[发明专利]一种基于身份位置分离的虚拟重构泛在网体系架构

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，特别是一种基于身份位置分离的虚拟重构泛在网体系架构。

背景技术

根据中国通信标准化协会定义，泛在网(Ubiquitous Network)是基于个人和社会的需求，实现人与人、人与物、物与物之间按需进行的信息获取、信息传递、信息存储、信息处理，具有环境感知、内容感知能力和智能性，为个人和社会提供泛在的、无所不含的信息服务和应用的网络。国内外关于泛在网体系架构的研究方向可以归为两类，一类认为必须推翻现有的网络体系，进行彻底的技术革命，从根本上消除当前网络体系存在的弊病；一类认为泛在网的构建应当充分利用已有基础设施，走异构网络融合互通、逐步演进的技术路线。

从可行性的角度来看，第一类完全重建的方案技术难度最大，代价最高，很难被接受，典型的技术方案包括美国的GENI（Global Environment for Network Innovations）项目以及我国的“高可信网络”项目。

融合演进的泛在网体系架构最有可能受到运营商的支持，3GPP组织在这一领域做出了很多贡献，最为典型并且已广泛应用的即3GPP与WLAN互联系统标准，但是仍然存在互操作层次不高、融合范围有限等缺陷。IMS是由3GPP组织制定的位于核心网PS域之上的标准体系，是一种广受青睐的融合演进方案，IMS的设计目标是独立于底层接入方式，使得用户终端可以通过任意提供IP接入的底层承载网享受到IMS所提供的丰富可用的多媒体业务，并可以保证用户终端所需的服务质量。但是IMS标准体系过于复杂，新增的诸多网络管理实体与已有设备之间的接口兼容性也存在问题。

未来智能终端将具备多连接能力，即终端可以同时与多个不同类型的接入网保持连接，通过异构网间的资源聚合实现一些高质量的多媒体应用，终端对泛在网的移动性支持能力提出了更高的要求。

IEEE802.21是英特尔主导的无线接口标准，目的是让用户在使用网络时，能够跨越多种异构的网络而实现无间断的连接，使基于IEEE802.11的无线局域网、基于IEEE802.16的无线城域网及3G网络之间能进行无缝切换。IEEE802.11协议在链路层和网络层之间定义了称为媒介独立切换功能(MIHF)的功能实体，并定义了几种媒介独立切换服务，使得上层的移动性管理实体可以收集底层链路状态信息，控制底层接口工作模块的工作状态，通过与远端的MIH功能实体交互实现信息共享。

传统的IP网络体系中，IP地址具有双重语义即IP既作为主机身份标识又作为主机位置标识，使得IP网络对主机的移动性、多家乡能力支持不足，海量终端的部署也使得核心路由表膨胀问题越来越严重。通过引入位置标识符和主机标识符两个名字空间，实现身份位置分离机制，从根本上解决IP地址的先天弊病，成为现在网络研究的热点，比较典型的身份位置分离机制包括HIP、LISP、MILSA以及Shim6等。主机标识协议HIP在主机协议栈的网络层和传输层之间引入了主机标识子层，使用非对称密钥对中的公钥作为主机标识，为了与IPv6兼容往往使用其对应的128位哈希值称为HIT(Host Identity Tag)，在主机标识层完成标识和IP地址的映射替换，为了避免频繁的DNS更新，HIP引入聚合服务器(Rendezvous Server，RVS)的概念，保存MN当前的位置更新信息，HIP主机通过4次基本交换(base exchange)完成会话建立、密钥交换和安全机制协商，HIP是基于地址重写的分离机制。LISP(Locator/ID Separation Protocol)是一种基于映射封装的分离机制，它不需要改变主机协议栈，主机的身份EID(End Identifier)和路由标识RLOC(Routing Locator)均使用IP来标识，主机标识不能全局路由，在隧道路由器上对原始报文加上头部，在其中写入全局路由IP。但是目前的研究多数集中于传统的计算机网络，在无线网络尤其是泛在网络中身份位置分离机制的研究仍处于初始阶段，无法满足泛在网用户多样化的多媒体需求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于身份位置分离的虚拟重构泛在网体系架构，以支持泛在网用户多样化的多媒体业务需求，更好地支持用户和终端的移动性。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于身份位置分离的虚拟重构泛在网体系架构，通过分层实现，包括终端及末梢网络层、边缘接入网络层、虚拟重构核心网层、应用层和服务支撑层，具体如下：