第三代移动多媒体网络中的无缝切换( 二 )


延迟和数据丢失是无缝切换两个很要害的因素 。水平切换通常发生在移动设备在两个或更多小区间漫游 。当切换发生同一网络中相邻的小区间时 , 可以保证低延迟 。在一些非凡的环境 , 比如 , 微微小区间的高传输速率或移动设备的高密集区 , 水平切换可以满足数据包无丢失的要求 。
一般来讲传输速率高的网络覆盖区域比传输速率低的网络覆盖区域要小 。因此垂直切换到一个传输速率高的网络 , 可以保证数据包不丢失 , 比如:从微小区切换到微微小区 。前提是对于移动设备来讲均或使用这两个网络 , 假如传输速率高的网络层发生拥塞 , 切换就不可能发生 , 数据包也就不会丢失 。
假如当前的网络变为不可用 , 比如用户漫游出了宏小区覆盖的范围 , 移动终端无论是否同时接入这两个网络都会发生垂直切换 。当网络连接暂时中断 , 或新的网络层的传输速率比以前网络层的传输速率低 。此时数据包就会丢失 。
在不同网络层之间发生切换时 , 还会导致网络对移动终端提供服务质量发生改变 。例如:从无线LAN(2Mbps)切换到GSM(9.6kbps) 。有两种方案支持带宽的变化 。第一 , 基于移动终端的业务支持不同的服务质量 。这种方法的缺点是:移动终端不能支持“标准”的业务 。第二种方法 , 利用网络代理或包过滤器支持同一网络的终端使用的“标准”业务 。
3.1垂直切换技术在IP网中的应用
在数据网中 , 支持移动性的一般方法是使用交换器或路由器维护移动设备的永久地址和NPOA之间的关系 。IP网络都采用了这种方法 。
在非移动的IP网中 , 网络中的节点是固定的 。IP地址唯一地标识了节点以及所连接的子网 。依据目的地址数据包被发送到相应的IP子网中 。若节点是一个可移动的主机 , 当它漫游到一个新的子网时 , 此时IP地址以及和节点相关的旧子网和已存在的路由关系被打破 , 因此仍然按照以前的路由连接就不能使数据包发送到新的NPOA 。
在移动IP网中采用的基本方案是扩展IP的协议 , 答应透明编址的IP包传送到移动主机(MH) 。MH连接到家乡网络(HA)时 , 当MH漫游到另一个网络时 , 它就需要一个转交地址(COA) , 以标识MH当前连接到因特网中的地址 。COA可以是外地代理的地址在本地的村识 , 或者是MH获得的当前连接的地址(例如:利用DHCP) 。COA要向MH的家乡网络的家乡代理(HA)注册 。
在移动IP中使用的不对称的路由机制(又称为“三角路由”) 。从MH到通信主机(CH)的路由是直达的 , 而从CH到MH的数据包在MH的家乡网中被HA拦截(依据MH的IP地址标识的子网) 。HA利用COA把数据包向前传递到MH 。所以 , 数据包传送的路径明显比最佳路径长 。
现行IP网的协议为IPV4 , IPV4受到了地址范围的制约 。正在开发的IPV6克服了这些限制 。这两个版本均支持IP网的移动性 , 而且 , IPV6支持路由优化 。
IPV6支持的路由优化表面在所有节点(固定或移动)都保存连接关系表 , 用来缓存移动节点间的连接关系 。这种连接关系实际上表示了家乡地址和COA之间的连接关系 。当把数据包发送到IPV6的目的地 , 节点检查缓存的连接关系表 , 确定数据包的目的地址 。若能在关系表中找到 , 节点直接把数据包送到关系表中的COA地址 。当MH漫游到另一个网络时 , MH必须把新的COA发送到相关的通信主机 。采用缓存连接关系表 , 数据包可以直接传送而不再经过HA , 这样使得路由更新更有效率 。
3.2水平切换技术在IP网中的应用
在IP网络中支持水平切换的主要技术有两种:IP多播和ARP切换 。

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