支持异构网络策略寻径的标识映射机制

The identity mapping mechanism is widely applied into a variety of novel network models, such as IPv4/IPv6 tunneling transition and network with separated address space for supporting routing scalability etc. However, the existing identity mapping mechanism only provides basic connections among heterogeneous networks rather than effectively associating the routing hierarchies of heterogeneous networks, which fails in providing the high-efficient data forwarding service. Our research proposes a novel identity mapping reference architecture based on analyzing the evaluation methodology of the current identity mapping, which has the policy-based routing ability among heterogeneous networks, in the meantime, we also study relative key technologies of policy-based routing. The main contributions of this paper include: 1) build a multi-parameter constraint supported evaluation methodology for policy-based routing; 2) present a reference architecture which supports the policy-based routing and identity mapping in the scenario of multi-homing accesses from the application network to the support network; 3) study the relationship between routing in heterogeneous networks and identity mapping and implemented functions of convertion and learning with different routing metrics by Rough Set Theory; 4) research fast-convergence and self-healing mechanisms of policy-based routing architecture; 5) set up an experimental prototype for verifying solutions of IPv4/IPv6 tunneling transition and address space separation for routing scalability.

标识映射机制广泛施用于各种新型网络模型，如：IPv4/IPv6隧道过渡机制、用于解决可扩展路由问题的地址空间分离模型等。然而，现有标识映射机制只提供异构网络的基本连通性，没能有效关联异构网络的寻径体系。异构网络孤立的寻径机制，无法为标识映射网络提供高效的数据转发服务。课题通过分析标识映射网络策略寻径的评价方法，提出具有异构网络策略寻径能力的标识映射系统参考架构，并研究策略寻径相关关键技术。课题研究内容包括：1）为标识映射系统构建多参数约束的策略寻径机制评价模型；2）面向应用网络到支撑网络多宿主连接的网络环境，提出具有策略寻径能力的标识映射系统参考架构；3）研究异构网络寻径及标识映射的内在关联，通过粗糙集理论实现面向不同寻径体系寻径度量的转换和学习；4）研究策略寻径体系的快速收敛和自愈机制；5）面向IPv4/IPv6隧道过渡机制和可扩展路由地址空间分离解决方案构建本课题研究内容的验证系统。

现有标识映射机制通常只支持异构网络的基本连通性，映射系统没能对端到端跨越不同标识网络的传输路径进行一体化考虑。项目调研分析了现有异构网络寻径机制，并利用参考度量构建了异构网络的整体寻径评价方法。针对域内、域间网络环境，研究多路径传输技术，并分析了新型路由机制的可靠性和稳定性。项目设计了实现异构网络一体化寻径的原形系统，从理论和实验分析研究了标识映射网络一体化寻径机制的可用性及高效性。具体内容包括：.（1）研究了典型异构网络结构特点，构建了一体化寻径评价模型。通过引入参考度量实现对异构网络路由优劣的统一描述。设计寻径规则度量转换与学习模型，实现了异构网络寻径属性的有效提取和统一度量。.（2）研究了域内多径路由机制，基于SPT生成树提出了域内动态多路径算法DMPA。而且，面向最优化路由可用性的目标，解决了计算开销、路径拉伸、部署开销等关键问题。.（3）分析了域间路由对收敛过程中的稳定性和可靠性特殊要求，通过路径组合选择算法，提出了不相交多路径域间路由算法DIMR，并对域间路由收敛的可靠性、稳定性进行了分析。.（4）面向IPv4/IPv6过渡中的隧道解决方案，设计了扩展的BGP协议实现参考度量的传递。项目还完成了异构网关的原型系统设计，异构网关的隧道传输性能测试验证了设备较高的数据转发带宽。.（5）基于真实组网实验，验证了异构网络一体化路由模型对端到端最优路径的选择能力，及其跨异构网络一体化路由收敛能力。基于虚拟网络VegaNet的实验，进一步验证了标识映射机制的高效存储性能。.研究成果发表在IEEE NETWORK、计算机学报、小型微型计算机系统等期刊，High Performance Computing and Communications（HPCC）、IEEE International Conference on Network Protocols（ICNP）、International Conference on Information Science and Cloud Computing（ISCC）等学术会议。.基于项目成果申请发明专利10项，并获得1项授权，基于项目理论成果参与完成的“可扩展、可重构的开放式路由交换软件平台与开发环境”获得2012年中国电子学会电子信息科学技术奖一等奖。