地铁环境下支持移动IP无线接入点的研究与设计

MN STA与AP的连接状态，提供相应信息给STA上的进程，确定自身的位置。

为了在STA与AP建立连接后AP第一时间得到该STA的信息，在STA上开发了进程模块stabc和stagw，在AP上开发了进程模块apconn。STA系统启动，在无线驱动加载之后就启动进程stabc，不停地发送广播包，AP在收到STA发送的广播包后，启动进程模块apconn，分析广播包的内容，确定该广播包是STA发送的广播包后，会给STA上的另一个进程stagw发送应答数据包消息，然后STA无线口要通过这个进程stagw经过一些判断后，知道自己在哪个网络中，决定设置网关，或者不设置，或者删除原有网关、设置新网关。同时，AP上的apconn进程还要建立到STA的路由信息，并把所得到的STA相关情况告知本网络的代理PC机。

2.3注册与隧道建立

AP上的进程apconn收到STA的连接请求后通过有线网络发送通知给MN STA目前所在区域的FA或HA，代理将设置到STA的特定主机路由。此外，如果STA是在外区，HA上的进程将收到来自FA上进程发来的注册信息，由HA上的进程建立隧道，实现到STA的通信链路的建立。注册与隧道流程如图2所示。

        
 
　　FA通过运行agent和toproxy这2个进程来完成自身的功能，其中agent进程接收AP上进程apconn发来的注册信息，判断注册信息的内容，设置到STA特定主机路由，然后激发toproxy进程，由此进程将注册请求信息发送给HA。 

　　HA通过开启proxy和mobileip这2个进程来完成自身的功能。其中：proxy进程用来接收STA在家乡网络时，家乡网络的AP发来的注册信息，设置到STA特定主机路由；mobileip进程主要用来接收从外区网络的FA发来的注册请求，收到注册请求后，建立到相应FA的隧道，隧道技术采用的是由RFC2003定义的IP in IP封装技术。这样，当MN漫游在外区网络时，HA代替它在家乡网络上接收发往MN的数据包，然后通过隧道进行转发，使得通信不会因为MN的移动而中断。

　　2.4移动的工作过程

因为在组网上的层次设计上有一定的特殊性，所以进程的设计不仅要考虑完成传统移动IP方案中的注册和隧道建立过程，还要考虑路由的建立、更新或删除等问题，工作过程也就有一定的特殊性。

如果MN只在家乡网络中移动，则不用建立隧道，只要进行正常通信的方式实现通信对端与移动主机的通信。在家乡网络中进行切换时，如STA由AP1切换到AP2，STA更新自己的网关指向AP2，AP2通过进程apconn通知HA上的进程proxy，proxy收到控制信息后，更新指向STA的特定主机路由。

如果MN STA移动到外区网络中去，就要启动FA的功能，如从AP2切换到AP3时，STA通过进程stagw更新自己的新网关为AP3，AP3上的apconn进程模块触发FA模块中的agent进程，由它更新指向STA的特定主机路由，然后触发toproxy进程向HA发送注册请求消息，HA收到后由mobile IP进程处理，先搜索旧隧道，如果存在时删除旧隧道，建立HA到FA的隧道，如果不存在旧隧道就直接建立隧道，同时，删除原来指向STA的特定主机路由。

如果STA是从外区网络回到家乡网络，如从AP3切换到AP2，在proxy得到这一信息后，在更新完STA的特定主机路由后要触发HA进程mobile IP，由它搜索与外区网络代理服务器之间的旧隧道，找到后删除旧隧道，并发送删除隧道的信息给对应的FA，FA通过进程agent来删除旧的指向STA的特定主机路由。

3结果与结论

采用以下两种方法对此移动漫游方案的性能进行测试：

1)使用IxChariot软件

IxChariot软件能够统计漫游过程中数据传输的各种参数，如最高速率、最低速率、平均速率和速率分布等，并能直观观察传输速率的实时变化情况。其参数设置为UDP(用户数据报协议)的窗口为1 200字节，重传超时为500 ms，重传尝试50次。测试脚本中file_size=4096，packet size=1024。

先在同一网络内进行移动测试，如图1中在AP1与AP2间来回移动，STA的移动速度分别为10 km／h、30 km／h和50 km／h，观察近10 min，结果记录如表1所示。

        
 
　　在不同网络间进行移动测试，如在图1中的家乡网络和外区网络间来回移动，用同样的方法测试，记录结果如表2所示。
 
           

　　2)使用ping方式

通过从通信对端ping MN的家乡地址来验证隧道路由，以及MN是否能够用家乡地址与通信对端进行通信。发送100个数据包，测丢包率。MN的移动速度分别为10 km／h、30 km／h和50 km／h，结果如表3～表6所示。