-hop authentication between mobile nodes. We examine the procedure of the proposed scheme and its usefulness when applied to MMR networks. We also analyze the performance of the hybrid scheme. The proposed scheme can be used in any mobile multi-hop network as well as IEEE 802.16j MMR network.     

基于预认证的WiFi/WiMAX混合网络安全模型

由于WiFi高的数据传输能力和WiMAX更大的覆盖范围,集成的WiFi/WiMAX网络在将来有很大的发展潜力。针对无线网络中实时业务低时延的需求,提出了一种WiFi/WiMAX混合网络中的快速安全认证模型。该模型基于EAP-TLS协议,将认证过程分为两个阶段：预认证和重认证。通过采用预认证,当MS在WiFi和WiMAX之间切换时,大大减少了认证延时,能在一定程度上支持混合网络中的实时服务。     

一种无线切换认证协议的性能改进*

切换认证协议是确保移动节点在无线网络中多个接入点之间进行快速安全切换的关键。在设计切换认证协议时,必须充分考虑移动节点计算、存储能力低以及电池容量小等特点。针对无线局域网的切换认证协议HashHand双线性对运算消耗资源大的缺陷,提出了一种新的快速切换认证协议。该协议不使用对运算,仅使用加法群的点乘运算替代,提高了协议的效率。并且具有用户匿名性与不可追踪性,有条件的隐私保护性。用户与认证服务器满足互认证性,能够安全地协商会话密钥并且周期性地更新。该协议能有效地抵制重放攻击和拒绝服务攻击。     

异构网络切换中认证机制优化的研究

基于网络接入认证承协议与可扩展认证协议相结合的网络层认证架构,采用预认证与认证关联证书相结合,提出一种能够减少异构网络间切换中认证时延的网络层联合认证机制优化方法。通过与IEEE802.11i预认证、网络层辅助链路层预认证2种认证优化方法进行仿真比较,表明其有效降低异构网络间切换认证时延。     

NEMO网络在PMIPv6中的实现及快速切换方案

针对网络移动性（NEMO）基本支持方案（NBS）中NEMO网络切换时延过长的问题,提出一种NEMO网络在代理移动IPv6（PMIPv6）中的实现方案,并针对其切换流程进行了进一步优化。新方案通过缩减经无线链路传输的切换信令条数以及提前建立数据转发隧道,实现了移动网络的快速切换。分析结果显示,新方案的标准切换流程和快速切换流程比NBS方案的切换流程分别减少了56.55%和58.63%的切换时延。