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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:章文嘉
研究生(外文):Wen-Jia Zhang
論文名稱:蜂巢式IP網路的錯誤偵測與回復處理
論文名稱(外文):Failure Detection and Recovery in Cellular IP Networks
指導教授:斯國峰
指導教授(外文):Kuo-Feng Ssu
學位類別:碩士
校院名稱:國立成功大學
系所名稱:電機工程學系碩博士班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:英文
論文頁數:42
中文關鍵詞:蜂巢式網路行動網路
外文關鍵詞:cellular IPmobile IP
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  蜂巢式IP網路利用群組網路的概念解決行動IP的缺點。當行動電腦在相同的群組網路下移動時,不需要向主代理者註冊,而是向較近的群組主電腦報告,因而省下傳輸時間,使得行動電腦在不同基地台間的換手過程更為迅速。然而,在蜂巢式IP網路下只有一個群組主電腦,一旦群組主電腦當機或發生故障,行動電腦之通訊也會隨之中斷。目前相關的研究則使用備份電腦,不過這種方式並不能解決網路分割的情況。
  本篇論文是在同一個群組網路使用多個群組主電腦,他們彼此之間會定期地偵測錯誤,包括網路分割或主電腦損壞等。錯誤發生時,運作正常的電腦會根據錯誤的種類而做處理,直到系統復原後,再將工作移轉回原電腦。在實作方面,將探討本機制所會產生的負擔與影響,而依據結果,本機制可以避免行動電腦重新註冊進而減少資料的遺失且不會降低蜂巢式IP網路的效能。
  The Cellular IP protocol provides better performance for hando® than other protocols using micro-mobility. A set of base stations cluster together on the same cellular IP network. This kind of domain-based network is superior to Mobile IP in support of route optimization and quality of service (QoS). However, there is a single point of failure in cellular IP. If the gateway fails, services will break down for mobile nodes, even though there are other gateways at the same domain network.
  This thesis develops a fault detection mechanism and a recovery protocol for cellular IP. When one gateway fails or network partition occurs, another gateway will detect and continue providing services. For providing higher reliability, all gateways, even they are in di®erent networks, coordinate with each other and act as a virtual gateway. The mobile nodes transparently use this virtual gateway as its foreign agent or home agent. Experiments were conducted to explore the load of our protocol and survey the packet lost. These results show that the load of control packets is negligible for cellular IP and the number of the lost packets can be successfully reduced.
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
2 Related Work . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
  2.1 Home Agent Redundancy Protocol (HARP) . . . . . . . . . . . . . . . . 7
  2.2 Cisco Hot Standby Router Protocol (HSRP) . . . . . . . . . . . . . . . . 8
3 Cellular IP with Multiple Gateways . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
  3.1 Architecture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
    3.1.1 Routing Algorithm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
    3.1.2 Mobile Node . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
    3.1.3 Gateway and Base Station . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
  3.2 Disconnection Time during Failure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4 Fault Tolerance in Cellular IP . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
  4.1 Protocol Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
  4.2 Protocol Details . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
    4.2.1 Redundancy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
    4.2.2 Failure Detection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
    4.2.3 Take Over . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
    4.2.4 Recovery . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
  4.3 Virtual Gateway (VGA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
    4.3.1 Conception . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
    4.3.2 System Depiction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
  4.4 Disconnection Time before Take Over . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
5 Simulation Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
  5.1 Simulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
    5.1.1 Environment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
    5.1.2 Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
  5.2 Simulation Results . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
    5.2.1 Load Comparison . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
    5.2.2 Disconnection Time after Failure . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
6 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
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[2] E. Gustafsson, A. Jonsson, and C. Perkins, “Mobile IP Regional Registration,” (work in progress), July 2000.

[3] C. Perkins and D. Johnson, “Route Optimization in Mobile IP,” (work in progress), Nov. 2000.

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[6] A. G. Valko, A. T. Campbell, and J. Gomez, “Cellular IP,” Internet Draft, Nov. 1999.

[7] A. T. Campbell, J. Gomez, S. Kim, A. G. Valko, C. Y. Wan, and Z. R. Turanyi, “Design, implementation, and evaluation of Cellular IP,” IEEE Personal Communications, vol. 7, pp. 42–49, Aug. 2000.

[8] E. Gustafsson, A. Jonsson, and C. Perkins, “Mobile IP Regional Registration,” Internet Draft, July 2000.

[9] B. Chambless and J. Binkley, “HARP-Home Agent Redundancy Protocol,” Internet Draft, Oct. 1997.

[10] J. R. Binkley and J. McHugh, “Secure Mobile Networking-Final Report,” Portland State University, June 1999.

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[16] H. Haverinen and J. Malinen, “Mobile IP Regional Paging,” Internet Draft, July 2000.

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[18] S. U. Yoon, J. H. Lee, K. S. Lee, and C. H. Kang, “QoS support in mobile/wireless IP networks using di®erentiated services and fast hando® method,” Wireless Communications and Networking Confernce(WCNC), vol. 1, pp. 266–270, Sept. 2000.
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2. 徐作聖:〈科技政策與產業創新之未來發展:論亞太製造中心之規劃〉,《經濟情勢暨評論》,第1卷,第1期,1995年5月,頁23-39。
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4. 賀力行,李陳國:〈臺灣電動機車產業發展與競爭策略之分析〉,《經濟情勢暨評論季刊》,第5卷,第1期,民88年06月。http://www.moea.gov.tw/ ~ecobook/season/sag/sag21.htm,於2001/07/05參閱
5. 賀力行、李陳國:〈台灣電動機車產業發展與競爭策略之分析〉,《中華民國經。濟部網頁─經濟情勢暨評論季刊》,第5卷,第1期,1999年6月。http:// www.moea.gov.tw/~ecobook/season/sag/sag21.htm,於2001/07/05參閱。
6. 黃仁德、姜樹翰:〈高科技產業的發展策略:高科技中心的發展經驗〉,《中華民國經濟部網頁─經濟情勢暨評論季刊》,第6卷,第2期,2000年9月。http://www.moea.gov.tw/~ecobook/season/8909/q6-2-a3.htm。
7. 黃俊英:〈綠色管理:企業因應環保壓力的對策〉,《中國行政》,第55期,1994年,頁1-16。
8. 蔣依吾、董正忠、徐作聖:〈電動車輛結合燃料電池之綜合分析〉,《能源季刊》,1998年10月,頁77-93。