一體化標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)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(shí)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(jī)位置的移動(dòng)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(jī)的移動(dòng)而改變，以保證IP地址在新的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲心軌蚓酆?，?shí)現(xiàn)路由系統(tǒng)的可擴(kuò)展。隨著互聯(lián)網(wǎng)規(guī)模的迅速擴(kuò)大和用戶(hù)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(kuò)展性，也不利于支持主機(jī)的移動(dòng)。
　　國(guó)內(nèi)外研究學(xué)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(kuò)展性問(wèn)題，還可以有效地支持主機(jī)的移動(dòng)。論文基于身份和位置分離的一體化標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)，在有效支持路由可擴(kuò)展性的同時(shí)，對(duì)身份與位置分離的移動(dòng)性管理機(jī)制進(jìn)行了深入研究。本文主要的創(chuàng)新工作如下:
　　1.針對(duì)現(xiàn)有一體化標(biāo)識(shí)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)管理方案存在的映射更新開(kāi)銷(xiāo)和切換時(shí)延都較大的問(wèn)題，提出了一種基于身份與位置分離的層次移動(dòng)管理機(jī)制。該機(jī)制引入了移動(dòng)代理交換路由器，根據(jù)主機(jī)移動(dòng)范圍的不同區(qū)分域

3、內(nèi)移動(dòng)和域間移動(dòng)。對(duì)于域內(nèi)移動(dòng)，移動(dòng)代理交換路由器作為域內(nèi)的代理保持移動(dòng)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(duì)端節(jié)點(diǎn)所連接的交換路由器，減少了映射更新花費(fèi)。對(duì)于域間移動(dòng)，設(shè)計(jì)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(píng)估該機(jī)制，從理論模型和仿真實(shí)驗(yàn)兩個(gè)方面進(jìn)行了分析。分析結(jié)果表明所提出的層次移動(dòng)管理機(jī)制有較低的信令花費(fèi)和切換時(shí)延，并且設(shè)計(jì)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(kāi)銷(xiāo)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(jī)制。通過(guò)在移動(dòng)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(duì)端交換路由器和映射服務(wù)器上移動(dòng)終端的映射關(guān)系不變，降低位置更新開(kāi)銷(xiāo)。同時(shí)，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(jī)移動(dòng)而引起的數(shù)據(jù)包阻塞概率。為了評(píng)估該機(jī)制，建立了兩個(gè)解析模型，分別給出了該機(jī)制總的費(fèi)用函數(shù)和終端移動(dòng)過(guò)程中由于映射緩存更新不及時(shí)導(dǎo)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(jìn)行了對(duì)比，

5、結(jié)果表明所提出的映射轉(zhuǎn)發(fā)位置管理機(jī)制能有效降低的數(shù)據(jù)包阻塞概率，并且在終端移動(dòng)性比率高的情況下可以保證低的信令開(kāi)銷(xiāo)。
　　3.為了減少移動(dòng)過(guò)程中不必要的位置更新信令并降低移動(dòng)終端能量消耗，提出了一種基于身份與位置分離的尋呼機(jī)制。在該方案中，尋呼信令不必在無(wú)線鏈路上傳輸就可以查詢(xún)到移動(dòng)終端的位置，能夠節(jié)省無(wú)線鏈路的資源。通過(guò)建立解析模型，給出了信令開(kāi)銷(xiāo)的計(jì)算公式，并分析了不同系統(tǒng)參數(shù)對(duì)信令花費(fèi)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(jī)制能夠減少信令開(kāi)銷(xiāo)，從而增強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)的性能。
　　4.針對(duì)集中式移動(dòng)性管理存在的單個(gè)移動(dòng)錨點(diǎn)易失效和易成為網(wǎng)絡(luò)瓶頸的問(wèn)題，提出了一種基于身份與位置分離的分布式移動(dòng)管理方法。映射服務(wù)器存儲(chǔ)全局的接入標(biāo)識(shí)前綴與自治系統(tǒng)號(hào)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(chǔ)機(jī)制和分布式哈希表結(jié)構(gòu)的特性增強(qiáng)系統(tǒng)的生存性。為了評(píng)估該機(jī)制的性能，給出了服務(wù)阻塞概率、系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間和費(fèi)用函數(shù)的解析模型，