基于位置更新與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)分離的NEMO優(yōu)化機(jī)制

湯紅波，唐 偉，王領(lǐng)偉

（國(guó)家數(shù)字交換系統(tǒng)工程技術(shù)研究中心，河南 鄭州450002）

0 引 言

IETF在移動(dòng)IPv6的基礎(chǔ)上提出了移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基本支持協(xié)議 （network mobility basic support，NEMO－BS），該協(xié)議在網(wǎng)絡(luò)物理和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變化時(shí)能夠執(zhí)行整體切換，有效地減少切換信令的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)網(wǎng)絡(luò)整體移動(dòng)性的支持[1]。由于NEMO是由傳統(tǒng)移動(dòng)IPv6擴(kuò)展而來(lái)，它仍是一種基于主機(jī)的移動(dòng)性管理方案，需要對(duì)移動(dòng)終端的協(xié)議棧進(jìn)行修改，增加了終端的復(fù)雜度，而且大量信令在無(wú)線鏈路上傳輸，容易造成切換的不穩(wěn)定和網(wǎng)絡(luò)資源開(kāi)銷過(guò)大等問(wèn)題。相比之下，代理移動(dòng)IPv6（proxy mobile IPv6，PMIPv6）[2]作為最基本的基于網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性管理協(xié)議，不需要終端參與移動(dòng)性管理過(guò)程，降低了用戶開(kāi)銷，節(jié)省了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)資源，便于對(duì)網(wǎng)絡(luò)的管控和優(yōu)化，因而得到廣泛關(guān)注。

為了在PMIPv6域內(nèi)提供對(duì)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的整體性支持，現(xiàn)有解決方案引入大量額外的信令交互開(kāi)銷。當(dāng)子網(wǎng)快速移動(dòng)、頻繁切換時(shí)，信令開(kāi)銷將大幅增加，如果系統(tǒng)開(kāi)銷超過(guò)了各實(shí)體的處理能力，會(huì)引發(fā)網(wǎng)絡(luò)堵塞，甚至導(dǎo)致服務(wù)中斷。另一方面，LMA作為域內(nèi)移動(dòng)性控制管理、數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的錨節(jié)點(diǎn)，在面臨較大開(kāi)銷時(shí)很容易產(chǎn)生過(guò)載問(wèn)題，導(dǎo)致用戶通信質(zhì)量下降。

文獻(xiàn)[3]擴(kuò)展PMIPv6域，實(shí)現(xiàn)對(duì)NEMO整體性的支持，但多重隧道封裝開(kāi)銷較大。為了降低隧道開(kāi)銷，文獻(xiàn)[4]提出基于中繼的解決方案，由中繼站對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行直接轉(zhuǎn)發(fā)，但帶來(lái)了額外切換開(kāi)銷。上述兩種方案未能綜合考慮優(yōu)化過(guò)程中產(chǎn)生的信令開(kāi)銷和分組封裝開(kāi)銷，無(wú)法在兩者之間取得合理均衡，限制了方案整體性能的發(fā)揮。為了提升LMA可靠性，文獻(xiàn)[5]提出一種在不同域的LMA之間進(jìn)行消息交互的方法，但并未解決在同一個(gè)域內(nèi)集中大量數(shù)據(jù)流導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)堵塞的問(wèn)題。

本文提出一種基于位置更新與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)分離的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化機(jī)制 （locate updating and packet forwarding separation based optimization mechanism for NEMO，LUPFSNEMO）。該機(jī)制引入專門(mén)負(fù)責(zé)位置信息管理的新功能實(shí)體，充分利用架構(gòu)中各實(shí)體上的綁定緩存消息，優(yōu)化信令流程，實(shí)現(xiàn)控制平面和數(shù)據(jù)平面的分離，從而降低了網(wǎng)絡(luò)總開(kāi)銷，避免LMA服務(wù)能力下降。分析和仿真結(jié)果表明，本方案降低了總開(kāi)銷，提升了系統(tǒng)可靠性。

1 相關(guān)工作和問(wèn)題分析

1.1 NEMO－BS和PMIPv6協(xié)議基本原理

如圖1（a）所示，當(dāng)NEMO運(yùn)動(dòng)到外地網(wǎng)絡(luò)，通過(guò)接入路由器 （access router，AR）訪問(wèn)Internet，NENO－BS協(xié)議將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性管理功能集中到移動(dòng)路由器 （mobile router，MR）上，由MR向其家鄉(xiāng)代理 （home agent，HA）注冊(cè)當(dāng)前轉(zhuǎn)交地址 （care of address，CoA），保證家鄉(xiāng)地址 （home of address，HoA）的全局可達(dá)性。MR與HA之間通過(guò)發(fā)送綁定更新 （binding update，BU）和綁定確認(rèn) （binding acknowledgement，BA） 建 立 IPv6－in－IPv6的雙向隧道，負(fù)責(zé)對(duì)來(lái)自通信對(duì)端 （correspondent node，CN）的數(shù)據(jù)包進(jìn)行解封裝，并轉(zhuǎn)發(fā)到NEMO內(nèi)的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) （mobile network node，MNN）。在NEMO發(fā)生整體移動(dòng)的過(guò)程中，內(nèi)部的節(jié)點(diǎn)無(wú)法感知到接入點(diǎn)的變化，因而可以保證移動(dòng)的透明性。

圖1 PMIPv6和NEMO－BS協(xié)議的基本原理

如圖1（b）所示，PMIPv6協(xié)議引入兩個(gè)新的移動(dòng)性管理實(shí)體:本地移動(dòng)錨點(diǎn) （local mobility anchor，LMA）和移動(dòng)接入網(wǎng)關(guān) （mobile access gateway，MAG）。LMA類似NEMO中的 HA，作為移動(dòng)節(jié)點(diǎn) （mobile node，MN）在PMIPv6域內(nèi)的拓?fù)溴^點(diǎn)，負(fù)責(zé)維持MN在域內(nèi)的可達(dá)性。MAG類似NEMO中的AR，可以檢測(cè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的接入或離開(kāi)，代替MN完成移動(dòng)性管理。LMA與MAG之間通過(guò)發(fā)送代理綁定更新 （proxy binding update，PBU）和代理綁定確認(rèn) （proxy binding acknowledgement，PBA）建立雙向隧道。數(shù)據(jù)包可通過(guò)該隧道到達(dá)MAG，再由MAG路由至MN。當(dāng)MN在MAG之間移動(dòng)時(shí)，收到由LMA分配同樣的家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)前綴 （home network prefix，HNP），即認(rèn)為自己仍在家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)域內(nèi)，從而無(wú)需重新配置IP地址，維持了通信的連續(xù)性。

1.2 現(xiàn)有機(jī)制不足

基于擴(kuò)展PMIPv6域的N－PMIPv6機(jī)制[3]，將 MR所屬的移動(dòng)子網(wǎng)擴(kuò)充入PMIPv6域，即把MR看作移動(dòng)MAG與LMA進(jìn)行移動(dòng)性信令的交互。LMA具有遞歸的綁定緩存查詢機(jī)制，采用多層隧道封裝的方法將數(shù)據(jù)包發(fā)送到正確的MAG以及對(duì)應(yīng)的MR，最終轉(zhuǎn)發(fā)到目的節(jié)點(diǎn)MNN。此外，為了追蹤MNN正確的位置信息，MR需要向LMA發(fā)起綁定更新過(guò)程，所建雙向隧道的端點(diǎn)為MR和LMA。當(dāng)MNN在同一個(gè)MAG下的不同MR之間移動(dòng)時(shí)，MR和LMA之間的隧道仍需要被更新和維護(hù)，造成不必要的無(wú)線資源浪費(fèi)。N－PMIPv6雖然解決了在PMIPv6域內(nèi)實(shí)現(xiàn)NEMO支持的問(wèn)題，但隨著網(wǎng)絡(luò)組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜度增大，多層封裝隧道在信令開(kāi)銷和傳輸效率方面的問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。

為了解決N－PMIPv6機(jī)制多重隧道封裝造成隧道開(kāi)銷過(guò)大的問(wèn)題，Pack提出基于中繼的解決方案rNEMO （relay－based NEMO）[4]，在PMIPv6域內(nèi)部署簡(jiǎn)單的放大轉(zhuǎn)發(fā)或者解碼轉(zhuǎn)發(fā)中繼站，對(duì)移動(dòng)性信令和數(shù)據(jù)包進(jìn)行中繼，但是該中繼站不具有移動(dòng)性管理功能，因此切換時(shí)需要為每個(gè)MNN進(jìn)行額外的切換信令交互。

通過(guò)以上分析不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜或者移動(dòng)節(jié)點(diǎn)數(shù)量增加時(shí)，這兩種方法會(huì)產(chǎn)生較大的多重隧道頭部開(kāi)銷或者位置更新信令負(fù)荷，耗費(fèi)了位置信息管理節(jié)點(diǎn)LMA的計(jì)算和處理能力。當(dāng)PMIPv6域內(nèi)信令開(kāi)銷過(guò)大時(shí)，作為移動(dòng)性管理和數(shù)據(jù)包分發(fā)中心錨點(diǎn)的LMA會(huì)由于瓶頸效應(yīng)引發(fā)可靠性問(wèn)題，給系統(tǒng)和用戶造成較大損失。

2 LUPFS－NEMO優(yōu)化機(jī)制

2.1 網(wǎng)絡(luò)模型與數(shù)據(jù)包路由

借鑒文獻(xiàn)[6，7]提出的互聯(lián)網(wǎng)分離思想，本節(jié)給出了基于PMIPv6的NEMO位置更新與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)分離的網(wǎng)絡(luò)模型。如圖2所示，NEMO應(yīng)用的目標(biāo)是使域內(nèi)MD（MN、MR及MNN）能在不改變IP地址的前提下保持通信的連續(xù)性。為提高移動(dòng)性管理的靈活性，LUPF－NEMO機(jī)制采用控制平面與數(shù)據(jù)承載平面相分離的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，LMA不再實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性管理和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的雙重功能，而是單程進(jìn)行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)，位置管理功能則由新增加的移動(dòng)性管理功能實(shí)體－代理位置更新客戶端 （proxy location update client，PLUC）實(shí)現(xiàn)。PLUC和LMA部署在一起，與LMA進(jìn)行PBU／PBA信令的交互，可通過(guò)在路由器上增加相關(guān)功能簡(jiǎn)單升級(jí)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)MAG探測(cè)到MD執(zhí)行二層切換后，MAG會(huì)觸發(fā)PLUC與LMA完成位置綁定更新過(guò)程。

圖2 位置更新與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)分離的網(wǎng)絡(luò)模型

在PMIPv6域中部署NEMO后，MD的地址無(wú)法被直接路由，而現(xiàn)有采用多重隧道封裝的辦法會(huì)帶來(lái)較大的傳輸開(kāi)銷。為此，本方案借鑒PNEMO的思想優(yōu)化數(shù)據(jù)路由機(jī)制，充分?jǐn)U展移動(dòng)性管理實(shí)體上的緩存消息，使用擴(kuò)展的路由信息策略來(lái)替代隧道機(jī)制完成數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)發(fā)，降低了封裝開(kāi)銷。

PLUC分配不同的HNP給MD，與MAG交互移動(dòng)性信令完成位置信息管理過(guò)程。表1是PLUC為域內(nèi)MD建立的代理綁定緩存入口 （proxy binding cache entry，PBCE）消息，該P(yáng)BCE消息包含標(biāo)識(shí)節(jié)點(diǎn)身份的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)標(biāo)識(shí)符（network access identifier，NAI）、上層路由器、HNP、代理轉(zhuǎn)交地址 （proxy－CoA，pCoA）和 “N”標(biāo)志等。新增的“N”標(biāo)志表示該 MD為NEMO下的 MNN，和直接接入MAG的MN相區(qū)別，減小了實(shí)體重復(fù)檢測(cè)節(jié)點(diǎn)類型帶來(lái)的額外信令開(kāi)銷。

圖3 PFLUS－NEMO機(jī)制信令流程

表1 代理綁定緩存入口

LMA負(fù)責(zé)完成PMIPv6域內(nèi)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，建立指向MAG的數(shù)據(jù)隧道，來(lái)自CN的數(shù)據(jù)包在LMA處會(huì)被發(fā)送到目的節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的pCoA。表2是MAG為附屬M(fèi)D建立的隧道緩存列表 （tunneling cache list，TCL），包含節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)、pCoA、“N”標(biāo)志以及雙向隧道端口等。

作為MD的底層路由信息管理者，MAG負(fù)責(zé)維持MD的位置信息和隧道端口信息。表3給出了MAG1和MAG2分別為其上MD建立的代理綁定更新列表 （proxy binding update list，PBUL）消息，包括節(jié)點(diǎn)標(biāo)識(shí)、上層路由器、HNP和 “N”標(biāo)志等。

表2 隧道緩存列表

表3 代理綁定更新列表

轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包時(shí)，LMA查看TCL中目的節(jié)點(diǎn)的HNP項(xiàng)，對(duì)應(yīng)的pCoA即為數(shù)據(jù)包的下一跳。LMA和MAG之間通過(guò)隧道將數(shù)據(jù)包進(jìn)行分裝，而其它傳輸路徑可以對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行直接轉(zhuǎn)發(fā)。MAG的PBUL擁有所屬的MR和MNN的所有路由信息，MAG和LMA之間只需要一個(gè)隧道頭部，沒(méi)有產(chǎn)生其它隧道頭部開(kāi)銷。從MR角度看來(lái)，MAG相當(dāng)于LMA的 “代理”。通過(guò)擴(kuò)展的PBCE和PBUL消息，PLUC和MAG共同管理MD位置信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)MD位置信息的獲取和更新。LMA和MAG利用擴(kuò)展的TCL和PBUL消息，共同掌控雙向隧道端口信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)目的MD數(shù)據(jù)包的準(zhǔn)確路由。

2.2 信令流程

圖3顯示的是LUPFS－NEMO機(jī)制的信令流程，分為兩個(gè)基本場(chǎng)景:初始接入過(guò)程和切換過(guò)程。

2.2.1 初始接入過(guò)程

步驟1－3 MAG1通過(guò)路由申請(qǐng) （router solicitation，RS）探測(cè)到 MR的接入后向PLUC發(fā)送含有 MR＿ID，MAG1＿IP內(nèi)容的PBU消息，PLUC為其新建PBCE，向LMA發(fā)送隧道請(qǐng)求消息 （tunneling request，TReq），該TReq中含有MR現(xiàn)在的地址代理家鄉(xiāng)地址 （proxy－HoA，pHoA）及MAG1的地址pCoA＿M(jìn)AG1等信息。

步驟4 LMA接收TReq后，判斷隧道操作類型，建立TCL并添加指向MAG1的單向數(shù)據(jù)隧道，建立pHoA和pCoA的映射，向PLUC發(fā)送隧道確認(rèn)消息 （tunneling acknowledge，TAck）。

步驟5－6 PLUC接收TAck后，向MAG1發(fā)送LMA地址、HNP的移動(dòng)選項(xiàng)的PBA。MAG1從PBA中提取出LMA地址，建立指向LMA的單向隧道并路由通告 （router announcement，RA）HNP給 MR。MR根據(jù)分配的HNP配置地址。

2.2.2 初始接入過(guò)程

步驟7－9 當(dāng)MR從MAG1域中離開(kāi)并進(jìn)入MAG2域，PLUC更新其上的PBCE后向LMA發(fā)送TReq消息。LMA更新TCL，調(diào)整隧道端口為指向MAG2，并分配同樣的HNP。MD在不同MAG域間切換位置發(fā)生改變時(shí)，LMA通過(guò) “N”標(biāo)志確定節(jié)點(diǎn)屬性，減少了發(fā)送位置更新信令次數(shù)，從而降低了位置開(kāi)銷。

步驟10－12 LMA向 MAG2回送TAck，而PLUC將LMA地址通過(guò)PBU發(fā)至MAG2，MAG2建立指向LMA的單向隧道。MAG2將HNP信息通知MR，這樣在MR看來(lái)，鏈路狀態(tài)并未發(fā)生變化。

3 性能分析和仿真

3.1 參數(shù)假設(shè)

為從總體上比較LUPFS－NEMO、N－PMIPv6、rNEMO和N－NEMO這4種方案的性能，本節(jié)記位置更新開(kāi)銷為CL，數(shù)據(jù)隧道開(kāi)銷為CP，則T時(shí)間內(nèi)網(wǎng)絡(luò)總開(kāi)銷為CTotal＝CL＋CP。假設(shè)實(shí)體內(nèi)部的會(huì)話到達(dá)時(shí)間服從指數(shù)分布，會(huì)話到達(dá)速率為λ，平均會(huì)話長(zhǎng)度為E。MAG的平均穿越率為μ，則在T時(shí)間內(nèi)穿越MAG的次數(shù)是μ·T。根據(jù)文獻(xiàn)[8，9]定義相關(guān)參數(shù)意義見(jiàn)表4。

表4 相關(guān)參數(shù)意義

這里不妨規(guī)定:CRS＝CRA＝C1，CPBU＝CPBA＝C2。

3.2 開(kāi)銷分析

3.2.1 NEMO機(jī)制

MR代替子網(wǎng)內(nèi)所有節(jié)點(diǎn)完成切換信令操作，MR與HA通過(guò)BU／BA方式完成MNP＿M(jìn)R和CoA＿M(jìn)R的綁定過(guò)程，這里認(rèn)為BU／BA的開(kāi)銷與PBU／PBA大致相等，這樣其位置更新開(kāi)銷可以表示為

式中:α——無(wú)線鏈路單位長(zhǎng)度傳輸開(kāi)銷系數(shù)。

當(dāng)HA收到來(lái)自CN的數(shù)據(jù)包，會(huì)在數(shù)據(jù)包上添加IPv6隧道頭部之后發(fā)送至MR，MR收到隧道過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，解封裝后將數(shù)據(jù)包發(fā)送至MNN，因此數(shù)據(jù)隧道開(kāi)銷可以表示為

3.2.2 N－PMIPv6機(jī)制

MAG代替附著在MR上的MNN進(jìn)行位置更新信令過(guò)程，因此不管NEMO內(nèi)MNN數(shù)量多少，N－PMIPV6的位置更新開(kāi)銷是不變的，可以表示為

式中:β——有線鏈路的單位長(zhǎng)度傳輸開(kāi)銷系數(shù)。

當(dāng)LMA收到來(lái)自CN的數(shù)據(jù)包，會(huì)在數(shù)據(jù)包上添加內(nèi)外兩個(gè)IPv6隧道頭部。當(dāng)MAG收到隧道過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，解封裝外部隧道頭部后將剩余數(shù)據(jù)包發(fā)送至MR，而MR需要解封裝內(nèi)部隧道頭部，因此數(shù)據(jù)隧道開(kāi)銷可以表示為

3.2.3 rNEMO機(jī)制

MAG可以探測(cè)MR／MNN的接入和離開(kāi)，并和LMA通過(guò)PBU／PBA消息進(jìn)行注冊(cè)和注銷過(guò)程。而當(dāng)NEMO進(jìn)入另一個(gè)MAG的時(shí)候，MNN和MAG之間進(jìn)行RS／RA消息的交互，位置更新開(kāi)銷可以表示為

式中:N——子網(wǎng)內(nèi)MNN的數(shù)量。

所有由CN傳輸?shù)臄?shù)據(jù)通過(guò)MAG和新增的中繼站路由至MNN，隧道開(kāi)銷只發(fā)生在LMA和MAG之間的有線鏈路上。因此，rNEMO的數(shù)據(jù)隧道開(kāi)銷可以表示為

3.2.4 LUPFS－NEMO機(jī)制

檢測(cè)到MR的接入后，MAG發(fā)送PBU消息告知PLUC關(guān)于節(jié)點(diǎn)的信息，由PLUC管理NEMO內(nèi)的節(jié)點(diǎn)位置信息。LMA和PLUC部署在一起，它們之間有線鏈路上的信令開(kāi)銷可以忽略不計(jì)，LUPFS－NEMO位置更新開(kāi)銷可以表示為

當(dāng)LMA接收到目的地址是MNN的數(shù)據(jù)包后，在BCE內(nèi)檢查對(duì)應(yīng)MAG的IP地址，確定節(jié)點(diǎn)屬性后，LMA只需要在數(shù)據(jù)包附加一個(gè)PMIPv6隧道頭部后發(fā)送給MAG。在MAG和LMA之間除了PMIPv6隧道頭沒(méi)有產(chǎn)生其它隧道，故隧道開(kāi)銷可以表示為

3.3 性能驗(yàn)證

為驗(yàn)證所提方案的可用性、合理性，采用NS－2仿真工具，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)取圖2，性能分析相關(guān)參數(shù)取值[10]見(jiàn)表5，將以上開(kāi)銷解析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析。

表5 性能分析相關(guān)參數(shù)

圖4為μ＝0.1次／s，α＝2，β＝0.5的情況下，各方案的系統(tǒng)總開(kāi)銷隨會(huì)話到達(dá)率λ的變化情況。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)數(shù)據(jù)流量提升，會(huì)話到達(dá)率增加時(shí)，多重隧道封裝開(kāi)銷對(duì)總開(kāi)銷產(chǎn)生重要影響，因此 N－PMIPv6的總開(kāi)銷較多。LUPFS－NEMO和rNEMO有相同的數(shù)據(jù)隧道開(kāi)銷，但rNEMO每個(gè)節(jié)點(diǎn)需要更多的位置更新開(kāi)銷，因而LUPFS－NEMO開(kāi)銷更低。機(jī)制，只需一層PMIPv6隧道頭部，因而總開(kāi)銷更小。

圖4 總開(kāi)銷隨λ的變化

圖5 總開(kāi)銷隨μ的變化

圖6 為μ＝0.1次／s，λ＝0.2sessions／s，β＝0.5的情況下，各方案系統(tǒng)總開(kāi)銷隨無(wú)線鏈路的單位長(zhǎng)度傳輸開(kāi)銷系數(shù)α的變化情況。更新 MD位置信息時(shí)，rNEMO、NPMIPv6比LUPFS－NEMO機(jī)制在無(wú)線鏈路上發(fā)送更多的移動(dòng)性信令而導(dǎo)致總開(kāi)銷較高，N－PMIPv6總開(kāi)銷更高的原因是在無(wú)線鏈路上建立了更多的PMIPv6隧道，導(dǎo)致隧道頭部開(kāi)銷增大。

圖6 總開(kāi)銷隨α的變化

圖5 為λ＝0.2sessions／s，α＝2，β＝0.5的情況下，各方案的系統(tǒng)總開(kāi)銷隨MAG穿越率μ的變化情況。隨著切換頻繁程度的加劇，rNEMO引入的額外切換信令開(kāi)銷增大而導(dǎo)致總開(kāi)銷增加明顯。N－PMIPv6需要兩層PMIPv6隧道頭部，LUPFS－NEMO采用擴(kuò)展的路由消息代替多重隧道

從上述分析可以看出，傳統(tǒng)NEMO在更新節(jié)點(diǎn)位置信息時(shí)注冊(cè)距離過(guò)長(zhǎng)而導(dǎo)致開(kāi)銷較大，而基于PMIPv6的解決方案可以減少無(wú)線信令的交互并且將位置更新過(guò)程限定在本地PMIPv6域。本文提出的LUPFS－NEMO機(jī)制分離了位置更新和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程，并對(duì)MD類型加以區(qū)分，降低了系統(tǒng)總開(kāi)銷。該機(jī)制可靠性和可擴(kuò)展性較強(qiáng)，可適用于大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)，切換策略執(zhí)行效率高，占用系統(tǒng)資源（CPU計(jì)算周期、內(nèi)存等）較少、信令負(fù)荷 （信令消息數(shù)量、交互次數(shù)等）較小，有利于NEMO在PMIPv6域中的實(shí)際部署。

4 結(jié)束語(yǔ)

NEMO引入PMIPv6域后面臨系統(tǒng)總開(kāi)銷較大并且LMA可能過(guò)載的問(wèn)題，本文借鑒網(wǎng)絡(luò)分離思想，設(shè)計(jì)了一種PMIPv6域中基于位置更新和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)分離的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化機(jī)制。該機(jī)制引入負(fù)責(zé)位置信息管理的新實(shí)體PLUC，充分利用移動(dòng)性管理功能實(shí)體上擴(kuò)展的信令消息，優(yōu)化信令流程，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)控制平面和數(shù)據(jù)平面的有效分離。分析結(jié)果表明，該方案降低了系統(tǒng)總開(kāi)銷，提高了通信可靠性。

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