移動IPv6服務質量的深入研究
前面我們探討了關于移動IPv6技術的基本概念,現在我們來了解一下有關于這項技術的服務質量問題。在移動通信中,我們這里舉例是CDMA制式,那么在這個系統網絡中移動IPv6服務質量又是如何呢?讓我們深入研究下這個問題。
移動IPv6服務質量問題
當移動節點改變網絡連接點時,數據包經過的中間網絡域可能發生變化。因此,在這些網絡域中需要提供適當的服務質量支持,這樣運行在移動節點上的對服務質量敏感的應用程序才能保持可用的服務等級。
1基于RSVP的移動IPv6服務質量體系
基于RSVP(資源預留協議)的移動IPv6服務質量體系提出了一套移動網絡中的信令協議,當移動主機從一個子網移動到另一個子網時,允許移動主機在當前位置的路徑上建立和維持預留資源。
移動IPv6對QoS的支持主要表現在流標記(flowlabel)域,流標記是按位產生的偽隨機數,在一定的時間內,源端不能重用流標記。流標記為0指示這個包不屬于任何流。普通的移動IPv6技術與RSVP結合,在標識流時有兩種方式:一種是基于移動節點的家鄉地址來標識流的源端或者目的端;另一種方式是用移動節點的轉交地址(COA)來標識流的源端或者目的端。但不論是哪種方式,都存在一些問題:如果使用移動節點的家鄉地址來標識流,則可能會出現包分類的不匹配問題,預留路徑上中間路由器的包分類將可能是基于移動節點的家鄉地址而不是基于移動節點的轉交地址,因此該種方法是不可行的。如果用移動節點的轉交地址來標識流,當移動節點移動到另一個子網時,攜帶了新的轉交地址的PATH消息與RESV消息將會觸發預留路徑上的路由器進行新的資源預留,而不是重用原來的資源預留,即使新路徑只是在舊路徑基礎上的簡單更改。因此,無論移動節點作為源端或目的端,都必須在切換后的新路徑上重新進行資源預留,不能實現流透明。
針對移動IPv6QoS模型的不足,通過對移動IPv6和RSVP進行擴展,出現了一些改進的移動IPv6QoS模型。其中包括新加坡國立大學CharlesQi Shen提出的“流透明的移動IPv6QoS模型",德國柏林工業大學的Xiaoming Fu提出的“移動IPv6基于條件的QoS切換模型"等。
CharlesQiShen的方法為了實現流透明,把移動節點發出的包的“家鄉地址選項"的存放位置由目的地選項頭標改為中繼點選項頭標(hop-by-hopoption header),需要路徑上所有的中間路由器都對每個包的中繼點選項頭標進行檢查,當路徑經過的路由器非常多時代價很大,因此這種移動IPv6QoS模型沒有可擴展性。
XiaomingFu的方法采用了基于層次化管理的QoS條件切換機制,減少了域內切換時的信令的數目,但只是提出了一種框架,并沒有具體的QoS處理機制,而且沒有考慮流透明。
2基于區分服務的移動IPv6服務質量體系
基于區分服務的移動IPv6服務質量體系中,每個管理域中至少有一個全局服務器,稱為全局服務質量代理(GQA),在控制面上;有幾個歸屬節點作為歸屬服務質量代理(LQA),在傳輸面上。GQA和LQA之間的通信采用COPS(commonopenpolicyservice)。由于在中心服務器上保留全局信息,并且將控制和數據傳輸分開,因此用于移動環境時非常靈活,易于添加新的服務,并且更加有效。該結構還考慮了集成移動IPv6和區分服務的其它問題,如移動環境下的網絡資源提供、缺乏動態配置問題、服務等級約定的定義和選擇、移動數據流的標識和計費問題等。但區分服務用于移動IP中存在以下問題:
◆區分服務比較適用于設計周全、帶寬合理分配的網絡,支持移動環境的網絡由于網絡中的節點隨時移動,因而業務量模型比較復雜。
◆在區分服務中,不同QoS區域(如不同的ISP提供的網絡)的業務等級協商(SLA)常常是靜態的,移動IP的高動態環境與區分服務的靜態帶寬分配是相矛盾的,因此為了MN的動態帶寬分配需要,必須支持動態的業務等級協商。
◆在不同QoS區域的入口處,網絡的邊緣路由器要對分組流進行識別,傳統分組流可以通過分組頭標上的五元組來識別。而移動IPv6中的分組的源IP地址(MN發送的分組)或目的IP地址(MN接收的分組)是MN的轉交地址,該地址是隨著節點的移動動態地變化。
為了在移動IP網絡上實現區分服務,應精細設計提供移動服務的網絡,動態預測移動節點對帶寬的需求和接入的MN數,或采用資源預留等信令機制,更準確地預測滿足移動節點QoS所需的帶寬。
3影響移動IPv6服務質量的深入研究的其它問題
MN在越區切換時引入的分組傳輸延時和分組丟失也是移動IP急需解決的問題,這個問題不解決,移動IP的QoS保證就無從談起。
目前,關于移動IP快速切換的提案很多,基本思路主要有:分組緩存、組播和基于移動觸發的預先切換等。另外,移動IP的資源預留、MN注冊過程中的認證以及移動IPv6頭標壓縮的同步規程都將在MN的切換過程中引入延時,因此移動IP的越區切換需要更加有效的方法。