下一代互联网服务保障关键技术研究

摘要

随着传输和处理能力的增强，以及多媒体业务的引入，互联网已经逐步由单一的数据传输网络向数据、语音、图像、视频等多媒体信息的综合传输网演化。本文对下一代互联网服务保障关键技术进行了研究。主要工作内容如下： (1)针对多媒体业务实时性特点，研究通过路由计算提供稳定可靠服务质量的资源分配策略。为提供区分服务，改进并提出一种带权快速Max-Min公平分配算法，用多次平均值来快速逼近公平带宽值，提高收敛速度。推导证明带权快速Max-Min公平分配算法是一个稳定的公平分配算法。通过设置各个流的权重，该算法可以实现多优先级的Max-Min公平分配。摄动分析和仿真实验证明了该算法的稳定性。 (2)利用供需平衡服务质量的思想，在质量水平涨落函数概念的基础上，提出带宽平衡值的计算方法，并对两种传统的路由算法：源路由算法和距离向量路由算法进行改进。仿真实验表明，基于供需平衡的质量路由算法在实现资源供给和用户需求平衡的同时，能够平衡网络负载，提供稳定的服务质量。 (3)结合双向隧道MIP BT和远程加入MIP RS两种基本组播方法，提出一种基于动态组播代理的移动组播算法。该算法寻求最短转发路径和减少重建组播树频率之间的平衡点，从而有效利用网络资源，增强网络服务能力。仿真结果表明：该方法具有良好的综合性能，是一种下一代互联网移动环境下高效的移动组播算法。 (4)研究下一代互联网安全性机制，提出一种基于VPN/IPSec的移动互联网安全模型，该模型同时提供身份认证、完善的加密和完整性检查，采用IKEv2自动协商进行密钥管理，可以穿越防火墙，支持VPN。典型实例表明：该模型能够有效地为下一代互联网移动环境提供安全的服务保障。 (5)考虑到多种类型网络接入特性，根据传感网络能量受限以及传输的媒体业务特点，提出一种适用于唤醒机制的传感器网络协同唤醒路由(CWR)，为传感器网络中低能耗节点唤醒高能耗节点实施全面有效的场景监测提供必要的网络拓扑基础。仿真实验表明：该算法在支持唤醒机制实现过程中具有显著的节能特性。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录、缩略语

声明

第1章绪论

1.1选题背景及意义

1.2相关研究进展

1.2.1资源分配和调度

1.2.2质量路由

1.2.3移动组播路由

1.2.4安全问题

1.2.5微型传感路由

1.3主要研究工作

第2章资源分配策略

2.1引言

2.2公平分配策略

2.3带权快速Max-Min公平分配算法

2.4算法稳定性分析

2.4.1稳定算法

2.4.2带权快速算法单调递减

2.4.3带权快速算法稳定性

2.5仿真与性能分析

2.5.1单用户需求涨落起伏变动情况

2.5.2多用户需求涨落起伏变动情况

2.6本章小结

第3章基于供需平衡的质量路由策略

3.1引言

3.2质量水平涨落函数

3.3质量路由策略

3.3.1基于服务资源供需平衡的源路由算法

3.3.2基于服务资源供需平衡的距离向量路由算法

3.4仿真与性能分析

3.4.1单一数据流的影响

3.4.2网络资源动态变化的影响

3.4.3用户需求动态变化的影响

3.5本章小结

第4章移动互联网组播技术

4.1引言

4.2IETF移动组播建议

4.2.1双向隧道MIP_BT

4.2.2远程加入MIP_RS

4.3动态组播代理算法

4.3.1基本原理

4.3.2组播成员管理

4.3.3 DMA切换

4.3.4实例流程

4.4仿真与性能分析

4.4.1仿真环境

4.4.2性能分析

4.5本章小结

第5章基于VPN／IPSec移动IPv6安全网络模型

5.1引言

5.2移动IP安全问题及现状

5.2.1移动IPv6工作原理

5.2.2安全问题

5.3IPSec协议存在问题

5.4基于身份认证

5.5基于VPN／IPSec移动IP安全网络模型

5.5.1设计策略

5.5.2改进认证方法

5.5.3穿越防火墙

5.6基于VPN／IPSec移动IPv6安全网络模型应用示例

5.7本章小结

第6章微型传感路由算法

6.1引言

6.2前提与假设

6.3协同唤醒路由算法

6.4仿真与性能分析

6.4.1最优扩散级数

6.4.2能量消耗影响

6.4.3影响簇内节点路由修补率的因素

6.5本章小结

第7章总结与展望

7.1论文的主要研究成果

7.2研究展望

参考文献

致谢

攻读博士学位期间发表的论文、专利申请和参加的科研项目