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移動IP的多層次位置管理及路由優(yōu)化( 二 )

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當(dāng)MN從HLR1域移動到HLR2域時，當(dāng)MN從MSC1/VLR1下的RA1移動到MSC2/VLR2下的RA2時，MN通過當(dāng)前MSC2向HLR發(fā)出局部注冊請求，注冊其當(dāng)前RA2中CoA：（1）VLR2收到MN的注冊請求，產(chǎn)生臨時注冊；（2）切換域HLR2收到VLR2的注冊請求，確定其為切換進來的新用戶 。若HLR2專用存儲區(qū)中無該用戶的記錄信息，則HLR2在其專用存儲區(qū)中生成臨時記錄，并向VLR2發(fā)確認信息（含MN的合法性檢查），且向上一級HLR轉(zhuǎn)發(fā)注冊請求；（3）上一級HLR更新MN的位置信息，并向MN的位置HLR2發(fā)確認信息（含MN的合法性檢查）；HLR2向VLR2發(fā)確認信息（含MN的合法性檢查）；（5）VLR2向RA2 并從而向MN確認 。類似情況，其注銷過程也與上述HLR2域內(nèi)的相似 。
依次類推，每一級HLR負責(zé)該級直接下屬HLR間切換的移動用戶的注冊，而不必遠程的HA的參與 。這種多層次的智能位置治理機制可最大限度地降低注冊時延，再引入位置猜測機制，可降低切換時延，從而提高系統(tǒng)的效率和性能 。
2.2 位置猜測機制
2.2.1 移動IP的位置猜測
為了取得平滑切換，在本地注冊域內(nèi)采用鄰居單播的方法，由RA或HLR同時單播分組給即將到達的新BS及當(dāng)前BS，新BS預(yù)先緩存分組 。當(dāng)MN切換到該BS時，新BS將MN還沒接收到的分組轉(zhuǎn)發(fā)給MN，從而實現(xiàn)切換的最小分組丟失 。如圖2，處于BS 1處的MN告訴BS 1它的位置狀態(tài)信息（方向、距離等），BS 1根據(jù)這些信息猜測MN即將去往的相鄰基站BS 2，并在MN即將離開自己時通知HLR該位置猜測結(jié)果，要求HLR同時單播分組到BS 2，BS 2緩存分組 。當(dāng)MN進入BS 2的蜂窩時，BS 2轉(zhuǎn)發(fā)緩存的MN沒有收到的數(shù)據(jù)給MN 。
一般說來，MN不是隨機的、而是可以猜測的移動 。比如，在街道上的MN，應(yīng)當(dāng)沿著街道的方向移動 。因此，在非凡的區(qū)域，根據(jù)MN以前的位置狀態(tài)，可以猜測MN的下一個基站 。
假定自由空間的傳輸模式，MN接收到基站的信號強度取決于兩者之間的距離，若MN在基站的無線通信范圍內(nèi)，可以收到所有分組，否則，丟失所有分組 。設(shè)ｉ為與當(dāng)前基站BS0相鄰的六個基站以及當(dāng)前基站BS0中的一個，如圖3，（ｘｉ, ｙｉ）為基站ｉ的發(fā)射塔位置，（ｘ，ｙ）為MN的當(dāng)前位置，則MN與基站ｉ之間的距離ｄｉ=（ｉ=0，1，2，3，4，5，6）
隨著MN的移動，ｄｉ也隨著改變，其中可能有三（四）個會隨之減小，而另四（三）個則隨之增加 。ｄｉ減小的基站極有可能是MN可能去往的基站 。當(dāng)ｄｉ=Ｒ（Ｒ為基站的無線通信范圍的半徑 。滿足這個條件的基站ｉ最多有三個）時，MN已進入基站ｉ的無線通信范圍內(nèi)，但還沒有中斷與當(dāng)前基站BS0的通信，這時當(dāng)前基站通知RA或HLR其單播鄰居列表，RA或HLR根據(jù)單播鄰居單播列表單播分組，基站ｉ緩存分組 。當(dāng)MN進入基站ｉ的蜂窩時，在切換期間緩存的分組及時發(fā)送到MN 。
2.2.2 移動IP的接續(xù)猜測
當(dāng)基站ｉ接收到MN的注冊請求時，使用多層次移動治理處理該請求 。首先，基站ｉ檢查該MN是否是新注冊的，若是，則在適當(dāng)?shù)腍LR中保存該地址，同時根據(jù)擴展的注冊請求消息進行位置猜測，產(chǎn)生單播鄰居列表和鄰居單播通知距離ｄｎ=Ｒ（即當(dāng)ｄｉ=Ｒ時當(dāng)前基站通知RA或HLR根據(jù)單播鄰居列表向基站ｉ單播分組） 。并轉(zhuǎn)發(fā)該注冊請求到RA；否則，當(dāng)前基站檢查是否到了通知距離，若是，把單播鄰居列表附在注冊請求消息中轉(zhuǎn)發(fā)給RA ?；窘邮盏接嘘P(guān)該MN的第一次注冊響應(yīng)時，檢查其緩沖區(qū)，看是否有該MN的分組，若有，則轉(zhuǎn)發(fā) 。為防止收到相同的分組，在注冊請求消息中表明其最近收到的分組ID，基站將據(jù)此轉(zhuǎn)發(fā) 。
3 優(yōu)化路由的VPN安全解決方案
移動IP的注冊本地化機制給路由優(yōu)化提供了便利 。當(dāng)CN要向MN發(fā)送數(shù)據(jù)分組時，CN問尋HLR而獲得MN的當(dāng)前CoA，然后直接將數(shù)據(jù)分組隧道給MN的CoA，CN可以捆綁MN的CoA，以便下一次發(fā)送數(shù)據(jù)分組時無需再次訪問HLR 。由于路由優(yōu)化會帶來新的安全問題，為解決安全問題而為CN與MN進行相互認證的密鑰數(shù)目必定呈幾何級數(shù)增長，因而路由優(yōu)化一般被認為意義不大 。但虛擬專用網(wǎng)（VPN）技術(shù)有望解決這一問題 。VPN技術(shù)應(yīng)用于解決移動IP的安全問題時采用IPSec協(xié)議 。

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