车用在线通信的分布式IP移动管理机制研究
本文选题:移动性 + 车用在线通信 ; 参考:《电子科技大学》2016年硕士论文
【摘要】:传统的IP地址既代表位置标识也代表身份标识,存在语义过载的问题,这种方式不利于终端的移动性,同时也不利于未来网络的可扩展性。位置和身份分离协议网络(ID/Locator Separation Network,ID/Loc SN)是解决未来互联网问题的一个重要方向,终端节点在移动过程中可以保持身份标识不变,能够天然地支持移动性。因此,ID/Loc SN体系能够很好地解决由于车辆的高速移动带来的切换问题。在ID/Loc SN体系下讨论车用在线通信的移动性管理机制需要解决两个关键问题,如何构建一个高效的映射系统以减小映射关系的解析时延,如何设计一种有效的移动性管理机制以减小车辆在移动期间引起的切换时延和传输开销。针对映射系统问题,本文在LISP映射系统LISP-DHT的研究基础上,提出了一种层次化、分布式的映射系统HD-MS结构。首先,在对车辆进行IP编址时,在IP地址的头部引入区域标识,每个区域内的车辆在编址时都有相同的IP地址前缀。然后,本文将LISP-DHT映射服务器的部署方式根据区域由平面化变为层次化、分布式的方式,构建One Hop+MChord双层映射系统。顶层映射系统TMS作为上层全局的映射系统结构稳定,采用One Hop算法,区域映射系统RMS作为底层映射系统位于不同的区域内对扩展性要求高,采用改进的Chord算法MChord。通过分层、分布式的方式部署映射服务器,有效地减少了服务器查询的节点数量。最后,对HD-MS进行了理论和仿真分析,结果表明在平均查询时延和平均查找路径长度方面优于LISP-DHT。针对移动性管理问题,在构建的HD-MS的基础上,设计了一种有效的移动性管理方案。本文根据道路状况对边缘接入网络进行了实际规划,通过引入分级注册机制减小了位置映射更新的时延和开销。此外,在本方案中引入了代理节点AP,每个终端车辆节点在一个自治域内时为其分配一个AP,映射服务器内注册的关于终端节点的RLOC即为该AP的IP地址。终端节点在域内移动时AP保持不变,只有在域间移动时向映射服务器更新车辆节点的EID-to-RLOC映射关系,从而减小了车辆节点在移动过程中对映射服务器的依赖。为了分析所提方案的性能,首先对映射更新时延进行仿真分析,然后从数学建模的角度出发,分别对切换时延、传输开销进行建模,并对方案性能做了理论分析讨论。分析结果表明所提出的移动性方案能够在低传输开销的同时有效地减小切换时延。
[Abstract]:The traditional IP address represents both location and identity, which has the problem of semantic overload, which is not conducive to the mobility of the terminal, but also to the scalability of the future network.Location and identity separation protocol network IDP / Locator Separation / ID-Loc SNN is an important direction to solve the future Internet problem. Terminal nodes can keep their identity unchanged in the process of mobile, and can naturally support mobility.Therefore, ID-Loc SN system can solve the handoff problem caused by the high-speed movement of vehicles.To discuss the mobility management mechanism of vehicle online communication in ID/Loc SN system, two key problems need to be solved. How to construct an efficient mapping system to reduce the analytic delay of mapping relationship.How to design an effective mobility management mechanism to reduce the handoff delay and transmission overhead caused by moving vehicles.Based on the research of LISP mapping system (LISP-DHT), this paper proposes a hierarchical and distributed HD-MS structure for mapping system.Firstly, when IP addresses vehicles, the region identification is introduced into the head of IP address. The vehicles in each region have the same IP address prefix when addressing.Then, this paper constructs the One Hop MChord bilevel mapping system by changing the deployment mode of the LISP-DHT mapping server from plane to hierarchical and distributed according to the region.The top-level mapping system (TMS) is stable as the upper global mapping system. The One Hop algorithm is adopted, and the region mapping system RMS is located in different regions with high scalability. The improved Chord algorithm is adopted.The mapping server is deployed in a hierarchical and distributed manner, which effectively reduces the number of nodes queried by the server.Finally, the theoretical and simulation analysis of HD-MS is carried out. The results show that HD-MS is superior to LISP-DHT in terms of average query delay and average lookup path length.In order to solve the mobility management problem, an effective mobility management scheme is designed based on the constructed HD-MS.In this paper, the edge access network is planned according to the road condition, and the delay and overhead of the location mapping update are reduced by introducing the hierarchical registration mechanism.In addition, the proxy node APs are introduced in this scheme. Each terminal vehicle node is assigned an APs when it is in an autonomous domain. The RLOC of the terminal node registered in the mapping server is the IP address of the AP.When the terminal node moves in the domain, the AP remains unchanged. Only when the terminal node moves between domains, the EID-to-RLOC mapping relationship of the vehicle node is updated to the mapping server, thus reducing the dependence of the vehicle node on the mapping server during the moving process.In order to analyze the performance of the proposed scheme, the mapping update delay is first simulated and analyzed. Then, from the point of view of mathematical modeling, the handoff delay and transmission overhead are modeled, and the scheme performance is analyzed and discussed theoretically.The analysis results show that the proposed mobility scheme can effectively reduce the handoff delay while reducing the transmission overhead.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:U463.67
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本文编号:1741599
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