QoS aware mobility management in IP based communication networks : analysis design and implementation Der allgegenwärtige Zugang zu Informationen jederzeit und überall ist ein wichtiges Merkmal künftiger All IP Mobilfunktnetze die verschiedene Systeme miteinander verbinden dabei dynamischer und flexibler sein werden. Der Einsatz dieser Netze erfordert es jedoch viele Herausforderungen zu überwinden. Eine der wichtigsten im Rahmen dieser Arbeit ist die Frage wie Quality of Service (QoS) Eigenschaften in solchen hoch dynamischen mobilen Umgebungen zu garantieren sind. Bekanntermaßen beeinflusst die Mobilität von Mobilknoten (MN) die Dienstgüte in mobilen Netzen da QoS Parameters für die Ende zu Ende Kommunikation vereinbart werden. Daher müssen Lösungen entwickelt werden die nahtlose Mobilität bei gleichzeitigen QoS Garantien nach Handoffs unterstützen. Diese Herausforderung ist das Hauptziel der vorliegenden Dissertation die einen umfassenden Überblick über die bestehenden Mobilitäts und QoS Managment Lösungen in IP basierten Netzen liefert gefolgt von einem Einblick in Methoden zur Kopplung von Mobilitätsmanagement und QoS Lösungen. Nach Betrachtung der Vor und Nachteile bestehender Ansätze kommt die Dissertation zu dem Schluss dass hybride Strategien vielversprechend sind und zu praktikablen Lösungen weiterentwickelt werden können die sowohl Mobilitäts als auch QoS Anforderungen auf effiziente Weise in allen zukünftigen IP Mobilfunknetzen erfüllen können. Auf dieser Grundlage schlägt die Dissertation ein neues Hybrid Protokoll genannt QoS aware Mobile IP Fast Authentication Protocol (QoMIFA) vor. Unser Vorschlag integriert MIFA als Mobilitäts Management Protokoll mit RSVP als QoS Reservierungsprotokoll. MI FA wird aufgrund seiner Fähigkeit zu schnellen sicheren und robusten Handoffs gewählt. RSVP hingegen dient als Standardlösung zur Bereitstellung von QoS in bestehenden IP basierten Netzen. Unter Einhaltung der Hybrid Architektur wird RSVP um ein neues Objekt genannt Mobility Object erweitert welches MIFA Kontrollnachrichten kapselt. Nach der Spezifikation des neuen Vorschlags bewertet die Dissertation auch seine Leistung im Vergleich zu dem bekannten Simple QoS Signaling Protocol (Simple QoS) mittels Simulationsstudien modelliert mit dem Network Simluator 2 (NS2). In der Auswertung werden der Einflusses der Netzwerklast und der Geschwindigkeit des Mobilknotens untersucht. Die hierzu verwendeten Leistungsparameter umfassen die Ressourcen Reservierungs Latenz die Anzahl verlorener Pakete pro Handoff die Anzahl der vor Abschluss der Reservierung mit Best Effort Eigenschaften übertragenen Pakete pro Handoff und die Wahrscheinlichkeit von Verbindungsabbrüchen. Unsere mittels Simulation erzielten Ergebnisse zeigen dass QoMIFA schnelle und nahtlose Handoffs mit schneller Ressourcenreservierung nach Handoffs kombinieren kann. Unter Berücksichtigung des Einflusses der Netzwerklast ist nachweisbar dass QoMIFA eine besser Leistung als Simple QoS in allen untersuchten Szenarien mit geringer mittlerer und hoher Last erreicht. Bei Betrachtung des Einflusses der Bewegungsgeschwindigkeit des Mobilknotens auf die Leistung lassen sich unter beiden Protokollen Ping Pong Effekte beobachten welche zu höheren Ressourcen Reservierungs Latenzen mehr verlorenen Paketen und mehr Best Effort Paketen pro Handoff bei geringeren Geschwindigkeiten führen. Der stärkste Einfluss dieser Pinp Pong Effekte ist jeweils bei 3 km h zu beobachten. Allerdings verhält sich QoMIFA unter allen untersuchten Bewegungsgeschwindigkeiten besser als Simple QoS und kann Mobilknoten auch bei hohen Geschwindigkeiten bedienen. In Anschluss an die simulationsgestützte Evaluierung schätzt die Dissertation die Signalisierungskosten beider Protokolle unter Betrachtung der Kosten für Ortslokalise rung und Paketzustellung. Im Ergebnis erreicht QoMIFA die zuvor genannten Leistungsverbesserungen auf Kosten von größeren Ortslokalisierungskosten und leicht höherer Paketzustellungskosten.