基于QoS保证的移动IP通信机制的研究

论文摘要

移动IP的发展使得人们对移动通信的服务质量(QoS)提出了许多新的要求，需要其能满足一定的时延、丢包率以及带宽等。而随着安全问题的日益突出，通信安全也成为QoS的一个重要指标和基础。目前，QoS已经成为当今网络技术研究的一个重要课题。固定网络已经有了较为成熟的QoS解决方案，如集成服务IntServ模型、差分服务DiffServ模型、多协议标记交换MPLS、资源预留协议RSVP等，但这些方案并不完全适合移动IP，移动网络的QoS研究尚处在起步阶段，还没有形成完善的解决方案。本文利用定制密钥技术，提出了一种以IP安全隧道为基础、基于QoS保证的移动IP通信机制，能够在安全性要求不是很高的场合实现端到端的QoS移动通信。论文的主要研究工作与成果包括：1．基于QoS保证的移动通信机制的实现：1)提出了基于定制密钥的QoS安全解决方案，利用定制密钥技术建立临时安全关联来提供QoS通信的安全。2)提出了基于IP隧道的QoS解决方案，通过在隧道的入口和出口提供QoS总量预留来实现端到端的QoS通信。3)通过查询家乡代理处的转交地址，直接与转交地址建立隧道的方式解决了移动IP三角路由问题，提高了QoS时延性能。2．一种基于队列管理的QoS资源预留机制：1)采用QoS等级映射方式实现不同QoS等级标准的网络之间的通信。2)分析比较了传统的基于队列管理的拥塞管理机制。3)将队列管理技术应用于主动和被动QoS资源预留竞争中，设计了主动资源预留算法和被动资源预留算法，并提出了QoS降级机制，使资源预留机制更加合理。最后对所提出的移动IP通信机制的QoS性能进行了理论分析、仿真实验及总结：定制密钥技术能够为移动IP提供实用的安全保证；隧道技术可以为移动IPQoS的实现提供简单而通用的模型架构；基于队列管理的资源预留竞争机制，可以对QoS通信提供合理的资源分配和预留方案，从而提供相应的QoS保证。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 主要研究内容与成果
• 1.3 论文的组织结构安排
• 第二章 移动IP及其服务质量概述
• 2.1 移动IP概述
• 2.1.1 移动IP的产生
• 2.1.2 移动IP的基本概念
• 2.1.3 移动IP的基本操作
• 2.1.4 移动IP的基本操作过程
• 2.2 移动IP的服务质量
• 2.2.1 QoS分析
• 2.2.2 QoS策略
• 2.2.3 资源预留协议RSVP
• 2.3 移动IP的安全
• 2.3.1 移动IP的安全威胁和攻击
• 2.3.2 移动IP的安全性分析
• 2.3.3 移动IP的安全技术
• 2.4 本章小结
• 第三章 基于QoS保证的移动通信机制的设计
• 3.1 基于PBK保护的通信机制的系统分析
• 3.2 通信对端与家乡代理之间的QoS通信实现
• 3.2.1 临时安全关联的建立
• 3.2.2 通信对端对外地代理转交地址的获取
• 3.2.3 QoS请求处理
• 3.3 家乡代理与外地代理之间的QoS通信实现
• 3.3.1 外地代理转交地址的获取
• 3.3.2 安全信令、QoS信息的传输以及安全隧道的建立
• 3.3.3 新的外地代理转交地址的获取
• 3.4 外地代理与新外地代理之间的QoS通信实现
• 3.4.1 移动资源预留
• 3.4.2 数据缓存
• 3.4.3 隧道的建立
• 3.4.4 新外地代理QoS资源的预留
• 3.5 外地代理与通信对端之间的QoS通信实现
• 3.6 移动节点发起QoS通信请求的通信实现
• 3.7 本章小结
• 第四章 一种基于队列管理的QoS资源预留竞争机制
• 4.1 QoS等级的标准化
• 4.2 基于队列技术的拥塞管理分析
• 4.3 主动QoS资源预留的竞争方法
• 4.3.1 资源竞争方法
• 4.3.2 QoS降级机制
• 4.4 被动QoS资源预留的竞争方法
• 4.4.1 资源竞争方法
• 4.4.2 QoS降级机制
• 4.5 资源释放
• 4.6 本章小结
• 第五章 方案分析与仿真实验
• 5.1 安全性分析
• 5.2 性能分析与仿真实验
• 第六章 总结和展望
• 6.1 论文总结
• 6.2 未来展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间发表论文