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在本章節中,我們將實際在 Ethernet 和 Wi-Fi 異質性網路環境中觀察行動節 點的移動情況,並且從中分析比較在異質性網路間換手時,沒有支援媒介獨立換 手機制與有支援媒介獨立換手機制所需要花費的延遲時間和封包流失的情形。在 4.1 節中,我們將介紹此系統所使用的工具和環境設定相關參數,而在 4.2 節裡 會介紹行動節點在異質性網路中整體換手程序的情形,最後 4.3 節中將會呈現系 統實驗結果的分析。

4.1 環境設定與工具介紹

在本論文中,我們採用 Ethernet 和 Wi-Fi 共同組成的異質性網路環境為背 景,如圖 4.1 所示。在此實驗中,行動節點可同時存於乙太網路和 Wi-fi 無線網 路的傳輸範圍之中。我們使用乙太網路的網域為家網路,行動節點會先經由認證 伺服器通過認證後才由 DHCP 伺服器自動配給網路位址為 140.113.167.*。同樣 地,當行動節點移動到 Wi-fi 無線網路的外地網路時,行動節點也會先經過認證 後才會由 DHCP 伺服器取得一個網路位址為 140.113.24.*。CN 所配給的網路位 址為 140.113.167.204,將會定期的將封包傳送給行動節點。

圖 4.1 系統網路環境拓樸圖

在硬體的設定環境中,無線區域網路存取點的通訊方式是採用 802.11g,並

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支援 RADIUS 客戶端遠端認證使用者服務功能和 802.1x 認證者安全機制,同時 也提供 WPA 資料傳輸加密,可加強無線網路存取資料保護功能。此外,我們利 用 ADI engineering [11]所開發的無線網路路由板作為行動節點,並可同時支援多 模式網路媒介,其中包含乙太網路和無線區域網路。目前的開發平台是採用 Linux 環境的作業系統,提供 Multiband Atheros Driver for WiFi(MADWIFI)[12],讓 行動節點可以存取無線區域網路,和 WPA supplicant[13]作為行動節點向認證伺 服器的工具。此外,我們將赫爾辛基理工大學(Helsinki University of Technology,

簡稱 HUT)所開發的動態行動式網路[14]加入行動節點中,讓行動節點在網路上 漫遊時,皆能取得網際網路服務。

在實驗環境設定方面,將設立一個對應節點負責傳送資料給行動節點。資料 傳送方式是採用使用者資料流的通訊協定(User Datagram Protocol,簡稱 UDP),

傳送的封包大小為 104 bytes,封包的傳輸間隔是每隔 10 毫秒傳送一個封包。實

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上層可下達一個媒介獨立換手設定的命令,讓無線區域網路存取媒介關閉,將可 節省電源的耗費。

圖 4.2 實驗換手程序流程圖

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4.3 實驗結果分析

整體換手延遲時間的統計如圖 4.3 所示,No_MIH_support 表示沒有支援媒 介獨立換手機制的情形,MIH_support 表示有支援媒介獨立換手機制的情形。根 據實驗結果的統計,有線網路至無線區域網路的換手程序中,沒有支援媒介獨立 換手機制的整體換手延遲時間需要約 4.517 秒,而有支援媒介獨立換手機制的整 體換手延遲時間則僅需要約 2.379 秒,比沒有支援媒介獨立換手機制的減少約 2.138 秒。這是由於我們將有線網路拔取時是非預期性的,在沒有支援媒介獨立 換手機制的情形中,上層需要不斷的偵測有線網路目前的狀態是否保持連線,將 會因此浪費些許時間。而有支援媒介獨立換手機制的情形,因為有線網路媒介會 觸發離線事件給上層,讓上層可以較早知道底層的網路狀態,而立即去執行換手 的程序,如此,換手的延遲時間將會減少許多。

在無線區域網路至有線網路的情形中,沒有支援媒介獨立換手機制的延遲時 間約為 4.388 秒,而有支援媒介獨立換手機制的延遲時間則僅需 0.371 秒,比沒 有支援媒介獨立換手機制的減少 4.017 秒。這是因為支援媒介獨立換手機制中,

有線網路一偵測到網路線時,立即就會觸發上線通知,此時,有線網路和無線區 域網路兩者媒介皆可使用的情況下,從無線區域網路切換成有線網路的延遲時間 將會非常短暫,以達到無接縫換手並可保持連續的網路服務。

圖 4.3 整體換手延遲時間統計圖

圖 4.4 為整體換手封包遺失的統計圖,從有線網路換手至無線區域網路的環 境中,沒有支援媒介獨立換手機制的情形遺失約為 444.8 個封包,有支援媒介獨 立換手機制的情形遺失約為 229.9 個封包。在無線區域網路換手至有線網路的環 境中,沒有支援媒介獨立換手機制的情形遺失約 437.1 個封包,而有支援媒介獨 立換手機制的遺失情形約為 34.7 個封包。其中封包遺失的情形和換手的延遲時

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間也有很大的關係,當行動節點在換手程序中所花費的時間越長,勢必會造成越 多的封包遺失。由實驗結果可知,在異質性網路換手時,因為有媒介獨立換手機 制的支援,行動節點遺失封包的情形確實有明顯地降低。

圖 4.4 整體換手封包遺失統計圖

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