移动通信网络与一体化标识网络融合机制及认证体系研究与实现

摘要

在传统的互联网体系下，为承载新型业务、提高服务质量，网络负载与节点性能都在不断提升。但现有互联网设计之初并没有考虑到日益膨胀的网络规模，互联网原始设计的缺陷已经成为制约互联网飞速发展的重要因素，它所带来的移动性、安全性及可扩展性问题都是现今互联网面临的重要挑战。
　　一体化标识网络是在分离映射技术的基础上，结合互联网与传统电信网的优点，提出的一种全新的互联网体系结构。将网络分为接入网与骨干网，引入AID(Access Identifier，接入标识)与RID（Routing Identifier，路由标识），根本上解决了IP双重属性的问题。作为下一代互联网的代表，一体化标识网络的提出，一方面提高了网络服务质量，另一方面也提升了网络的安全性能，同时，一体化标识网络也具有极强的扩展性，能够与现有的网络架构进行融合。
　　与此同时，传统电信网络已经由2G/3G，不断向LTE(Long Term Evolution，长期演进)，4G时代转变。网络的稳定性，用户信息的安全性日益成为人们关注焦点。而电信核心网全IP的网络结构，为电信核心网扩展融合新型网络提供了可能。因此，本文对传统电信网与一体化标识网络的相应功能实体进行扩展，提出并实现二者的网络融合机制，并在该方案基础上，提出并实现了有针对性的三重认证体系模型。
　　首先，本文分析了该领域的国内外研究现状，介绍了移动通信网络、一体化标识网络以及互联网接入认证的相关技术。
　　其次，本文设计并实现了移动通信网络与一体化标识网络融合机制。本文分析了两种现有的移动通信网络——GPRS（General Packet Radio Service，通用分组无线业务）与LTE，并分别提出了相应的融合机制。方案扩展了GPRS与LTE网络中实体的功能，并与一体化标识网络相应功能实体进行融合，设计其功能模块与交互流程。与此同时，本文设计了SGSN（Serving GPRS Support Node，服务GPRS支持节点）模拟器，用于节省搭建基站与仿真用户移动环境的成本，同时达到模拟移动通信网络中SGSN功能和手机用户收发数据功能。
　　之后，本文设计并实现了移动通信网络与一体化标识网络融合机制下的认证体系。该体系包含移动专用网关与认证服务器两个主要功能实体。本文分别设计二者功能，并针对功能实体中具体模块，设计了相关信令交互流程。
　　最后，本文通过搭建测试环境，完成了对各模块及整体系统的测试。模块测试包括GPRS网络测试、SGSN模拟器测试、一体化标识网络测试;整体系统测试包括GPRS网络与一体化标识网络融合测试、认证系统功能测试。测试结果表明，本文所设计的系统实现了移动通信网络与一体化标识网络融合，并实现了本文所提出的相应认证体系，为移动用户提供了更高的安全性保障。

目录

声明

致谢

摘要

1 引言

1．1 研究背景与意义

1．2 国内外研究现状

1．3 论文主要工作及结构

2 移动通信网络、一体化标识网络及认证方法概述

2．1 移动通信网

2．1．1 GPRS

2．1．2 LTE

2．2 一体化标识网络

2．2．1 标识网络与标识分离技术

2．2．2 接入控制

2．3 互联网的接入认证技术

2．3．1 PPPoE认证

2．3．2 Web认证

2．4 小结

3 移动通信网络与一体化标识网络融合机制

3．1 设计目标与整体思想

3．2 GPRS网络与一体化标识网络融合机制

3．2．1 设计目标与整体思想

3．2．2 融合网络通信流程设计

3．2．3 融合网络主要模块设计

3．2．4 SGSN模拟器设计与实现

3．3 LTE网络与一体化标识网络融合机制

3．3．1 设计目标与整体思想

3．3．2 融合网络通信流程设计

3．4 小结

4 移动通信网络和一体化标识网络融合下的认证体系

4．1 认证方案设计

4．1．1 设计目标与整体思想

4．1．2 认证流程设计

4．1．3 信令格式

4．1．4 核心结构体及变量设计

4．2 移动专用网关用户认证的设计与实现

4．2．1 移动专用网关认证流程设计

4．2．2 移动专用网关各模块划分

4．2．3 移动专用网关主要模块实现

4．3 认证服务器设计与实现

4．3．1 认证服务器认证流程设计

4．3．2 认证服务器各模块划分

4．3．3 认证服务器主要模块实现

4．4 小结

5 系统测试

5．1 试验测试环境

5．1．1 网络拓扑

5．1．1 软件安装与配置

5．2 GPRS网络功能测试

5．3 SGSN模拟器测试

5．4 GPRS与一体化标识网络融合功能测试

5．5 认证系统功能测试

5．6 多SGSN系统测试

5．7 小结

6 总结与展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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