基于Ad Hoc和移动IP的无线移动网络技术分析与研究
9页1、基于Ad Hoc和移动IP的无线移动网络技术分析与研究 摘 要 简要介绍了Ad Hoc和移动IP的工作原理,探讨了一种基于Ad Hoc和移动IP集成的无线移动网络体系结构,并分析了其工作过程和服务性能。 关键词 Ad Hoc 移动IP 无线移动网络0 引言 随着互联网和移动通信技术的飞速发展,无线移动互联网(Wireless Mobile Internet)正日益受到人们的关注。它使全球网络基础设施可以实现随时、随地、无缝地接入,从根本上改变了全球通信业的面貌。目前,通过移动IP实现Ad Hoc接入Internet以拓展互联网的无线应用范围,正成为无线移动网络技术的研究热点。1 Ad Hoc网络和移动IP技术概述1.1 Ad Hoc网络概述 Ad Hoc网络即自组网(Self Organized Network),是一种特殊的对等式网络,它使用无线通信技术,由一组带有无线收发装置的移动节点组成,网络中所有节点的地位平等,无需设置任何的中心控制节点,也被称为多跳无线网(Multihop Wireless Network)、无固定设施的网络(Infrastructureless Netwo
2、rk),具有无中心、自组织、多跳路由、动态拓扑等特点。Ad Hoc网络通过移动节点间的相互协作来进行网络互联,而不依赖于任何固定的网络基础设施,每个移动节点都具有报文转发能力;当一个节点需要和另一个节点通信时,它或使用直接的无线链路,或通过到目的节点的多个中间节点的转发,即经过多跳路由,从而实现网络的自动组织和运行。Ad Hoc网络路由协议通常被分为两类:先验式(proactive)和反应式(reactive)。先验式协议通过周期性路由控制信息的交换,每个节点始终维护到网络中所有节点的路由,如DSDV和OLSR;反应式协议在节点需要时才发现路由,并且仅维护活动路由,如AODV和DSR。1.2 移动IP概述 移动 IP 是用于移动主机移动性管理的一组网络层协议,其目的是使移动中的主机在保持原IP地址不变的条件下能保持通信,类似于移动电话系统中的漫游,可适用于各种不同类型的移动通信系统。它定义了四个功能实体:移动主机(mobile host)、通信主机(corresponding host)、家乡代理(home agent)和外地代理(foreign agent)。移动主机是一个能在子网间
3、移动的主机,当Internet 上的通信主机向移动主机发送IP数据包时,数据包将交付到移动主机的家乡网络,若移动主机离开了家乡网络,数据包将通过隧道(tunnel)机制交付到外地网络,外地代理负责拆封数据包并转发到移动主机。2 Ad Hoc和移动IP集成原因分析 Ad Hoc网络有很强的独立性,但它所使用的路由算法大多数只适用于单个Ad Hoc网络,很少涉及如何实现Ad Hoc网络与Internet的互联,这些因素使它难以大范围与互联网通信。 移动IP使节点在不同的子网间切换时仍可保持正在进行的通信,它提供了一种IP路由机制,使移动节点能够以一个永久的IP地址连接到任何子网中,它的扩展性使其能在整个Internet上应用。 为了达到Ad Hoc网络中的移动主机可以在不同的Ad Hoc网络间移动和随时接入互联网,我们利用移动IP的可扩展及可在不同网络中漫游的特性,从而实现Ad Hoc网络与Internet的互联。3 Ad Hoc和移动IP结合的体系结构及工作过程 近几年,许多国内外学者从事Ad Hoc网络和移动IP集成方面的研究,并且提出了不同的解决方案。在此我们以图1所示的简单结构模型
4、为例来探讨Ad Hoc和移动IP的结合思想及工作过程。图1 体系结构3.1体系结构在图1所描述的体系结构中,无线移动网络由多个Ad Hoc网组成,每个Ad Hoc网相当于一个子网,它们都通过相应的网关(即基站)接入Internet,每个网关需配置两块网卡:一块连接有线网络,另一块连接无线网络,其职责是在Ad Hoc网和Internet之间转发/中继数据包;为支持移动IP,每一个网关还同时扮演外地代理的角色,周期性地广播代理公告消息,同时运行Ad Hoc路由协议、移动IP协议和Internet路由协议,保证Ad Hoc网内的节点利用自组网路由协议来创建和维持路由,并通过移动IP实现移动节点的移动管理。由于移动节点与网关之间可以进行多跳通信,在不添加任何固定设施的情况下,只要有一个支持移动IP的网关节点能够访问Internet,网络就能有效地访问Internet。3.2工作过程 在上述无线移动网络中,通过移动IP实现Ad Hoc接入Internet的几个主要过程简述如下: (1)网关发现。网关发现是 Ad Hoc与 Internet连接的一个关键技术,通过合适的网关发现方法可以同时解决地址
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