Chương 2: Một số cơ chế chuyển giao trong Mobile IPv6
2.4 Cơ chế chuyển giao kết hợp
Dựa trên các cơ chế chuyển giao đã đề xuất trong MIPv6, ba xu hướng chính được xác định. Xu hướng đầu tiên, tức là HMIPv6, là việc sử dụng rộng rãi các kiến trúc phân cấp để hỗ trợ di động nội miền và giảm tín hiệu giữa các mạng nhà và MN. Xu hướng thứ hai, tức là FMIPv6, hình thành CoA mới trước khi MN gắn với nAR và chuyển tiếp các gói tin đến MN từ oAR tới nAR. Xu hướng thứ ba, tức là liên kết đồng thời cho MIPv6, là việc sử dụng các hình thức khác nhau của các khả năng multicast để giảm mất gói trong quá trình chuyển giao.
Rõ ràng là người ta có thể có được hiệu suất tốt hơn bằng cách kết hợp ba cơ chế đã đề xuất, tức là kết hợp các cơ chế chuyển giao một cách đúng đắn. Kết hợp chuyển giao nhằm mục đích sử dụng kiến trúc phân cấp, cơ chế chuyển giao nhanh và chức năng liên kết đồng thời với nhau. Trong phần sau đây, mô tả chi tiết hoạt động của chuyển giao kết hợp.
2.4.1 Hoạt động chuyển giao kết hợp.
Trong cơ chế chuyển giao kết hợp, MAP nơi mà các thủ tục chuyển tiếp các gói dữ liệu được thực hiện. MAP cũng chịu trách nhiệm cho việc gửi các gói tin tới oAR và nAR sử dụng các bản tin liên kết đồng thời. Một điểm quan trọng khác cho hoạt động chuyển giao kết hợp là một bộ đệm nhỏ trong nAR và oAR được sử dụng để lưu trữ các gói tin tạm thời. Bộ đệm trong nAR được sử dụng trong suốt quá trình chuyển tiếp của các gói tin. Các bộ đệm trong oAR được sử dụng trong quá trình chuyển động “ping- pong” của MN.
Hoạt động bắt đầu khi MN nhận được một dấu hiệu cho thấy MN là đang di chuyển và thông tin về nAR mà MN sẽ di chuyển đến. Trong khi đó, MN vẫn còn
gắn liền với các oAR. Bắt đầu chuyển giao được dựa trên dấu hiệu kích hoạt L2 mà thông báo rằng MN sẽ sớm thực hiện một chuyển giao [24].
Trong thiết lập chuyển giao mobile, MN nhận được thông tin dự báo, ví dụ kích hoạt L2 và sau đó nó sẽ gửi bản tin RtSolPr yêu cầu bộ định tuyến đại diện tới oAR chỉ ra là nó mong muốn thực hiện chuyển giao nhanh tới một điểm gắn kết mới. Bản tin RtSolPr chứa địa chỉ lớp L2 để chỉ ra điểm đính kèm mới.
Trong thiết lập chuyển giao mạng, oAR nhận được thông tin dự báo và gửi một bản tin không yêu cầu bộ định tuyến đại diện PrRtAdv tới MN mà không nhận được thông báo RtSolPr từ MN.
Nếu oAR biết điểm đính kèm mới và có thông tin về tính năng network prefix thì các thông tin này nên được sử dụng để tạo thành một CoA mới, nó sẽ gửi một xác nhận cho điểm gắn kết mới thông qua bản tin PrRtAdv tới MN. Khi MN nhận được bản tin PrRtAdv từ oAR, MN hình thành CoA mới bằng cách sử dụng cấu hình địa chỉ tự động phi trạng thái.
Hơn nữa, oAR phải thông báo cho MAP về khả năng chuyển giao để kiểm soát việc hình thành CoA mới trong nAR. Để thông báo cho MAP, oAR gửi bản tin khởi đầu chuyển giao HI đến MAP tương ứng bao gồm cả địa chỉ CoA cũ, CoA mới và địa chỉ của nAR. Điều quan trọng là cần lưu ý rằng các oAR cần phải biết địa chỉ của MAP tương ứng mà MN liên lạc với. Địa chỉ này được cung cấp trong bản tin RtSolPr.
Khi MAP nhận được HI, MAP sẽ gửi HI đến nAR bao gồm cả địa chỉ CoA mới được hình thành. nAR kiểm tra xem địa chỉ này hiện đang sử dụng hay không.
Với kết quả của việc kiểm tra địa chỉ, bộ định tuyến truy cập mới gửi bản tin xác nhận chuyển giao HAck đến MAP, chỉ ra làm thế nào để chuyển tiếp gói tin. Nếu quá trình kiểm tra địa chỉ là thành công, chuyển tiếp gói tin được thực hiện với CoA mới. Nếu không, MAP thiết lập một đường hầm đến nAR, và nAR chuyển tiếp các gói tin đến liên kết thực tế. Trong trường hợp này, MN vẫn còn sử dụng CoA cũ.
Để bắt đầu quá trình chuyển tiếp, MN sẽ gửi một bản tin cập nhật liên kết nhanh FBU với liên kết đồng thời tới MAP để liên kết RCoA với CoA mới. Sau khi
nhận được FBU với liên kết đồng thời, MAP gửi một bản tin xác nhận nhanh FBAck tới oAR, nAR và bắt đầu chuyển tiếp các gói tin đến MN sử dụng chức năng bicasting. Kể từ khi MAP gửi các gói tin cho cả nAR và oAR thì không cần thiết phải biết sự chuyển động chính xác của MN nữa. Vì vậy, tổn thất gói do vấn đề đồng bộ hóa giảm thiểu được. Một điểm quan trọng khác là FBU với bản tin liên kết đồng thời gửi từ MN tới MAP gồm có trường Lifetime, xác định thời gian sống của liên kết đồng thời. Khi hết thời gian sống này, thủ tục chuyển tiếp được chấm dứt.
Khi các gói tin được chuyển tiếp đến nAR, thì MN có thể chưa đến vùng quản lý của nAR do vậy các gói tin này có thể không đến được đích. Để không mất bất kỳ gói tin nào thì cần thiết phải lưu trữ các gói tin trên trong một bộ đệm của nAR. Khi MN đến với nAR, nó sẽ gửi một bản tin thông báo nhanh FNA thông báo nó đến nAR. Sau khi nhận được bản tin FNA, nAR bắt đầu gửi các gói tin được lưu trữ trong bộ đệm đó. Trong trường hợp chuyển động “ping-pong”, việc sử dụng các gói dữ liệu được lưu trữ trong bộ đệm của oAR không làm giảm chất lượng truyền thông. Nếu MN trở lại mạng con cũ và gửi bản tin FBU tới oAR, oAR có thể chuyển tiếp các gói đệm cho MN.
Trong trường hợp cấu hình địa chỉ có trạng thái, nAR gửi địa chỉ CoA mới hợp lệ với thông điệp HAcK tới MAP. Sau đó MAP gửi thông điệp PrRtAdv tới MN cung cấp CoA mới.
Sau khi MN được gắn kết với các nAR, MN kiểm tra tùy chọn MAP trong bản tin PrRtAdv nhận được bởi nAR để xác định cho xem nó có ở trong một miền MAP mới hay không. Ngoài ra, MN cần phải biết liệu CoA mới gửi trong thông điệp FBU có còn hợp lệ hay không. Thông tin này được cung cấp bởi bản tin FBAck. Nếu MN di chuyển đến một miền MAP mới, MAP mới cũng gửi thông báo cập nhật liên kết BU đến HA và CN để liên kết RCoA với địa chỉ nhà. Các hoạt động của cơ chế chuyển giao kết hợp được minh họa trong hình 2.12.
MN nAR
RtSolPr
FBU
Chuyển tiếp các gói
oAR MAP
PrRtAdv
HI
FNA
HI HAck
FBack FBack
Chuyển tiếp các gói tin
Hình 2.12: Dòng bản tin trong quá trình chuyển giao kết hợp.
2.4.2 Đánh giá cơ chế chuyển giao kết hợp.
Việc kết hợp các cơ chế làm giảm mất gói tin đến mức tối thiểu. Kết hợp, cải thiện ba cơ chế hiệu quả hơn. Trong cơ chế chuyển giao kết hợp, kiến trúc phân cấp giảm độ trễ chuyển giao giao bằng cách giảm báo hiệu điều khiển không cần thiết trong quá trình di chuyển nội miền. Hơn nữa, cơ chế chuyển giao nhanh với chức năng liên kết đồng thời giảm thiểu tổn thất gói bằng cách hình thành CoA mới trước khi MN gắn kết với nAR và chuyển tiếp các gói tin cho cả oAR và nAR trong một khoảng thời gian ngắn. Việc kết hợp cơ chế chuyển giao nhanh với chức năng đồng thời liên kết loại bỏ vấn đề xác định chính xác thời gian chuyển giao, tức là để xác định thời gian khi nào bắt đầu chuyển tiếp các gói tin đến nAR. Tuy các thủ tục chuyển tiếp trong cơ chế chuyển giao kết hợp giải quyết vấn đề đồng bộ hóa và không làm giảm chất lượng thông tin liên lạc, nhưng nó cũng có thể gây ra tắc nghẽn trong mạng.
Trong cơ chế chuyển giao kết hợp, sử dụng MAP thay vì bộ định tuyến truy cập AR như trường hợp chuyển giao nhanh, MAP chuyển tiếp dữ liệu tới cả oAR và nAR. Con đường chuyển tiếp được tối ưu hóa, bởi vì MAP là ở một lớp cao hơn
trong hệ thống phân cấp so với AR. Vì vậy, không cần thiết ngăn chặn gói tin di chuyển giữa MAP và AR để nâng cao hiệu quả băng thông. Ngoài ra, vấn đề nút cổ chai của kiến trúc phân cấp vẫn còn nhắc đến trong cơ chế.
Trong cơ chế này, bộ đệm của oAR và nAR được sử dụng để không làm mất bất kỳ gói dữ liệu nào trong suốt quá trình chuyển giao và quá trình chuyển động
“ping-pong” của MN. Nên chọn đúng kích thước của các bộ đệm để đáp ứng yêu cầu thời gian thực. Nếu độ trễ chuyển giao là lớn hơn so với thời gian mà bộ đệm tương ứng có thể lưu trữ thì các gói tin chuyển tiếp bị mất. Nếu một bộ đệm lớn được lựa chọn để có thể để lưu trữ các gói tin trong một khoảng thời gian dài, nó sẽ trở thành vô ích trong các ứng dụng thời gian thực như là Voice over IP. Làm bộ đệm lớn hơn không phải là một giải pháp khả thi cho độ trễ của lưu thông mạng nhạy cảm, tức là các ứng dụng thời gian thực, khi tổng độ trễ trong khi lưu trữ các gói dữ liệu không thể chịu đựng được. Nghiên cứu đã chỉ ra rằng độ trễ tối đa mà có thể chấp nhận được cho các cuộc truyền thông là khoảng 200 ms. Như vậy, độ trễ end to end tối đa được cho phép của ứng dụng thời gian thực hạn chế khoảng thời gian mà một bộ đệm có thể lưu trữ. Ngoài ra, vấn đề khả năng mở rộng bộ nhớ đệm trong các AR là cần thiết và có thể được nhắc đến trong cơ chế chuyển giao kết hợp.
Trong cơ chế này, vấn đề phát hiện di chuyển của MN được giải quyết bằng cách sử dụng thông báo kích hoạt L2, rằng MN đến nAR. Như vậy, vấn đề phụ thuộc vào các bản tin thông báo bộ định tuyến để phát hiện MN di chuyển là khắc phục được. Nhưng làm thế nào để biết lúc L2 kích hoạt là một vấn đề cần được giải quyết bởi các nhà sản xuất phần cứng.
Cơ chế chuyển giao kết hợp giới thiệu đầy đủ và phù hợp hơn để quản lý di động so với các cơ chế được đề xuất. Tuy nhiên, khả năng giải quyết các vấn đề nút cổ chai của cơ chế này cũng cần được xem xét để cung cấp cơ chế chuyển giao hiệu quả cho người sử dụng di động.