移动性管理方案是支持通信终端节点在移动的时候保持通信的解决方案,移动IPv6技术是IPv6网络中主要的移动性管理方案。移动节点的切换问题是移动IPv6中的焦点问题。在移动IPv6中,为了让自己在发生了子网间的切换之后仍然保持正常的通信,移动节点必须向网络中的某些实体进行位置注册来报告自己所在的位置,这将产生以下的一系列问题。从移动节点进入某个子网开始,到位置注册结束之前,正在与其通信的节点并不知道它的当前位置,因此发送给移动节点的数据包分组不能被正确路由到它的当前位置,这将引起短暂的通信中断从而导致切换时延的产生。移动节点在发生移动切换之后的位置注册过程中产生的消息需要在网络上传输,这将导致额外的网络开销,另外对移动节点的移动性管理可能导致数据包分组不是按照最佳的路由方式提交,这也会产生额外的数据传输开销。此外,移动节点位置注册过程中产生的消息是入侵者潜在的攻击目标,加上移动IP网络无线链路开放的介质、移动终端计算和存储资源相对有限,使得这些安全性风险导致的后果可能更加严重。本论文对移动IPv6及其相关的移动性管理方案和切换算法做了深入的分析研究。在此基础上进行了以下方面的研究工作,并取得了一定的成果:1、对层次移动IPv6的位置注册和数据包分组路由的过程进行深入研究,分析移动切换时开销和时延产生的原因。提出了一种层次移动IPv6的改进方案用于改善切换时延和开销,该方案在移动节点发生移动锚点(Mobile Anchor Point,MAP)区域间切换时利用移动节点切换前的MAP作为代理来减少切换时延,并且为切换之后的位置注册策略提供了不同的选择,移动节点可以选择适合自身移动特点的位置注册策略来降低开销。2、提出了一种以位置注册和数据包分组路由总体开销最小为目标的函数分析方法。该方法对移动节点后续的切换行为做出预测,因而移动节点在发生切换时,可以根据当前的移动特性对不同位置注册策略下的位置注册和数据包分组路由总体开销进行计算比较,从而选择合适的位置注册策略。3、提出了一种动态自适应的的移动性管理方案,该方案以物理单层MAP结构实现逻辑的2层MAP结构。两层结构中的高层MAP和其管理的区域都不是固定的,移动节点可以根据移动特性随时调整自己移动性管理的逻辑结构来降低开销,达到良好的自适应性。该方案在对开销优化的同时,也避免了多级的层次移动IPv6中固定点中心结构带来的负载过重和单点失效问题。4、研究移动IPv6中注册绑定更新消息可能造成的安全风险。分析现有的绑定更新的验证机制。针对往返路由可达(Return Routability,RR)机制中没有认证中心对消息进行验证而导致的安全问题,提出一种结合认证、授权和计费(Authentication Authorization Accounting,AAA)的RR验证移动IPv6注册绑定更新方法。该方法利用AAA服务器对移动节点进行注册绑定更新时产生的消息加于验证,将移动节点对网络访问的认证授权过程与注册绑定更新过程结合起来同时进行,从而提高了认证和绑定更新的执行效率。理论分析和仿真实验结果表明,本论文提出的IPv6移动性管理理论及关键技术可以有效解决移动IPv6切换产生的时延和开销问题及移动性管理所带来的安全性问题,有望对下一代网络移动性管理技术的发展与应用起到积极的作用。