發(fā)布時間：2017-05-25 18:06

  本文關(guān)鍵詞：面向新型互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的移動性管理關(guān)鍵技術(shù)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：互聯(lián)網(wǎng)、移動性和云計算三種技術(shù)的誕生改變了人們的生活方式,豐富了人們的生活內(nèi)容,提高了人們的生活品質(zhì)。隨著技術(shù)的進步和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)的飛速發(fā)展,傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)、移動性和云計算技術(shù)由于其早期設(shè)計的局限性,正面臨越來越多的困難和挑戰(zhàn),阻礙了其進一步發(fā)展。 本文圍繞互聯(lián)網(wǎng)、移動性和云計算三個方面的內(nèi)容依次遞進展開研究,將這三種技術(shù)有機融合,首先,針對傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)所面臨的困難和挑戰(zhàn)提出了一種新型互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)；第二,研究了該架構(gòu)下的標識映射與移動位置管理問題；第三,針對移動終端的頻繁位置更新問題,提出了一種位置更新的優(yōu)化方法；第四,針對云計算系統(tǒng)中的虛擬機遷移問題,提出了一種新型的虛擬機跨三層網(wǎng)絡(luò)動態(tài)遷移方法。具體地,本文的主要研究內(nèi)容包括： 1.針對互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展所面臨的困難和挑戰(zhàn),提出了一種基于身份與位置分離的層次化新型互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)。通過對身份屬性與位置屬性分離定義,為該架構(gòu)下移動性的支持提供基礎(chǔ)條件。通過對互聯(lián)網(wǎng)邏輯結(jié)構(gòu)的分層設(shè)計及身份標識與位置標識的結(jié)構(gòu)化定義,實現(xiàn)該架構(gòu)下分層編址和分級路由,在核心層以自治域ID尋址取代傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)的IP前綴尋址,大幅降低核心路由表規(guī)模,各層次網(wǎng)絡(luò)和運營商采用的技術(shù)高度解耦,利于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的競爭和多樣化發(fā)展。通過在邊緣接入網(wǎng)關(guān)處進行源位置標識映射和替換,引導(dǎo)到達指定終端的流量經(jīng)過指定的上行自治域網(wǎng)絡(luò)傳輸,實現(xiàn)對多家鄉(xiāng)和流量工程的支持,且不增加核心路由表規(guī)模。 2.針對所提新型互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)下的標識映射與移動位置管理問題,根據(jù)該架構(gòu)三個層次的邏輯結(jié)構(gòu)劃分,首先提出了一種基于兩級DHT與匯聚機制的標識映射與移動位置管理系統(tǒng),該系統(tǒng)的三個層次分別與所提互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)邏輯結(jié)構(gòu)的三個層次相對應(yīng),邊緣匯聚服務(wù)器層對應(yīng)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的邊緣接入層,二級DHT存儲域?qū)?yīng)自治域?qū)?一級DHT存儲域?qū)?yīng)核心交換層。利用邊緣匯聚機制實現(xiàn)邊緣接入網(wǎng)絡(luò)內(nèi)標識映射信息的匯聚,利用二級DHT環(huán)實現(xiàn)自治域網(wǎng)絡(luò)內(nèi)終端標識映射信息的分布式存儲和查詢,利用一級DHT環(huán)實現(xiàn)全網(wǎng)終端標識映射信息的分布式存儲和查詢。在邊緣匯聚服務(wù)器上提供標識映射信息動態(tài)更新功能,實現(xiàn)對移動終端的位置更新支持。其次,針對標識映射解析問題,提出了一種基于多級指針式緩存的標識映射解析性能優(yōu)化方法,按照區(qū)分類別的方式進行標識映射信息的緩存,克服了無緩存模式下標識映射解析性能低下的問題和直接緩存模式下由于終端發(fā)生移動而導(dǎo)致的緩存頻繁失效問題,性能分析結(jié)果表明在通常情況下該方法能夠明顯提高標識映射解析的性能。 3.針對移動終端由于頻繁移動而引發(fā)的頻繁位置更新問題,提出了一種基于可變層次注冊結(jié)構(gòu)的移動位置管理優(yōu)化方法,通過在無線網(wǎng)絡(luò)中部署多級位置管理服務(wù)器,實現(xiàn)對不同切換頻率移動終端的位置管理。位置管理服務(wù)器根據(jù)移動終端的切換頻率及各級位置管理服務(wù)器的設(shè)定閾值將網(wǎng)絡(luò)中移動終端分別注冊到合適的層次,在緩解頂層位置管理服務(wù)器壓力的同時,將位置更新過程限制在當前局部網(wǎng)絡(luò)范圍之內(nèi)。性能分析結(jié)果表明,該方案能夠明顯降低移動終端的位置更新開銷和歸屬位置管理服務(wù)器處理開銷,且在參數(shù)選擇合理的情況下能夠大幅提高移動終端位置標識解析成功率。 4.針對云計算系統(tǒng)中的虛擬機跨三層網(wǎng)絡(luò)遷移問題,將新型互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)思想和無線網(wǎng)絡(luò)中的移動性管理思想與云計算技術(shù)相結(jié)合,提出了一種基于身份與位置分離的虛擬機動態(tài)遷移方案。通過將虛擬機的身份標識與位置標識相分離,實現(xiàn)虛擬機上層業(yè)務(wù)與其位置信息的解耦,使得虛擬機跨三層網(wǎng)絡(luò)遷移后的位置變化對上層業(yè)務(wù)透明。引入移動性管理的位置管理技術(shù)實現(xiàn)對虛擬機的位置查詢和更新。與已有虛擬機跨三層網(wǎng)絡(luò)遷移方案相比,該方案無需更新DNS系統(tǒng)中的條目,且虛擬機遷移后與原始物理服務(wù)器完全解耦,因此在應(yīng)用價值方面具有明顯的優(yōu)勢。性能分析表明在參數(shù)選擇合理的情況下,該方案僅有較小的性能損失和額外信令開銷。利用基于OpenFlow的SDN技術(shù)搭建實驗平臺,通過實驗驗證了該方案的可行性,實驗結(jié)果表明該方案能夠?qū)崿F(xiàn)虛擬機跨三層網(wǎng)絡(luò)和跨異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的動態(tài)遷移而保持上層業(yè)務(wù)不中斷,且在遷移過程中只有較小的延時和丟包。
【關(guān)鍵詞】：互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu) 軟件定義網(wǎng)絡(luò) 移動性管理 標識映射與解析 云計算 虛擬機遷移
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP393.02
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-10
• 目錄10-13
• 圖目錄13-16
• 表目錄16-17
• 縮略語17-19
• 第1章 緒論19-33
• 1.1 引言19-30
• 1.1.1 互聯(lián)網(wǎng)概述20-22
• 1.1.2 移動性概述22-27
• 1.1.3 云計算概述27-30
• 1.2 本文的主要工作與創(chuàng)新點30-31
• 1.3 本文的組織結(jié)構(gòu)31-33
• 第2章 一種新型的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)33-66
• 2.1 引言33-41
• 2.1.1 研究背景33-37
• 2.1.2 研究現(xiàn)狀37-41
• 2.2 一種新型互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)41-55
• 2.2.1 架構(gòu)總覽41-43
• 2.2.2 標識的定義43-45
• 2.2.3 終端協(xié)議棧45-46
• 2.2.4 報文封裝格式46-47
• 2.2.5 基本通信流程47-49
• 2.2.6 路由與轉(zhuǎn)發(fā)49-55
• 2.3 關(guān)鍵技術(shù)55-63
• 2.3.1 路由可擴展性55-57
• 2.3.2 移動性管理57-59
• 2.3.3 多家鄉(xiāng)59-62
• 2.3.4 流量工程62-63
• 2.3.5 端到端業(yè)務(wù)能力63
• 2.4 對比分析63-65
• 2.5 本章小結(jié)65-66
• 第3章 一種基于兩級DHT與匯聚機制的標識映射與移動位置管理系統(tǒng)及性能優(yōu)化方法66-90
• 3.1 引言66-68
• 3.1.1 研究背景66-67
• 3.1.2 研究現(xiàn)狀67-68
• 3.2 基于兩級DHT與匯聚機制的標識映射與移動位置管理系統(tǒng)68-83
• 3.2.1 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)69-70
• 3.2.2 標識映射注冊過程70-72
• 3.2.3 標識映射解析過程72-74
• 3.2.4 移動終端位置更新過程74
• 3.2.5 性能分析74-83
• 3.3 基于多級指針式緩存的標識映射解析性能優(yōu)化83-88
• 3.3.1 基本思想83-84
• 3.3.2 具體實現(xiàn)84-85
• 3.3.3 性能分析85-88
• 3.4 本章小結(jié)88-90
• 第4章 一種基于可變層次結(jié)構(gòu)的移動位置管理優(yōu)化方法90-113
• 4.1 引言90-91
• 4.1.1 研究背景90-91
• 4.1.2 研究現(xiàn)狀91
• 4.2 基于可變層次結(jié)構(gòu)的移動位置管理優(yōu)化91-99
• 4.2.1 基本思想92-93
• 4.2.2 位置注冊93-96
• 4.2.3 位置查找96-98
• 4.2.4 位置更新98-99
• 4.3 性能分析99-111
• 4.3.1 定性分析100-102
• 4.3.2 定量分析102-111
• 4.4 本章小結(jié)111-113
• 第5章 一種基于身份與位置分離的虛擬機動態(tài)遷移技術(shù)113-140
• 5.1 引言113-115
• 5.1.1 研究背景113-114
• 5.1.2 研究現(xiàn)狀114-115
• 5.2 基于身份與位置分離的虛擬機動態(tài)遷移技術(shù)115-123
• 5.2.1 虛擬機標識定義115
• 5.2.2 虛擬機位置管理115-118
• 5.2.3 虛擬機之間基本通信流程118-120
• 5.2.4 虛擬機動態(tài)遷移120-123
• 5.3 性能分析123-130
• 5.3.1 報文封裝開銷123-128
• 5.3.2 信令開銷128-130
• 5.4 與已有方案的對比130-132
• 5.5 實驗132-139
• 5.5.1 虛擬機跨三層網(wǎng)絡(luò)遷移后流量不間斷實驗132-134
• 5.5.2 虛擬機跨異構(gòu)網(wǎng)遷移后業(yè)務(wù)不中斷實驗134-139
• 5.6 本章小結(jié)139-140
• 第6章 結(jié)論與展望140-143
• 附錄143-152
• 參考文獻152-160
• 致謝160-162
• 個人簡歷及參加的科研工作162-163
• 攻讀博士學(xué)位期間的研究成果163

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 陳山枝;時巖;胡博;;移動性管理理論與技術(shù)的研究[J];通信學(xué)報;2007年10期

2 葛敬國;弭偉;吳玉磊;;IPv6過渡機制:研究綜述、評價指標與部署考慮[J];軟件學(xué)報;2014年04期

  本文關(guān)鍵詞：面向新型互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的移動性管理關(guān)鍵技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：394543