基于身份與位置分離映射的可擴(kuò)展路由體系研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)已成為人們工作和生活中不可或缺的一部分，并成為推動社會進(jìn)步的巨大動力。然而，自互聯(lián)網(wǎng)誕生三十多年以來，人們對互聯(lián)網(wǎng)的需求已經(jīng)發(fā)生了顯著的變化。路由可擴(kuò)展問題已成為互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展中所存在的一個巨大隱患，如何提供對移動性、安全性和多家鄉(xiāng)等的支持也成為互聯(lián)網(wǎng)面臨的重大問題。這些關(guān)鍵缺陷都深深植根于互聯(lián)網(wǎng)的原始設(shè)計架構(gòu)之中，傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)原始設(shè)計的不足，阻礙著互聯(lián)網(wǎng)的長遠(yuǎn)健康發(fā)展，迫切需要重新研究互聯(lián)網(wǎng)中的基礎(chǔ)理論以及

2、關(guān)鍵機(jī)制，重新構(gòu)思網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和核心協(xié)議，以滿足未來網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要。 通過深入研究互聯(lián)網(wǎng)的初始設(shè)計思路，可以發(fā)現(xiàn)IP地址在語義學(xué)上的雙重屬性是引發(fā)互聯(lián)網(wǎng)諸多問題的根本原因之一。在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議體系中，IP地址既代表節(jié)點(diǎn)的身份信息，也代表節(jié)點(diǎn)的位置信息。IP地址的雙重屬性引發(fā)了互聯(lián)網(wǎng)嚴(yán)重的路由可擴(kuò)展問題，并導(dǎo)致互聯(lián)網(wǎng)難以支持移動和多家鄉(xiāng)。此外，互聯(lián)網(wǎng)扁平化的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)設(shè)計也是造成路由可擴(kuò)展問題的一個重要原因。本論文主要針對身份信息與位置

3、信息分離映射的可擴(kuò)展路由體系結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，主要研究成果和創(chuàng)新點(diǎn)如下： （1）對IP地址的身份與位置雙重屬性問題進(jìn)行了深入研究和分析，提出了一種身份標(biāo)識與位置標(biāo)識分離映射的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)ISMA（Identifiers Separating and Mapping Architecture），描述了ISMA的基本原理和標(biāo)識分離映射機(jī)制，分析并討論了ISMA對路由可擴(kuò)展、移動性、安全性、位置隱私性和多家鄉(xiāng)等的支持能力。 （2）對

4、互聯(lián)網(wǎng)路由可擴(kuò)展問題的產(chǎn)生原因和研究現(xiàn)狀進(jìn)行了全面的分析，基于ISMA提出了一種接入標(biāo)識與路由標(biāo)識替換的可擴(kuò)展路由體系S-ISMA（Swapping based ISMA），設(shè)計了S-ISMA的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，詳細(xì)闡述了S-ISMA的工作機(jī)制和協(xié)議流程。利用現(xiàn)有互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)際數(shù)據(jù)對S-ISMA進(jìn)行了性能分析，證明了S-ISMA能夠較為有效的解決路由可擴(kuò)展問題。開發(fā)了S-ISMA原型系統(tǒng)，對S-ISMA進(jìn)行了功能和性能測試。 （3）研究了

5、身份與位置分離映射機(jī)制中最核心和關(guān)鍵的映射信息解析問題，構(gòu)建了一種分等級的分布式映射信息數(shù)據(jù)庫，詳細(xì)介紹了映射信息的擴(kuò)散機(jī)制，設(shè)計了映射信息的匯報、查詢、更新等流程。通過性能分析和原型系統(tǒng)測試證明了所提出的映射信息解析機(jī)制的合理性和有效性。 （4）創(chuàng)建了S-ISMA中基于網(wǎng)絡(luò)的移動管理機(jī)制，研究了S-ISMA的移動性支持原理，設(shè)計了移動檢測、移動切換和位置更新流程，分析了S-ISMA移動管理機(jī)制在快速切換、路由優(yōu)化、可控可管、保