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1.1 研究動機

目前有線網路以及無線網路的普及使得一個移動裝置上會有著許許多多不同的網 路存取介面。以往的網際網路,均是透過有線的方式來連接,並不會想到漫遊的需求。

如今,有了無線網路之後,漫遊的需求明顯增加。例如:可能現在在室內辦公,所以就 接有線的網路,因為比較快,也比較穩定,之後如有需要,必須離開一下,到另外一間 會議室開會,因此在移動的時候,就換成無線區域網路,也因為有了無線網路的環境而 有不同的使用習慣,換手 (Handoff/Handover)便成了新環境中需要考慮的問題之ㄧ。

圖1: 多種網路介面環境

當一個行動裝置有著許許多多的網路存取介面,如 Ethernet、Wifi、GPRS、WiMAX、

PHS…,就會有異質網路的整合性問題,這又包含了垂直換手 (Vertical Handoff)以及水平 換手 (Horizontal Handoff)的部份。所以對於多介面網路存取裝置,要漫遊時,必須考量 許多部分。再者,因為多介面的換手,一個 session 的連線勢必會受到斷線的衝擊,斷線 的問題就產生了。所以要如何提供多介面網路終端一個 Session Continuity 的網路環境是 本論文想要達到的目標。

如圖 1,一台汽車-MN-上裝有一套監控軟體的客戶端 (client),CN 上裝有監控軟體 的伺服端 (server)。MN 先透過 Wifi 連上網際網路,並連線到 CN,MN 接著就透過攝影 機把車上看到的畫面傳送到 CN,當 MN 一直持續的把影像畫面傳送給 CN 的時候,因 為 MN 在移動,所以 Wifi 的網路介面便失靈,還好還有另一個介面,也就是 GPRS 撥接 的網路,因此必須換一個 IP 才能上網繼續和 CN 連線,然而變換 IP 對於上層的應用程 式或是以 TCP 通訊協定來說,先前連線的 session 勢必會斷線,必須重新建立,因此 session 斷線問題是存在的。所以如果可以提供 Session Continuity 的網路環境,對應用程式來說 是好的,這樣應用程式在設計的時候便可以不用考慮斷線的問題。

要提供 Session Continuity 的網路環境,則必須考量換手的效應。而換手是許多網路 層的問題 (multi-layer issue),包含實體層 (Physical Layer)、資料鏈結層 (Data Link Layer)、

網路層 (Network Layer)、傳輸層 (Transport Layer)、以及應用層 (Application Layer)等。對 於換手來說,如果底層的通訊協定對換手有處理,上層的通訊協定就可以不需要考慮換 手的問題,如果底層通訊協定並沒有換手的機制,則上層通訊協定就必須要考慮換手的 問題。

圖2: 換手斷線示意

舉個例子(圖 2),以無線區域網路 (WLAN)來說,當一個網路終端已經連上一個基

地台,並且得到了一個網路的 IP,在上面的應用程式便用此 IP 和另外一台電腦溝通, 區域網路平台,用以建構一個具有 Session Continuity 的網路環境,然後實作出來,並測 試該平台之性能。

1.2.2 特色

z Session Continuity。當換手的時候可以繼續保持原本 session 的連線,而不會有 斷線的問題。

z No modification to applications。對應用程式來說,可以不必重新設計,重新編譯,

甚至新的應用程式,可以不需要考慮換手的問題。

z No modify protocol modules。對於現有的網路通訊協定,可以不必更動修改的盡 量不要更動修改,而自行定義的通訊協定盡可能的相容於現有的環境下。

z Efficient handoff。有效率的換手,對於換手的延遲,可以最小化當然是最好,

如果能避免這個延遲就避免。

1.3 章節概要

在此之後,第二章會介紹一些相關的背景知識,第三章會介紹目前的一些解決方 案。第四章會介紹本系統是如何設計以及運作,並說明本系統的一些概念及想法。第五 章會詳細的介紹實作的部份,也就是實際軟體元件在作業系統中所扮演的角色,以及有 關的運作流程。接著就是第六章,也就是實驗的部份,這部份會測試本系統對於換手延 遲的時間,以及本系統的效能。第七張就是結論以及未來的發展。最後是參考文獻。

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