任播技术的研究

论文摘要

任播通信是IPv6中三种通信方式之一,随着计算机网络的发展,任播也逐渐被人们所重视起来,目前近些年来得到了众多专家学者的关注,但RFC2373对任播的限制、IPv6过渡阶段对任播通信的制约,都使得任播的应用和研究进展缓慢。本文的目的是系统地研究整个任播体系,并针对应用层和网络层任播提出相应的方案,最后还给出了一种安全的任播组管理框架。作者全面回顾了任播的研究历史,系统深入地分析了应用层任播和网络层任播,从而总结归纳了现有任播通信方案中的缺陷以及安全威胁,并在此基础上重点研究了任播通信以及组管理中的安全问题,针对任播安全提出了相应的组管理框架。在应用层任播的研究中,针对任播服务器负载波动现象提出一种随机选择算法,算法相对比较简单,但效果很明显。而在网络层任播中,结合数据网格中的副本选择算法,提出了一种最小代价的任播路由算法,给出了相应的实验验证。在任播安全管理框架的研究中,分析了现有的多种任播安全模型的优点与存在的问题,提出了一种新的安全的任播的组管理框架,在该框架中设立了一个全局的认证服务器,该服务器专门提供认证服务,任何要加入到该任播组内的主机和服务器都需要通过认证,认证采用PKI技术。此外任何用户或客户端也都可以向该认证服务器提出认证申请,以鉴别任播主机的合法性。为了保障任播服务器及其组内所有成员的通信安全,在组内相互通信时采用了IP层中的IPSec来保障通信安全。作者结合吉林省自然科学基金项目的研究,给出了具体的实践。理论分析和实践证明这种框架是安全可靠的。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究的理论意义及价值
• 1.3 研究现状
• 1.3.1 任播应用
• 1.3.2 任播路由和通信
• 1.3.3 任播安全
• 1.4 主要研究内容
• 1.5 论文结构安排
• 第2章 应用层任播
• 2.1 引言
• 2.2 应用层任播的实现方法
• 2.2.1 中央服务器
• 2.2.2 任播域名解析器
• 2.2.3 TCP五次握手
• 2.2.4 来源识别选项
• 2.2.5 源路由选项
• 2.3 一种随机选择算法的应用层任播模型
• 2.3.1 任播中的负载波动
• 2.3.2 随机选择算法
• 2.3.3 算法实现
• 2.3.4 实验验证
• 2.3.5 算法改进
• 2.4 小结
• 第3章 网络层任播
• 3.1 网络层任播
• 3.2 数据网格中的副本选择与任播路由
• 3.2.1 数据网格
• 3.2.2 副本选择
• 3.2.3 相似之处
• 3.3 最小代价的任播路由算法
• 3.3.1 影响因素
• 3.3.2 最小代价算法
• 3.3.3 实验验证
• 3.4 小结
• 第4章 任播安全
• 4.1 任播的安全威胁
• 4.2 任播安全解决方案
• 4.3 基于PKI技术的服务器认证
• 4.3.1 公钥密码体制
• 4.3.2 公钥基础设施
• 4.3.3 PKI具体实现
• 4.4 分析证明
• 4.4.1 BAN逻辑推理规则
• 4.4.2 符号定义
• 4.4.3 公式化与初始假设
• 4.4.4 推理分析过程
• 4.5 任播通信安全的实现
• 4.5.1 网络层安全
• 4.5.2 传输层安全
• 4.5.3 应用层安全
• 4.6 小结
• 第5章 安全的任播组管理
• 5.1 任播组管理
• 5.2 安全的任播组管理
• 5.2.1 任播组管理的特点
• 5.2.2 任播组控制中心AGCC
• 5.2.3 任播成员的退出
• 5.2.4 其他处理
• 5.2.5 性能分析
• 5.3 一种安全的任播组管理框架
• 5.3.1 组的认证管理
• 5.3.2 组内成员的加入、认证和退出
• 5.4 小结
• 第6章 实验模拟
• 6.1 网络模拟
• 6.2 NS-2 模拟器
• 6.2.1 NS-2 的概述
• 6.2.2 NS-2 的结构
• 6.2.3 NS-2 的功能模块
• 6.2.4 NS-2 网络模拟的过程
• 6.2.5 NS-2 分析工具
• 6.2.6 NS-2 模拟实例
• 6.3 NS-2 中任播通信模块的设计与实现
• 6.3.1 路由模块的实现
• 6.3.2 节点的实现
• 6.3.3 Simulator类的扩展
• 6.3.4 Anycast类的实现
• 6.3.5 AnycastCompute类的实现
• 6.4 实验结果
• 6.5 小结
• 第7章 结论
• 7.1 结论
• 7.2 未来的工作
• 参考文献
• 附录－缩写词
• 攻博期间发表的学术论文及其他成果
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT