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互联网已成为生活、经济及社会发展不可替代的部分,然而当前互联网面临着各种问题,如路由系统的扩展性、移动性、安全性等。针对这些问题,研究者们已普遍认为问题的根源在于IP地址的语义过载,即IP地址既充当身份标识又代表了位置标识。因此,身份与位置分离机制被广泛认为是解决这些问题的可行方案,然而这一机制的实施有赖于映射机制来完成身份标识与位置标识的映射。映射机制是所有身份与位置分离架构中的核心和难点问题,其优劣将直接决定网络性能,因而如何设计和构建可扩展、低延时及满足快速映射更新需求的映射机制极具研究价值。
本文的工作依托重庆市重点自然科学基金项目“基于服务计算的未来网络体系结构与机理研究”。在项目中,身份与位置分离的服务路由映射机制着重解决网络的动态性问题,即分离节点的身份标识与位置标识,且利用映射机制实现二者的绑定,其中分离机制能够改善路由系统扩展性,而映射机制能够满足移动性需求。然而,当前基于DHT的映射机制存在高时延的缺陷,无法满足快速映射的要求,针对这一问题,本文采用位置感知的思路,给出了基于Lchord(Locality-aware Chord)的快速映射构建算法,并搭建仿真平台验证了该算法在映射时延方面的优越性;另外,考虑到节点的频繁移动可能引起映射更新的问题,即如何对新的映射关系进行快速更新。针对映射机制的更新问题,本文提出了支持移动性的双态层级式分布式映射机制(Lchord-RVS)及映射更新算法,并通过建模分析验证了算法的理论可行性。
最后,本文的研究工作及贡献主要体现在以下几个方面:
1、本文的研究工作是在“基于服务计算的未来互联网体系结构(SCFIA,Servic-Computing-based Future Internet Architecture)”下进行的,首先对SCFIA的体系架构及特点进行了介绍,并分析了其中的身份与位置映射问题,然后提出映射机制中的两个关键问题,即身份标识与位置标识的快速映射和映射关系的快速更新。
2、针对映射机制的映射时延问题,采用DHT的方式及位置感知的思路实现分布式映射机制,提出了基于Lchord(Locality-aware Chord)的身份与位置分离路由框架,并给出了该构架下的快速映射机制构建算法。
3、针对映射机制的映射更新问题,采用将动态问题转化为静态问题进行处理的思想,提出了支持移动性的双态层级式分布式映射机制(Lchord-RVS)及映射更新算法,并给出了映射更新算法分析模型。