天地一体化网络分布式标识映射解析系统机制的研究与实现

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天地一体化网络作为未来国家电子信息系统的重要基础设施,是未来网络发展的一种趋势。目前有很多以地面网络技术为基础设计的天地一体化网络组网方案,其中的主流方案是基于传统互联网TCP/IP体系并结合天地一体化网络需求实现的。然而,传统互联网TCP/IP体系随着时代的发展显现出越来越多的局限性,其中包括IP地址二义性带来的网络安全性和移动性问题。北京交通大学提出的标识网络体系中身份与位置分离的思想很好的解决了IP地址二义性带来的问题,但是其缺乏高效的标识映射解析机制来满足天地一体化网络大规模部署和场景复杂的需求。因此设计一套稳定可靠的标识映射解析系统对基于标识的天地一体化网络具有十分重要的现实意义。本文在此场景下,设计并实现了天地一体化网络下的分布式标识映射解析系统。在满足了用户间通信的同时,提出了一种标识映射条目分布式存储维护的方案,提高了标识网络在天地一体化网络场景下的稳定性和可靠性。本文具体工作如下:首先,概述了国内外现有成熟的天基网络,身份与位置分离的研究现状,简述了基于标识的天地一体化网络体系架构,通过分析DNS协议命名与解析机制为映射的分布式存储维护提供了理论基础,介绍了分布式、字典树与数据库的相关算法和技术。其次,分析了分布式标识映射解析系统的设计需求,给出了系统架构与模块化的设计,并详细阐述了各模块的实现方式。其中,为了提高系统的性能和可扩展性,将映射服务器进行分域管理,减轻了各服务器存储维护的压力。同时,针对天地一体化网络分级服务的需求,构建了包含用户等级、业务类型等字段的接入标识与路由标识映射表;在此基础上,设计了分布式标识映射解析机制,实现了标识映射条目的分域存储与维护。此外,为了提高系统的可操作性,方便设备部署,设计实现了用户命令界面和配置文件;为了支持天地一体化网络的可管可控,在映射服务器上用My SQL数据库同步映射信息到网管系统。最后,本文对搭建的分布式标识映射解析系统进行了功能测试。在对标识交换路由器和映射服务器配置后,完成了对映射注册/注销、查询回复、移动更新以及数据库同步功能的测试。测试结果表明,分布式标识映射解析系统的设计可以满足天地一体化网络对标识映射条目分布式存储维护的需求,在总结了本文的工作后对下一步研究内容进行了展望。
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