支持AAA的移动IPv6网络切换性能研究

论文摘要

移动IPv6（Mobile IPv6, MIPv6）是因越来越多的便携设备和网络应用对移动特性的强烈需求而诞生的,它支持不中断连接实现网间移动漫游,为实现真正的按需连网提供了重要的技术支撑。认证、授权和记账（Authentication Authorization Accouting, AAA）是网络运营的基础,无论是IPv4网络还是IPv6网络（包括MIPv6网络）,AAA都是不可或缺的。MIPv6的切换是指移动节点断开当前IPv6子网,再连入另一个IPv6子网的过程,因此MIPv6的切换性能直接影响网络应用可获得的服务质量。然而当前情况是,AAA与MIPv6相互独立、自成体系,二者以这种方式共存增加了MIPv6的切换时延。另外,MIPv6还必须独立解决其内部安全问题,这更引入了额外的时延开销,而且浪费了AAA资源的强大计算能力和安全保障能力。因此,在具备AAA功能的MIPv6网络环境中,研究如何提高MIPv6的切换性能具有重要的意义。本文深入分析了AAA认证机制、MIPv6切换机制,并且研究了MIPv6安全机制与MIPv6切换性能的关系。在此基础上,将MIPv6的切换过程总的时延开销分为两类:一类是切换机制本身引入的时延开销,另一类是为安全需要引入的时延开销。提出了一套在支持AAA的MIPv6互联网络环境中,提高MIPv6切换性能的方法。该套方法使AAA机制与MIPv6切换过程深层次融合,充分利用了AAA基础设施的计算资源与安全保障能力。在有效保证安全的前提下,该套方法降低了MIPv6家乡注册的时延、通信节点（Correpondent Node, CN）注册时延与远程动态地址配置的时延,优化了端到端路由选择策略,从而提升了MIPv6的切换性能,并获得更好的通信效果。论文的创新性工作包括以下几个方面:（1）提出了“感知网络拓扑的AAA覆盖网络（Topologically-Aware AAA Overlay Net-work, TA4ON）”框架结构。该框架结构基于Diameter协议,在AAA服务器等基础设施之间建立互信连接,并允许授权路由,构成能够感知全局网络拓扑结构的覆盖网络,为MIPv6提供必要的安全服务并承担信令传递任务。提出TA4ON的意义在于,AAA已不再只是提供身份认证的简单的安全服务了,它是具有全局性质的智能系统,能够更积极、更有效地对外提供服务。（2）提出了“带有认证的MIPv6有状态自动配置方法（Authenticated StatefulAuto-Configuration, ASAC）”。该方法针对无线链路层访问控制阻止移动节点（Mobile Node, MN）获得IPv6连接,以至于不能按传统方式融合认证与家乡注册的问题,在TA4ON的框架下,ASAC将AAA身份认证、MIPv6家乡注册以及MN自动地址配置三者融合,并配合后台对自动配置地址进行认证,有效地降低了

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 图目录
• 表目录
• 第1章 引言
• 1.1 开展本研究的动机
• 1.1.1 移动IPv6 对信息网络的重要意义
• 1.1.2 研究如何提高MIPv6 切换性能的必要性
• 1.1.3 MIPv6 切换性能研究现状概述
• 1.1.4 本研究对MIPv6 应用部署的促进作用
• 1.2 本论文的主要工作和创新性概述
• 1.3 本论文的整体结构和章节安排
• 第2章 相关研究概述
• 2.1 移动IPv6
• 2.1.1 移动IPv6 概述
• 2.1.2 移动IPv6 切换过程
• 2.1.3 移动IPv6 切换性能
• 2.1.4 移动IPv6 切换安全
• 2.2.A AA机制
• 2.2.1 AAA概述
• 2.2.2 Diamter协议
• 2.2.3 基于Diameter的接入认证过程
• 2.3 支持AAA的MIPv6
• 2.3.1 AAA带来的挑战
• 2.3.2 移动IPv6 的自举
• 2.3.3 研究现状分析
• 2.4 本章小结
• 4ON）'>第3章 感知网络拓扑的AAA覆盖网络（TA⁴ON）
• 3.1 问题的提出
• 3.2 “基于Diameter的AAA机制”再讨论
• 3.3 感知网络拓扑的AAA覆盖网络
• 4ON框架描述'>3.3.1. TA⁴ON框架描述
• 4ON消息定义'>3.3.2. TA⁴ON消息定义
• 4ON网络状态表'>3.3.3. TA⁴ON网络状态表
• 3.4 本章小结
• 第4章 带有认证的MIPv6 有状态自动配置方法
• 4.1 问题的提出
• 4.2.A SAC方法
• 4.2.1.802.1 x简介
• 4.2.2 方法描述
• 4.3 性能分析
• 4.4 安全性分析
• 4.5 本章小结
• 4ON的 MIPv6 身份识别'>第5章 基于TA⁴ON的 MIPv6 身份识别
• 4ON生成共享密钥保护CN注册的方法'>5.1 基于TA⁴ON生成共享密钥保护CN注册的方法
• 5.1.1 问题的提出
• 5.1.2 基本方法描述（单MN情形）
• 5.1.3 扩展方法描述（双MN情形）
• 5.1.4 安全与性能分析
• 4ON实现远程动态地址配置'>5.2 基于TA⁴ON实现远程动态地址配置
• 5.2.1 问题的提出
• 5.2.2 FRDAC方法描述
• 5.2.3 安全与性能分析
• 5.3 本章小结
• 第6章 自适应的非对称端到端路由选择方法
• 6.1 问题的提出
• 6.2 方法描述
• 6.2.1 基于探测报文的路径测试
• 6.2.2 路径评估
• 6.2.3 AAERS算法描述
• 6.3 仿真分析
• 6.3.1 UDP应用的仿真实验
• 6.3.2 TCP应用仿真实验
• 6.4 本章小结
• 第7章 基于Diameter的MIPv6 AAA系统
• 7.1 相关背景
• 7.2.M IPv6 AAA系统
• 7.2.1 系统结构
• 7.2.2 系统界面
• 7.2.3 测验结果
• 7.3 本章小结
• 第8章 结束语
• 8.1 论文的主要贡献和创新
• 8.2 下一步研究工作
• 参考文献
• 致谢
• 【作者简历】