NSIS在移動IPV6實(shí)時業(yè)務(wù)中的應(yīng)用研究.doc

精品論文nsis在移動ipv6實(shí)時業(yè)務(wù)中的應(yīng)用研究周充濾 北京郵電大學(xué)信息與通信學(xué)院，北京（100876） e-mail：摘要：隨著internet技術(shù)的發(fā)展，實(shí)時業(yè)務(wù)與日俱增。與傳統(tǒng)的ip業(yè)務(wù)不同，這些業(yè)務(wù)對 時延、帶寬等也有明確的要求。與此同時，由于移動通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，實(shí)時業(yè)務(wù)被引入到移動網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，從而對移動網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的服務(wù)質(zhì)量（qos）保證提出了新的要求， 因此，如何在移動ip網(wǎng)絡(luò)中提供qos保證是目前研究的熱點(diǎn)。本文將nsis（下一代信令，next steps in signaling）引入到移動ipv6網(wǎng)絡(luò)中，并闡述其是如何為移動ipv6網(wǎng)絡(luò)中的實(shí) 時業(yè)務(wù)提供資源預(yù)留，以保證實(shí)時業(yè)務(wù)的帶寬要求。關(guān)鍵詞：qos；nsis；mipv6中圖分類號：tp1. 引言現(xiàn)有的移動 ipv61的 qos 解決方案大都是基于 rsvp2協(xié)議的，但鑒于 rsvp 在安全 性、靈活性和擴(kuò)展性等方面面臨著諸多問題，為此，ietf 成立了 nsis 工作組，引入了下 一代信令協(xié)議nsis。nsis 根據(jù)模塊化的要求將信令協(xié)議分成了兩層：信令傳輸層（ntlp）和信令應(yīng)用層（nslp），這種體系結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了 nsis 的靈活性和可 擴(kuò)展性。本文參考了 ietf 相關(guān) nsis 協(xié)議的標(biāo)準(zhǔn)，提出了一種 nsis 如何在移動 ipv6 環(huán)境下為 實(shí)時業(yè)務(wù)建立 qos 資源預(yù)留的方法。2. 介紹2.1 nsis的基本設(shè)計(jì)思想2001 年 11 月 ietf 成立了 nsis 工作組，致力于研究下一代信令的需求、體系結(jié)構(gòu)以 及協(xié)議實(shí)現(xiàn)等問題。nsis 主要解決沿著數(shù)據(jù)路徑的網(wǎng)絡(luò)控制狀態(tài)建立問題，它根據(jù)模塊化 的要求將信令協(xié)議分成了兩層：信令傳輸層（nsis transport layer protocol，ntlp）和信 令應(yīng)用層（nsis signaling layer protocol，nslp），這種體系結(jié)構(gòu)在很大程度上決定了 nsis 的靈活性和可擴(kuò)展性。其協(xié)議體系結(jié)構(gòu)如圖 1 所示：圖 1 nsis 協(xié)議的體系結(jié)構(gòu)- 5 -信令應(yīng)用層協(xié)議 nslp 用于執(zhí)行特定的信令應(yīng)用功能（如 qos nslp、nat/fw nslp等），本文中我們只關(guān)注 nslp 對 qos 資源預(yù)留的支持。信令傳輸層協(xié)議 ntlp 主要是針 對上層不同的信令應(yīng)用流提供統(tǒng)一的信令消息傳輸服務(wù)。信令消息的傳輸和安全保證是延 用已存在并廣泛使用的傳輸和安全協(xié)議（比如 tcp、udp、sctp、dccp）來提供的。2.2 nsis 與 rsvp 的比較同是作為基于 ip 的 qos 信令協(xié)議，nsis 與 rsvp 相比有許多優(yōu)點(diǎn)：在支持移動性方 面，rsvp 不支持，而 nsis 支持；在協(xié)議結(jié)構(gòu)方面，rsvp 是單層協(xié)議結(jié)構(gòu)，nsis 具有模 塊化的靈活的體系結(jié)構(gòu)；在組播通信方面，rsvp 支持組播，而 nsis 只支持點(diǎn)到點(diǎn)單播通 信信令服務(wù)，降低了大多數(shù)采用單播通信的應(yīng)用的復(fù)雜度；在信令應(yīng)用范圍方面，rsvp 只支持端到端信令應(yīng)用，nsis 支持端到端/主機(jī)到邊緣/邊緣到邊緣等多種信令應(yīng)用模式。2.3nsis qos nslpqos nslp 的設(shè)計(jì)與 rsvp 相類似，采用軟狀態(tài)的 peer-to-peer 更新消息作為基本的狀 態(tài)管理機(jī)制。qos nslp 擴(kuò)展了 rsvp 資源預(yù)留機(jī)制，不僅支持接收端發(fā)起的預(yù)留還支持 發(fā)端發(fā)起的預(yù)留、雙向預(yù)留、以及任意節(jié)點(diǎn)間如 edge-to-edge 或 end-to-access 的預(yù)留。qos nslp 的主要消息類型包括：reserve、 query、response。圖 2 為發(fā)端發(fā)起的信令 流程和收端發(fā)起的信令流程圖。圖 2 發(fā)端發(fā)起的信令流程和收端發(fā)起的信令流程圖3. nsis qos nslp在移動ipv6實(shí)時業(yè)務(wù)中的應(yīng)用我們將以實(shí)時視頻共享業(yè)務(wù)為例，說明 nsis 是如何保證移動 ipv6 網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)時業(yè)務(wù) 的。如圖 3 和圖 5 所示，假設(shè) cn 正和移動節(jié)點(diǎn) mn 進(jìn)行視頻共享業(yè)務(wù)。3.1 cn作為視頻共享的發(fā)起端的情形如圖 3 所示，在移動 ipv6 網(wǎng)絡(luò)中，若通信對端節(jié)點(diǎn)（correspondent node，cn）作為 視頻共享的發(fā)起端，當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)（mobile node，mn）移動到外地網(wǎng)絡(luò)后，經(jīng)過以下兩個 步驟，cn 就能在新的通信路徑上發(fā)起 qos 資源預(yù)留的信令流程：步驟 1、mn 收到 cn 從三角路由發(fā)送過來的數(shù)據(jù)包；步驟 2、cn 收到 mn 發(fā)送過來的“綁定更新”消息（binding update，bu），完成移動ipv6 綁定更新的消息流程。cn rou ter切換前數(shù)據(jù)流三角路由的數(shù)據(jù)流bu qn eba qn e 優(yōu)化路由數(shù)據(jù)流bu /ba 消息accessrou ter aha babu ip t un nelaccessrou ter bsubnet a subnet bhoamn mn coa圖 3 cn 作為數(shù)據(jù)發(fā)送端時 nsis 在典型的移動 ipv6 網(wǎng)絡(luò)中的拓?fù)鋱D 3 中在新的通信路徑上 nsis 建立 qos 資源預(yù)留的信令流程如下：1、mn 從子網(wǎng) a 移動到子網(wǎng) b 后，會獲得子網(wǎng) b 分配給它的轉(zhuǎn)交地址 coa；2、mn 向家鄉(xiāng)代理 ha 發(fā)送 bu 消息；3、cn 發(fā)給 mn 的數(shù)據(jù)包由 ha 截獲并轉(zhuǎn)交給 mn（三角路由）；4、mn 收到 cn 的第一個從三角路由發(fā)過來的數(shù)據(jù)包后，向 cn 發(fā)送 bu 消息；5、當(dāng) cn 收到 mn 發(fā)送過來的 bu 消息后，作為數(shù)據(jù)發(fā)送端，cn 發(fā)起 nsis qos 資源 預(yù)留信令流程；6、cn 發(fā)送 reserve 消息，在新的通信路徑上作相關(guān)資源預(yù)留工作。 詳細(xì)流程圖如圖 4 所示：ttriangular _ data + tbutgist + tqos _ nslp圖 4 cn 作為數(shù)據(jù)發(fā)送端時的詳細(xì)流程圖經(jīng)過上述步驟以后，cn和移動節(jié)點(diǎn)mn之間便利用nsis在新的路徑上建立起了qos資源預(yù)留。cn和移動節(jié)點(diǎn)mn之間便能在新的路徑上進(jìn)行有帶寬保證的實(shí)時視頻共享業(yè)務(wù) 了。3.2 mn 作為視頻共享的發(fā)起端的情形在移動 ipv6 網(wǎng)絡(luò)中，若移動節(jié)點(diǎn)（mobile node，mn）作為視頻共享的發(fā)起端，當(dāng)移 動節(jié)點(diǎn) mn 移動到外地網(wǎng)絡(luò)后，cn 收到 mn 從三角路由發(fā)送過來的數(shù)據(jù)包，cn 就能在新 的通信路徑上發(fā)起新的 qos 資源預(yù)留的信令流程。圖 5 為 mn 作為數(shù)據(jù)發(fā)送端時 nsis 在典型的移動 ipv6 網(wǎng)絡(luò)中的拓?fù)鋱D：圖 5 mn 作為數(shù)據(jù)發(fā)送端時 nsis 在典型的移動 ipv6 網(wǎng)絡(luò)中的拓?fù)鋱D如圖 5，在新的通信路徑上 nsis 建立 qos 資源預(yù)留的信令流程如下：1、mn 從子網(wǎng) a 移動到子網(wǎng) b 后，會獲得子網(wǎng) b 分配給它的轉(zhuǎn)交地址 coa；2、mn 繼續(xù)向 cn 發(fā)送數(shù)據(jù)包；3、mn 發(fā)給 cn 的數(shù)據(jù)包由 ha 截獲并轉(zhuǎn)交給 cn（三角路由）；4、cn 收到 mn 第一個從三角路由發(fā)過來的數(shù)據(jù)包后，cn 向 mn 發(fā)送 query 消 息，發(fā)起 nsis qos 資源預(yù)留信令流程；5、mn 向 cn 發(fā)送 reserve 消息，在新的通信路徑上做相關(guān)資源預(yù)留工作。 詳細(xì)流程圖如圖 6 所示：ttriangular _ datatgist + tqos _ nslp圖 6 mn作為數(shù)據(jù)發(fā)送端時nsis在典型的移動ipv6網(wǎng)絡(luò)中的拓?fù)鋱D經(jīng)過上述步驟以后，移動節(jié)點(diǎn) mn 和 cn 之間便利用 nsis 在新的路徑上建立起了 qos 資源預(yù)留。移動節(jié)點(diǎn) mn 和 cn 之間便能在新的路徑上進(jìn)行有帶寬保證的實(shí)時視頻共 享業(yè)務(wù)了。4. 結(jié)論通過本文分析可以看出，nsis 能為移動 ipv6 網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)時視頻共享業(yè)務(wù)提供良好資 源預(yù)留功能，移動網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的服務(wù)質(zhì)量（qos）保證通過 nsis 能得到更好的保證。 和 傳統(tǒng)的 rsvp 資源預(yù)留協(xié)議相比較 nsis 由于有著良好的安全性、靈活性和可擴(kuò)展性，隨著 internet 技術(shù)的飛速發(fā)展，實(shí)時業(yè)務(wù)不斷增多，nsis 作為新的信令協(xié)議必將得到不斷的發(fā) 展。參考文獻(xiàn)1 rfc3775mobility support in ipv6. internet engineering task forcesamerican：ietf，june.2004 2 rfc2205 resource reservation protocol version 1 function2al specification s american ： ietf，september.1997the research of nsis in real-time service in the mobileipv6 environmentzhou chonglvcommunication network lab, beijing university of posts and telecommunications (100876)abstractwith the rapid development of internet technology, there are more and more real-time services, which have clear requirements on time delay and bandwidth emerge. and at the same time these services areintroduced into mobile ip network ,so there are new demands of qos i