基于下一代無(wú)線IP網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性管理研究.pdf

1、隨著無(wú)線通信技術(shù)的飛速發(fā)展以及IPv6技術(shù)的廣泛部署，互聯(lián)網(wǎng)與各種無(wú)線接入技術(shù)的融合，必將使下一代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展成為全I(xiàn)P無(wú)線移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)。下一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將更加深刻影響人們的生活，它能提供無(wú)縫的、安全的網(wǎng)絡(luò)連接服務(wù)。無(wú)線終端設(shè)備可以在不同的接入子網(wǎng)之間自由移動(dòng)，而始終保持連接不中斷，與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)能夠有效抵御各種攻擊，保證通信的安全性。因此，下一代無(wú)線IP網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性管理具有重大的研究意義。 本文首先研究了基于移動(dòng)IPv6(MIPv6)

2、的移動(dòng)管理機(jī)制。MIPv6充分利用了IPv6的諸多特性，使得移動(dòng)主機(jī)在移動(dòng)到新的子網(wǎng)后，仍然能夠使用家鄉(xiāng)地址與其它節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。但由于MIPv6的切換延時(shí)較大、切換信令開(kāi)銷過(guò)大等原因，不適用于實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)。本文深入研究了兩種改進(jìn)的MIPv6切換方案：快速移動(dòng)IPv6(FMIPv6)和分級(jí)移動(dòng)IPv6(HMIPv6)。FMIPv6通過(guò)提前注冊(cè)，以及采用緩存機(jī)制，減少了切換延時(shí)和丟包率；HMIPv6利用本地網(wǎng)絡(luò)的層次結(jié)構(gòu)，通過(guò)引入移動(dòng)錨點(diǎn)，將切

3、換更新信令局限在子網(wǎng)內(nèi)，從而減少了切換時(shí)間與丟包數(shù)。 MIPv6和它的改進(jìn)方案并不能完全解決下一代網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)性和安全性問(wèn)題。當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)IP地址同時(shí)作為網(wǎng)絡(luò)主機(jī)標(biāo)識(shí)和地址標(biāo)識(shí)，IP地址的雙重角色，是很多問(wèn)題產(chǎn)生的根源，制約網(wǎng)絡(luò)對(duì)主機(jī)移動(dòng)性的支持，同時(shí)帶來(lái)諸多安全隱患。本文結(jié)合當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)體系的不足，對(duì)新的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)展開(kāi)研究，重點(diǎn)研究了主機(jī)標(biāo)識(shí)協(xié)議（HIP）和SHIM6協(xié)議。HIP協(xié)議通過(guò)引入一個(gè)新的名字空間HI，在網(wǎng)絡(luò)層和傳輸層之間加入H

4、IP子層，實(shí)現(xiàn)主機(jī)標(biāo)識(shí)與地址標(biāo)識(shí)的完全分離。SHIM6協(xié)議是一種主機(jī)多宿解決方案，它能使主機(jī)很方便地同時(shí)接入到多個(gè)互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP)，有效地進(jìn)行流量控制。本文在研究HIP和SHIM6協(xié)議特性的基礎(chǔ)上，深入分析了它們目前存在的問(wèn)題。 本文基于HIP協(xié)議，提出一種改進(jìn)的下一代無(wú)線IP網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)管理方案SH-HIP。該方案利用聚集點(diǎn)服務(wù)器(RVS)作為錨點(diǎn)，維持主機(jī)標(biāo)識(shí)與當(dāng)前地址的映射關(guān)系，并且轉(zhuǎn)發(fā)更新數(shù)據(jù)包，有效地解決現(xiàn)有HI

5、P在通信雙方同時(shí)移動(dòng)的情況下連接丟失的問(wèn)題。文中給出了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)和方案的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，設(shè)計(jì)了切換過(guò)程的信令交互。通過(guò)分析、仿真，與MIPv6和原有的HIP協(xié)議進(jìn)行比較，結(jié)果表明，SH-HIP可大大減小切換延時(shí)和丟包率，同時(shí)保持了安全性，能有效抵御拒絕服務(wù)攻擊以及中間人攻擊。 SHIM6協(xié)議本身并不支持移動(dòng)，為了能在移動(dòng)環(huán)境下使用SHIM6協(xié)議，本文提出了一種支持主機(jī)移動(dòng)的SHIM6改進(jìn)方案HM-SHIM6。通過(guò)在節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)引入

6、家鄉(xiāng)聚集點(diǎn)服務(wù)器（HRS），并且在節(jié)點(diǎn)的訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)引入移動(dòng)錨點(diǎn)，HM-SHIM6對(duì)節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)進(jìn)行分級(jí)的管理。HRS保存主機(jī)ULID與當(dāng)前地址列表(Locator)的對(duì)應(yīng)關(guān)系，這樣使得主機(jī)移動(dòng)后，其它節(jié)點(diǎn)能夠通過(guò)HRS向它發(fā)起初始會(huì)話。本文還對(duì)該方案的性能分析方法進(jìn)行建模，具體分析切換過(guò)程所花費(fèi)的信令代價(jià)、延時(shí)代價(jià)和丟包率。分析結(jié)果表明，HM-SHIM6方案的性能優(yōu)于MIPv6、FMIPv6以及HMIPv6。在文章的最后，對(duì)下一步的研究工