異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)管理和安全機(jī)制研究.pdf

1、隨著通信技術(shù)的發(fā)展，以3G/4G為代表的移動(dòng)通信技術(shù)和IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn)為代表的無線寬帶接入技術(shù)，朝著各自的發(fā)展方向不斷演進(jìn)，共同為移動(dòng)用戶提供多樣性和個(gè)性化的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。這些種類繁多的無線網(wǎng)絡(luò)，各自具有不同的系統(tǒng)特征和業(yè)務(wù)提供能力。未來無線通信網(wǎng)絡(luò)將是各種無線接入技術(shù)并存，共同發(fā)展，構(gòu)成異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
　　 在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可以從所屬的家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)到外部網(wǎng)絡(luò)中，同時(shí)還需要保持連接的不中斷。這種情況下，需要對(duì)已有的移

2、動(dòng)管理機(jī)制進(jìn)行改進(jìn)。同時(shí)，由于存在多種不同的安全接入技術(shù)，也需要在節(jié)點(diǎn)切換時(shí)，對(duì)用戶進(jìn)行認(rèn)證，保證不同網(wǎng)絡(luò)之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩?。本文就影響異?gòu)網(wǎng)絡(luò)融合過程中的這兩個(gè)主要問題展開深入研究和探討。論文的主要工作和創(chuàng)新點(diǎn)如下：
　　 基于網(wǎng)絡(luò)端MAP的HMIPv6負(fù)載均衡機(jī)制：作為IP網(wǎng)絡(luò)中常使用的微移動(dòng)管理協(xié)議，HMIPv6也可以作為3GPP網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)管理方案。已有的HMIPv6網(wǎng)絡(luò)中負(fù)載均衡方案的出發(fā)點(diǎn)大都是基于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的屬性，但

3、是由于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)很難精確的得到HMIPv6網(wǎng)絡(luò)中MAP的負(fù)載，所以采用基于網(wǎng)絡(luò)端MAP的方案能更好地完成MAP的負(fù)載均衡。本文提出了一種基于MAP端控制的負(fù)載均衡方案。本方案中包括兩個(gè)算法：基于概率的MAP選擇算法和基于MAP的負(fù)載調(diào)整算法，通過對(duì)MAP的負(fù)載量化，使得移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可以獲取MAP的實(shí)時(shí)負(fù)載信息，并根據(jù)概率來選擇合適的MAP注冊(cè)。當(dāng)MAP發(fā)現(xiàn)自身負(fù)載過重后，可以通知MN選擇候選MAP節(jié)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明本方案在HMIPv6網(wǎng)絡(luò)中負(fù)

4、載較重的時(shí)候也可以保持負(fù)載均衡。
　　 基于業(yè)務(wù)特性的移動(dòng)性管理機(jī)制：在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)之間移動(dòng)時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)將發(fā)生垂直切換。垂直切換決策需要考慮網(wǎng)絡(luò)和終端多方面因素的影響。本文提出了一種基于業(yè)務(wù)特性的垂直切換決策方案，綜合考慮了各種網(wǎng)絡(luò)中的多種業(yè)務(wù)特性，并采用首次匹配的方式選擇合適的切換目標(biāo)網(wǎng)絡(luò)。同時(shí)，LTE網(wǎng)絡(luò)作為未來移動(dòng)通信發(fā)展最重要的系統(tǒng)之一，可以通過調(diào)整切換參數(shù)來完成負(fù)載均衡。本文針對(duì)此提出了一種基于業(yè)務(wù)特性的移動(dòng)負(fù)載均衡方案，

5、綜合考慮了用戶設(shè)備上的具體業(yè)務(wù)。仿真結(jié)果表明，基于業(yè)務(wù)特性的移動(dòng)管理機(jī)制可以有效地減少無效切換發(fā)生的次數(shù)，提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
　　 異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中基于Diameter的安全上下文轉(zhuǎn)移機(jī)制：由于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中含有多種類型的網(wǎng)絡(luò)，這導(dǎo)致移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中切換的時(shí)候無法保證上下文轉(zhuǎn)移信息的安全。本文提出了一種基于Diameter協(xié)議的安全上下文轉(zhuǎn)移機(jī)制，并應(yīng)用于含有移動(dòng)IPv6和3GPP的網(wǎng)絡(luò)。在進(jìn)行上下文數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移之前，總是通過使用Di

6、ameter協(xié)議來保證上下文報(bào)文的安全。最后通過安全服務(wù)視圖模型和串空間模型對(duì)本方案進(jìn)行了描述和驗(yàn)證，表明其適合于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。
　　 同時(shí)，本文還給出了一個(gè)基于進(jìn)程范式的LTE系統(tǒng)級(jí)仿真平臺(tái)的原型實(shí)現(xiàn)。由于現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)仿真平臺(tái)大部分都是基于事件的范式和基于活動(dòng)的范式，這使得在網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展變得復(fù)雜后，模塊之間的關(guān)系將變得很復(fù)雜。本文提出了一種基于進(jìn)程范式的LTE系統(tǒng)級(jí)仿真平臺(tái)，并著重實(shí)現(xiàn)了SON等相關(guān)的功能。在功能上，系統(tǒng)平臺(tái)提供了易