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1、精品论文NSIS在移动IPV6实时业务中的应用研究周充滤 北京邮电大学信息与通信学院，北京（100876） E-mail：luckkey1028摘要：随着Internet技术的发展，实时业务与日俱增。与传统的IP业务不同，这些业务对 时延、带宽等也有明确的要求。与此同时，由于移动通信技术的迅猛发展，实时业务被引入到移动网络环境下，从而对移动网络环境下的服务质量（QoS）保证提出了新的要求， 因此，如何在移动IP网络中提供QoS保证是目前研究的热点。本文将NSIS（下一代信令，Next Steps in Signaling）引入到移动IPV6网络中，并阐述其是如何为移动IPV6网络中的实 时业务
2、提供资源预留，以保证实时业务的带宽要求。关键词：QoS；NSIS；MIPv6中图分类号：TP1. 引言现有的移动 IPv61的 QoS 解决方案大都是基于 RSVP2协议的，但鉴于 RSVP 在安全 性、灵活性和扩展性等方面面临着诸多问题，为此，IETF 成立了 NSIS 工作组，引入了下 一代信令协议NSIS。NSIS 根据模块化的要求将信令协议分成了两层：信令传输层（NTLP）和信令应用层（NSLP），这种体系结构在很大程度上决定了 NSIS 的灵活性和可 扩展性。本文参考了 IETF 相关 NSIS 协议的标准，提出了一种 NSIS 如何在移动 IPv6 环境下为 实时业务建立 QoS
3、资源预留的方法。2. 介绍2.1 NSIS的基本设计思想2001 年 11 月 IETF 成立了 NSIS 工作组，致力于研究下一代信令的需求、体系结构以 及协议实现等问题。NSIS 主要解决沿着数据路径的网络控制状态建立问题，它根据模块化 的要求将信令协议分成了两层：信令传输层（NSIS Transport Layer Protocol，NTLP）和信 令应用层（NSIS Signaling Layer Protocol，NSLP），这种体系结构在很大程度上决定了 NSIS 的灵活性和可扩展性。其协议体系结构如图 1 所示：图 1 NSIS 协议的体系结构- 5 -信令应用层协议 NSLP
4、用于执行特定的信令应用功能（如 QoS NSLP、NAT/FW NSLP等），本文中我们只关注 NSLP 对 QoS 资源预留的支持。信令传输层协议 NTLP 主要是针 对上层不同的信令应用流提供统一的信令消息传输服务。信令消息的传输和安全保证是延 用已存在并广泛使用的传输和安全协议（比如 TCP、UDP、SCTP、DCCP）来提供的。2.2 NSIS 与 RSVP 的比较同是作为基于 IP 的 QoS 信令协议，NSIS 与 RSVP 相比有许多优点：在支持移动性方 面，RSVP 不支持，而 NSIS 支持；在协议结构方面，RSVP 是单层协议结构，NSIS 具有模 块化的灵活的体系结构；在
5、组播通信方面，RSVP 支持组播，而 NSIS 只支持点到点单播通 信信令服务，降低了大多数采用单播通信的应用的复杂度；在信令应用范围方面，RSVP 只支持端到端信令应用，NSIS 支持端到端/主机到边缘/边缘到边缘等多种信令应用模式。2.3NSIS QoS NSLPQoS NSLP 的设计与 RSVP 相类似，采用软状态的 peer-to-peer 更新消息作为基本的状 态管理机制。QoS NSLP 扩展了 RSVP 资源预留机制，不仅支持接收端发起的预留还支持 发端发起的预留、双向预留、以及任意节点间如 edge-to-edge 或 end-to-access 的预留。QoS NSLP 的
6、主要消息类型包括：RESERVE、 QUERY、RESPONSE。图 2 为发端发起的信令 流程和收端发起的信令流程图。图 2 发端发起的信令流程和收端发起的信令流程图3. NSIS QoS NSLP在移动IPv6实时业务中的应用我们将以实时视频共享业务为例，说明 NSIS 是如何保证移动 IPV6 网络中的实时业务 的。如图 3 和图 5 所示，假设 CN 正和移动节点 MN 进行视频共享业务。3.1 CN作为视频共享的发起端的情形如图 3 所示，在移动 IPv6 网络中，若通信对端节点（Correspondent Node，CN）作为 视频共享的发起端，当移动节点（Mobile Node，
7、MN）移动到外地网络后，经过以下两个 步骤，CN 就能在新的通信路径上发起 QoS 资源预留的信令流程：步骤 1、MN 收到 CN 从三角路由发送过来的数据包；步骤 2、CN 收到 MN 发送过来的“绑定更新”消息（Binding Update，BU），完成移动IPv6 绑定更新的消息流程。CN Rou ter切换前数据流三角路由的数据流BU QN EBA QN E 优化路由数据流BU /BA 消息AccessRou ter AHA BABU IP T un nelAccessRou ter BSubnet A Subnet BHoAMN MN CoA图 3 CN 作为数据发送端时 NSIS
8、在典型的移动 IPv6 网络中的拓扑图 3 中在新的通信路径上 NSIS 建立 QoS 资源预留的信令流程如下：1、MN 从子网 A 移动到子网 B 后，会获得子网 B 分配给它的转交地址 CoA；2、MN 向家乡代理 HA 发送 BU 消息；3、CN 发给 MN 的数据包由 HA 截获并转交给 MN（三角路由）；4、MN 收到 CN 的第一个从三角路由发过来的数据包后，向 CN 发送 BU 消息；5、当 CN 收到 MN 发送过来的 BU 消息后，作为数据发送端，CN 发起 NSIS QoS 资源 预留信令流程；6、CN 发送 RESERVE 消息，在新的通信路径上作相关资源预留工作。 详细
9、流程图如图 4 所示：ttriangular _ data + tbutgist + tqos _ nslp图 4 CN 作为数据发送端时的详细流程图经过上述步骤以后，CN和移动节点MN之间便利用NSIS在新的路径上建立起了QoS资源预留。CN和移动节点MN之间便能在新的路径上进行有带宽保证的实时视频共享业务 了。3.2 MN 作为视频共享的发起端的情形在移动 IPv6 网络中，若移动节点（Mobile Node，MN）作为视频共享的发起端，当移 动节点 MN 移动到外地网络后，CN 收到 MN 从三角路由发送过来的数据包，CN 就能在新 的通信路径上发起新的 QoS 资源预留的信令流程。图
10、5 为 MN 作为数据发送端时 NSIS 在典型的移动 IPv6 网络中的拓扑图：图 5 MN 作为数据发送端时 NSIS 在典型的移动 IPv6 网络中的拓扑图如图 5，在新的通信路径上 NSIS 建立 QoS 资源预留的信令流程如下：1、MN 从子网 A 移动到子网 B 后，会获得子网 B 分配给它的转交地址 CoA；2、MN 继续向 CN 发送数据包；3、MN 发给 CN 的数据包由 HA 截获并转交给 CN（三角路由）；4、CN 收到 MN 第一个从三角路由发过来的数据包后，CN 向 MN 发送 QUERY 消 息，发起 NSIS QoS 资源预留信令流程；5、MN 向 CN 发送 R
11、ESERVE 消息，在新的通信路径上做相关资源预留工作。 详细流程图如图 6 所示：ttriangular _ datatgist + tqos _ nslp图 6 MN作为数据发送端时NSIS在典型的移动IPv6网络中的拓扑图经过上述步骤以后，移动节点 MN 和 CN 之间便利用 NSIS 在新的路径上建立起了 QoS 资源预留。移动节点 MN 和 CN 之间便能在新的路径上进行有带宽保证的实时视频共 享业务了。4. 结论通过本文分析可以看出，NSIS 能为移动 IPV6 网络中的实时视频共享业务提供良好资 源预留功能，移动网络环境下的服务质量（QoS）保证通过 NSIS 能得到更好的保证。
12、 和 传统的 RSVP 资源预留协议相比较 NSIS 由于有着良好的安全性、灵活性和可扩展性，随着 Internet 技术的飞速发展，实时业务不断增多，NSIS 作为新的信令协议必将得到不断的发 展。参考文献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.1
13、997The 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 requirem
14、ents 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 in the mobile network environment.In this paper we will introduce NSIS into Mobile IPV6 environment and propose a solution for peer-to-peer QoS resource reserved in Mobile IPv6 environment.Keywords：QoS; NSIS; MIPV6
