IPv6的移动性管理关键技术研究

发布时间：2017-05-19 08:19

  本文关键词：IPv6的移动性管理关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：移动性管理方案是支持通信终端节点在移动的时候保持通信的解决方案,移动IPv6技术是IPv6网络中主要的移动性管理方案。移动节点的切换问题是移动IPv6中的焦点问题。在移动IPv6中,为了让自己在发生了子网间的切换之后仍然保持正常的通信,移动节点必须向网络中的某些实体进行位置注册来报告自己所在的位置,这将产生以下的一系列问题。从移动节点进入某个子网开始,到位置注册结束之前,正在与其通信的节点并不知道它的当前位置,因此发送给移动节点的数据包分组不能被正确路由到它的当前位置,这将引起短暂的通信中断从而导致切换时延的产生。移动节点在发生移动切换之后的位置注册过程中产生的消息需要在网络上传输,这将导致额外的网络开销,另外对移动节点的移动性管理可能导致数据包分组不是按照最佳的路由方式提交,这也会产生额外的数据传输开销。此外,移动节点位置注册过程中产生的消息是入侵者潜在的攻击目标,加上移动IP网络无线链路开放的介质、移动终端计算和存储资源相对有限,使得这些安全性风险导致的后果可能更加严重。本论文对移动IPv6及其相关的移动性管理方案和切换算法做了深入的分析研究。在此基础上进行了以下方面的研究工作,并取得了一定的成果:1、对层次移动IPv6的位置注册和数据包分组路由的过程进行深入研究,分析移动切换时开销和时延产生的原因。提出了一种层次移动IPv6的改进方案用于改善切换时延和开销,该方案在移动节点发生移动锚点(Mobile Anchor Point,MAP)区域间切换时利用移动节点切换前的MAP作为代理来减少切换时延,并且为切换之后的位置注册策略提供了不同的选择,移动节点可以选择适合自身移动特点的位置注册策略来降低开销。2、提出了一种以位置注册和数据包分组路由总体开销最小为目标的函数分析方法。该方法对移动节点后续的切换行为做出预测,因而移动节点在发生切换时,可以根据当前的移动特性对不同位置注册策略下的位置注册和数据包分组路由总体开销进行计算比较,从而选择合适的位置注册策略。3、提出了一种动态自适应的的移动性管理方案,该方案以物理单层MAP结构实现逻辑的2层MAP结构。两层结构中的高层MAP和其管理的区域都不是固定的,移动节点可以根据移动特性随时调整自己移动性管理的逻辑结构来降低开销,达到良好的自适应性。该方案在对开销优化的同时,也避免了多级的层次移动IPv6中固定点中心结构带来的负载过重和单点失效问题。4、研究移动IPv6中注册绑定更新消息可能造成的安全风险。分析现有的绑定更新的验证机制。针对往返路由可达(Return Routability,RR)机制中没有认证中心对消息进行验证而导致的安全问题,提出一种结合认证、授权和计费(Authentication Authorization Accounting,AAA)的RR验证移动IPv6注册绑定更新方法。该方法利用AAA服务器对移动节点进行注册绑定更新时产生的消息加于验证,将移动节点对网络访问的认证授权过程与注册绑定更新过程结合起来同时进行,从而提高了认证和绑定更新的执行效率。理论分析和仿真实验结果表明,本论文提出的IPv6移动性管理理论及关键技术可以有效解决移动IPv6切换产生的时延和开销问题及移动性管理所带来的安全性问题,有望对下一代网络移动性管理技术的发展与应用起到积极的作用。
【关键词】：移动IPv6 切换方案 位置管理 绑定更新 自适应性
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 中文摘要3-5
• 英文摘要5-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.3 本文的主要研究内容14-15
• 1.4 本文的组织结构15-18
• 2 移动性管理及其相关技术18-38
• 2.1 互联网移动性管理概念18
• 2.2 互联网移动性管理技术18-19
• 2.2.1 应用层移动性管理方案18-19
• 2.2.2 传输层移动性管理方案19
• 2.2.3 网络层移动性管理方案19
• 2.2.4 链路层移动性管理方案19
• 2.2.5 跨层移动性管理方案19
• 2.3 移动IP相关技术19-33
• 2.3.1 移动IPv419-23
• 2.3.2 移动IPv623-26
• 2.3.3 移动IPv6快速切换（FMIPv6）26-28
• 2.3.4 层次移动IPv6（HMIPv6）28-32
• 2.3.5 层次移动IPv6快速切换（FHMIPv6）32-33
• 2.4 移动IPv6所面临的问题33-36
• 2.5 小结36-38
• 3 基于层次移动IPv6的切换方案改进38-72
• 3.1 对层次移动IPv6的性能分析38-44
• 3.1.1 层次移动IPv6切换时延39-40
• 3.1.2 层次移动IPv6位置注册和数据包分组开销40-44
• 3.2 层次移动IPv6切换方案改进44-49
• 3.3 位置注册与数据传输开销分析49-53
• 3.3.1 位置注册开销50-52
• 3.3.2 数据传输开销52-53
• 3.4 仿真实验与分析53-71
• 3.4.1 仿真实验网络拓扑54-56
• 3.4.2 切换时延仿真比较56-64
• 3.4.3 网络吞吐量和分组丢失率仿真比较64-68
• 3.4.4 平均总体开销仿真比较68-71
• 3.5 小结71-72
• 4 一种动态自适应的移动性管理方案（DA-HMIPv6）72-102
• 4.1 多级的层次移动IPv673-76
• 4.2 多级的层次移动IPv6开销分析76-78
• 4.2.1 多级的层次移动IPv6位置注册开销76-77
• 4.2.2 多级的层次移动IPv6数据传输开销77-78
• 4.3 DA-HMIPv6概述78
• 4.4 DA-HMIPv6位置注册和数据传输过程78-85
• 4.5 DA-HMIPv6位置注册与数据传输开销分析85-89
• 4.5.1 DA-HMIPv6位置注册开销85-88
• 4.5.2 DA-HMIPv6数据传输开销88-89
• 4.6 仿真实验与分析89-100
• 4.7 小结100-102
• 5 基于AAA的移动IPv6绑定更新机制102-134
• 5.1 移动性管理给移动IPv6带来的安全风险102-103
• 5.2 带有往返路由可达机制的注册绑定更新过程103-105
• 5.3 移动IPv6中的AAA认证机制105-110
• 5.4 结合AAA的RR注册绑定更新110-114
• 5.5 性能分析114-124
• 5.5.1 安全性能分析114-115
• 5.5.2 切换时延分析115-124
• 5.6 实验与分析124-133
• 5.6.1 执行时间比较124-127
• 5.6.2 切换性能比较127-133
• 5.7 小结133-134
• 6 总结与展望134-136
• 6.1 工作总结134-135
• 6.2 下一步的工作135-136
• 致谢136-138
• 参考文献138-148
• 附录148
• A. 作者攻读博士学位期间发表的学术论文148
• B. 作者攻读博士学位期间参与的科研项目148

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 宋梅;胡晓;房雅丁;宋俊德;;分级移动IPv6中一种新的鲁棒移动性管理方案[J];北京邮电大学学报;2007年01期

2 田野;张玉军;李忠诚;;使用对技术的基于身份密码学研究综述[J];计算机研究与发展;2006年10期

3 侯雅毅;钱焕延;王晓喃;;MIPv6中基于身份的安全路由优化[J];计算机工程;2009年09期

4 唐宏,吴中福,赵军,唐宏,熊思民,赵军;改进的移动IP的注册性能分析[J];通信学报;2002年06期

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本文编号：378178