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基于SIP的NEMO网络路由优化的研究

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韦霖

摘要：移動网络近年来发展迅速，已经成为计算机网络体系中的重要组成部分。该类型网络最大的特点是接入位置的灵活性高，网络拓扑的时效性强，即所谓的网络的移动性NEMO（NetworkMobility）。为了满足用户对该性能的需求，产生了对应的NEMO协议，但仍然无法有效的解决网络移动性带来的一些问题，该文提出采用SIP技术对NEMO路由协议进行优化，明显提高了移动网络的通信性能，具有一定的参考意义和实用价值。

关键词：SIP；NEMO网络；路由优化

1概述

进入全球化信息时代后，各种类型的通信网络得到飞速发展，多种网络接入设备不断面世并投入使用。目前，以手机、掌上电脑和笔记本电脑为代表的便携式智能设备的普及率越来越高，已经逐渐成为了百姓生活中不可或缺的一部分，与此对应而来的则是大规模用户群体对基于移动式的网络通信需求的不断上升，这也为我国的网络通信服务企业提出了新的要求和挑战。不少专家预测，未来的网络将会发展为一个全IP的复合型网络，用户可以随时随地的在任意地点接入Internet，并享受到快捷的数据通信服务，用户群会进一步扩大，而当一组移动用户或者设备具有相同的移动路径的时候，就可参照有线网络中的自制系统一样，将其抽象为一个统一的节点来研究。这将大大的降低相关路由协议的复杂度，也可有效的应对当该节点不断移动时所带来的网络拓扑以高频率、大幅度为特点的波动问题。这就是互联网工程任务组设计NEMO路由协议的出发点，该协议较好地解决了网络的移动性问题，但也导致了一些新的问题的出现，如双向隧道模式所带来的分组头部开销过大、处理时延增加、家乡代理的生存性较差等问题。本文提出采用SIP技术对其进行优化，取得了较好的效果。

2NEMO网络的蝶型路由

NEMO路由协议对于网络中的基本拓扑单元做了如下规定：在一个NEM0网络中，至少存在一台MIPv6路由器（MRl，当该MR被移动到了异地时，就必须和仍处于原位置中的某台充当代理的路由器（家乡代理HA）建立双向隧道，该隧道保持动态更新，即当移动网络获得一个新的Internet接入点的时候。对该隧道进行重新调整，以确保与当前的必威体育精装版拓扑相吻合，同时解决所有连接到本移动网络的节点的动态接入，并向上层屏蔽这些节点的细节，仅向其提供透明的接人服务。在该网络中，当两个节点进行通信时，其路由情况如图1所示。

在上图中存在虚实两种路径，实线路径表示TCP分组，虚线则表示ACK报文。观察上图可以发现，这种类型的路由分别要经过两种家乡代理节点，分别对应移动节点和代理路由器，这就使得路由中的通信路径数量变多，从而造成一定量的重复传输，上图仅仅是单层结构的NEM0网络，若是在嵌套网络中，该路径的增加幅度将会成倍增长，因此必须加以优化。

3路由优化机制分析

3.1SIP-NEMO网络的结构

该网络的特点是基于SIP（SessionInitiationProtocol）协议进行数据的传输，如图2所示，该网络的拓扑结构中设置三种不同类型的SIP服务器，承担网络核心节点的任务。分别是SIP网络移动服务器（SIP-NMS），SIP家乡服务器（SIP-HS）和SIP外地服务器（SIP-FS），此网络中的移动节点均具有SIP功能，因此被称为SIP移动节点SIP-MN，与其通信的对端节点则为SIP-CN。

在上图描述的通信模式下，路由信息按照以下流程进行维护与更新：首先在进行头信息转换的同时，SIP-NMS将相关信息记入到绑定信息表和会话信息表中，分别用以记录网络中本次会话和参与节点的详细参数，这两张表同样维持动态更新机制，本别在收到REG-ISTER请求和INV-ITE请求时即进行更新操作，并在服务器中维持超时计时，当超过预定时间后即主动发起更新请求。当新的可用的Internet节点接入到本网络中，并被SIP-NMS获悉后，即向SIP-HS发出更新申请，要求后者对绑定信息表进行更新，将新的接入地址写入。

在SIP-FS中，同样需要动态维持一张URI表，以确保将收到的更新请求进行及时的转发，以加快整个网络发现新节点的收敛速度。每当新的接入点时出现时，其首要任务是继续完成当前正在进行的用户数据的传输，与此同时也需要将自身的详细信息迅速地向全网进行宣告，以便使得其他路由节点能够发现自己。具体方法是：SIP-NMS向一个本地SIP-FS发送INV-ITE请求，其中包含了所有的对端节点的地址。SIP-FS在收到该申请后，提取其中的URI表信息，并以此为依据，进行多点转发。

3.2SIP-NEMO的优化

对于SIP-NEMO的优化要从两方面来考虑，首先，当进行通信的两个节点位于不同网络中时，按照SIP协议的规定，可以在传输数据包的同时搭载完成头信息的双向传输，因此不需要耗费额外的