代理移动IPv6网络管理的设计与实现硕士学位论文.doc

硕士学位论文代理移动IPv6网络管理的设计与实现Design and Implementation of Proxy Mobile IPv6 Network Management作者：黄永正导师：张宏科北京交通大学2020年3月矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解北京交通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权北京交通大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。聞創沟燴鐺險爱氇谴净。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名： 导师签名：签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日中图分类号：TP393.07 ; TN915.07残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。UDC：学校代码：10004密级：x北京交通大学硕士学位论文代理移动IPv6网络管理的设计与实现Design and Implementation of Proxy Mobile IPv6 Network Management 作者姓名：黄永正学 号：07129003导师姓名：张宏科 职 称：教授学位类别： 学位级别： 酽锕极額閉镇桧猪訣锥。 学科专业：研究方向：通信与计算机网络彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。北京交通大学2020年3月謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。致谢两年在中国学习生活即将结束，我也即将走向工作岗位，在此谨向在我攻读硕士学位期间指导、关心、帮助过我的老师和同学表示真挚的感谢！厦礴恳蹒骈時盡继價骚。本论文的工作是在我的导师张宏科教授的悉心指导下完成的。张老师严谨的治学态度和求实的科学精神将使我终生受益，同时还教会了我许多做人的道理，使我树立正确的科学观和人生观，踏实奋斗自己的人生。藉此论文完成之际，谨向教育我的导师表示诚挚的谢意！茕桢广鳓鯡选块网羈泪。感谢周华春老师，周老师孜孜以求的敬业精神给我留下深刻的印象。在学习和工作中，周老师鞭策我要勇于面对挑战、勤钻研、多思考，对我的影响和教育将是我一生享受不尽的宝贵财富。鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。衷心感谢下一代互联网互联设备国家工程实验室主任张宏科教授，他作为通信领域知名的专家学者，高瞻远瞩地预见到移动IP网络的发展契机，为我指明了前进的方向，而且毫无保留地把积攒的知识和经验传授给我，时常中肯地指出我的不足，鞭策着我不断的进步。感谢郜帅老师、秦雅娟老师、刘颖老师在我的科研和生活中给予我的无私帮助和诚挚的关怀。籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。感谢在实验室工作及撰写论文期间，关建峰博士、延志伟博士、徐雪等同学对我平时的研究工作和论文给予了热情帮助，在此向他们表达我的感激之情。預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。最后也感谢我的家人和亲友，他们的理解和支持使我能够在中国留学中专心完成我的学业。感谢北京交通大学为我创造一个舒适的学习工作环境。渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。衷心感谢各位评委于百忙之中抽出宝贵的时间审阅本文！北京交通大学硕士学位论文 中文摘要中文摘要中文摘要随着网络技术和无线接入技术的迅速发展，尤其是近年来互联网多媒体应用的广泛出现，人们希望随时随地访问互联网，由此出现了以移动IPv6和代理移动IPv6为代表的移动性管理协议。然而，随着移动用户的增加，网络结构变的越来越复杂，网络规模不断扩大，如何有效管理移动互联网得到了广泛关注，成为了一个研究重点。针对这一研究热点，本论文在简单网络管理协议SNMP的基础上设计并开发了代理移动IPv6的网络管理信息库，实现了对代理移动IPv6的网络管理。铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。本文首先综述了简单网络管理协议SNMP的发展历程和研究现状，研究了代理移动IPv6网络管理模型以及相关网络管理技术。擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。在深入理解协议原理的基础上，本文提出了代理移动IPv6网络管理的总体设计思想及其实现目标，详细描述了代理移动IPv6网络管理设计方案。贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。针对代理移动IPv6管理信息库协议的设计方案，本文详细阐述了各个模块的实现原理和流程，并给出了代理移动IPv6网络管理的原型实现。坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。最后，搭建试验环境，重点测试了该代理移动IPv6-MIB库提取的MAG、LMA和公共管理信息，并对测试结果进行了分析。蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。随着网络技术的发展尤其是近年来多媒体应用的出现和无线接入技术的迅速发展尤其是近年来互联网多媒体应用的广泛出现，人们希望能过随时随地访问互联网，由此出现了以MIPv6移动IPv6和PM代理移动IPv6为代表的移动性管理协议。随着移动用户的增加，网络结构变的越来越复杂，网络管理规模不断扩大，如何有效管理移动互联网得到了广泛关注，成为了一个研究重点。针对这一研究热点，本论文在简单网络管理协议SNMP的基础上设计并实现PMIPv6代理移动IPv6的网络管理信息库，实现了对PMIPv6代理移动IPv6的网络管理。買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。本文首先综述了简单网络管理协议SNMP的发展历程和研究现状，研究描述了PMIPv6代理移动IPv6网络管理的发展现状、PMIPv6网络管理的模型以及相关网络管理协议的发展情况现状。綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。在深入理解协议的基础上，本文提出了给出了实现目标和PMIPv6网络管理的总体设计思想，PMIPv6网络管理设计方案和PMIPv6网络管理的现实与测试模块，并针对各个部分功能模块进行分析设计PMIPv6-MIB库协议，主要包括网络管理相关技术原理、PMIPv6网络管理设计方案和PMIPv6网络管理的现实与测试模块等。给出了实现目标和PMIPv6网络管理的总体设计思想，并针对各个部分功能模块进行分析设计。在PMIPv6网络管理中实现了MAG管理库、LMA管理库、公共管理库，并提取了相关实体管理信息。驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。本论文针对设计方案PMIPv6-MIB库协议，详细阐述各个模块的实现原理和流程，并给出了PMIPv6网络管理的原型实现。猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。最后，搭建试验环境，重点测试该PMIPv6-MIB库提取MAG、LMA和公共的管理信息，并对测试结论进行分析。锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。关键词：PMIPv6；简单网络管理协议；网络管理；管理信息库構氽頑黉碩饨荠龈话骛。分类号：TP393.07 ; TN915.07輒峄陽檉簖疖網儂號泶。北京交通大学硕士学位论文 ABSTRACTABSTRACTABSTRACTABSTRACT:。尧侧閆繭絳闕绚勵蜆贅。With the rapid development of the network technologies and wireless access technologies, especially the wide range emerging of Internet multimedia applications in the recent years, it is hoped that we can access to the Internet anytime and anywhere. This causes the appearance of the mobility management protocols represented by the Mobile IPv6 and Proxy Mobile IPv6. However, with the increase of mobile users, network infrastructure becomes more and more complex and the size of network is expanding. How to manage the mobile Internet effectively has been widely concerned and has become a research focus. In response to this research focus, this thesis has designed and developed Proxy Mobile IPv6 Network Management based on the SNMP protocol.识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。In this thesis, an overview of the development and research course of SNMP has been presented firstly, and then the network management model of Proxy Mobile IPv6 and related technologies are introduced.凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。Based on the in-depth understanding of the related protocols, this thesis gives the overall architecture, designing goal and detailed designing of the network management of Proxy Mobile IPv6.恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。Based on the overall design architecture of Proxy Mobile IPv6-MIB, we present the implementation of all the modules and the operation flows in detail. 鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統庫。After the experimental environment is set up, we test the MAG, LMA and the public management information extracted by Proxy Mobile IPv6-MIB database. Finally, the experimental results are analyzed.硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。KEYWORDS：PMIPv6 ; SNMP ; Network Management ; MIB阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。CLASSNO：TP393.07 ; TN915.07氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。北京交通大学硕士学位论文 目录ABSTRACT目录中文摘要iii釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。ABSTRACTiv怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。1引言1谚辞調担鈧谄动禪泻類。1.1研究背景与意义1嘰觐詿缧铴嗫偽純铪锩。1.2国内外研究现状2熒绐譏钲鏌觶鷹緇機库。1.2.1PMIPv6协议的发展2鶼渍螻偉阅劍鲰腎邏蘞。1.2.2SNMP网络管理协议的发展3纣忧蔣氳頑莶驅藥悯骛。1.2.3PMIPv6管理信息库的发展4颖刍莖蛺饽亿顿裊赔泷。1.3论文主要工作与结构5濫驂膽閉驟羥闈詔寢賻。2PMIPv6网络管理模型6銚銻縵哜鳗鸿锓謎諏涼。2.1综述6挤貼綬电麥结鈺贖哓类。2.2SNMP协议7赔荊紳谘侖驟辽輩袜錈。2.2.1SNMPv2协议概述10塤礙籟馐决穩賽釙冊庫。2.2.2SNMPv2协议操作11裊樣祕廬廂颤谚鍘羋蔺。2.2.3SNMPv2协议管理信息库11仓嫗盤紲嘱珑詁鍬齊驁。2.3PMIPv6协议12绽萬璉轆娛閬蛏鬮绾瀧。2.3.1PMIPv6协议概述12骁顾燁鶚巯瀆蕪領鲡赙。2.3.2PMIPv6协议信令流程13瑣钋濺暧惲锟缟馭篩凉。2.3.3注册过程14鎦诗涇艳损楼紲鯗餳類。2.3.4双向隧道工作模式15栉缏歐锄棗鈕种鵑瑶锬。2.3.5数据包的发送和接收16辔烨棟剛殓攬瑤丽阄应。2.4PMIPv6管理信息库16峴扬斕滾澗辐滠兴渙藺。2.5PMIPv6网络管理模块19詩叁撻訥烬忧毀厉鋨骜。2.6小结20则鯤愜韋瘓賈晖园栋泷。3PMIPv6网络管理方案设计21胀鏝彈奥秘孫戶孪钇賻。3.1PMIPv6网络管理总体设计方案21鳃躋峽祷紉诵帮废掃減。3.2PMIPv6管理功能需求与管理信息库的设计22稟虛嬪赈维哜妝扩踴粜。3.2.1MAG的管理需求与管理信息库23陽簍埡鲑罷規呜旧岿錟。3.2.2LMA的管理需求与管理信息库25沩氣嘮戇苌鑿鑿槠谔應。3.2.3公共管理的管理需求与管理信息库27钡嵐縣緱虜荣产涛團蔺。3.3小结30懨俠劑鈍触乐鹇烬觶騮。4PMIPv6网络管理方案实现31謾饱兗争詣繚鮐癞别瀘。4.1PMIPv6网络管理功能模块31呙铉們欤谦鸪饺竞荡赚。4.2初始化模块33莹谐龌蕲賞组靄绉嚴减。4.2.1管理信息库注册子模块34麸肃鹏镟轿騍镣缚縟糶。4.2.2进程间通信套接口创建子模块34納畴鳗吶鄖禎銣腻鰲锬。4.2.3数据捕获线程创建子模块35風撵鲔貓铁频钙蓟纠庙。4.3PMIPv6管理信息库处理模块35灭嗳骇諗鋅猎輛觏馊藹。4.3.1MAG管理对象处理35铹鸝饷飾镡閌赀诨癱骝。4.3.2LMA管理对象处理36攙閿频嵘陣澇諗谴隴泸。4.3.3PMIPv6公共管理对象处理36趕輾雏纨颗锊讨跃满賺。4.3.4移动节点管理对象处理37夹覡闾辁駁档驀迁锬減。4.4网络管理进程间通信模块38视絀镘鸸鲚鐘脑钧欖粝。4.5结束处理模块39偽澀锟攢鴛擋緬铹鈞錠。4.6小结40緦徑铫膾龋轿级镗挢廟。5PMIPv6网络管理的测试41騅憑钶銘侥张礫阵轸蔼。5.1测试环境41疠骐錾农剎貯狱颢幗騮。5.1.1测试模型图41镞锊过润启婭澗骆讕瀘。5.1.2测试环境拓扑图42榿贰轲誊壟该槛鲻垲赛。5.1.3相关设备详细配置43邁茑赚陉宾呗擷鹪讼凑。5.1.4Net-snmp-5.1.4的安装44嵝硖贪塒廩袞悯倉華糲。5.1.5运行PMIPv645该栎谖碼戆沖巋鳧薩锭。5.1.6运行网络程序45劇妆诨貰攖苹埘呂仑庙。5.1.7命令输入46臠龍讹驄桠业變墊罗蘄。5.2针对PMIPv6网络管理的功能测试46鰻順褛悦漚縫冁屜鸭骞。5.2.1针对MAG的管理功能测试47穑釓虚绺滟鳗絲懷紓泺。5.2.2针对LMA的管理功能测试47隶誆荧鉴獫纲鴣攣駘賽。5.2.3针对公共的管理功能测试48浹繢腻叢着駕骠構砀湊。5.3小结49鈀燭罚櫝箋礱颼畢韫粝。6总结与展望50惬執缉蘿绅颀阳灣熗鍵。6.1工作总结50贞廈给鏌綞牵鎮獵鎦龐。6.2展望50嚌鲭级厨胀鑲铟礦毁蕲。参考文献52薊镔竖牍熒浹醬籬铃騫。作者简历54齡践砚语蜗铸转絹攤濼。独创性声明55绅薮疮颧訝标販繯轅赛。学位论文数据集56饪箩狞屬诺釙诬苧径凛。3540中文摘要iiiABSTRACTiv1引言11.1研究背景与意义11.2国内外研究现状21.2.1PMIPv6协议的发展21.2.2SNMP网络管理协议的发展31.2.3PMIPv6管理信息库的发展41.3论文主要工作与结构52PMIPv6网络管理模型72.1综述72.2SNMP协议82.2.1SNMPv2协议概述112.2.2SNMPv2协议操作112.2.3SNMPv2协议管理信息库112.3PMIPv6协议122.3.1PMIPv6协议概述122.3.2PMIPv6协议信令流程132.3.3注册过程142.3.4双向隧道工作模式162.3.5移动报文数据包的发送和接收162.4PMIPv6管理信息库172.5PMIPv6网络管理模块192.6小结213PMIPv6网络管理方案设计223.1PMIPv6网络管理总体设计方案223.2PMIPv6管理功能需求与管理信息库的设计233.2.1MAG的管理需求与管理信息库243.2.2LMA的管理需要与管理信息库263.2.3公共管理的管理需求与管理信息库283.3小结314PMIPv6网络管理方案实现324.1PMIPv6网络管理功能模块324.2初始化模块344.2.1管理信息库注册子模块354.2.2进程间通信套接口创建子模块354.2.3数据捕获线程创建子模块354.3PMIPv6管理信息库处理模块364.3.1MAG管理对象处理364.3.2LMA管理对象处理364.3.3PMIPv6公共管理对象处理374.3.4移动节点管理对象处理384.4网络管理进程间通信模块394.5结束处理模块404.6小结405PMIPv6网络管理的测试415.1测试环境415.1.1测试模型图415.1.2测试环境拓扑图425.1.3相关设备详细配置435.1.4Net-snmp-5.1.4的安装445.1.5运行PMIPv6455.1.6运行网络程序465.1.7命令输入465.2针对PMIPv6网络管理的功能测试465.2.1针对MAG的管理功能测试475.2.2针对LMA的管理功能测试485.2.3针对公共的管理功能测试485.3小结496总结与展望506.1工作总结506.2展望50参考文献52作者简历54独创性声明55学位论文数据集56北京交通大学硕士学位论文 引言1 引言本文在分析PMIPv6管理信息库协议（PMIPv6-MIB）、简单网络管理协议（SNMP）的基础上，设计并实现了一种适用于PMIPv6的管理信息-MIB库，从而实现了对网络中各个功能节点上管理信息的设置和获取，达到监视和控制整个网络的效果，并搭建了测试环境，对该网络管理信息库进行了全面测试。烴毙潜籬賢擔視蠶贲粵。1.1 研究背景与意义随着无线网络技术的发展，人们对互联网的访问从传统的固定有线方式向移动无线方式转变，无线环境为人们带来便捷的同时对网络移动性的支持带来新的要求和挑战。鋝岂涛軌跃轮莳講嫗键。传统互联网所提供的是一种固定的接入方式，节点的IP地址一般不发生变化。随着用户移动性的增强，越来越多的用户希望在移动过程中获取网络服务，但当节点移动到新的子网时，便会因为IP地址的不匹配而使得先前的通信中断，因此需要对移动节点提供移动性支持。撷伪氢鱧轍幂聹諛詼庞。MIPv61可以很好地支持单个节点的移动，使得IPv6节点可以在改变网络接入点时，无需改变原有地址配置仍可保持连续通信。MIPv6的设计原则是通过构建的移动节点MN的身份标识(HoA)和位置标识(CoA)之间的绑定关系来实现移动性管理，保证上层通信的连续性。但是，MIPv6的切换延时过长，无法满足实时业务的需求，从而出现了快速切换方案FMIPv6。FMIPv6借助于基础网络的支持，通过MN前后两个接入路由器之间的信令交互提前进行新地址的配置，并利用隧道减少切换丢包，提升移动性切换性能。但是，同MIPv6一样，这种协议也面临着信令开销大的问题，尤其是当MN频繁发生微移动时，大量的信令处理消耗了移动节点过多的能量，限制了MN的使用时间。为此，出现了层次移动MIPv6。HMIPv6引入了移动锚点MAP来负责MN在一个区域内发生移动切换时的移动性管理，MAP在本质上是一个本地家乡代理。当MN在MAP域内移动时，只须向该MAP注册，而无须向HA发起注册过程。为了区别MN的微移动和宏移动，HMIPv6引入了链路转交地址LCoA和区域转交地址RCoA，并在路由器通告中新加了MAP选项用于通告该域的MAP地址。踪飯梦掺钓貞绫賁发蘄。MIPv6，FMIPv6和HMIPv6提供了一个较为完整的移动性解决方案，但是它们在部署应用上却存在先天不足，这主要是因为这些方案要求终端参与到移动性信令交互过程中，需要移动终端扩展相应的功能，从而限制了其在手机、PDA等设备上的应用。为此，IETF NETLMM工作组颁布了一种基于网络的移动性管理协议PMIPv6。婭鑠机职銦夾簣軒蚀骞。PMIPv6技术是一种基于网络的移动管理方案，同基于主机的移动性管理协议相比，PMIPv6可以为移动节点提供基于网络的移动性管理，而不需要移动节点的参与，网络中的特定实体会跟踪节点的移动，并执行移动性信令交互和路由状态建立过程。通过LMA同MN的绑定MAG、LMA之间建立隧道来实现对数据的路由和转发，MAG代表MN向LMA发送绑定请求加强了网络的管理性，也对于优化MIPv6性能，实现基于网络支持的区域移动性管理具有重要的意义。譽諶掺铒锭试监鄺儕泻。随着PMIPv6的发展与应用，PMIPv6的网管必将成PMIPv6部署应用中一个迫切需要解决的问题。当前PMIPv6尚缺乏完整的网络管理协议，没有完整的可行性方案，相关研究仍然处于探讨和研究阶段。本文通过对PMIPv6网络管理机制的研究，设计了PMIPv6网络管理的MIB库，从而实现协议运行过程中对各网络实体的实时监控和管理，有效保证了PMIPv6网络的可控可管。俦聹执償閏号燴鈿膽賾。1.2 国内外研究现状1.2.1 PMIPv6协议的发展2007年4月，IETF 的NETLMM（Network-based Localized Mobility Management, NETLMM）工作组发表了第一个PMIPv6草案，该工作组致力于研究基于网络的本地移动性管理机制，该机制草案于2008年6月成为RFC5213。缜電怅淺靓蠐浅錒鵬凜。PMIPv6在MIPv6的基础上引入了本地移动锚点LMA和移动接入网关MAG两个新的功能实体。LMA支持MIPv6中家乡代理的功能，并对其绑定缓存进行了扩展，增加了PMIPv6标识，移动节点标识、接口标识、链路本地地址、IPv6家乡前缀、双向隧道标识、接入技术标识和时间戳等选项。此外，LMA为每个移动节点分配一个唯一的前缀，若移动节点有多个网络接口，则为每个接口分配一个网络前缀。MAG是移动节点在接入链路上的默认路由器，具有三个主要功能：骥擯帜褸饜兗椏長绛粤。1) 检测移动节点的接入和离开；2) 通告移动节点的家乡网络前缀来模拟节点的家乡网络；3) 为移动节点构建数据传输通道。同基于主机的移动性管理协议相比，PMIPv6可以为移动节点提供基于网络的移动性管理，而不需要移动节点的参与，网络中的特定实体会跟踪节点的移动，并执行移动性信令交互和路由状态建立过程。PMIPv6可以有效的减少协议开销和切换延时，提高服务质量性能。由于PMIPv6的这一基于网络的移动性支持管理特性，使得其易于部署和管理，目前，PMIPv6已获得一些厂商的支持，如Cisco于2000年在Cisco AIRONET 1200 series设备中添加支持，具有良好的应用前景，而但是，其网络管理的设计与实现亟需将进一步研究和开发加强其发展。癱噴导閽骋艳捣靨骢鍵。1.2.2 SNMP网络管理协议的发展简单网络管理协议SNMP是目前TCP/IP网络中应用最为广泛的网络管理协议2。1990年5月，RFC1157定义了SNMP的第一个版本SNMPv1。RFC1157和另一个管理信息文件RFC1156一起提供了一种监控和管理计算机网络的系统那个方式。因此，SNMP得到了广泛应用，并成为网络管理的事实上的标准。鑣鸽夺圆鯢齙慫餞離龐。SNMP在90年代初得到了迅猛发展，同时也暴露出了明显的不足，如难以实现大量的数据传输，缺少身份验证（Authentication）和加密（Privacy）机制。因此，1993年IETF发布了SNMPv2，其具体特点是支持分布式网络管理，扩展了数据类型，实现了大量数据的同时传输，提高了效率和性能，丰富了故障处理能力，增加了聚合处理功能，加强了数据定义语言。但是，SNMPv2并没有完全实现预期的目标，尤其是安全性能没有得到提高，如身份验证（如用户初始接入时的身份验证、信息完整性的分析、重复操作的预防）、加密、授权和访问控制、适当的远程安全配置和管理能力等都没有实现。1996年IETF发布的SNMPv2c是 SNMPv23的修改版本，增强了功能，但是安全性能仍没有得到改善，继续使用SNMPv1的基于明文密钥的身份验证方式。为此，IETF于1998年1月提出了互联网建议RFC 2271-2275，正式形成SNMPv3。这一系列文件定义了包含SNMPv1、SNMPv2所有功能在内的体系框架和包含验证服务和加密服务在内的全新的安全机制，同时还规定了一套专门的网络安全和访问控制规则。可以说，SNMPv3是在SNMPv2基础之上增加了安全和管理机制。榄阈团皱鹏緦寿驏頦蕴。SNMP作为一个简单灵活的网络管理协议得到了广泛应用，并成为网络管理的事实上的标准。SNMP协议的发展经历v1、v2和v3三个版本。从与OSI兼容的束缚中解脱后，SNMP取得了迅速的发展，很快被众多的厂商设备所支持，并在互联网络中活跃起来，在其中的网络管理技术研究中，国内外的研究都一致选择SNMP作为其网络管理协议。SNMPv1,SNMPv2和SNMPv3特点如下：逊输吴贝义鲽國鳩犹騸。1. SNMPv14幘觇匮骇儺红卤齡镰瀉。SNMP协议的最初版本为SNMPv1，规定了五种协议数据单元，用于管理进程和代理进程之间的信息交换。SNMP的操作主要有两种基本的管理功能：“读”操作，用get报文获得各被管理对象的状况；“写”操作，用set报文改变各被管理对象的设置。誦终决懷区馱倆侧澩赜。管理站通过向被管理设备发送上述请求消息，实现对设备的管理，具体应用中可以通过周期性探询方式实现。SNMP不是完全的探询协议，它允许不经过询问就能发送某些消息即阻断消息（trap），当被管理设备的代理进程检测到有事件发生时，由代理进程主动向管理站的管理进程发出。医涤侣綃噲睞齒办銩凛。SNMPv1的优点是非常简单，并得到了广泛应用。但其主要缺点是不能有效地传送大块的数据，不能将网络管理的功能分散化，安全性不够好。舻当为遙头韪鳍哕晕糞。2. SNMPv25鸪凑鸛齏嶇烛罵奖选锯。1996年IETF发布了SNMP协议第二版的一系列标准。SNMPv2旨在改进SNMPv1存在的缺陷。在SNMPv1中，不提供这种对一定范围内的对象的获取。SNMPv2增加了一种管理站上的命令，从被管理设备上一次性查询在给定范围内的许多管理对象的状态信息。筧驪鴨栌怀鏇颐嵘悅废。SNMPv2的另一个特点是使用非原子的get命令。SNMPv1在使用get命令读取多个管理对象的信息时，只要其中有一个不能正确返回，整个的get命令就被拒绝，而SNMPv2的get命令允许返回部分的正确变量值。韋鋯鯖荣擬滄閡悬贖蘊。当网络规模扩大时，只用一个网络管理站对全网进行集中管理是不合适的，SNMPv2采用了分布式管理方法。在一个网络中有多个顶级管理站，称为管理服务器。每一个这样的管理服务器管理网络中的一部分代理进程，并指派若干代理进程使之具有管理其它代理进程的功能，这就是中间管理进程。这种体系结构分散了处理功能，使网络总的通信量明显降低。涛貶騸锬晋铩锩揿宪骟。3. SNMPv36钿蘇饌華檻杩鐵样说泻。SNMPv3最大的改进就是安全特性，通过适用于IP网络的安全机制实施认证和加密，对网络传输的数据进行加密，只有被授权的人员才有资格执行网络管理的功能和读取有关网络管理的信息。在鉴权时，可采用MD5等散列算法，保证鉴权数据的安全性；对数据进行加密时，可采用DES等加密算法，保证通信数据的安全性。戧礱風熗浇鄖适泞嚀贗。1.2.3 PMIPv6管理信息库的发展目前，PMIPv6中的网络管理研究目前还属于初级阶段，IETF于在2008年7月份公布了PMIPv6管理信息库的个人草案，Proxy Mobile IPv6 Management Information Base7，在该草案中主要提出了针对移动接入网关实体（MAG）、本地移动锚点实体（LMA）、PMIPv6的系统（PMIPv6System）、PMIPv6的配置（PMIPv6Configuration）、PMIPv6的位置（PMIPv6Stats）、PMIPv6的通告（PMIPv6Notifications）、PMIPv6的一致性（PMIPv6Conformance）的管理信息库内容。IETF NETLMM 在2008年11月对其中的内容进行进一步补充和完善，提出第二个版本。国内外的许多大学，研究机构和企业也纷纷对PMIPv6的网络管理进行探深讨。購櫛頁詩燦戶踐澜襯鳳。鉴于SNMP协议的发展比较成熟，思路清晰、扩展性强，可应用到其他类型的网络设备上，添加或删除管理对象的灵活性较高等特点，本论文使用SNMP来实现PMIPv6网络管理，提供各种差错检测和恢复功能。嗫奐闃頜瑷踯谫瓒兽粪。1.3 论文主要工作与结构本文在实验室已有的PMIPv6协议和SNMP协议基础上，设计实现了PMIPv6的SNMP管理信息库，并在北京交通大学下一代互联网互联设备国家工程实验室移动IP试验网络中进行了部署和测试，完成对PMIPv6中LMA和MAG网络实体的管理信息的提取。结果表明，该管理信息库软件能通过获取网络设备运行状态、网络设备参数达到对PMIPv6网络的可控可管。虚龉鐮宠確嵝誄祷舻鋸。本论文的主要研究任务如下：1) 研究简单网络管理协议SNMP以及现有SNMP用于移动互联网的技术方案；2) 分析PMIPv6协议的基本流程；3) 分析PMIPv6管理信息库协议，建立对PMIPv6进行管理的体系结构；4) 在Linux平台上实现PMIPv6网络管理软件的基本结构；5) 通过建立PMIPv6协议的SNMP MIB来对PMIPv6协议和各网络实体做实时的监控和管理，增加对了网络的可控可管性能；與顶鍔笋类謾蝾纪黾廢。6) 提取移动接入网关(MAG)、和本地移动锚点(LMA)管理消息、公共管理消息；7) 考虑整个PMIPv6网络管理在网络安全性方面的增强，将PMIPv6管理信息协议的实现进一步完善。论文的组织结构如下：第一章阐述了本论文的研究背景和意义，列出了论文的主要工作和组织结构；第二章分析了PMIPv6网络管理模型，介绍了本论文涉及到的网络管理及相关技术原理协议；第三章介绍PMIPv6网络管理总体方案的设计，并分析了PMIPv6中每个实体的管理需求与管理信息库；第四章实现了PMIPv6网络管理技术方案，并详细阐述了PMIPv6网络管理协议的工作流程和各模块的实现；結释鏈跄絞塒繭绽綹蕴。第五章测试了PMIPv6网络管理，对PMIPv6网络管理软件进行功能测试；第六章对PMIPv6网络管理方案进行总结和展望。65北京交通大学硕士学位论文 PMIPv6网络管理模型2 PMIPv6网络管理模型本文是在对SNMP协议和PMIPv6协议的深入研究的基础上，利用SNMP协议设计对PMIPv6协议的网络管理方案，在本文主要是使用SNMPv2来实现PMIPv6管理信息库，对PMIPv6协议实现SNMP网络管理，并建立相应的管理信息库。餑诎鉈鲻缥评缯肃鮮驃。2.1 综述2.2 随着多种网络类型的不断出现，网络管理工作也变得越来越复杂，如何优化设备和网络配置，使网络系统充分发挥优势，是今天网络管理面对的一项艰巨任务。网络管理是实现各种业务顺利部署的一个关键环节，网络管理的质量也会直接影响网络的运行效率。爷缆鉅摯騰厕綁荩笺潑。在使用传统技术宽带无线IP网络中，主机基本上都是固定不动的或在一个子网范围内小规模移动，主机使用固定的IP地址进行互相通信。在通信过程中，它们的IP地址和端口号保持不变。移动终端在通信期间可能会发生移动，当其连接到新的接入路由器时，如果不改变其IP地址，则主机IP地址同接入路由器的IP地址不匹配，无法实现通信。若MN为了连接新的接入路由器而更改移动终端的IP地址，先前的通信就会中断。IP移动性协议的发展在这个问题的解决上起着很重要的作用。锞炽邐繒萨蝦窦补飙赝。PMIPv6协议是一种基于网络的移动性支持方案，它允许移动节点（MN）用一个永久的地址与互联网中的任何主机通信，保证MN切换到新MAG时不中断正在进行的通信。由于PMIPv6工作于网络层，不仅适用于同种介质网络间的移动，也适用于异构网络间的移动，因此可以运行在不同的数据链路层协议之上，同时对网络层以上透明支持，有广阔的应用前景。曠戗輔鑽襉倆瘋诌琿凤。但是，随着多种网络类型的不断出现，网络管理工作也变得越来越复杂，如何优化设备和网络配置，使网络系统充分发挥优势，是当前网络管理面对的一项艰巨任务。网络管理是实现各种业务顺利部署的一个关键环节，网络管理的质量也会直接影响网络的运行效率。实现对PMIPv6管理将会对PMIPv6的部署应用提供重要的支持，因此在PMIPv6发展的过程中，对PMIPv6的网络管理十分重要。轉厍蹺佥诎脚濒谘閥糞。PMIPv6-MIB的个人草案。2008年7月份发布的的关于PMIPv6-MIB设计与定义的第一版草案00版的发布标志着对PMIPv6协议的SNMP管理工作全面开展。2008年 11月份 01版本草案对00版本做了更新。本论文设计是针对01草案而设计与实现管理模块8。嬷鯀賊沣謁麩溝赉涞锯。PMIPv6网络管理模型图如图2- 1所示。讯鎬謾蝈贺綜枢辄锁廪。图2- 1 PMIPv6网络管理模型Fig 2-1 PMIPv6 Network Management Model在该模型中存在一个SNMP服务器端和多个SNMP客户端，其中SNMP客户端为PIMPv6中的功能实体LMA和MAG。在SNMP客户端运行管理程序，在SNMP服务器端运行代理程序，每个被管理站即SNMP客户端同管理站即SNMP服务器端通过网关协议SNMP分别建立联系。domain兒躉讀闶軒鲧擬钇標藪。描述一下！2.3 SNMP协议SNMP9提供了网络管理的简单功能，该协议实现简单，且并占用处理器资源较少。由于在SNMP协议的三个版本中，SNMPv2较SNMPv1来说功能齐全，操作的效率较高，因此本节讲述SNMPv2的管理信息方面的内容。繅藺詞嗇适篮异铜鑑骠。网络管理1011主要分为四个功能区域：初始化、SNMP引擎、应用程序、MIB接口；功能区域及各区域模块关系如图2-2所示：鮒簡觸癘鈄餒嬋锵户泼。图2-2 网络管理功能区域Fig 2-2 Network Mmanagement Ffunctions of regional初始化：进行系统和MIB模块的初始化，建立网络会话机制，并处理配置文件。这是SNMP软件在启动过程中，进行的全局性初始化处理。眯毆蠐謝银癩唠阁跷贗。SNMP引擎：用于发送和接收消息、鉴别、和加密以及进行访问控制；应用程序：指SNMP实体内部应用程序，执行一些操作，例如生成SNMP消息，响应接收到的消息等的一些操作；闵屢螢馳鑷隽劍颂崗鳳。MIB接口：一个模型化的统一的接口，用于访问对应相应于其它其他子系统的MIB对象。；初始化模块的工作过程如下：首先需要获取系统启动时间，将其记录于snmpEngin Time中。之后启动配置处理初始化、MIB库初始化的过程；然后分析处理配置文件；建立起会话机制用于监听管理站请求；调用初始化信号处理函数进行初始化信号的处理；最后发送系统启动Trap，完成初始化模块的全过程。其中初始化的程序流程如图2-33.4所示：图2-3 初始化的程序流程Fig 2-3 Initialization of the program Fflow of Initialization檁傷葦开阈灯伞馑諧粮。应答器响应的工作过程如下：请求消息中已解码的PDU信息，在应答器响应接收到消息后，首先由VACM对Community进行验证；如果VACM验证Community成功，它就根据PDU类型进入相应处理分支，并开始调用VACM模块处理每个变量，进入MIB接口功能区域进行管理读写操作并构造Response PDU，最后结束响应；鄭饩腸绊頎鎦鹧鲕嘤錳。如果VACM验证Community失败，它就直接构造Trap PDU并结束响应。令应答器响应收到的消息，其程序流程如图2-4所示：图2-4 响应流程图Fig 2-4 Flow of Rresponse flowVACM，PDU？2.3.1 SNMPv2协议概述SNMPv2标准取得成功的主要原因在于简化。由于在大型的、多厂商产品构成的复杂网络中，管理协议的明晰是至关重要的，SNMPv2克服了以前的管理协议的很多缺点，如没有提供成批存取机制，对大块数据进行存取效率很低；没有提供足够的安全机制，安全性很差；只在TCP/IP协议上运行，不支持别的网络协议；没有提供管理者与管理之间通信的机制，只适合集中式管理，而不利于进行分布管理；只适用于适于监测网络设备，不适用于适于监测网络本身。弃铀縫迁馀氣鰷鸾觐廩。SNMPv2一共由12份协议规范组成（RFC1441-RFC1452），已被作为Internet的推荐标准予以公布12。调谇續鹨髏铖馒喪劉薮。2.3.2 SNMPv2协议操作如第一章所述，SNMPv2是SNMPv1的扩展。和SNMPv1一样，SNMPv2也是封装在消息内，SNMP消息格式提供了SNMPv2安全特征所需要的功能，换而言之，消息格式和消息报头的含义由定义鉴别和保密策略的管理框架来确定。厲耸紐楊鳝晋頇兗蓽驃。SNMPv2提供了三种访问管理信息的方法： 管理站-代理请求-响应（Management-agent request-response）：执行管理站功能的SNMPv2实体向执行代理功能的SNMPv2实体发送一个请求，然后SNMPv2实体响应该请求。这种方