第三章 相關研究之探討
3.2 第三層的行動管理策略
3.2.2 微觀移動下的管理方式
從以上 MIP 所存在的缺點中我們可以看出 MIP 適合用於巨觀移動 的管理但不適合用於微觀移動的管理。
MIP 的改良 ─ 使用路由最佳化的 MIP (即
MIP route optimization
簡稱 MIP-RO) [19]可以改善三角路由的問題；其基本的想法是使 CN 跳過 HA 直接與 MN 來傳輸資料，具體的作法則是使 CN 將有關 MN 的登 錄資料暫存在快取(cache
)中，一旦當 CN 需要傳送資料給 MN 時就會 先檢查快取內是否有關於 MN 的 CoA，如果有的話就直接對此 CoA 執 行穿隧的動作，反之則依照原本 MIP 的三角路由來執行。1. 階層式穿隧：為了改進 MIP 所遭遇到的問題，因此加入了區域註 冊(
regional registration
簡稱 RR)以及區域傳呼(regional
paging
)的等相關功能使得換手延遲得以降低，此外來自 MN 的註冊訊息也因為引入了階層(
hierarchy
)的概念而得以限制在適當 的範圍之中不致於對整個無線網路造成影響。相關的協定有使用 區域註冊的 MIP (MIP regional registration
簡稱 MIP-RR) [21]、階層式的 MIP (hierarchical MIP
簡稱 HMIP) [22]以及網 域 內 的 行 動 管 理 協 定 (intra-domain mobility management protocol
簡稱 IDMP) [23]等等。以下將分別做出簡單的介紹：I. MIP-RR / HMIP — MIP-RR [21] 主要的目的在於降低網域內 由 MN 送往 HA 的註冊訊息量，其架構為：一個管理網域 (administrative domain)由階層式(樹狀分佈)的 FA 所組 成，而專門負責與網域外溝通的 FA 稱為
gateway FA
(簡稱 GFA)；使用這個架構的好處在於當 MN 只在 GFA 所轄的管理網 域下移動時只需更新在 GFA 處的註冊訊息而無須每次都與遠 方的 HA 註冊新的 CoA，如此便可大幅節省由 GFA 到 HA 的訊 息往返路程。此外階層式的架構可因應網路規模的考量而將其延展成多階 層式的架構即 HMIP [22]，做法上是把介於 GFA 與最底層 FA
之間的 FA 設為區域 FA (
regional FA
簡稱 RFA)，當註冊訊息 由 MN 送出時會一層一層往 GFA 遞送，而之間的 RFA 會記錄該 訊息是由下層的哪一個 FA 送上來如此即可知道往後要如何傳 遞 MN 的封包，另外為了避免 GFA 可能會收到大量的註冊訊息 的問題，因此位於中間的 RFA 會對註冊訊息做出檢查使得 MN 所送出的註冊訊息只會送到位於新舊路徑上交叉點(即所謂 的crossover point
)的 FA；值得注意的是以上兩種協定其路 徑的建立方式都仍沿用 MIP 的穿隧方式。而在傳呼機制的支援方面是採用一個 FA 子樹即構成一個傳呼 區域(
paging area
)的作法，子樹的根稱為傳呼 FA
，用來負責 所轄下所有 MN 在主動與閒置(idle
)模式切換時所需的相關運 作。II. IDMP — IDMP [23] 使用的是二層式的架構，第一層包含了 數個不同的網域而第二層則由網域內各自的子網路所組成 (如圖 3-7 [16]所示)；IDMP 也定義了二個新的網路元件分別 是負責網域內行動管理的行動代理工作站(
mobility agent
簡 稱 MA) 與 負 責 子 網 路 內 行 動 管 理 的 子 網 路 代 理 工 作 站 (subnet agent
簡稱 SA)，另外 IDMP 也為 MN 設定了二種不同 的 CoA：i. 全域性的 CoA (
Global CoA
簡稱 GCoA)：這個位址代表 的是目前 MN 所在的網域，因此只要 MN 是在同一個網域內 活動則 MN 的 GCoA 就不會改變。ii. 區域性的 CoA (
Local CoA
簡稱 LCoA)：這個位址代表的 是目前 MN 所在的子網路，同樣地只要 MN 是在同一個子網 路下活動則 MN 的 LCoA 也不會改變。而 IDMP 也可搭配使用 MIP 作為在巨觀移動下的一種運作方 式，而傳送封包的方式如圖 3-7 [16]中所示：CN 傳送給 MN 的封包會使用一般的 IP 路由方式送到 HA (如步驟 1)，之後 HA 會藉由 GCoA 將封包穿隧到 MN 所在的 Domain B (如步驟 2)，接下來 MA 再將封包解封裝後會根據 LCoA 將封包再穿隧 到 MN 所在的 SA2 (如步驟 3)，最後 SA2 會根據媒介存取控制 位址將原本的資料轉交給 MN (如步驟 4)。
圖 3-7：IDMP 系統下的行動管理架構
2. 特定節點繞送：與階層式穿隧最大的不同之處就在於路由的方式 是藉由各節點中的特殊功能將封包直接送往下一節點而不是藉 由 對 封 包 進 行 解 封 裝 來 得 知 下 一 站 的 位 置 ， 相 關 的 協 定 有
cellular IP
(簡稱 CIP) [24]與handoff-aware wireless access Internet infrastructure
(簡稱 HAWAII) [25]等等。以下將分 別做出簡單的介紹：I. CIP — 本身繼承了蜂巢式系統的行動管理原則以及半軟式 換手(
semi-soft handoff
)的控制方式，此外同樣也支援了傳呼的機制且能與 MIP 搭配使用以提供大範圍的行動管理。CIP 的架構如圖 3-8 [16]所示，其藉由 gateway (簡稱 GW)來維 持網域內部的行動管理，但 GW 傳送給 MN 的封包是採用 hop-by-hop 的方式，因此所謂的 CIP 網域中的基地台(
base station
簡稱 BS，其所扮演的角色與 AP 類似)只知道將封包 傳遞到下一站但是本身並不清楚封包最後的目的地為何。CIP 中的每個 BS 都有所謂的路由快取(
routing cache)
與傳 呼快取(paging cache
)，藉由這兩項硬體所提供的功能使得 CIP 可以達成路由與傳呼的管理，兩者所儲存的內容會隨著 資料的傳輸與換手的執行而有所更新。另外當 MN 察覺鄰近 BS 的信號強度高於目前所連結的 BS 時就 會使用所謂半軟式換手以減少在換手時所產生的封包遺失 (
packet loss
)，作法上是在 MN 真正執行換手之前就先送出 一個路徑更新封包(route update packet
)往新的 BS 以增加 一條通往新 BS 的路徑，如此一來當外來封包送到位於兩條路 徑上的交叉點 FA 時就會一次複製兩份同時送往新 BS 與舊 BS 以減少在換手時所產生的封包遺失；另外舊的路徑記錄也會 在路由快取中隨著時間 timeout 而被清除，因此在 GW 與 MN 之間仍然只會保持單一路徑的存在。圖 3-8：CIP 系統下的行動管理架構
II.
HAWAII
— 是一個以網域為基礎的微觀移動協定，對應的架構如圖 3-9 [16]所示，而負責網域內部行動管理的 gateway 被稱為網域根路由器(
domain root router
)；另外在 HAWAII 中封包的路由方式也和 CIP 一樣使用路由快取的機制來達到 特定節點的繞送，但兩者的差異在於 CIP 會將更新路由的訊 息一直往上送，一路更新路徑上的每個 FA 直到送達 GW 為止，而 HAWAII 只會將訊息送到新舊路徑上的交叉點，因此整個網 路上的訊息負載得以減輕，但相對地會產生次佳的路徑。
BS
圖 3-9：HAWAII 系統下的行動管理架構