论文摘要
实现终端主机在移动和多宿情况下的无缝切换是下一代网络（NGN）的重要目标之一。而在现有的TCP/IP协议体系架构中,IP地址担任了主机身份标识符和位置标识符的双重角色。IP地址作为身份标识被绑定在上层应用程序的同时,又作为位置标识用来决定数据包转发的路径。这种双重角色的属性对实现终端主机的移动、多宿以及保证通信安全等方面带来一定的局限性。解决这些问题的关键是分离IP地址身份标识和位置标识的功能,保证网络层协议与上层协议之间的独立性和透明性。因而标识分离技术在实现终端的移动性和多宿性切换方面具有显著的优势,成为近年来学术界的研究热点,具有广泛的应用前景。本文针对标识分离协议及其移动性管理主要进行了以下几个方面的研究:首先本文分析三种主流的标识分离协议:HIP,Shim6,以及LISP。详细阐述它们的基本思想,设计目的和主要通信过程。并从协议的安全性,移动性、多宿性支持,后向兼容性以及部署难度等方面对三种协议进行了综合分析和评价。接着本文研究移动性管理机制的原理及其需要达到的目标,并介绍现有的移动性管理机制——移动IP及其快速切换方法。随后分析在标识分离协议基础上移动性管理机制的特点,并介绍HIP和Shim6两种协议实现移动性的原理及其工作流程。引入标识分离协议后,上层协议与主机身份标识绑定,可以保证切换时上层协议不受影响。基于对现有技术的分析,本文提出一种在LISP版本1和1.5上实现移动IP切换的方法——M-LISP,并详细描述其工作流程。该协议将终端主机的转交地址作为EID,而将其接入路由器的地址作为RLOC。使用HA维护HoA和CoA之间的映射关系,而使用接入路由器维护EID和RLOC之间的映射关系,从而解决了现有LISP版本的移动性问题。通过分析LISP协议自身的特点,本文进一步提出一种快速切换方法——FH-LISP,解决了LISP版本2和版本3的移动性切换问题。FH-LISP协议去除了家乡代理的概念,从而节省了返回路由可达性检测的时间。并在切换过程中采用了链路层触发机制,进一步缩短了切换延时。性能分析表明,FH-LISP协议不仅有较少的切换延时,还减小了切换过程中的包开销,并且所需缓存空间也较小。切换性能方面FH-LISP协议要优于FMIPv6协议,因而FH-LISP协议可以更好地支持实时应用。最后,本文提出一种新型的身份标识与位置标识分离协议——Shinap。Shinap实现了身份标识和位置标识的完全分离,并且能很好地兼容现有的IPv6网络,因而可以实现协议的逐步部署。Shinap协议框架提供了主机移动的解决方案,实现了主机移动时通信的连续性及主机移动后的可访问性。Shinap协议支持主机的多宿,能根据双方的IP地址列表自动选取适合通信的IP地址对,并且当IP地址增加或失效时,能及时向正在通信的对端主机更新,提高了通信的可靠性。并且由于标识的分离,Shinap协议对于通信的安全性也有一定程度的提高。