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(duì)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(shí)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(shí)，無L2觸發(fā)丟包307，有L2觸發(fā)丟包138。由圖4計(jì)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(shí)延和丟包。基于L2觸發(fā)切換方案的預(yù)測(cè)系數(shù)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)速度對(duì)切換性能起決定性作用。因此，本文下面分析不同移動(dòng)速度、不同預(yù)測(cè)系數(shù)對(duì)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(dòng)節(jié)點(diǎn)在不同速度下切換中斷概率的對(duì)比。中斷概率定義為：中斷概率=，切換時(shí)延包括鏈路層切換時(shí)延和網(wǎng)絡(luò)層移動(dòng)檢測(cè)、IP地址配置、綁定更新產(chǎn)生時(shí)延總和。如果中斷概率為0表示切換是平滑的，移動(dòng)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(dòng)節(jié)點(diǎn)速度為1 m/s時(shí)，不同預(yù)測(cè)系數(shù)α中斷概率相差不大；移動(dòng)速度達(dá)到20 m/s時(shí)，α=1.4比α=1.1的切換中斷概率降低30%。因此，移動(dòng)速度增大時(shí)，α也需相應(yīng)地增大，從而獲取最佳切換性能。

圖6為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在不同速度下切換丟包率的對(duì)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(shí)間就越早，丟包率就越低。圖7為移動(dòng)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(shí)間間隔限制，從而導(dǎo)致移動(dòng)節(jié)點(diǎn)切入或切出IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)時(shí)間具有浮動(dòng)的特性。因此，同一預(yù)測(cè)系數(shù)α不同速度的網(wǎng)絡(luò)使用率上下浮動(dòng)。在相同移動(dòng)速度下，α越大網(wǎng)絡(luò)使用率越少，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)離開IEEE 802.11網(wǎng)絡(luò)時(shí)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(shí)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(cè)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(shí)現(xiàn)。以IEEE 802.11切換到UMTS為例，在NS-2軟件平臺(tái)上有效地驗(yàn)證了有L2觸發(fā)切換比無L2觸發(fā)降低55%切換時(shí)延和59%丟包率。在基于L2觸發(fā)的切換模型中，預(yù)測(cè)系數(shù)和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)速度對(duì)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(duì)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(cè)系數(shù)與移動(dòng)節(jié)速度的定量分析將是筆者的下一步工作。