延遲和數(shù)據(jù)丟失是無縫切換兩個很要害的因素 。水平切換通常發(fā)生在移動設備在兩個或更多小區(qū)間漫游 。當切換發(fā)生同一網(wǎng)絡中相鄰的小區(qū)間時 , 可以保證低延遲 。在一些非凡的環(huán)境 , 比如 , 微微小區(qū)間的高傳輸速率或移動設備的高密集區(qū) , 水平切換可以滿足數(shù)據(jù)包無丟失的要求 。
一般來講傳輸速率高的網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域比傳輸速率低的網(wǎng)絡覆蓋區(qū)域要小 。因此垂直切換到一個傳輸速率高的網(wǎng)絡 , 可以保證數(shù)據(jù)包不丟失 , 比如:從微小區(qū)切換到微微小區(qū) 。前提是對于移動設備來講均或使用這兩個網(wǎng)絡 , 假如傳輸速率高的網(wǎng)絡層發(fā)生擁塞 , 切換就不可能發(fā)生 , 數(shù)據(jù)包也就不會丟失 。
假如當前的網(wǎng)絡變?yōu)椴豢捎?, 比如用戶漫游出了宏小區(qū)覆蓋的范圍 , 移動終端無論是否同時接入這兩個網(wǎng)絡都會發(fā)生垂直切換 。當網(wǎng)絡連接暫時中斷 , 或新的網(wǎng)絡層的傳輸速率比以前網(wǎng)絡層的傳輸速率低 。此時數(shù)據(jù)包就會丟失 。
在不同網(wǎng)絡層之間發(fā)生切換時 , 還會導致網(wǎng)絡對移動終端提供服務質量發(fā)生改變 。例如:從無線LAN(2Mbps)切換到GSM(9.6kbps) 。有兩種方案支持帶寬的變化 。第一 , 基于移動終端的業(yè)務支持不同的服務質量 。這種方法的缺點是:移動終端不能支持“標準”的業(yè)務 。第二種方法 , 利用網(wǎng)絡代理或包過濾器支持同一網(wǎng)絡的終端使用的“標準”業(yè)務 。
3.1垂直切換技術在IP網(wǎng)中的應用
在數(shù)據(jù)網(wǎng)中 , 支持移動性的一般方法是使用交換器或路由器維護移動設備的永久地址和NPOA之間的關系 。IP網(wǎng)絡都采用了這種方法 。
在非移動的IP網(wǎng)中 , 網(wǎng)絡中的節(jié)點是固定的 。IP地址唯一地標識了節(jié)點以及所連接的子網(wǎng) 。依據(jù)目的地址數(shù)據(jù)包被發(fā)送到相應的IP子網(wǎng)中 。若節(jié)點是一個可移動的主機 , 當它漫游到一個新的子網(wǎng)時 , 此時IP地址以及和節(jié)點相關的舊子網(wǎng)和已存在的路由關系被打破 , 因此仍然按照以前的路由連接就不能使數(shù)據(jù)包發(fā)送到新的NPOA 。
在移動IP網(wǎng)中采用的基本方案是擴展IP的協(xié)議 , 答應透明編址的IP包傳送到移動主機(MH) 。MH連接到家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(HA)時 , 當MH漫游到另一個網(wǎng)絡時 , 它就需要一個轉交地址(COA) , 以標識MH當前連接到因特網(wǎng)中的地址 。COA可以是外地代理的地址在本地的村識 , 或者是MH獲得的當前連接的地址(例如:利用DHCP) 。COA要向MH的家鄉(xiāng)網(wǎng)絡的家鄉(xiāng)代理(HA)注冊 。
在移動IP中使用的不對稱的路由機制(又稱為“三角路由”) 。從MH到通信主機(CH)的路由是直達的 , 而從CH到MH的數(shù)據(jù)包在MH的家鄉(xiāng)網(wǎng)中被HA攔截(依據(jù)MH的IP地址標識的子網(wǎng)) 。HA利用COA把數(shù)據(jù)包向前傳遞到MH 。所以 , 數(shù)據(jù)包傳送的路徑明顯比最佳路徑長 。
現(xiàn)行IP網(wǎng)的協(xié)議為IPV4 , IPV4受到了地址范圍的制約 。正在開發(fā)的IPV6克服了這些限制 。這兩個版本均支持IP網(wǎng)的移動性 , 而且 , IPV6支持路由優(yōu)化 。
IPV6支持的路由優(yōu)化表面在所有節(jié)點(固定或移動)都保存連接關系表 , 用來緩存移動節(jié)點間的連接關系 。這種連接關系實際上表示了家鄉(xiāng)地址和COA之間的連接關系 。當把數(shù)據(jù)包發(fā)送到IPV6的目的地 , 節(jié)點檢查緩存的連接關系表 , 確定數(shù)據(jù)包的目的地址 。若能在關系表中找到 , 節(jié)點直接把數(shù)據(jù)包送到關系表中的COA地址 。當MH漫游到另一個網(wǎng)絡時 , MH必須把新的COA發(fā)送到相關的通信主機 。采用緩存連接關系表 , 數(shù)據(jù)包可以直接傳送而不再經(jīng)過HA , 這樣使得路由更新更有效率 。
3.2水平切換技術在IP網(wǎng)中的應用
在IP網(wǎng)絡中支持水平切換的主要技術有兩種:IP多播和ARP切換 。
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