移动IP(MIP)能够维持移动节点移动时与互联网的连接不中断。然而所有的移动IP协议都是以移动节点为中心的,切换相关的决策多数情况下仅由移动节点自己作出。其他的IP移动性管理协议如主机标识协议(HIP)、互联网密钥交换协议移动性和多家乡扩展(MOBIKE)和流控制传输协议(SCTP)等均是移动终端发起切换的协议,即没有网络侧的实体支持智能切换决策,多数情况下移动终端作出切换决策。现有移动IP技术主要是终端移动性方案,难以满足未来异构无线网络多样性移动性管理技术需求。基于网络的代理移动IP和基于主机的移动IP结合可以推动因特网移动性结构的广泛部署。为此国际标准化组织IETF、IEEE、WiMAX、3GPP、3GPP2和ITU-T等已开始了基于网络的移动性技术的需求分析和协议研究工作,表明开展基于网络的移动性技术的研究已迫在眉睫。论文针对基于网络的移动性管理相关关键问题进行了深入研究。首先,概括总结了近年来基于终端和网络的移动性管理研究方向国内外相关研究现状与趋势,指出研究工作思路和主要开展的研究工作。之后,分别开展了一种新的基于网络的区域移动性管理方案、代理移动IPv6的快速切换方法、代理移动IPv6的认证协议、基于代理移动IPv6的全局移动性管理结构和基于分离机制的互联网结构及其移动性管理等五个方面问题的研究,并在研究基础上,提出了解决相应问题的协议和分析模型,给出了仿真结果和分析结论。论文主要创新点如下:(1)分析一种新的基于网络的区域移动性管理方案,并根据移动节点一维随机走动模型给出了性能分析的解析模型。根据解析模型,导出了位置更新费用和数据分发费用的公式。在此基础上分析了平均小区驻留时间和小区内移动节点数量对整个费用的影响,研究了整个费用如何随会话移动性比改变而变化,以及实现整个费用最小化的区域移动性管理域大小最佳值。分析结果表明会话移动性比和区域移动性管理域大小是最小化总费用的最主要性能因素。(2)结合快速移动IPv6、IEEE 802.21链路层触发子与代理移动IPv6协议,提出一种代理移动IPv6的快速切换方法。给出了切换延迟性能分析的解析模型,并分析了各种参数对切换延迟的影响。与现有的代理移动IPv6相比,提出的快速切换方法可以达到低的切换延迟。(3)提出了一种代理移动IPv6的认证协议。代理移动IPv6为移动节点提供了基于网络的移动性管理方法,移动节点不参与管理移动性信令。为了在移动互联网络中应用代理移动IPv6协议,需要定义安全有效的认证协议。提出的一种代理移动IPv6的认证协议可以提供接入认证功能,并可防止重放攻击和密钥暴露。为了分析该认证协议的性能,给出了认证费用和认证延迟分析的解析模型,分析了移动性和流量参数对认证费用和认证延迟的影响。研究结果表明提出的代理移动IPv6认证协议安全有效。(4)定义一种基于代理移动IPv6的全局移动性管理结构和协议。在该结构中,由网络实体而不是移动节点完成移动性管理,另外消除了移动节点和接入路由器之间分发数据的无线链路隧道负荷。为与熟知的层次移动IPv6协议比较,基于液体流移动性模型,分别给出了每个协议下,移动节点在平均域停留时间内产生的位置更新、数据分发和总费用函数。分别研究了各种系统参数对费用函数的影响。分析结果表明所提出的基于代理移动IPv6的全局移动性管理协议可以保证低的总费用。(5)基于分离机制提出了一种新的互联网结构及其移动性管理协议。该结构明确分离主机身份和其位置信息,分离了传输层和网络层的地址功能,直接支持移动性。该结构明确分离互联网接入网和核心网,接入网和核心网内的IPv6路由伸缩性增强。重点给出基于分离机制的互联网移动性管理协议,支持基于主机和基于网络的移动性管理。给出了移动性管理费用和切换延迟的解析模型,分析了移动性和系统参数对移动性管理费用和切换延迟的影响。分析结果表明基于分离机制的互联网移动性管理协议由于位置管理相关消息经历网络处理节点较多,切换延迟较大,同时基于网络的移动性管理在减小切换延迟方面有较大优势。