MANET与INTERNET的互联——一种基于移动IP的动态网关的研究与实现
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摘要
MANET(Mobile Ad Hoc Networks)是由一组带有无线收发装置、同时具有主机和路由器功能的移动节点组成的一个多跳的、临时性自治网络,是一种没有有线基础设施支持的移动网络。
随着Internet上实时多媒体业务的逐步开展,促使人们考虑将MANET和基础设施网络尤其是Internet互联,用来拓展固定网络的无线应用空间并真正实现全球网络的无缝隙化。所以研究MANET和Internet的互联具有深刻意义和实用价值。目前在MANET网络到Internet互联的研究领域,采用的方案多为选取某一个固定节点作为网关。
移动IP是一种在全球因特网上提供移动功能的方案,它具有可扩展性、可靠性和安全性,并使节点在切换链路时仍可保持正在进行的通信。
本课题来源于教育部出国人员项目,目标是开发一套结合MANET路由协议与移动IP的动态网关的解决方案,从而实现MANET到Internet的动态互联。本课题所关注的是一种基于移动IP的动态网关解决方案。
文章首先讨论了移动IP的工作原理,关键技术及其实现方式,接着着重论述了基于移动IP的动态网关体系结构,包括网关发现机制,网关切换机制等,并阐述了Ad Hoc相关协议,如AODV,OLSR等。
在上面研究的基础上,文章对我们提出的解决方案进行分析。根据功能需求情况,确定了最终应用程序的模块设计思想,以及移动IP模块和Ad Hoc协议模块进程通信的机制。并提出一种动态网关算法,以实现网关的发现和网关切换。文章的最后还对程序测试及仿真做了简要说明,测试结果表明表明本课题所设计的动态网关的方案可以在不增加网络额外开销的情况下实现MANET到Internet的动态互联。
最后,文章指出了研究中的不足之处和下一步的研究方向。
MANET (Mobile Ad Hoc Networks) is a temporary autonomous network which consists of many router-enabled mobile nodes with radio transceiver devices. And it does not have a wired infrastructure to support mobile networks.
As the development of real-time multimedia services over Internet, it prompts people to consider the connectivitis between MANET and infrastructure networks especially Internet to expand the fixed network and the wireless applications. Therefore, the research of connectivities between MANET and Internet has profound significance and practical value. Currently, the main stream research method is that appoint one fixed node as a selected gateway.
Mobile IP is a global mobile features available on the Internet program, it has scalability, reliability and security, and the communication maintains when mobile node switch among different links.
This project comes from the Ministry of Education personnel abroad, which aims to develop a combination of MANET routing protocols and mobile IP, dynamic gateway solution, in order to achieve a dynamic MANET connected to the Internet. The issue of concern is based on the dynamics of mobile IP gateway solution.
The paper first discusses the mobile IP working principle, the key technologies and their implementations, and then focuses on the dynamics of the gateway based on mobile IP architecture, including the gateway discovery mechanism, gateway switching mechanism, and describes the Ad Hoc relevant protocol, such as AODV, OLSR and so on.
According to requirements, we design the final application, the module design ideas, as well as mobile IP module and the Ad hoc Protocol Module process communication mechanism. And we propose a dynamic gateway algorithm to achieve the gateway discovery and gateway handoff. At the end of this paper, we also discribe the test scenarios and NS2 simulation, the test results show that our scheme has achieve the goal without increasing the network overhead.
Finally, the paper points out the shortcomings of the study and future research directions.
随着Internet上实时多媒体业务的逐步开展,促使人们考虑将MANET和基础设施网络尤其是Internet互联,用来拓展固定网络的无线应用空间并真正实现全球网络的无缝隙化。所以研究MANET和Internet的互联具有深刻意义和实用价值。目前在MANET网络到Internet互联的研究领域,采用的方案多为选取某一个固定节点作为网关。
移动IP是一种在全球因特网上提供移动功能的方案,它具有可扩展性、可靠性和安全性,并使节点在切换链路时仍可保持正在进行的通信。
本课题来源于教育部出国人员项目,目标是开发一套结合MANET路由协议与移动IP的动态网关的解决方案,从而实现MANET到Internet的动态互联。本课题所关注的是一种基于移动IP的动态网关解决方案。
文章首先讨论了移动IP的工作原理,关键技术及其实现方式,接着着重论述了基于移动IP的动态网关体系结构,包括网关发现机制,网关切换机制等,并阐述了Ad Hoc相关协议,如AODV,OLSR等。
在上面研究的基础上,文章对我们提出的解决方案进行分析。根据功能需求情况,确定了最终应用程序的模块设计思想,以及移动IP模块和Ad Hoc协议模块进程通信的机制。并提出一种动态网关算法,以实现网关的发现和网关切换。文章的最后还对程序测试及仿真做了简要说明,测试结果表明表明本课题所设计的动态网关的方案可以在不增加网络额外开销的情况下实现MANET到Internet的动态互联。
最后,文章指出了研究中的不足之处和下一步的研究方向。
MANET (Mobile Ad Hoc Networks) is a temporary autonomous network which consists of many router-enabled mobile nodes with radio transceiver devices. And it does not have a wired infrastructure to support mobile networks.
As the development of real-time multimedia services over Internet, it prompts people to consider the connectivitis between MANET and infrastructure networks especially Internet to expand the fixed network and the wireless applications. Therefore, the research of connectivities between MANET and Internet has profound significance and practical value. Currently, the main stream research method is that appoint one fixed node as a selected gateway.
Mobile IP is a global mobile features available on the Internet program, it has scalability, reliability and security, and the communication maintains when mobile node switch among different links.
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The paper first discusses the mobile IP working principle, the key technologies and their implementations, and then focuses on the dynamics of the gateway based on mobile IP architecture, including the gateway discovery mechanism, gateway switching mechanism, and describes the Ad Hoc relevant protocol, such as AODV, OLSR and so on.
According to requirements, we design the final application, the module design ideas, as well as mobile IP module and the Ad hoc Protocol Module process communication mechanism. And we propose a dynamic gateway algorithm to achieve the gateway discovery and gateway handoff. At the end of this paper, we also discribe the test scenarios and NS2 simulation, the test results show that our scheme has achieve the goal without increasing the network overhead.
Finally, the paper points out the shortcomings of the study and future research directions.
引文
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[2].移动IP技术详解
[3]. Mobile IP概念,机制和需要解决的问题http://info.tele.hc360.com/HTML/001/002/013/48450.htm
[4]. C. Perkins, RFC2002 IP Mobility Support October 1996
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[13].任宇森,尚风军,雷阳移动IP移动性管理技术综述[学位论文],重庆,重庆邮电大学
[14].雷涛,浅论Internet中的移动IP技术[学位论文],广州,华南师范大学
[15].林玲,下一代路由技术——移动IP南京,江苏省公众多媒体通信局
[16].樊自甫万晓榆,IP技术的发展及其地址移动性的研究[学位论文],重庆,重庆邮电学院
[17].朱强,基于私网穿越的移动IP无缝切换改进办法,微计算机信息,2008,(24)：5-2
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[20].C. Perkins, RFC2004 Minimal Encapsulation within IP October 1996
[21].D. Farinacci RFC1701 Generic Routing Encapsulation (GRE) October 1994
[22].S. Deering, RFC1191 Path MTU Discovery November 1990
[23].杨宏林,IPv6技术及其发展现状,广东,广东省电信规划设计院
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[25].李浩君,邱飞岳,王丽萍,Ad Hoc无线网络路由协议研究与展望,中国通信网
[26].AdHoc无线网络路由协议设计分析及要求,http://network.51cto.com/art/200911/164492.htm
[27].张禄林,李承恕,MANET路由选择协议的比较分析研究[学位论文],北京,北京交通大学
[28].AdHoc无线网络路由协议研究与展望,http://www.qqread.com/wireless/n268058.html
[29].王海涛,郑少仁,移动Ad hoc网络路由协议及其性能比较
[30].高方勇,浅谈无线网状网路由技术与协议分析[学位论文],广州,广州大学华软软件学院
[31].徐瑞,陈华胜,李伟华,MANET与Internet互连的网关选择策略研究进展[学位论文],西安,西北工业大学
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[33].李国强、靳浩、武穆清,MANET与现有无线网络的互联研究[学位论文],北京,北京邮电大学
[34].Ulf JonssonFredrik Alriksson, MIPMANET-mobile IP for mobile ad hoc networks,Boston, Massachusetts, USA 2000
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[37].赵红毅,移动IP技术及Dynamics HUT Mobile IP应用研究[学位论文],西安,西安交通大学
[38].王忠,葛远庭,张景春,移动自组织网络中OLSRv2协议研究[学术论文],兰州,兰州大学
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