基于HIP的移动管理关键技术的研究

论文摘要

鉴于移动的巨大需求和技术的不断发展,移动支持和安全性保证已经成为因特网发展的两个核心问题。而TCP/IP协议栈设计之初,IP地址被赋予了双重身份:寻址符和网络接口描述符。寻址符用于提供路由信息,网络接口描述符用于标识主机。IP地址的双重身份无法保证终端移动的同时保持连接不中断。IETF提出了主机标识协议(HIP,Host Identity Protocol)来解决安全地移动等问题。本文依托国家发改委“面向IPv6的互联网安全体系结构和关键技术研究”项目,该项目目的在于实现基于真实IPv6地址的访问,构建下一代互联网安全体系结构。HIP在传输层和网络层之间加入主机标识协议层,分离了IP地址既作为主机标识符又作为网络寻址符的双重作用。主机标识符(Host Identifier)来标识主机,而IP地址只用于网络寻址。加入HIP层后,传输层及其以上的应用直接与HIT(Host Identity Tag)绑定,HIP层维护着IP地址与HIT的映射关系。HIP强依赖于公钥加密算法,在计算能力不同的平台上计算开销不同。通过修改HIP使用的密码算法使其适用于CPU资源有限的移动终端中,并对其进行了实现。本文首先介绍了以移动IPv6为代表的网络层移动管理技术,然后概述了主机标识协议及其关键技术,包括基本交换过程(Base Exchange, BEX),DNS扩展及实验,RVS扩展对移动性的支持。分析了HIP加密协议的计算开销对CPU资源的影响及不适用于CPU资源有限的智能移动终端中,修改HIP基本交换过程的加密算法,扩展HIP为轻量级主机标识协议LHIP,通过系统试验得出LHIP降低了HIP在BEX和更新过程中时间开销,大大提高了系统的性能。最后将HIP和MIPv6在移动切换各方面进行了对比分析,得出HIP移动管理方案比MIPv6可以提供更好的性能及安全性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题介绍
• 1.2 课题背景
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 本文工作与论文内容
• 第二章 网络层移动管理技术
• 2.1 移动性管理协议参考模型
• 2.2 移动 IPv6 切换过程
• 2.2.1 移动检测
• 2.2.2 注册与绑定管理
• 2.2.3 端到端路由优化
• 2.3 移动 IPv6 切换过程安全性
• 2.4 本章小结
• 第三章 主机标识协议及其关键技术
• 3.1 基本交换过程分析
• 3.2 DNS 扩展
• 3.2.1 DNS 扩展后应用实例
• 3.2.2 域名支持试验拓扑图
• 3.2.3 试验结果分析
• 3.3 HIP 的移动性扩展
• 3.3.1 终端移动性分析
• 3.3.2 RVS 机制
• 3.3.3 基于HIP 的终端移动过程
• 3.4 HIP 在移动终端中应用存在的问题
• 3.5 本章小结
• 第四章 轻量级主机标识协议LHIP
• 4.1 LHIP 设计过程分析
• 4.1.1 HIP 协议设计分析
• 4.1.2 LHIP 的设计
• 4.2 LHIP 设计与实现
• 4.2.1 总体设计
• 4.2.2 详细设计及实现
• 4.3 LHIP 与HIP 的兼容
• 4.3.1 兼容性
• 4.3.2 实际应用各模块的交互
• 4.4 实验及结果分析
• 4.4.1 试验拓扑图
• 4.4.2 基本交换过程
• 4.4.3 更新过程
• 4.5 本章小结
• 第五章 HIP 与移动 IPv6 对比分析
• 5.1 水平切换
• 5.1.1 以步骤数目和RTT 次数作为评价参数
• 5.1.2 以占用的资源作为标准
• 5.2 垂直切换
• 5.3 安全性分析
• 5.3.1 移动IPv6 安全性
• 5.3.2 主机标识协议安全性
• 5.3.3 基于HIP 的访问控制模型
• 5.4 本章小结
• 第六章 论文工作总结与展望
• 6.1 论文工作总结
• 6.2 总结与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻硕期间取得的研究成果