一體化標識網(wǎng)絡(luò)移動性管理關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、在傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議體系中，IP地址同時具有“身份”和“位置”雙重屬性。IP地址的身份屬性要求IP地址不隨主機位置的移動而變化，以保證傳輸層的連接不中斷;IP地址的位置屬性則要求IP地址隨著主機的移動而改變，以保證IP地址在新的網(wǎng)絡(luò)拓撲中能夠聚合，實現(xiàn)路由系統(tǒng)的可擴展。隨著互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的迅速擴大和用戶數(shù)量的不斷增加，IP地址雙重屬性的內(nèi)在矛盾日益顯著，不但影響路由系統(tǒng)的可擴展性，也不利于支持主機的移動。
　　國內(nèi)外研究學者建議將IP地

2、址的身份屬性和位置屬性分離，這樣不僅能夠解決核心網(wǎng)路由的可擴展性問題，還可以有效地支持主機的移動。論文基于身份和位置分離的一體化標識網(wǎng)絡(luò)，在有效支持路由可擴展性的同時，對身份與位置分離的移動性管理機制進行了深入研究。本文主要的創(chuàng)新工作如下:
　　1.針對現(xiàn)有一體化標識網(wǎng)絡(luò)移動管理方案存在的映射更新開銷和切換時延都較大的問題，提出了一種基于身份與位置分離的層次移動管理機制。該機制引入了移動代理交換路由器，根據(jù)主機移動范圍的不同區(qū)分域

3、內(nèi)移動和域間移動。對于域內(nèi)移動，移動代理交換路由器作為域內(nèi)的代理保持移動終端的映射關(guān)系不變，不需要發(fā)送映射更新消息給映射系統(tǒng)和通信對端節(jié)點所連接的交換路由器，減少了映射更新花費。對于域間移動，設(shè)計了一種聯(lián)合的映射表，能夠有效地支持域間的快速切換。為了評估該機制，從理論模型和仿真實驗兩個方面進行了分析。分析結(jié)果表明所提出的層次移動管理機制有較低的信令花費和切換時延，并且設(shè)計的聯(lián)合映射表結(jié)構(gòu)是可行的。
　　2.為了降低映射更新開銷和數(shù)

4、據(jù)包阻塞概率，提出了一種基于身份與位置分離的映射轉(zhuǎn)發(fā)位置管理機制。通過在移動切換中的新舊交換路由器之間建立映射轉(zhuǎn)發(fā)鏈，保持對端交換路由器和映射服務器上移動終端的映射關(guān)系不變，降低位置更新開銷。同時，不變的映射關(guān)系能保證數(shù)據(jù)包的正確轉(zhuǎn)發(fā)，減少了主機移動而引起的數(shù)據(jù)包阻塞概率。為了評估該機制，建立了兩個解析模型，分別給出了該機制總的費用函數(shù)和終端移動過程中由于映射緩存更新不及時導致的數(shù)據(jù)包阻塞概率。此外，與未引入映射轉(zhuǎn)發(fā)鏈的方案進行了對比，

5、結(jié)果表明所提出的映射轉(zhuǎn)發(fā)位置管理機制能有效降低的數(shù)據(jù)包阻塞概率，并且在終端移動性比率高的情況下可以保證低的信令開銷。
　　3.為了減少移動過程中不必要的位置更新信令并降低移動終端能量消耗，提出了一種基于身份與位置分離的尋呼機制。在該方案中，尋呼信令不必在無線鏈路上傳輸就可以查詢到移動終端的位置，能夠節(jié)省無線鏈路的資源。通過建立解析模型，給出了信令開銷的計算公式，并分析了不同系統(tǒng)參數(shù)對信令花費的影響。性能分析結(jié)果表明在尋呼域范圍小于

6、一定值的情況下，尋呼機制能夠減少信令開銷，從而增強了網(wǎng)絡(luò)的性能。
　　4.針對集中式移動性管理存在的單個移動錨點易失效和易成為網(wǎng)絡(luò)瓶頸的問題，提出了一種基于身份與位置分離的分布式移動管理方法。映射服務器存儲全局的接入標識前綴與自治系統(tǒng)號之間映射關(guān)系，自治系統(tǒng)內(nèi)交換路由器組成了單跳分布式哈希表結(jié)構(gòu)，利用冗余的存儲機制和分布式哈希表結(jié)構(gòu)的特性增強系統(tǒng)的生存性。為了評估該機制的性能，給出了服務阻塞概率、系統(tǒng)響應時間和費用函數(shù)的解析模型，