第7章-移动IP技术

《计算机网络高级教程》1吴功宜编著“十一五”国家重点图书计算机科学与技术学科前沿丛书计算机科学与技术学科研究生系列教材（中文版）计算机网络高级教程《计算机网络高级教程》2第7章移动IP技术《计算机网络高级教程》3移动IP的基本概念•移动IP问题的提出EverythingEverytimeEverywhere《计算机网络高级教程》4解决移动路由的基本方法与问题•为每一次改变接入点改变一次IP地址—传统的路由算法不能保持通信的连续性路由表将急剧膨胀•接入点改变IP地址不变—传统的路由算法处理特定的地址的负荷将大大增加路由器的负载《计算机网络高级教程》5移动IPv4的研究•1992年：IETF成立移动IP工作组（IPRoutingforWireless/MobileHosts），并在开始制定移动IPv4的标准草案•文档主要包括：—RFC2002（定义了移动IPv4协议）—RFC1701、2003与2004（定义了移动IPv4中的3种隧道技术）—RFC2005（定义了移动IPv4的应用）—RFC2006（定义了移动IPv4的管理信息库MIB）•1996年6月：IESG通过了移动IP标准草案•1996年11月：公布了建议标准《计算机网络高级教程》6移动IP的设计目标移动结点在改变接入点时，无论是在不同的网络之间，或者是在不同的链路之间移动时，都不必改变其IP地址，可以在移动过程中保持已有通信的连续性—移动结点在不同网络间移动的过程中仍然能够保持通信《计算机网络高级教程》7移动IP协议应能满足的基本要求•移动结点在改变网络接入点之后仍然能够与Internet上的其他结点的通信；•移动结点无论连接到任何接入点，能够使用原来的IP地址进行通信；•移动结点应该能够与Internet上的其他不具备移动IP功能的结点通信，而不需要修改协议；•考虑到移动结点通常是使用无线方式接入，涉及无线信道带宽、误码率与电池供电等因素，应尽量简化协议，减少协议开销，提高协议效率；•移动结点不应该比Internet上的其他结点受到更大的安全威胁。《计算机网络高级教程》8移动IP协议的基本特征•移动IP要与现有的Internet协议兼容；•移动IP协议与底层所采用的物理层协议类型无关；•移动IP协议对传输层及以上的高层协议是透明的；•移动IP协议应该具有良好的可扩展性、可靠性和安全性。《计算机网络高级教程》9移动IP结构示意图《计算机网络高级教程》10移动IP的四个功能实体•移动结点（mobilenode）•家乡代理（homeagent）•外地代理（foreignagent）•通信对端(correspondentnode)《计算机网络高级教程》11移动IP基本术语•家乡地址（homeaddress）•转交地址（care-ofaddress）•家乡网络（homenetwork）•家乡链路（homelink）•外地链路（foreignlink）•移动绑定（mobilitybinding）•隧道（tunnel）《计算机网络高级教程》12移动IPv4基本工作过程•代理发现（agentdiscovery）•注册（registration）•分组路由（packetrouting）•注销（deregistration）《计算机网络高级教程》13代理发现《计算机网络高级教程》14注册《计算机网络高级教程》15分组路由•移动结点在外地网络上接收单播分组《计算机网络高级教程》16移动结点在外地网络上发送单播分组《计算机网络高级教程》17多播数据分组的路由移动结点接收多播数据分组《计算机网络高级教程》18移动结点发送多播数据分组《计算机网络高级教程》19移动IPv4中移动结点和通信对端的基本操作《计算机网络高级教程》20移动IP协议研究需要进一步解决的问题移动IP协议的安全问题•从物理层与数据链路层角度看，无线链路容易遭受窃听、重放或其他攻击；•从网络层移动IP协议角度看，代理发现机制很容易遭到一个恶意结点攻击，移动注册机制很容易受到拒绝服务攻击与假冒攻击；•家乡代理、外地代理与通信对端，以及代理发现、注册与隧道机制都可能成为攻击的目标。《计算机网络高级教程》21移动IP的服务质量QoS问题•移动结点在相邻区域间的切换引起分组传输路径的变化，对通服务质量会造成重要的影响；•移动结点转交地址的变化，会引起传输路径上的某些结点不能满足数据分组传输所需要的服务质量要求；•目前IP网络提出的集成服务和区分服务机制不能适合于移动环境；•移动IP服务质量解决方案需要考虑切换期间通信连接的中断时间，有效确定切换过程中原有路径中的重建，切换完成后要能够及时释放原有路径上的服务质量状态和己分配资源等因素；•目前研究较多的解决方案都基于资源预留协议RSVP；•移动网络服务质量保证机制中服务质量的协商机制是致关重要的。《计算机网络高级教程》22移动IPv6与移动IPv4的比较IPv6对移动结点的支持：•IPv6的结点自动配置功能使得结点在改变网络接入点之后，能够保持网络连接；•IPv6协议的移动选项可以放在扩展报头之中。《计算机网络高级教程》23移动IPv6与移动IPv4协议的不同之处•移动IPv6协议中没有“外地代理”的概念，只定义了一种“转交地址”；•移动IPv6允许通信对端发出的数据分组可以不经过家乡代理，而直接路由到移动结点；•移动IPv6中的移动检测可以实现对移动结点和默认路由器之间的双向通信的认证；•移动IPv6家乡代理截取发往离开家乡网络的移动结点时，使用的是“邻居发现协议”；•移动IPv6使用ICMPv6协议，而不需要使用ICMPv4的“隧道软状态”；•移动IPv4使用分组广播机制每个家乡代理都需要向移动结点返回一个应答，而移动IPv6有动态家乡代理发现机制，通过IPv6泛播地址。《计算机网络高级教程》24移动IPv6基本操作《计算机网络高级教程》25移动IPv6通信类型《计算机网络高级教程》26从移动结点发向通信对端结点的绑定更新分组《计算机网络高级教程》27从移动结点向通信对端结点发送数据分组《计算机网络高级教程》28从通信对端结点向移动结点发送绑定维护分组《计算机网络高级教程》29存在对应的表项时从通信对端向移动结点发送数据分组《计算机网络高级教程》30不存在对应表项时通信对端向移动结点发送数据分组《计算机网络高级教程》31移动结点向本地代理发送绑定更新分组《计算机网络高级教程》32移动结点发出的ICMPv6本地代理地址发现请求分组《计算机网络高级教程》33本地代理发向移动结点的绑定维持分组《计算机网络高级教程》34本地代理发送到移动结点的ICMPv6本地代理地址发现应答分组《计算机网络高级教程》35本地代理拦截数据分组并通过隧道将分组发向移动结点《计算机网络高级教程》36MIPL(mobelIPv6forLinux)开源软件•Linux系统中MIPL实现移动IPv6；•MIPL软件模块最初是芬兰赫尔辛基技术大学开发，现由芬兰赫尔辛基大学的通信与多媒体实验室GO/Core项目组负责后续的开发工作；•MIPL是一种开放源代码的软件，可以从网站下载；•MIPL软件是基于Linux-2.4.20内核；•MIPL软件模块分为内核补丁与应用程序两个部分；•应用程序主要是MIPL的调试程序。