移动IPv6中改进的代理容错机制研究

为了消除现有移动IPv6网络中单个家乡代理设备可能造成的单点故障和性能瓶颈问题,分析了目前的家乡代理容错和负载均衡机制,提出了一种主动检测过载预防的动态容错方法.该方法仅对家乡链路进行扩展,并在架构中增加智能均衡器,通过在其中维护代理列表和环状备份链进行容错,并采用家乡代理实时动态选择算法和切片机制支持负载均衡.建立了该方案的数学模型,分析了代理之间的状态转换关系.实验结果表明本方法可以有效减少移动节点的消息注册时间,增强了移动IPv6网络的可靠性.     

基于多HA部署的MIPv6网络服务可用性提升方法

移动IPv6是实现下一代互联网移动特性的核心技术,依赖于部署在家乡链路的家乡代理(HA)实现节点移动过程中的可寻址性.家乡链路的单一HA部署,将成为系统的单点故障隐患及性能瓶颈,难以保证系统服务可用性.为提升移动IPv6网络的系统服务可用性和系统性能,需要在家乡链路部署多HA,解决其单点故障问题,并有效均衡多家乡代理间的负载.文中研究移动IPv6网络多家乡代理部署方法,引入检测备份环对多HA间进行有效组织,基于此实现HA容错和负载均衡.多家乡代理采用单一HA映像以实现容错及负载均衡处理对移动节点的透明性,减小处理延迟和开销.     

移动IPv6动态家乡代理地址发现的安全性研究

分析了动态家乡代理地址发现过程的安全特性,提出了一个对此过程进行安全保护的方案。该方案通过移动节点和家乡代理之间的双向认证和对家乡代理地址列表进行加密传输的方法,对动态家乡代理地址发现过程提供了安全保护,使该过程能够抵御恶意节点的拒绝服务攻击和对家乡链路信息的窃取。对这一方案的性能进行了评估,并在移动IPv6示范网络中进行了实现。     

基于主-备关系的PMIPv6区域移动锚点容错方案

代理移动IPv6 (PMIPv6)是IETF提出的基于网络的区域移动管理协议.在PMIPv6系统中,区域移动锚点(LMA)是维持移动节点(Mobile Node,MN)在PMIPv6域内不同接入链路间移动过程中可达性的关键实体.文中针对PMIPv6中LMA的单点故障问题,提出一种基于主-备关系的区域移动锚点容错方案(LMAFT).方案在PMIPv6域内部署多LMA,并建立一一对应的主-备关系,通过LMA间自组织状态管理实现容错.方案设计了双向有效性检测机制,实现主、备LMA间快速的失效检测;LMA服务迁移机制支持失效实体全部服务迁移和过载实体部分服务迁移,实现容错的同时支持多LMA负载均衡.理论分析和仿真实验结果表明,LMAFT方案可将LAM容错时间控制在50 ms～350 ms.当容错时间控制在100 ms以下时,可完全避免LMA失效对移动节点MN的TCP应用造成的影响;最差情况下,也可在LMA失效发生后的1s～2.7s内快速恢复相关MN的TCP应用吞吐量.对于UDP应用,LMAFT方案可在LMA失效发生后2s内恢复相关MN的收包率.     

移动组播的多家乡代理实现机制

针对移动组播中存在的家乡代理单点失效问题,提出一种多家乡代理实现机制,解决多家乡代理中移动节点的家乡注册问题,引入新的应用层任播算法,可以从多个家乡代理中为移动组播接收者选择“最近”的家乡代理。分析结果表明,该任播算法不仅可以有效解决家乡代理单点失效问题,还能为移动节点提供高质量的任播解析服务。     

移动组播的多家乡代理实现机制

针对移动组播中存在的家乡代理单点失效问题,提出一种多家乡代理实现机制,解决多家乡代理中移动节点的家乡注册问题,引入新的应用层任播算法,可以从多个家乡代理中为移动组播接收者选择“最近”的家乡代理。分析结果表明,该任播算法不仅可以有效解决家乡代理单点失效问题,还能为移动节点提供高质量的任播解析服务。     

基于家乡代理的绑定更新注册验证机制仿真

绑定更新注册是实现移动IPv6的移动性以及移动iPv6路由优化的技术基础,同时又会带来一系列新的安全问题,对移动节点和通信对端之间绑定更新注册验证是解决问题的关键.利用移动节点在业务定制阶段与其家乡代理建立的信任关系和共享密钥,提出一种新的基于家乡代理的绑定更新注册验证机制,并建立了移动iPv6环境下的验证模型和仿真试验系统.在同一仿真平台上,通过与该领域其它研究成果对比分析,在安全性和对路由可达的依赖方面,都优于现有验证机制.突出了家乡代理在绑定更新注册验证过程中的地位和作用,充分利用家乡代理在移动IPv6网络部署中的可控性和可管理性,使得移动IPv6的部署和管理变得更加方便.     

移动代理容错技术研究

讨论移动代理在网络移动执行中的常见问题并且对几种常见的容错模型进行分析,最后提出一种新的移动代理容错的框架滑动窗口-主备份容错系统.实验表明该系统具有较好的容错性能.     

移动Ad Hoc网络的入侵响应研究

传统网络中的入侵阻止和检测等防护方法在网络结构脆弱、节点移动的移动自组网络中无法达到预期效果。将移动代理引入无线自组网络中,设计分布式入侵检测响应系统,通过多种功能的移动代理实现入侵检测功能,并在入侵检测的基础上利用移动代理跟踪、隔离入侵节点,对入侵节点做出及时响应。实验结果表明此方法节省网络节点资源、避免网络的崩溃且达到主动响应隔离入侵节点的效果,有效地检测并阻止了入侵行为。     

基于可靠性WSN路由协议的设计与实现

针对某些应用的高可靠性要求,设计并实现适合无线传感器网络（WSN）应用的多路径可靠路由协议。该路由协议通过建立备份路径,并在主路径失效的情况下采用备份路径传输数据的方法来提高数据传输的可靠性。该协议主要包括节点局部拓扑信息的获取、路由请求、节点主干路径的建立、Sink或中间节点发送路径增强信息建立备份路由、主路径失效后启用备份路径发送数据过程。仿真测试结果表明,该多路径可靠协议在主干路径失效的情况下,可以有效减小路径断裂引起的丢包现象,进而提高网络整体数据传输的可靠性。     

基于认证的移动IPv6地址自动配置方法

在普遍发生MIPv6切换的网络环境下,针对MN执行重复地址检测和家乡注册所造成的切换延迟问题,分析MIPv6支持的2种地址自动配置方式,结合网络上部署的AAA及Diameter协议在MIPv6上的应用,提出一种基于认证的MIPv6地址自动配置方法。该方法融合AAA身份认证、MIPv6家乡注册以及地址配置,能有效缩短切换时延、提高接入网的安全性。     

A novel mix-based location privacy mechanism in Mobile IPv6

Mobile IP (MIP), a link-layer-independent protocol, is suitable for Internet Protocol (IP) based mobility across homogeneous media as well as heterogeneous networks. Mobile IPv6 (MIPv6) not only possesses the major characteristics of Mobile IPv4 (MIPv4), but also has more advantages such as the expansion of address space and elimination of the “triangle routing”, which make MIPv6 the most suitable candidate for future heterogeneous environment. Location privacy is very important for mobile node (MN) in mobile communications because exposure of the relationship between MN's real physical location and its identity will lead to serious violation of the MN's privacy. And the attackers can easily launch the traffic analysis attack according to such revealed relationship. However, the location privacy of MN to avoid attackers tracing in MIP is not paid more attention up to the present. As the most widely used anonymous communication technology, mix-network can be used to provide the location privacy in MIP. In this paper, we employ the practical mix-network to provide location privacy on signaling control information in MIPv6. By utilizing the practical mix-network, a novel MIPv6 network model is proposed. Based on the network model, a new location privacy extension to MN's home binding and correspondent registration in MIPv6 is proposed and it can be integrated into MIPv6 easily. As a result, our location privacy proposal possesses the benefits succeeded from the adopted practical mix-network, e.g. reducing the trust requirements among the mix servers and increasing the robustness compared with other mix-based MIP location privacy schemes. In addition, the computation load in MN does not increase significantly during the binding procedures according to the analysis, thus it is more suitable for the asymmetric wireless environment.     

Fault tolerance for home agents in mobile IP

In the conventional IP protocol, whenever a mobile device moves to a different network, it must change its IP address to communicate with other nodes in the Internet. Mobile IP protocol keeps mobile nodes online without changing their IP addresses while changing the attachment points. The packets destined to mobile nodes (MN) are relayed by their home agents (HA). However, once the only one HA fails, all MNs managed by the HA will not receive packets normally. In the paper, we propose a novel protocol with multiple mobile agents (MA) where only double mobility bindings are maintained in the whole system. When an HA is failed, its backup HA can take over it in a short time without fetching the bindings from other places. Besides, we also consider the load balancing between these HAs during HA takeover and recovery. Through the simulation and analyses, we found that our method has less registration overheads, better MN-scalability, less sensitivity on MN mobility, more fault-tolerance robustness, and less takeover time than others.     

MIPv6网络中一般注册的高效认证机制

为解决移动IPv6(MIPv6)网络通信一般注册中节点的身份认证问题,提出一种高效认证机制。改进基于身份的签名方案,使一般注册仅需往返2次就能完成消息交互,实现移动节点和通信节点之间的双向认证,同时生成双方通信的共享密钥,以保护之后的消息交互过程。分析结果表明,该机制具有高效性和安全性。     

Fault-tolerant design for wide-area Mobile IPv6 networks

Mobile IPv6 provides the mobility management for IPv6 protocol. To establish a reliable Mobile IPv6 network, fault tolerance should be also considered in the network design. This paper presents an efficient fault-tolerant approach for Mobile IPv6 networks. In the proposed approach, if a failure is detected in the home agent (HA) of a mobile node, a preferable survival HA is selected to continuously serve the mobile node. The preferable survival HA is the HA that does not incur failure and is neighboring the current location of the mobile node. The proposed approach is based on the preference of each mobile node to achieve the fault tolerance of the HA. Finally, we perform simulations to evaluate the performance of the proposed approach.     

基于AES算法的移动IPv6绑定更新信息处理效率分析

移动IPv6中移动节点向家乡代理和通讯对端告知自己当前位置而传榆的信息是通过绑定更新（Binding Update）采进行的,绑定更新的过程通过移动节点的注册来完成。家乡代理处理绑定更新信息的性能和效率对尽快定位移动节点的位置是一个比较关键的问题,尤其是在移动节点数量多、移动频繁及考虑信息加密的情况下,问题显得更为突出。IPv6在这方面还需要做进一步的研究和改进。本文提出了移动IPv6中绑定更新信息数量统计的数学模型,并在该数学模型的基础上,首次提出将AES算法应用于该类信息的处理,并与其它处理方法做了比较。     

移动IPv6网络安全接入认证方案

对于移动IPv6网络,身份认证是网络安全的关键问题之一.针对移动IPv6网络的接入认证,提出了一种基于移动互联网双向认证方案.在移动切换过程中的接入认证和家乡注册,采用对家乡注册消息进行基于双私钥签名的方式,实现了家乡代理和移动节点分别对注册消息的签名,实现了接入认证与家乡注册的并发执行,移动用户和接入网络的一次交互实现了用户和接入域的有效双向认证.理论分析和数据结果表明,方案的认证总延时和切换延时要优于传统方法,有效地降低了系统认证的延时.安全性分析表明,框架中的基于双私钥的CPK方案满足双向接入认证安全,有效地解决了密钥托管问题.     

基于邻居信息表的移动IPv6切换研究

分析标准移动IPv6(MIPv6)的快速切换机制,提出一种基于邻居信息表的移动IPv6快速切换解决方案。通过预配置和定时更新的方法使移动节点提前获取将要进入目标有限区域的信息表——邻居信息表,从而缩短切换中过程转交地址唯一性验证时间及移动检测延迟时间,降低切换过程中的丢包率。仿真结果表明,该机制不额外占用网络资源,能够减少切换过程中的丢包率和切换延迟时间。     

MIPv6切换性能测量和瓶颈分析

MIPv6(mobile IPv6)是IETF(Internet Engineering Task Force)工作组提出的IP层移动解决方案.切换是影响MIPv6性能的关键因素.从网络层、传输层和应用层3个层次测量分析MIPv6切换性能,确定协议层次性能相互影响与切换性能瓶颈.根据网络层切换过程,改进其测量移动检测时延的方法,测量MIPv6各个阶段的切换时延并提出减少各阶段时延的建议,分析发现切换性能瓶颈.进一步完成传输层性能测量,分析移动切换对TCP滑动窗口的影响,发现TCP的特性将影响切换过程中上层应用的性能;以FTP应用为例,测量并分析了移动切换对上层应用的影响.相关结论对设计高效的移动切换协议提供了研究基础.