支持AAA的移動IPv6網(wǎng)絡(luò)切換性能研究.pdf

1、移動lPv6(Mobile IPv6，MIPv6)是因越來越多的便攜設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用對移動特性的強烈需求而誕生的，它支持不中斷連接實現(xiàn)網(wǎng)問移動漫游，為實現(xiàn)真正的按需連網(wǎng)提供了重要的技術(shù)支撐。認證、授權(quán)和記賬(Authentication AuthoTization Accouting，AAA)是網(wǎng)絡(luò)運營的基礎(chǔ)，無論是IPv4網(wǎng)絡(luò)還是IPv6網(wǎng)絡(luò)(包括MIPv6網(wǎng)絡(luò))，AAA都是不可或缺的。MIPv6的切換是指移動節(jié)點斷開當前：IPv6子網(wǎng)

2、，再連入另一個IPv6子網(wǎng)的過程，因此MlPv6的切換性能直接影響網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用可獲得的服務(wù)質(zhì)量。然而當前情況是，AAA與MIPv6相互獨立、自成體系，二者以這種方式共存增加了MIPv6的切換時延。另外，MIPv6還必須獨立解決其內(nèi)部安全問題，這更引入了額外的時延開銷，而且浪費了AAA資源的強大計算能力和安全保障能力。因此，在具備AAA功能的MlPv6網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，研究如何提高MIPv6的切換性能具有重要的意義。 本文深入分析了AAA認

3、證機制、MIPv6切換機制，并且研究了MIPv6安全機制與MIPv6切換性能的關(guān)系。在此基礎(chǔ)上，將MIPv6的切換過程總的時延開銷分為兩類：一類是切換機制本身引入的時延開銷，另一類是為安全需要引入的時延開銷。提出了一套在支持AAA的MIPv6互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，提高MIPv6切換性能的方法。該套方法使AAA機制與MIPv6切換過程深層次融合，充分利用了AAA基礎(chǔ)設(shè)施的計算資源與安全保障能力。在有效保證安全的前提下，該套方法降低了MIPv6家

4、鄉(xiāng)注冊的時延、通信節(jié)點(Correpondent Node，CN)注冊時延與遠程動態(tài)地址配置的時延，優(yōu)化了端到端路由選擇策略，從而提升了MIPv6的切換性能，并獲得更好的通信效果。 論文的創(chuàng)新性工作包括以下幾個方面： (1)提出了“感知網(wǎng)絡(luò)拓撲的AAA覆蓋網(wǎng)絡(luò)(Tbpologically-Aware AAA Overlay Network，TA<'4>ON)”框架結(jié)構(gòu)。該框架結(jié)構(gòu)基于Diameter協(xié)議，在AAA服務(wù)器

5、 等基礎(chǔ)設(shè)施之間建立互信連接，并允許授權(quán)路由，構(gòu)成能夠感知全局網(wǎng)絡(luò)拓撲 結(jié)構(gòu)的覆蓋網(wǎng)絡(luò)，為MIPv6提供必要的安全服務(wù)并承擔(dān)信令傳遞任務(wù)。提出 TA<'4>ON的意義在于，AAA已不再只是提供身份認證的簡單的安全服務(wù)了，它 是具有全局性質(zhì)的智能系統(tǒng)，能夠更積極、更有效地對外提供服務(wù)。 (2)提出了“帶有認證的MIPv6有狀態(tài)自動配置方法(Authenticated Stateful Auto-Configuration

6、，ASAC)”。該方法針對無線鏈路層訪問控制阻止移動節(jié)點 (Mobile Node，MN)獲得IPv6連接，以至于不能按傳統(tǒng)方式融合認證與家鄉(xiāng)注冊 的問題，在TA<'4>ON的框架下，ASAC將AAA身份認證、MIPv6家鄉(xiāng)注冊以及 MN自動地址配置三者融合，并配合后臺對自動配置地址進行認證，有效地降低了AAA認證過程與MIPv6切換過程總時延。(3)提出了基于TA<'4>ON進行MIPv6身份識別的方法。該方法能夠利用TA<'4

7、>ON生成 共享密鑰完成CN對MN的識別。它可以替代返回可路由(Remrn Routale，RR) 過程，不但使CN注冊獲得更安全的保護，而且消除了每次CN注冊中的RR過 程時延；另外，該方法能夠利用TA<'4>ON實現(xiàn)MIPv6的遠動態(tài)程地址配置，在 因家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)拓撲變化造成的特殊形式切換發(fā)生時，使MN與HA更安全、更快 速地相互識別并恢復(fù)聯(lián)系。該套方法顯著減少了MIPv6切換中安全機制引入的 額外時延開銷。 (4)

8、提出了MIPv6“自適應(yīng)的非對稱端到端路由選擇方法(Adaptive Asymmetrical End-to-end Routes Selecting，AAERS)”。在MN切換的家鄉(xiāng)注冊和CN注冊完成 后，可以選擇三角路徑(Triangular Path，TP)或直接路徑(Direct Path，DP)進行通 信。AAERS通過分別在MN和CN實時地檢測和判斷，不對稱地動態(tài)選擇 MN→CN方向和CN→MN方向之問的端到端通信路