基于L2觸發(fā)的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)切換研究
圖4為不同網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷下丟包數(shù)目的對比,隨著網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷增大,丟包的數(shù)目急劇增加。例如網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷為50 kb/s時無L2觸發(fā)丟包35,有L2觸發(fā)丟包15;網(wǎng)絡(luò)負(fù)荷為384 kb/s時,無L2觸發(fā)丟包307,有L2觸發(fā)丟包138。由圖4計算得知,有L2觸發(fā)切換比無L2觸發(fā)的平均丟包降低59%。
從圖3和圖4可知,基于MIH協(xié)議的L2觸發(fā)顯著地優(yōu)化了切換期間的時延和丟包。基于L2觸發(fā)切換方案的預(yù)測系數(shù)和移動節(jié)點(diǎn)速度對切換性能起決定性作用。因此,本文下面分析不同移動速度、不同預(yù)測系數(shù)對L2觸發(fā)切換的中斷概率、丟包率和網(wǎng)絡(luò)使用率的影響。
圖5為移動節(jié)點(diǎn)在不同速度下切換中斷概率的對比。中斷概率定義為:中斷概率=,切換時延包括鏈路層切換時延和網(wǎng)絡(luò)層移動檢測、IP地址配置、綁定更新產(chǎn)生時延總和。如果中斷概率為0表示切換是平滑的,移動節(jié)點(diǎn)在斷開服務(wù)網(wǎng)絡(luò)之前已完成切換過程,中斷概率越大表示L2觸發(fā)切換越類似于無L2切換觸發(fā)情形。移動節(jié)點(diǎn)速度為1 m/s時,不同預(yù)測系數(shù)α中斷概率相差不大;移動速度達(dá)到20 m/s時,α=1.4比α=1.1的切換中斷概率降低30%。因此,移動速度增大時,α也需相應(yīng)地增大,從而獲取最佳切換性能。
圖6為移動節(jié)點(diǎn)在不同速度下切換丟包率的對比,丟包率定義為:丟包率=。顯然,相同速度下α越大,提前觸發(fā)的時間就越早,丟包率就越低。圖7為移動節(jié)點(diǎn)在不同速度下的網(wǎng)絡(luò)使用概率,本文指IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)的使用概率。本文定義網(wǎng)絡(luò)使用率如下:網(wǎng)絡(luò)使用率=。網(wǎng)絡(luò)使用率曲線不平滑的主要原因是本文切換涉及到網(wǎng)絡(luò)層切換,而FMIPv6協(xié)議代理路由器通告(PrRtAdv)消息廣播網(wǎng)絡(luò)層地址有最小時間間隔限制,從而導(dǎo)致移動節(jié)點(diǎn)切入或切出IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)時間具有浮動的特性。因此,同一預(yù)測系數(shù)α不同速度的網(wǎng)絡(luò)使用率上下浮動。在相同移動速度下,α越大網(wǎng)絡(luò)使用率越少,移動節(jié)點(diǎn)離開IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)時間越早。這與IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)具有較大帶寬、較低的接入成本,從而作為UMTS與802.11重疊覆蓋時首選網(wǎng)絡(luò)的切換判決準(zhǔn)則相違背,因此綜合考慮切換性能選擇合適的預(yù)測系數(shù)α將是異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)切換的研究方向之一。
本文提出了一種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)L2觸發(fā)切換模型,L2觸發(fā)由MIH協(xié)議的Link_Going_Down事件輔助實現(xiàn)。以IEEE 802.11切換到UMTS為例,在NS-2軟件平臺上有效地驗證了有L2觸發(fā)切換比無L2觸發(fā)降低55%切換時延和59%丟包率。在基于L2觸發(fā)的切換模型中,預(yù)測系數(shù)和移動節(jié)點(diǎn)的移動速度對切換性能起著關(guān)鍵性作用,因此本文通過仿真定性地分析了它們對切換中斷概率、丟包率和網(wǎng)絡(luò)使用率的影響?;贚2觸發(fā)的預(yù)測系數(shù)與移動節(jié)速度的定量分析將是筆者的下一步工作。
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