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第第第第11章章章章与与与与Internet的互联的互联的互联的互联授课人授课人授课人授课人：：：：李永忠李永忠李永忠李永忠无线自组网与Internet互联Internet互联网已经成为连接世界的骨干网所以任何其他形式的网络若想被人们广泛接受并使用就必须与Internet互联以保证在使用新型网络所带来的新的好处和功能的时候不会丧失Internet提供的服务无线自组网与Internet互联自组网与Internet互联的好处通过MANET可以将Internet的范围进行扩展应用MANET这种方便灵活的组网形式进行Internet连接，既降低了成本又能将Internet延伸到此地两者的结合提高了MANET的扩展能力通过Internet可以将不同地域的多个自组网连在一起，从而是通过无线自组网互联的用户数剧增无线自组网与Internet互联为了解决由于节点移动而导致的无法与Internet上其它节点进行通讯的问题英特网工程任务组IETF提出了MobileIP技术MobileIP技术的提出并不是针对移动自组网提出的应用前提是所有移动节点与代理服务器（网关）通过无线方式可以一跳互连一般情况下，移动节点不用考虑与代理服务器之间的路由问题无线自组网与Internet互联MANET本身是多跳无线网所要实现的是只要网内至少有一个节点可以与Internet互联所有与该节点多跳相连的节点都可以连上Internet需要考虑节点到网关的路由问题关于MANET与Internet互联技术的研究通常都是借鉴了MobileIP技术，在此基础上增加了诸如Internet网关路由技术、全球可用IP地址自动分配技术等改进无线自组网与Internet互联在在在在Internet上上上上，，，，每个主机都分配一个唯一的每个主机都分配一个唯一的每个主机都分配一个唯一的每个主机都分配一个唯一的IP地址或动态的地址或动态的地址或动态的地址或动态的IP地址地址地址地址Internet是基于网络前缀的路由是基于网络前缀的路由是基于网络前缀的路由是基于网络前缀的路由IP数据分组首先路由到数据分组首先路由到数据分组首先路由到数据分组首先路由到IP地址网络前缀对应的地址网络前缀对应的地址网络前缀对应的地址网络前缀对应的网段网段网段网段，，，，然后转发给目的主机然后转发给目的主机然后转发给目的主机然后转发给目的主机IP地址不仅标识一个主机地址不仅标识一个主机地址不仅标识一个主机地址不仅标识一个主机，，，，也表示这个主机的也表示这个主机的也表示这个主机的也表示这个主机的物理位置物理位置物理位置物理位置当移动主机在不同网络间移动时当移动主机在不同网络间移动时当移动主机在不同网络间移动时当移动主机在不同网络间移动时，，，，IP地址已经地址已经地址已经地址已经不能表示其物理网络的位置不能表示其物理网络的位置不能表示其物理网络的位置不能表示其物理网络的位置无线自组网与Internet互联为了实现移动主机接入Internet仅进行简单的操作，不利因素很多：节点位置改变时，改变其IP对上层协议不能提供移动的透明性根据特定主机地址改变路由大量浪费路由器的有限资源在链路层使用蜂窝数字分组数据等标准需要新的网络基础设施和大量的维护费用无线自组网与Internet互联移动IP解决的问题移动主机可以通过一个永久的IP地址连接到任何链路上移动主机在切换到新的链路上时，仍然能够保持正在进行的通信不需要改变移动主机的永久标识与现有的Internet协议兼容能够与不具有移动IP功能的主机进行正常通信无线自组网与Internet互联移动IP的设计目标移动节点在改变数据链路接入点后，仍能保持与Internet上其它节点的连续通信移动节点无论连接到任何接入点，能够用原来的IP地址进行通信移动节点能够与不具有移动IP功能的节点通信，并不需要修改该节点的协议移动节点不应该比Internet上的其他节点面临更多的安全威胁无线自组网与Internet互联移动IP功能实体及相互关系移动代理移动代理移动代理移动代理无线自组网与Internet互联移动代理家乡代理（HomeAgent）位于家乡链路上的路由器。节点离开家乡网络，负责把发往节点的分组通过隧道转发给移动节点外地代理（ForeignAgent）移动节点位于所访问的网络上的路由器，为注册节点提供路由服务将移动节点的家乡代理通过隧道发来的报文，进行拆封后发给移动结点；对移动节点发出的报文，提供路由器服务无线自组网与Internet互联家乡地址（HomeAddress）每个节点在家乡链路上拥有的一个“长期有效”的IP地址转交地址（Care-ofAddress）节点离开家乡链路后，被赋予的反映当前链路接入点的临时地址无线自组网与Internet互联家乡链路（HomeLink）与移动节点的家乡地址具有相同前缀的网络发往家乡地址的IP分组会被标准的IP路由机制转发到其家乡网络上外地链路（ForeignLink）网络前缀与移动节点家乡地址网络前缀不同的链路外地链路精确地描述了移动节点移动时的位置无线自组网与Internet互联通信对端节点与移动节点通信的对等实体可以是移动节点也可以是固定节点移动绑定家乡代理维护的移动节点的家乡地址和转交地址的关联包含关于关联的剩余生存期等其它信息无线自组网与Internet互联隧道(Tunnel)和转交地址当一个数据分组被封装在另一个数据分组的净荷中进行传送时，所经过的路径成为隧道在移动IP中，家乡代理将发送给移动节点的分组通过隧道转发隧道的一端是家乡代理，另一端是外地代理或移动结点例如，一个在家乡的节点A要向一个移到外地的移动节点发数据，则通过如下隧道：外层报头外层报头外层报头外层报头无线自组网与Internet互联报头报头报头报头净净净净荷荷荷荷源源源源IP=原始发送者原始发送者原始发送者原始发送者目的目的目的目的IP=最终接收者最终接收者最终接收者最终接收者原始的原始的原始的原始的IP数数数数据分组据分组据分组据分组报头报头报头报头净净净净荷荷荷荷源源源源IP=隧道入口隧道入口隧道入口隧道入口目的目的目的目的IP=隧道出口隧道出口隧道出口隧道出口封装的封装的封装的封装的IP数数数数据分组据分组据分组据分组外部净荷外部净荷外部净荷外部净荷无线自组网与Internet互联采用隧道技术，隧道上的中间路由器看不到移动节点的家乡地址隧道终点是移动节点的转交地址转交地址必须是一个通过传统的IP路由到达的地址隧道入口为家乡代理，出口为外地代理（当A向移动节点发数据时）家乡代理家乡代理家乡代理家乡代理外地代理外地代理外地代理外地代理家乡代理到外地代理的隧道家乡代理到外地代理的隧道家乡代理到外地代理的隧道家乡代理到外地代理的隧道在外地的移动节点在外地的移动节点在外地的移动节点在外地的移动节点无线自组网与Internet互联转交地址外地代理转交地址通常是外地代理的一个IP地址，外地代理是隧道的终点很多移动节点共享一个转交地址，节省地址资源配置转交地址通过地址分配机制为移动节点分配的IP地址移动节点是隧道的终点无线自组网与Internet互联移动IP的基本操作代理发现注册分组路由注销无线自组网与Internet互联代理发现移动代理周期性地在一条或多条它们作为代理的链路上，组播或广播代理通告说明移动代理是家乡代理或外地代理、网络地址、通告的有效期等移动节点根据收到的代理通告消息，判断是在家乡链路上或是外地链路上如果是在外地链路上，向家乡代理进行注册无线自组网与Internet互联注册当移动节点得到转交地址后，通过移动IP定义的消息向家乡代理请求注册家乡代理确认后，将家乡地址和相应的转交地址放在绑定缓存中完成家乡地址和转交地址的绑定向移动节点发送注册应答无线自组网与Internet互联分组路由发给移动节点家乡地址的分组被家乡代理截取家乡代理根据分组的IP目的地址查找绑定缓存，获得注册节点的转交地址通过隧道发送分组到移动节点的转交地址无线自组网与Internet互联注销移动节点根据收到的代理通告判断是否返回家乡链路移动节点向家乡代理直接注销完成注销