（計算機應(yīng)用技術(shù)專業(yè)論文）基于agent的移動用戶位置管理技術(shù)研究.pdf

哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 基于a g e n t 的移動用戶位置管理技術(shù)研究 摘要 移動通信技術(shù)的飛速發(fā)展使得傳統(tǒng)的固定網(wǎng)絡(luò)環(huán)境變得更加靈活與不穩(wěn) 定 用戶可以通過各種無線連接方法訪問數(shù)據(jù)庫 獲得查詢結(jié)果 移動計算 也應(yīng)運而生 與傳統(tǒng)的分布式計算相比 移動計算面臨著許多新的挑戰(zhàn) 而 位置管理是移動計算中關(guān)系其移動斷接特性的重要問題 也是移動數(shù)據(jù)庫中 的關(guān)鍵技術(shù)之一 本文從移動用戶位置管理的兩個方面 位置更新和位置查詢出發(fā) 歸納 比較了現(xiàn)已提出并且實現(xiàn)的方法 引入目前研究的熱點a g e n t 技術(shù) 并考慮 影響位置管理系統(tǒng)中存在的穩(wěn)定性 本地化和訪問移動頻率等因素 在深入 分析m d m 2 移動達夢數(shù)據(jù)庫 和l b s l o c a t i o nb a s e ds e r v i c e 系統(tǒng)模型的 基礎(chǔ)上 提出了一種基于a g e n t 技術(shù)的移動用戶位置管理模型 新建模型是在m d m 2 模型的啟發(fā)下 對其原模型進行了優(yōu)化改進 為有效地實現(xiàn)移動用戶越區(qū)切換 建立了移動用戶 移動用戶新小區(qū)代 理服務(wù)器和用戶原小區(qū)代理服務(wù)器三種服務(wù)工作模式 充分應(yīng)用了a g e n t 技術(shù)的移動性和前向指針法 建立了具體化的位置代 理a g e n t 結(jié)構(gòu) 在數(shù)據(jù)庫開銷相同且其它網(wǎng)絡(luò)條件不變的情況下 使操作本 地化 減少了網(wǎng)絡(luò)的整體開銷 論文最后從模型的可行性和適用性方面進行了驗證 在局域網(wǎng)中模擬了 模型中的工作過程 證明了模型的可行性 并且通過理論的分析 得出了模 型最佳的適用范圍是呼叫移動比大并且移動用戶遠離歸宿小區(qū)的情況 關(guān)鍵詞 移動數(shù)據(jù)庫 位置管理 a g e n t 前向指針 哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩卜學(xué)位論文 r e s e a r c ho nl o c a t i o nm a n a g e m e n to fm o b i l ec l i e n t b a s e do n a g e n t a b s t r a c t t h e r a p i dd e v e l o p m e n t o fm o b i l ec o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g ym a k e s t r a d i t i o n a r yn e t w o r km o r ef l e x i b l ea n du n s t e a d v u s e r sc a na c c e s sd a t a b a s ea n d r e c e i v et h e i rq u e r yr e s u l t st h r o u g ha l lk i n d so fw i r e l e s sc o n n e c t i o n a n da sa r e s u l t m o b i l ec o m p u t i n gh a se m e r g e d c o m p a r e dw i t ht r a d i t i o n a r yd i s t r i b u t e d c o m p u t i n g m o b i l ec o m p u t i n gh a s t of a c e m a n yn e wc h a l l e n g e s l o c a t i o n m a n a g e m e n t i sa ni m p o r t a n tp r o b l e mt h a tr e l a t e sw i t hm o v i n ga n dd i s c o n n e c t i o n i nm o b i l ec o m p u t i n g t h a ti sa l s oo n eo fk e yt e c h n o l o g i e so fm o b i l ed a t a b a s e f r o mt w of a c t o r so fl o c a t i o nm a n a g e m e n t l o c a t i o nu p d a t ea n dl o c a t i o n q u e r y t h i sp a p e ra n a l y s e sa l lk i n d so fe x i s t e ds t r a t e g i e s i n t r o d u c e ss t u d yh o t s p o t a g e n tt e c h n o l o g ya n dc o n s i d e r s i n f l u e n c e f a c t o ro fl o c a t i o n m a n a g e m e n t s t a b i l i t y l o c a l i t ya n dc m r c a l lm o v er a t i o a n ds oo n t h i sp a p e rd e e p l y a n a l y s e st h es y s y t e mo fm d m 2a n dl b s t h e np r o p o s e sam o d e lo fl o c a t i o n m a n a g e m e n tb a s e do na g e n tt e c h n o l o g y t h en e wm o d e lb a s e so nm d m 2a n do p t i m i z e st h em o d e la n di m p r o v e so n i t i no r d e rt oe f f e c t i v e l yc a r r yo u th a n do f fo fm o b i l ec l i e n t t h em o d e le s t a b l i s h e st h r e ew o r km o d e s m o b i l ec l i e n t n e wa g e n ts e r v e ro fm o b i l ec l i e n ta n d f o r m e ra g e n ts e r v e ro fm o b i l ec l i e n t i no r d e rt of u l l ya p p l y a g e n tt e c h n o l o g ya n df o r w a r d i n gp o i n t e rt e c h n o l o g y t h ep a p e re m b o d i e ss t r u c t u r eo fa g e n t a n du n d e rt h es a m ec o s to fd a t a b a s ea n d n e t w o r k t h em o d e lm a k e so p e r a t i o nl o c a l i z e d r e d u c i n gc o m m u n i c a t i o nd i s t a n c e f u r t h e rr e d u c i n gc o s to fn e t w o r k f i n a l l yt h i sp a p e rt e s t sf e a s i b i l i t ya n da p p l i c a b i l i t yo ft h em o d e l i nl a n w o r kp r o c e s so ft h i sm o d e li ss i m u l a t e da n dt h er e s u l tp r o v e si t s f e a s i b i l i t y t h r o u g ht h e o r ya n a l y s i s t h eo p t i m a la p p l i c a t i o nr a n g eo ft h i sm o d e li st h a tc m r i i 窒塵重矍三查蘭三蘭堡圭蘭竺絲蘭 i sh i g ha n dm o b i l ec l i e n ti sf a rf r o mi t sp r i m a r ya g e n t k f y w o r d s m o b i l ed a t a b a s e l o c a t i o nm a n a g e m e n t a g e n t f o r w a r d i n gp o i n t e r s i i i 哈爾濱理工大學(xué)碩士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明 此處所提交的碩士學(xué)位論文 基于a g e n t 的移動用戶位置管 理技術(shù)研究 是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下 在哈爾濱理工大學(xué)攻讀碩士學(xué)位期間獨立 進行研究工作所取得的成果 據(jù)本人所知 論文中除已注聰部分外不包含他人已 發(fā)表或撰寫過的研究成果 對本文研究工作做出貢獻的個入和集體 均已在文中 以明確方式注明 本聲明的法律結(jié)果將完全由本人承擔(dān) 作者簽名 氛1 砂翻日期 岔紗7 年歲月 6 哈爾濱理工大學(xué)碩士學(xué)位論文使用授權(quán)書 基于a g e n t 的移動用戶位置管理技術(shù)研究 系本人在哈爾濱理工大學(xué)攻讀 碩士學(xué)位期間在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的碩士學(xué)位論文 本論文的研究成果歸哈爾濱理 工大學(xué)所有 本論文的研究內(nèi)容不得以其它單位的名義發(fā)表 本人完全了解哈爾 濱理工大學(xué)關(guān)于保存 使用學(xué)位論文的規(guī)定 同意學(xué)校保留并向有關(guān)部門提交論 文和電子版本 允許論文被查閱和借閱 本人授權(quán)哈爾濱理工大學(xué)可以采用影印 縮印或其他復(fù)制手段保存論文 可以公布論文的全部或部分內(nèi)容 本學(xué)位論文屬于 保密口 在年解密后適用授權(quán)書 不保密日 請在以上相應(yīng)方框內(nèi)打 作者簽名 糾參翻 導(dǎo)師簽名 丕z 颯 鄉(xiāng)1 1 月 月 年 年 1 r 刎 叩 期 期 哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 第1 章緒論 1 1 課題研究的目的及意義 計算環(huán)境先后經(jīng)歷了集中式計算環(huán)境 分布計算環(huán)境 網(wǎng)絡(luò)計算以至臼前 備受關(guān)注的移動計算環(huán)境m c e m o b i l ec o m p u t i n ge n v i r o n m e n t i i 普遍化計算環(huán) 境p c e p e r v a s i v ec o m p u t i n ge n v i r o n m e n t 1 相應(yīng)地 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)到今天也發(fā) 展了集中式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 分布式數(shù)統(tǒng) b a s 多層結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 嵌入式 數(shù)據(jù)庫和移動數(shù)據(jù)庫技術(shù) 利用移動終端通過無線和固定網(wǎng)絡(luò)與遠程服務(wù)器交 換數(shù)據(jù)的分布式計算環(huán)境稱為移動計算 移動計算有兩類移動特性 m o b i l ec o m p u t i n g 和m o b i l ec o m p u t a t i o n 前者關(guān)心基于無線網(wǎng)絡(luò)的移動設(shè)備上 進行的計算 1 而后者關(guān)心基于w e b 的移動程序 目前 移動計算已成為包 括w e b 計算 數(shù)據(jù)倉庫和挖掘在內(nèi)的 以客戶為中心 應(yīng)用的三大技術(shù)手段之 一 7 o 1 1 1 移動數(shù)據(jù)庫 在傳統(tǒng)的分布計算系統(tǒng)中 各個計算結(jié)點之間都是通過固定網(wǎng)絡(luò)連接 并 且保持網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)連接 而移動計算系統(tǒng)是由固定結(jié)點和移動結(jié)點構(gòu)成的分布 計算系統(tǒng) 系統(tǒng)中的用戶不再停留在固定的位置不變 而是可以攜帶著移動計 算機自由移動 并在移動的同時通過移動通信網(wǎng)絡(luò)保持與固定結(jié)點或其他移動 結(jié)點的連接 這種移動性將創(chuàng)造一類全新的應(yīng)用 使得人們能夠更加方便地訪 問各種信息 移動數(shù)據(jù)庫是指支持移動計算環(huán)境的分布式數(shù)據(jù)庫 1 它涉及數(shù)據(jù)庫技 術(shù) 分布式計算技術(shù)以及移動通訊技術(shù)等多個學(xué)科領(lǐng)域 通俗地講 移動數(shù)據(jù) 庫包括以下兩層含義 1 人在移動時可以存取后臺數(shù)據(jù)庫 2 入可以帶著后臺數(shù)據(jù)庫的副本移動 移動數(shù)據(jù)庫技術(shù)的許多特性都與信息時代的需求特點相吻合 在許多領(lǐng)域 獲得了成功的應(yīng)用 并涌現(xiàn)出了許多令人耳目一新的實用系統(tǒng) 哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 1 1 2 移動數(shù)據(jù)庫的特點 與傳統(tǒng)的分布式數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)相比 嵌入式移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)具有如下特點 叫 j 1 移動性與位置相關(guān)性移動用戶可以在無線通訊單元及單元之間自由 移動 而且在移動的同時仍然可能保持通訊連接 此外應(yīng)用程序及數(shù)據(jù)查詢可 能是位置有關(guān)的 如用戶需要了解沿其前進方向半徑為l k m 的地區(qū)的天氣和交 通情況 在不同地點 時間的查詢結(jié)果是不同的 這就導(dǎo)致系統(tǒng)訪問布局 資源 的變化 因此要求移動數(shù)據(jù)庫能支持移動性 解決過區(qū)切換問題 并實現(xiàn)位置相 關(guān)的處理 2 頻繁的斷接性一般移動計算機與網(wǎng)絡(luò)不是長時間連接 而是頻繁 有 預(yù)見的入網(wǎng)和斷接 移動數(shù)據(jù)庫與固定網(wǎng)絡(luò)之間就會經(jīng)常處于主動或被動的斷 接狀態(tài) 這要求移動數(shù)據(jù)庫中的事務(wù)在斷接情況下仍然繼續(xù)運行 或者進入休眠 狀態(tài) 不會因網(wǎng)絡(luò)斷接而撤消 3 網(wǎng)絡(luò)條件的多樣性在整個移動計算空間中 不同的時間和地點連網(wǎng)條 件相差十分懸殊 因此移動數(shù)據(jù)庫應(yīng)能提供充分的靈活性和適應(yīng)性 提供多種系 統(tǒng)運行方式和資源優(yōu)化方式 以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)條件的變化 4 系統(tǒng)規(guī)模龐大在移動計算環(huán)境下 用戶規(guī)模比常規(guī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境龐大得多 采用普通的處理方法將導(dǎo)致移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的效率極為低下 5 系統(tǒng)安全性及可靠性較差因移動計算平臺可以遠程訪問系統(tǒng)資源帶 來新的不安全因素 且移動主機的遺失 失竊等現(xiàn)象也容易發(fā)生 從而移動數(shù)據(jù) 庫系統(tǒng)應(yīng)該提供比普通數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)更強大的安全機制 6 資源的有限性移動設(shè)備的電源通常只能維持幾個小時 此外移動設(shè)備 還受通訊帶寬 存儲容量 處理能力的限制 因此在查詢優(yōu)化 事務(wù)處理 存 儲管理等環(huán)節(jié)應(yīng)提供資源的利用率 7 網(wǎng)絡(luò)通訊的非對稱性上行鏈路的通訊代價與下行鏈路有很大差別 這 要求移動數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)中充分考慮到這種差異 采用合適的方式 如數(shù)據(jù)廣播 傳遞數(shù)據(jù) 1 1 3 移動數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵技術(shù) 由于傳統(tǒng)的分布式數(shù)據(jù)庫技術(shù)不能有效地支持移動數(shù)據(jù)庫 而必須對之進 行擴充和改造 這些工作可以歸納為幾個方面9 移動數(shù)據(jù)庫復(fù)制 移動用 哈爾濱埋工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 戶管理及位置相關(guān)查詢 服務(wù)器數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)廣播 移動事務(wù)處理 移動數(shù) 據(jù)庫查詢優(yōu)化 2 1 等 1 移動數(shù)據(jù)庫復(fù)制可用性和可伸縮性 移動性 可串行性以及收斂性 這四個目標(biāo)決定了理想的移動數(shù)據(jù)庫復(fù)制應(yīng)該是一種異步復(fù)制 即系統(tǒng)允許移 動主機在斷連的情況下在本地副本上執(zhí)行讀寫操作 從而造成系統(tǒng)短暫的不一 致 重新連接時進行數(shù)據(jù)同步處理 將移動主機上所做的數(shù)據(jù)修改上傳到固定 網(wǎng)絡(luò)上的主機 同時將固定主機副本上所做的修改下傳到移動主機 從而使系 統(tǒng)重新達到一致性的狀態(tài) 在此過程中 必須進行沖突處理 因為系統(tǒng)可能同 時在多個副本上對同一數(shù)據(jù)對象執(zhí)行了沖突操作 由此可見 移動數(shù)據(jù)庫復(fù)制 需要解決由于斷連操作引起的數(shù)據(jù)不一致問題 并通過同步處理機制使系統(tǒng)總 能收斂于一致性的狀態(tài) 2 移動用戶管理及位置相關(guān)查詢在移動數(shù)據(jù)庫中 安全因素及位置相 關(guān)的查詢要求對移動用戶進行行之有效的管理 系統(tǒng)中每個移動用戶都有 一個唯一的標(biāo)識 i d 系統(tǒng)統(tǒng)一對這些i d 進行管理并根據(jù)安全性的需要進行 存取權(quán)限控制 系統(tǒng)還應(yīng)跟蹤和管理移動用戶的當(dāng)前位置 并提供位置相關(guān)的 查詢機制 3 服務(wù)器數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)廣播數(shù)據(jù)廣播是解決移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)用戶規(guī)模 龐大及網(wǎng)絡(luò)通訊非對稱性等問題的一個有效方法 服務(wù)器將大多數(shù)用戶頻繁訪 問的熱點數(shù)據(jù)以一定的方式組織起來 主動周期性地廣播出去 這樣可以以較 小的代價解決大量用戶訪問的問題 在數(shù)據(jù)廣播中 需要解決廣播的數(shù)據(jù)調(diào)度 問題 即如何組織數(shù)據(jù) 如何確定廣播的周期等 代表性的成果包括數(shù)據(jù)廣播 多盤調(diào)度算法 啟發(fā)式多盤調(diào)度算法等 4 移動事務(wù)處理移動事務(wù)通常屬于長事務(wù) 而且在事務(wù)的執(zhí)行過程 中 計算平臺的移動會導(dǎo)致事務(wù)及相應(yīng)資源的移動 此外 與普通事務(wù)相比 移動事務(wù)執(zhí)行時更容易出錯 且要訪問更加復(fù)雜的數(shù)據(jù)資源 因此需要研究適 應(yīng)于移動計算環(huán)境的新的事務(wù)模型 移動事務(wù)處理中的過區(qū)切換問題以及數(shù)據(jù) 一致性問題也是移動事務(wù)處理需要著重解決的問題 5 移動數(shù)據(jù)庫查詢優(yōu)化及其它技術(shù)移動數(shù)據(jù)庫中需要將通訊代價 通 訊時間 電源消耗等因素納入查詢優(yōu)化的考慮因素 此外 安全性 查詢語言 查詢界面等也都是移動數(shù)據(jù)庫技術(shù)要解決的問 題 晗爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩上學(xué)位論文 1 1 4 位置管理的重要性 移動用戶位置管理技術(shù)作為移動數(shù)據(jù)庫中的關(guān)鍵技術(shù)之一 在實際生活中 有著十分重要的應(yīng)用 它在固定的主機和移動客戶機之間起到了連接的作用 有了客戶機的準(zhǔn)確位置才能使事務(wù)處理和信息的反饋成為可能 并且還可以節(jié) 省網(wǎng)絡(luò)資源 節(jié)約帶寬 對網(wǎng)絡(luò)的傳輸有著相當(dāng)重要的意義 客戶機的位置管理包括兩個方面 位置更新和位置查詢 前者發(fā)生在客 戶機移動后 發(fā)送更新它的位置信息 后者發(fā)生在當(dāng)需要訪問或呼叫該客戶機 時 定位它當(dāng)前的位置 衡量位置更新和位置查詢代價的體系應(yīng)包括以下因 素 發(fā)送消息的數(shù)量 大小 消息需要傳輸?shù)木嚯x 消耗的網(wǎng)絡(luò)帶寬 處理消 息的費用和位置數(shù)據(jù)庫查詢的延遲等 一種好的位置管理方案應(yīng)該優(yōu)化這些因 素 獲取移動客戶機當(dāng)前的位置信息 不僅是網(wǎng)絡(luò)路由的要求 更是高層應(yīng)用 的要求 特別是一些基于位置的查詢 這些查詢主要是基于位置的高級查 詢 目前大部分的研究和應(yīng)用都是基于集中式數(shù)據(jù)庫展開的 許多問題 對傳 統(tǒng)數(shù)據(jù)庫提出了新的挑戰(zhàn) 比如 1 代表客戶機位置的數(shù)據(jù)是經(jīng)常變化的 2 除了空間維 查詢位置數(shù)據(jù)還有 個時間維問題 3 查詢涉及到未來的時間 如客戶想知道在未來一小時里 將進入某一 特定區(qū)域的移動客戶機的情況 對于這一類的應(yīng)用 我們只能在現(xiàn)有信息的基礎(chǔ)上加以推測 除此之外 另一類應(yīng)用涉及到更新環(huán)境參數(shù) 合理調(diào)配本地化的資源 如在城市車輛調(diào)度 系統(tǒng)中 交管人員需要在交通路況緊張時刻 充分調(diào)配可利用車輛 提高運行 效率 其中獲取當(dāng)前車輛 路況的信息在這里變得尤為重要 以上應(yīng)用都涉及到客戶機的位置管理 而且在未來的通信系統(tǒng)中 用戶越 來越多 網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地理范圍越來越大 在這樣的系統(tǒng)中 為了定位客戶機的 位置而產(chǎn)生的信號數(shù)量和處理開銷將會急劇增長 而且隨著移動數(shù)據(jù)庫技術(shù)的 發(fā)展和廣泛使用 與客戶機位置有關(guān)的應(yīng)用也將越來越廣泛 所以研究并設(shè)計 出有效的客戶機位置管理方法具有重要意義 1 2 國內(nèi)外研究概況 位置管理問題是所有移動網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng) 蜂窩系統(tǒng) 無線l a n s 衛(wèi)星通訊系 哈爾演理工大學(xué)工學(xué)碩仁學(xué)位論文 統(tǒng)等 面臨的問題 大致有兩個基本的操作 即 移動用戶本身的位置更新和 其他用戶對移動用戶的查詢 為了減少位置更新和位置查詢的代價 現(xiàn)在已經(jīng) 提出并應(yīng)用的方案有以下幾種 1 歸屬位置寄存器h l r 拜訪位置寄存器v l r 現(xiàn)在廣泛用于i s4 l 和 g s m 1 中的h l r h o m el o e a t i o nr e g i s t e r v l r v i s i t e rl o c a t i o nr e g i s t e r 法采用 了兩級結(jié)構(gòu) 將客戶機位置信息保存在h l r 和v l r 中 h l r 中保存的是客戶 機的永久的位置信息 v l r 保留客戶機的臨時的位置 當(dāng)客戶機移動到新的小 區(qū)時 它向本地的v l r 報告新的位置 由v l r 將位置更新消息發(fā)送給h l r 當(dāng)需要訪問該客戶時 呼叫者首先查詢本地v l r 如果能夠找到客戶機的位 置 則連接建立 否則 需要查詢?nèi)值膆 l r 這種方法實現(xiàn)起來比較簡單 但是存在著缺陷 1 不適合本地化操作 在此本地化操作指的是物理上距離很近但是不屬于 同一個小區(qū) 如果位于這兩個小區(qū)中的客戶需要通信時 假如他們所在的v l r 沒有保留對方的地址信息 那么必須要經(jīng)過h l r 才能建立連接 這樣通信的 距離加長了 使得定位客戶機的開銷變得十分龐大 2 這種方法與客戶機的移動模式?jīng)]有關(guān)系 不管客戶機是否有規(guī)律的移 動 該方法都統(tǒng)一對待 不具有靈活性 3 當(dāng)在v l r 中無法獲得客戶機位置信息的時候 都需要查詢h l r 增加 了查詢的開銷 同時導(dǎo)致了h u t 負擔(dān)過重 2 緩存方法緩存方法 2 1 是為了降低其他用戶對移動用戶的呼叫建立 的開銷 r i a i l l 等人提出了緩存的思想 即一旦移動用戶x 被呼叫 x 的位置 信息就被緩存在呼叫發(fā)起方的v l r 中 這樣 從該發(fā)起的對x 的后續(xù)呼叫首 先檢查本地v l r 的c a c h e 如果命中 就可以重用緩存的位置信息而不必遠程 訪問h l r 適用于呼叫移動比較大的用戶 為了降低c a c h e 的不命中率 有兩 種方法1 2 3 1 一種是急性緩存 即移動用戶每次到達一個新的位置 關(guān)于此用戶 的所有c a c h e 項都要更新 這樣增加了移動的開銷 另一種是惰性緩存 即移 動操作不引起c a c h e 的更新 只是在呼叫建立時 c a c h e 不命中的情況下才引 起c a c h e 更新 這樣增加了呼叫的開銷 對于惰性緩存而言 為了使其開銷低 于基本方法的開銷 則在給定小區(qū)內(nèi) 對任何用戶的c a c h e 命中率p 必須大于 某個閥值 緩存的方法利用了呼叫的時間局部性與空間局部性 其缺點是 c a c h e 失效的附加開銷較大 且對用戶的移動性有限制 它要求客戶機具有一 定的存儲能力 如何保證緩存信息的合法性是緩存方法必須解決的一個大問 題 哈爾濱理t 人學(xué)1 二學(xué)碩士學(xué)位論文 3 復(fù)制法復(fù)制法 兒刪是為了降低呼叫建立的開銷 在選定點復(fù)制一些 客戶機的位置信息是很自然的想法 當(dāng)需要同該客戶機進行通信時 可直接在 本地數(shù)據(jù)庫中查詢 而不必要每次都去查詢中央數(shù)據(jù)庫 查詢中央數(shù)據(jù)庫由于 網(wǎng)絡(luò)帶寬 通信距離和網(wǎng)絡(luò)資源緊缺等原因而導(dǎo)致較大的查詢延遲 但另一方 面 由于客戶機位置的時常變化 為了維護復(fù)制版本的一致性與有效性 系統(tǒng) 必須為位置更新付出更大的代價 總的來講 如果由于復(fù)制而帶來的開銷節(jié)省大于由此而產(chǎn)生的更新代價 那么認為這種復(fù)制方法是有效的 如果從小區(qū)a 中發(fā)出的對移動用戶x 的呼叫 比較頻繁 則在小區(qū)a 復(fù)制x 的位置可以降低呼叫建立開銷 同樣 如果用戶 移動比較頻繁 則復(fù)制內(nèi)容的更新又會帶來額外的開銷 每個用戶有哪些節(jié)點 復(fù)制了它的位置 這些節(jié)點的信息就保存在它的h l r 中 除了代價因素 對 復(fù)制區(qū)域的選擇 還必須考慮其他的因素 比如每個數(shù)據(jù)庫的服務(wù)能力和用來 保存復(fù)制信息的最大存儲能力 對每個用戶的復(fù)制站點信息必須保存在中央數(shù) 據(jù)庫中 當(dāng)然 除了復(fù)制客戶機的位置信息 還可以復(fù)制客戶機的服務(wù)信息 服務(wù)質(zhì)量要求 可提供的傳輸帶寬等等 該選擇哪些站點去復(fù)制客戶機地位之 信息 現(xiàn)在有兩種復(fù)制思想 一種是集中的用戶檔案復(fù)制 一種是分工的工作 集復(fù)制 用戶檔案復(fù)制 p e ru s e rp r o f i l er e p l i c a t i o n 它的目標(biāo)是使得移動和呼口q 的總開銷最小 同時保持對每個用戶p i 復(fù)制信息的最大數(shù)量的控制 保持對 小區(qū)z i 數(shù)據(jù)庫中最大數(shù)量信息的控制 工作集復(fù)制 w o r k i n gs e tr e p l i c a t i o n 有這樣一個事實 即對每個用戶 的頻繁呼叫一般都來自于少數(shù)幾個呼叫源 這些呼叫源的集合叫做該用戶的工 作集 這樣 只需在工作集中復(fù)制該移動用戶的位置就可以滿足大多數(shù)要求 這種思想與用戶檔案復(fù)制的不同之處在于不提供對用戶復(fù)制信息和對數(shù)據(jù)庫的 控制 因此在小區(qū)z j 中提供關(guān)于用戶p i 的位置信息可以獨立于用戶p i 來進 行 復(fù)制的方法和緩存的方法一樣 在很大的程度上取決于客戶機的呼叫移動 比 只有在呼叫移動比比較高的時候才使用 4 前向指針法在位置管理中引入前向指針的方法 的目的是為了減 少位置更新的代價 基本的思想是 在客戶機移動到新的小區(qū)時 在客戶機上 一次所在的小區(qū)建立指針指向當(dāng)前區(qū)域 在客戶機的h l r 中保存著客戶機第 一次所在的小區(qū) 即鏈頭 這樣 對給定用戶的呼叫首先查詢用戶的h l r 確 定它的鏈頭 然后再沿前向指針找到用戶當(dāng)前的v l r 建立連接 其過程如圖 哈爾濱理1 二大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 1 1 所示 圖1 1 前向指針示意圖 f i g 1 1c h a r to f f o r w a r d i n gp o i n t e r s 其中 m 1 表示移動用戶l 前向指針法實現(xiàn)起來比較簡便 但是在使用的過程中也會出現(xiàn)以下問題 1 指針管理過程中 指針鏈可能會過長或者形成環(huán) 2 如果客戶機移動的速度大于傳送查詢消息的速度 這樣將永遠無法獲得 客戶機的位置信息 3 如果客戶機在小區(qū)的邊界上來回的移動 將導(dǎo)致指針更新的頻繁 引起 系統(tǒng)的巨大資源開銷 前向指針應(yīng)用時首要的問題是對指針鏈長度的控制 因為沿鏈查找的開銷 屬于呼叫建立開銷 指針鏈過長 會大大增加呼叫建立的時延和代價 并且要 保證指針鏈?zhǔn)菬o環(huán)的 避免循環(huán)查找 為了解決以上問題 人們提出了指針完全消解和簡單消解的方法i 2 s lo 例 如 移動用戶的移動軌跡為1 一 2 一 3 4 5 閥值設(shè)為4 當(dāng)用戶移 動到5 時就要進行相應(yīng)的消解了 如果用簡單消解的方法 消解后的結(jié)果為1 一 5 如果用完全消解的方法進行消解 消解后的結(jié)果為5 消解的時機分為移動時消解和呼叫建立時消解 移動時消解就是在移動成 鏈時檢查指針鏈的長度 長度超過系統(tǒng)閡值時予以消解 呼叫建立時消解是在 呼叫成功建立之后進行消解 與傳統(tǒng)做法不同的是 有些地區(qū)對某一用戶的呼 叫相對十分頻繁的情況下 有一條前向指針作為旁路 可以省卻許多不必要的 上溯層次結(jié)構(gòu)的開銷 現(xiàn)實生活中的例子是住家和辦公區(qū)以及親戚朋友所處區(qū) 哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)壩士學(xué)位論文 域之間 呼叫建立的頻率是相對較高的 移動用戶在這些區(qū)域之間移動成鏈之 后 可以保持該鏈不必被消解 移出此區(qū)城后 在移動時消解的閥值達到后可 以消解掉區(qū)域外的部分 這就是選擇消解的思想 例如 分區(qū)l 2 3 4 是 經(jīng)常呼叫移動用戶x 的區(qū)域 用戶x 在移動經(jīng)過這些分區(qū)時成鏈 l 一 2 一 3 一 4 當(dāng)x 移出此范圍 成鏈l 一 2 一 3 4 一 5 一 6 一 7 如圖1 2 所示之后 采用移動時指針消解 移動到分區(qū)8 成鏈1 一 2 3 一 4 一 8 如圖1 3 所示 只刪除區(qū)域外的部分 圖1 2 用戶x 移動示意圖 f i g 1 2c h a r to f u s e rxm o v i n g 傳統(tǒng)的環(huán)路檢查在每次移動成鏈時進行 一旦發(fā)現(xiàn)指針鏈上有重復(fù)的節(jié) 點 則刪除掉重復(fù)節(jié)點之間的節(jié)點 在呼叫相對頻繁的區(qū)域中 采用斷環(huán)處 理 即環(huán)路中移動用戶當(dāng)前所處分區(qū)所有指向外的指針都被刪除 其余指針保 留 這樣 該區(qū)域中已經(jīng)建立的指針可以較充分地發(fā)揮作用 區(qū)域外的指針鏈 的環(huán)路消解仍使用傳統(tǒng)做法 在文獻 2 9 提出了一種帶門檻的指針推進移動性管理策略 并與現(xiàn)行策略 及普通的指針推進策略的代價進行比較 得出只要選擇適當(dāng)?shù)拈T檻 所提出策 略的代價優(yōu)于現(xiàn)行策略及普通的指針推進策略 與緩存和復(fù)制法相反 前向指針適用于用戶的呼叫移動比比較低的情況 可以降低h l r 和v l r 的更新的開銷 所增加的是指針連接的開銷和呼叫時的 沿鏈尋找的開銷 圖l 3 消解后的示意圖 f i 娶1 3c h a r to f c l e a r i n gu p 1 3 課題的來源及研究內(nèi)容 1 3 1 課題的來源 本課題來源于黑龍江省測繪局信息中心合作項目 基于g i s 的移動設(shè)備管 理技術(shù)研究 1 3 2 研究內(nèi)容 本文的主要研究內(nèi)容是移動數(shù)據(jù)庫中移動用戶位置管理技術(shù) 首先 對移 動計算 移動數(shù)據(jù)庫的相關(guān)內(nèi)容進行了簡要地介紹 然后對位置管理在移動數(shù) 據(jù)庫中的重要性進行了概述 接著對國內(nèi)外已經(jīng)提出并實現(xiàn)的方法進行了研究 和分析 然后介紹m d m 2 和l b s 系統(tǒng)中的位置管理方法 得出本文的研究重 點是從a g a a t 技術(shù)出發(fā) 最后提出本文的改進模型 在此基礎(chǔ)上和原模型進行 比較 o o 哈爾濱理工大學(xué)t 學(xué)碩十學(xué)位論文 第2 章位置管理技術(shù) 2 1 a g e n t 技術(shù)簡介 2 1 1 基本概念 a g e n t 1 來自于希臘語a g e i n 意思是驅(qū)動 領(lǐng)導(dǎo) 這種含義很適合描述當(dāng) 今把計算機從被動工具變?yōu)橹鲃庸ぞ叩内厔?特別是人們可以為計算機指派任 務(wù)和工作 軟件技術(shù)和編程技術(shù)的發(fā)展 使得計算機在許多領(lǐng)域擁有更多的主 動能力 a g e n t 技術(shù)提供了一種新的計算和問題解決風(fēng)范 一種遠程智能程 序設(shè)計方法 a g e n t 實際上是一個主動的程序體 它由某個源計算機產(chǎn)生 后 就脫離了該計算機的控制 而主動執(zhí)行下去 移動a g e n t 的實質(zhì)是一獨立的計算機代碼 根據(jù)局部計算結(jié)果 在異構(gòu)網(wǎng) 或者同構(gòu)網(wǎng) 上按一定的規(guī)程移動 以尋找合適的計算資源 代表用戶完成特 定的任務(wù) 移動a g e n t 技術(shù)實際上它是軟件a g e n t 技術(shù)與分布式技術(shù)的混血兒 它除了具有a g e n t 的最基本特性 自治性 響應(yīng)性 主動性和推理性外 還具有移動性 是2 0 世紀(jì)9 0 年代以來發(fā)展起來的一種新型的分布式計算模 式 它為分布式開放系統(tǒng)地分析 設(shè)計和實現(xiàn)提供了一種嶄頹的方法 被譽為 軟件開發(fā)的又一重大突破 它是代碼數(shù)據(jù)以及執(zhí)行語境的軟件包通過在網(wǎng)絡(luò)中 漫游來完成任務(wù) 它可以在執(zhí)行過程中 有目的的 自治的在網(wǎng)絡(luò)中移動 利 用與分布資源的局部交互而完成分布任務(wù) 從一個客戶端計算機派發(fā)和轉(zhuǎn)移到 一個遠程的服務(wù)器上去執(zhí)行 移動a g e n t 在網(wǎng)絡(luò)中執(zhí)行事務(wù)和信息提取工作上 提供了新的方法 移動a g e m 與傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)計算模式有著本質(zhì)的區(qū)別 1 移動a g e n t 不同于遠程過程調(diào)用 因為移動a g e n t 能夠不斷地從網(wǎng)絡(luò) 中的一個節(jié)點移動到另一個節(jié)點 而且這種移動是可以根據(jù)自身需要進行選擇 的 2 移動a g e n t 不同于一般的進程遷移 因為一般來說進程遷移系統(tǒng)不允 許進程自己選擇遷移時間和遷移目標(biāo) 而移動a g e n t 卻可以在任意時刻進行移 動 并且可以移動到任何地方 3 移動a g e n t 不同于j a v a 語言中的a p p l e t 因為a p p l e t 只能從服務(wù)器向 哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 客戶機做單方向的移動 而移動a g e n t 卻可以在客戶機和服務(wù)器之間進行雙向 移動 2 1 2 a g e n t 的分類 根據(jù)a g e n t 的位置和功能可以分為以下3 類 1 客戶一客戶a g c n 卜服務(wù)器 2 客戶 服務(wù)器a g e n t n 務(wù)器 3 客戶一客戶a g e i l t 一服務(wù)器a g e n t 一服務(wù)器 客戶a g e n t 層的作用 提供友好的界面 方便獲取信息 提供數(shù)據(jù)二級緩 存的能力 提供數(shù)據(jù)查詢的能力 提供本地處理能力 提供用戶的位置相關(guān) 性 提供與協(xié)調(diào)a g e n t 的接1 3 服務(wù)器a g e n t 層的作用 提供一致性的數(shù)據(jù)查詢接口 提供固定的礤訪 問功能 在文獻 3 4 中還提出了一種協(xié)調(diào)a g e n t 的思想 協(xié)調(diào)a g e n t 位于客戶 a g e n t 和服務(wù)器a g e n t 之間 起到了一個協(xié)調(diào)的作用 它可以提供查詢信息的 能力 根據(jù)相應(yīng)的客戶a g e n t 請求 提出查詢命令 把找到的結(jié)果通過客戶 a g e n t 接1 2 1 進行傳送 它具有系統(tǒng)工作的能力 具有移動的能力 可以提供信 息的一級緩存 2 1 3 移動a g e n t 的移動程度 計算機網(wǎng)絡(luò)由通信通道連接起來的計算節(jié)點構(gòu)成 節(jié)點間交換信息和共享 資源的要求推動了計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展 不斷發(fā)展的手持設(shè)備和個人數(shù)字助理進 一步推動計算機異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的快速增長 傳統(tǒng)的分布式系統(tǒng)有許多不同的通信方 法 移動a g e n t 成為節(jié)點間交換信息和共享資源的一種新方法 傳遞消息是首先被提出的方法 進程之間相互發(fā)送和接收同步或異步的消 息 許多通信模式都支持這種靈活的異步傳送消息方法 遠程調(diào)用r p c 1 r e m o t ep r o c e d u r ec a l l 是高一級的通信概念 進程通過調(diào)用遠端的程序而不 是僅僅發(fā)送和接收消息來通信 很明顯 r p c 有效的先決條件是當(dāng)r p c 調(diào)用 時 遠端的被調(diào)用的程序段是可用的 然而 這種先決條件限制了l i p c 在大 的開放式分布式系統(tǒng)的使用 在許多事例中 要求將程序移動到遠端并執(zhí)行 r e m o t ee x e c u t i o n 也就是代碼移動 移動a g e n t 的概念更進一步一 進程 移動 移動的a g e n t 把自身的代碼和運行時需要的狀態(tài)信息一起移動到另一 哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 個主機上 狀態(tài)信息分兩種 一種是數(shù)據(jù)狀態(tài) 另一種是執(zhí)行狀態(tài) 只移動代 碼和數(shù)據(jù)狀態(tài)信息的是a g e n t 的弱移動 兩種狀態(tài)信息和代碼 起移動稱為強 移動 雖然弱移動減少了一定的通信量 但編程就變得更加復(fù)雜了 強a g e n t 移動從概念上看起來很像進程的移動 但是兩者之間有著明顯的 不同 決定進程移動時機的是底層操作系統(tǒng) a g e n t 的移動完全由a g e n t 程序 本身控制 2 2 位置管理的影響因素及目標(biāo) 在移動計算和移動數(shù)據(jù)庫環(huán)境下 客戶機的物理位置不再決定于它的網(wǎng)絡(luò) 地址 客戶機可以根據(jù)自己的需要 從一個網(wǎng)絡(luò)區(qū)域自由的移動到另一個網(wǎng)絡(luò) 區(qū)域 并且客戶機可以在任意時間任意地點訪問任意自己所需要的資源 由于 客戶機的移動 導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)上被訪問的資源也相對移動 為了正確有效地完成客 戶機的請求 位置管理技術(shù)必須提供一套有效的位置管理策略 以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)路 由的需要和一些高層應(yīng)用的迫切需求 位置管理主要應(yīng)解決下面這些問題 1 系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)采取什么方法獲得客戶機的當(dāng)前位置 2 移動客戶機當(dāng)前位置信息保存的地點 3 負責(zé)更新移動客戶機位置信息的處理部件 2 2 1 影響位置管理的因素 在移動數(shù)據(jù)庫中 客戶機移動的隨意性給系統(tǒng)的位置管理帶來了極大的困 難 為了實現(xiàn)一種有效的位置管理 我們首先必須分析客戶機的移動模式和實 際運行環(huán)境 主要應(yīng)該考慮下面幾項 1 穩(wěn)定性 s t a b i l i t y 客戶機的訪問源是否來自予固定的集合 比如說某 個客戶的電話總是來自親戚 家人和朋友 還有一點 客戶機的移動是否僅限 于某一些特定區(qū)域的集合 比如某個人的活動地點總限于公司 食堂 家庭 2 本地化 l o c a l i t y 涉及到客戶機位置信息的操作大部分是否都在本地 或臨近地點完成 3 訪問移動頻率 c m r 描述客戶機被呼叫和移動的相對比較 用c i 代 表某一時間間隔t 內(nèi)訪問客戶機i 的次數(shù) m i 代表在這段時間內(nèi)i 移動的數(shù) 那么客戶機i 的c m r i 定義為 c m r i c i m i 另外位置管理還與實際的網(wǎng)絡(luò)情況有關(guān) 比如網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)資源分 哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)順 學(xué)位論文 布 網(wǎng)絡(luò)流量等 可以預(yù)見 未來的位置管理方案應(yīng)該是在綜合考慮了上面各 種因素而提出來的 正如在圖2 1 中看到的 未來的位置管理應(yīng)具有很大的靈 活性 圖2 1 位置管理方案示意圖 f i g 2 1c h a r to f l o c a t i o nm a n a g e m e n ts t r a t e g y 衡量位置管理的開銷 主要從兩個方面考慮 數(shù)據(jù)庫開銷和網(wǎng)絡(luò)銷 從數(shù)據(jù)庫方面來看 在此數(shù)據(jù)庫包括兩方面 中央數(shù)據(jù)庫和本地數(shù)庫 評 價數(shù)據(jù)庫開銷的主要指標(biāo)為 1 數(shù)據(jù)庫更新和查詢的次數(shù) 2 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的裝載容量和規(guī)模 3 數(shù)據(jù)庫操作的延遲 衡量網(wǎng)絡(luò)開銷的評價指標(biāo) 1 通信消息的數(shù)量 2 操作是否跨區(qū) 3 消息通信的距離 4 通信消息的大小 5 鏈路上的通信量 評價一種位置管理方案是否可行和高效 除了滿足位置管理方面的基本要 求 還應(yīng)該綜合考慮以上影響位置管理開銷的各種因素 使得系統(tǒng)在客戶機位 置管理方面付出的代價最小 竺塵堡矍三查蘭三蘭絲 耋堡絲蘭 2 2 2 位置管理目標(biāo) 不論在移動計算環(huán)境下 還是在移動數(shù)據(jù)庫中 位置管理都是一個重要的 方面 我們期望實現(xiàn)位置管理的目標(biāo)是 1 靈活性由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的多樣性 加上客戶機移動的不確定性 我們 應(yīng)該從實際情況分析入手 針對各種情況 采取相應(yīng)的位置管理策略 2 高效性從影響位置管理的各種因素出發(fā) 權(quán)衡位置更新和位置查詢 代價 使系統(tǒng)在位置管理方面付出的開銷達到最小 3 便利性從客戶機方面來說 要真正滿足客戶機隨時隨地訪問信息的 需求 并且保證客戶機對系統(tǒng)的位置管理有一定的透明度 即客戶機很少參與 位置管理 2 3 當(dāng)前系統(tǒng)中使用的模型 第一章提到的方法都是在位置更新和位置查詢中某一方面做出了改進 單 一的使用 為了滿足日益發(fā)展的需要 人們開始考慮把兩種或更多的方法綜合 來使用 并在其中加入更加先進的技術(shù) 提出綜合的位置管理方法 使各種方 法能夠揚長避短 發(fā)揮更大的優(yōu)勢 2 3 1 m d m 2 中的模型 達夢數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)d m 2 是我國自行研制的主動型 分布式多媒體數(shù)據(jù)庫 管理系統(tǒng) 它以成熟的關(guān)系數(shù)據(jù)庫理論為基礎(chǔ) 采用層次一關(guān)系模型 吸收面 向?qū)ο蟮乃枷?集先進的分布式處理技術(shù) 主動數(shù)據(jù)庫技術(shù) 多媒體技術(shù)于一 體 但是本身不支持客戶機的移動 移動數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)m d m 2 是在d m 2 的 基礎(chǔ)上加入了移動的思想 使整個系統(tǒng)適應(yīng)現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫發(fā)展的需要 m d m 2 系統(tǒng)現(xiàn)在移動數(shù)據(jù)庫普遍采用的結(jié)構(gòu)即在原來的兩層結(jié)構(gòu) c l i e n t s e r v e r 中加入了一層代理層變?yōu)榱巳龑咏Y(jié) c l i e n t a g e n t s e r v e r m c l m 是 m d m 2 系統(tǒng)中用來實現(xiàn)移動用戶位置管理的模塊 m c l m 利用位置代理法實 現(xiàn)了m d m 2 中的客戶杌的位置管理 位置代理法借鑒了移動i p 網(wǎng)絡(luò)模式 并結(jié)合使用目前應(yīng)用比較廣的復(fù)制法和前向指針法的思想 實現(xiàn)了m d m 2 中 的客戶機位置管理 傳統(tǒng)i p 技術(shù)的主機使用固定的i p 地址和t c p 端口進行通信 例如 某臺 主機的i p 地址為1 0 0 5 則其網(wǎng)址前綴為1 0 0 主機號為5 由于現(xiàn)今的 哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩上學(xué)位論文 互聯(lián)網(wǎng)路由器是根據(jù)網(wǎng)址前綴來尋找主機位置 這臺主機就只能在網(wǎng)址前綴為 1 0 0 的局部網(wǎng)中進行互連 若該主機移動到其他網(wǎng)絡(luò)中 便無法進行通信 移動i p 技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)上解決了移動接入問題 它引用處理蜂窩移動電話呼叫 原理 移動節(jié)點采用固定口地址 系統(tǒng)使用隧道技術(shù)封裝和傳送數(shù)據(jù)包在i p 子網(wǎng)間切換時 移動節(jié)點無需改變i p 地址 通信也不會中斷 典型的移動i p 網(wǎng)絡(luò)由移動節(jié)點 歸宿代理和外代理組成 一個移動節(jié)點可在任意子網(wǎng)上接入 互連網(wǎng) 移動節(jié)點第一次入網(wǎng)時 將分配一個固定不變的i p 地址 稱為移動節(jié)點的 歸宿地址 移動節(jié)點位置發(fā)生變化時 其歸宿地址保持不變 移動節(jié)點通過歸 宿地址與歸宿網(wǎng)進行連接 歸宿地址的前綴與歸宿網(wǎng)的網(wǎng)址前綴相同 歸宿代 理是一個路由器 它至少有一個接口在歸宿網(wǎng)上 移動節(jié)點始終與歸宿網(wǎng)保持 聯(lián)系 當(dāng)移動節(jié)點離開歸宿網(wǎng)接到外區(qū)網(wǎng)時 它將使用外代理 f o r e i g na g e n t 和外部地址 c a r eo f a d d r e s s 外代理就是移動節(jié)點當(dāng)前所處網(wǎng)絡(luò)上的路由器 移動節(jié)點在外代理注冊后 外代理通知其歸宿代理移動節(jié)點的外部地址 移動i p 技術(shù)主要有三個技術(shù)難題 代理發(fā)現(xiàn) 位置注冊和隧道技術(shù) 其 中 為了實現(xiàn)互連通信 移動節(jié)點必須將其當(dāng)前的位置信息向歸宿代理注冊 以便被其他節(jié)點找到 移動i p 位置注冊步驟如下 1 向外區(qū)網(wǎng)上的外代理請求進行路由服務(wù) 2 通知歸宿代理其當(dāng)前的外部地址 3 移動到新的腰子網(wǎng)或前一次注冊將要過期時 重新向歸宿代理進行注 冊 4 回到歸宿網(wǎng)時 向歸宿網(wǎng)代理撤銷注冊 位置注冊包括注冊請求和注冊答復(fù)兩種信息在移動節(jié)點和歸宿代理之間進 行交換 位置代理法為每個客戶機維護兩個地址 歸宿代理分配的永久地址和外代 理分配的臨時地址 客戶機移動后 如果每次向歸宿代理進行位置注冊 將導(dǎo) 致通信距離變長 增加系統(tǒng)開銷 由于固定網(wǎng)絡(luò)比起無線網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定且具有較大 的帶寬 通信代價小 因此在位置代理法中 客戶機將直接向當(dāng)前所在小區(qū)的 位置代理進行注冊 剩下的工作將在代理之間完成 在實際應(yīng)用中 大多數(shù)客 戶機的移動是有規(guī)律的 因此在位置代理法中可采取復(fù)制法 將客戶機的位置 信息保存在一些選定的站點中 并且在客戶機歸宿代理上保存客戶機的工作 集 當(dāng)客戶機發(fā)生移動后 由歸宿代理通知工作集中的代理更新客戶機的位 置 并且選取某種策略動態(tài)決定客戶機的工作集 通過這種方法來維持復(fù)制信 哈爾濱理 二大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文 息的一致性和有效性 如果將客戶機經(jīng)過的小區(qū)代理信息都記錄在工作集中 這一方面會導(dǎo)致數(shù)據(jù)庫裝載量大 另一方面 在客戶機位置更新時 為了保持 緩存信息的一致性 歸宿代理需要向工作集中的每個代理發(fā)送位置更新信息 這也使網(wǎng)絡(luò)信號量變得很大 m c l m 系統(tǒng)選擇了由位置代理計算客戶機部分歷史來得到客戶機的工作 集 這樣可以減輕中央數(shù)據(jù)庫的負擔(dān) 由于每個位置代理選取的時間段可以不 樣 因此具有一定的靈活性 在每次有用戶u 請求訪問客戶機i 時 位置代 理除了將客戶機的位置信息返回給u i 的歸宿代理還將這一訪問過程記錄在 r u 單元 在一定時間間隔內(nèi)或者是在客戶機從移出本區(qū)域到返回本區(qū)域這段 時間內(nèi) 由歸宿代理計算客戶機的工作集 可以選取一定的門檻值p 來確定應(yīng) 該保留多大概率的位置代理 p 值越小 保留的位置代理相對較多 通過本地 獲得客戶機位置信息的可能性增大 位置查詢代價減少 但更新代價成倍增 長 另外位置代理為每個客戶機維護一個較大的工作集 對數(shù)據(jù)庫容量有 定 的要求 需要裝載的數(shù)據(jù)量較大 也會增加本地數(shù)據(jù)庫查詢延遲 如果p 值較 大 雖然可以避免上面的問題 但不利于查詢 事實上 影響p 值的一個關(guān)鍵 因素是客戶機的c m r 如果c m r 大 表明訪問客戶機數(shù)相對于它的移動次數(shù) 較大 這時可以選取較小的p 值 反之 則選取較大的p 值 在m c l m 系統(tǒng) 中 對于p 值的選取依據(jù)每個客戶機的c m r 體現(xiàn)了一定的靈活性 位置代 理在計算工作集的同時 也計算c m r 根據(jù)c m r 來決定工作集的大小 m c l m 主要由歸宿單元h u 訪問單元v u 移動歷史單元r u 客戶機工作 集 指針鏈管理和位置代理安全等六個功能部件組成 它們之間協(xié)同工作 有 效地實現(xiàn)了m d m 2 中客戶機的位置管理 在文獻 1 6 相應(yīng)的章節(jié)中和以前單 一的方法進行了比較 在系統(tǒng)的性能上有了改進 模型中應(yīng)用代理技術(shù)緩解移 動用戶每次發(fā)生越區(qū)切換 時和歸宿小區(qū)進行信息傳遞的開銷 每個小區(qū)都 有一個代理服務(wù)器 移動用戶發(fā)生越區(qū)切換來到新小區(qū)之后 把自己的消息傳 遞給代理服務(wù)器之后 由代理服務(wù)器和移動用戶的歸宿服