基于身份與位置分離機(jī)制的分布式移動(dòng)性管理關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議體系中的IP地址具有身份和位置雙重語(yǔ)義，在路由可擴(kuò)展性、移動(dòng)性、安全性等方面產(chǎn)生了嚴(yán)重的弊端。身份與位置分離機(jī)制的主要思想是對(duì)IP地址的雙重語(yǔ)義進(jìn)行解耦，目前已經(jīng)逐漸為國(guó)內(nèi)外學(xué)者接受，并成為未來(lái)互聯(lián)網(wǎng)的研究熱點(diǎn)之一。雖然身份與位置分離機(jī)制對(duì)移動(dòng)性的支持具有天然優(yōu)勢(shì)，但如何更高效的實(shí)現(xiàn)移動(dòng)性管理仍然是待研究的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。目前移動(dòng)性管理技術(shù)已經(jīng)開(kāi)始從傳統(tǒng)的集中式向分布式進(jìn)行演進(jìn)，以減輕迅猛增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)流量對(duì)網(wǎng)絡(luò)的影響。本文基于

2、身份與位置分離機(jī)制，對(duì)分布式移動(dòng)性管理的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行研究。論文主要工作包括:
　　1.為了分析分布式移動(dòng)性管理的適用場(chǎng)景和應(yīng)用模式，提出一種基于流長(zhǎng)的分析方法。針對(duì)分布式移動(dòng)性管理流量本地轉(zhuǎn)發(fā)的特性，按照新接入移動(dòng)錨點(diǎn)對(duì)切換前流量的處理方式，將其分為兩類:多級(jí)隧道模式和直接隧道模式。引入了兩個(gè)新的衡量移動(dòng)性管理性能的指標(biāo)，即隧道封裝比和流傳輸開(kāi)銷。出于分析的需要，通過(guò)抓取校園網(wǎng)的實(shí)際數(shù)據(jù)，對(duì)Internet上的流長(zhǎng)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，

3、概括了Internet流長(zhǎng)的特征，并給出其累積分布函數(shù)。性能分析結(jié)果表明，分布式移動(dòng)性更適用于低速不頻繁切換的移動(dòng)場(chǎng)景，且直接隧道模式比多級(jí)隧道模式更高效。
　　2.針對(duì)傳統(tǒng)移動(dòng)性管理方法中，迅猛增長(zhǎng)的流量會(huì)對(duì)家鄉(xiāng)移動(dòng)錨點(diǎn)的穩(wěn)定性管理產(chǎn)生不利影響，提出了一種基于控制平面與數(shù)據(jù)平面分離的分布式移動(dòng)性管理方法。該方法采用了直接隧道模式，將傳統(tǒng)移動(dòng)性錨點(diǎn)分為控制錨點(diǎn)和數(shù)據(jù)錨點(diǎn)，一個(gè)控制錨點(diǎn)可以統(tǒng)籌多個(gè)數(shù)據(jù)錨點(diǎn)進(jìn)行管理域內(nèi)的流量轉(zhuǎn)發(fā)。此外

4、，由于本地接入網(wǎng)關(guān)需要為移動(dòng)節(jié)點(diǎn)選擇數(shù)據(jù)錨點(diǎn)，提出一種數(shù)據(jù)錨點(diǎn)選擇算法。性能分析在系統(tǒng)容量、服務(wù)阻塞概率、切換時(shí)延和傳輸開(kāi)銷上對(duì)該方法與傳統(tǒng)移動(dòng)性管理方法進(jìn)行了比較。
　　3.針對(duì)傳統(tǒng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)可擴(kuò)展性差，依然存在用戶位置信息和身份信息綁定的弊端，在結(jié)合了分布式移動(dòng)性思想的基礎(chǔ)上提出了基于分離機(jī)制的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)總體框架，將移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)分為接入網(wǎng)與核心網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了身份與位置分離，控制平面與數(shù)據(jù)平面分離。核心思想是將基于網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)管理協(xié)議代

5、理移動(dòng)IPv6部署在一體化標(biāo)識(shí)映射網(wǎng)絡(luò)的接入網(wǎng)中，充分利用成熟的代理移動(dòng)IPv6技術(shù)為用戶提供移動(dòng)性服務(wù)，而在接入網(wǎng)與核心網(wǎng)之間實(shí)現(xiàn)分離映射機(jī)制。實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)和性能分析結(jié)果都表明了該框架的可行性和高效性。
　　4.針對(duì)本文提出的分布式移動(dòng)性管理方法，以及分離機(jī)制移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)總體框架，提出一種適合于控制平面與數(shù)據(jù)平面分離架構(gòu)的路由優(yōu)化機(jī)制。通過(guò)引入了代理綁定請(qǐng)求消息和代理請(qǐng)求應(yīng)答消息，實(shí)現(xiàn)移動(dòng)接入網(wǎng)關(guān)對(duì)管理域內(nèi)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)位置的