基于身份与位置分离的路由系统关键技术研究

The current Internet faces serious scalability issues which are mainly caused by the overloading of Internet Protocol (IP) addresses in semantics. That is, an IP address represents not only the identity of an end host, but also the location of the end host in the network topology. In recent years, it is widely recognized that identifier/locator separation is a promising and feasible solution to address the scaling issues..This project aims at researching the key technologies of a routing architecture in which identifiers are separated from locators, focusing on the following four main aspects:.1) the design of an identifier-to-locator mapping approach that makes the mapping system scalable, secure, having low map-resolution delay, and be capable of supporting flat identifiers;.2) the mobility management schemes, so that a future Internet is able to support host mobility better than the Internet today;.3) how to determine the cache timeout of an identifier-to-locator mapping item cached at an end host or an ingress tunnel router, in order to achieve make the best use of network resources;.4) whether or not it is necessary to make (part of) identifiers unreachable in order to make the Internet more secure..Some of the above research topics are recently attracted interests from the research community, some others are firstly raised in this proposal. We believe that the research on these topics would produce high quality papers, patents, and standards. This will not only improve China's international impact in the area of information technology, but also enhance China's capability on self-innovation and self-creativity.

现有互联网面临严重的路由可扩展问题，其根源在于IP地址的双重属性：IP地址既代表终端的身份，又代表终端的位置。近年来，业界普遍认为身份与位置分离是解决上述问题的可行方案之一。本项目研究基于身份与位置分离路由系统的关键技术。拟开展的主要研究内容包括：研究身份标识到位置标识的映射机制，使其同时满足安全、可扩展、低解析时延、高效支持扁平身份标识等需求；研究基于身份与位置分离的路由系统中的移动性管理机制，使得未来互联网更好地支持移动性；研究映射条目在主机或者主机的接入路由器上的缓存时间，以有效利用网络资源；探索身份标识的可达性等。上述研究内容有的刚刚开始得到研究，有的研究内容则是本项目第一次提出。项目组相信：对上述内容的研究，必将产生高水平的研究成果，进而大大提高我国在信息技术领域的国际地位，并提高我国的自主创新能力。

为了解决现有互联网面临的路由可扩展问题和安全性问题，本项目围绕基于身份与位置分离路由系统的关键技术开展研究。开展的主要研究内容包括身份标识到位置标识的映射机制、基于身份与位置分离的路由系统中的移动性管理机制、映射条目的缓存时间、身份标识的可达性等。..针对身份标识到位置标识的映射机制，项目组提出了一种利用映射关系的查询量来检测分布式拒绝服务攻击的方法，可将误报率从传统方法的37.2%降低到3.85%，而漏报率从传统方法的4.56%降低到1.28%。..针对基于身份与位置分离的路由系统中的移动性管理机制，项目组提出了基于一种基于转发链的标识分离映射机制，既可极大降低节点移动切换过程中的分组丢失，又可减少映射关系更新数量。..针对映射条目的缓存时间问题，项目组分析了映射条目缓存时间的更新机制（重置和非重置）、并建立了计算映射条目缓存时间的模型。..针对身份标识的可达性问题，项目组探索了在身份标识不可达的情况下如何进行网络设计和组网的问题，提出了一种以信息为中心的互联网体系架构。在该体系架构中，终端的身份标识不向网络中进行通告，从而使得终端之间互不知晓对端的位置及如何到达对方。相反，内容请求者要获取某个内容时，向网络中发送包含内容标识的请求；网络再将该请求转发给内容提供者，并在此过程中确定从内容提供者到达内容请求者的路径。内容提供者收到请求后，再沿该路径将所需内容发送给内容请求者。项目组不仅从理论上分析了该架构的可行性、安全性、可扩展性等，而且构建了原型系统对该架构的可行性和正确性进行了试验验证。..上述研究成果对我国构建新型互联网体系、掌握未来互联网核心关键技术乃至话语权奠定了坚实的理论基础和技术保障。..围绕上述研究，项目组共发表论文24篇，其中IEEE 期刊论文6篇；申请国家发明专利7项、获国家技术发明二等奖1项；培养博士生5名、硕士研究生7名。