移动IP技术要点课件.ppt
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1、移动移动IP技术技术大连理工大学大连理工大学 2015.4.1大连理工大学软件学院大连理工大学软件学院2022年年6月月22日日2/49移动移动IP技术技术& 移动移动IP概貌概貌& 移动移动IP的工作过程的工作过程& 移动移动IP的优化的优化& IPv6概述及展望概述及展望大连理工大学软件学院大连理工大学软件学院2022年年6月月22日日3/49问题提出的背景问题提出的背景&随着随着IP网络的迅速发展,人们不再满足网络的迅速发展,人们不再满足于单一的、固定的因特网接入方式,而是于单一的、固定的因特网接入方式,而是希望能够提供灵活的上网方式。希望能够提供灵活的上网方式。&无线互联网的发展,要求
2、无线互联网的发展,要求IP网络能够提网络能够提供对移动性的良好支持。供对移动性的良好支持。&个人通信时代的到来,要求用户在任何个人通信时代的到来,要求用户在任何地方都可以利用自己的一个专有地址上网。地方都可以利用自己的一个专有地址上网。&在未来的在未来的IPv6网络中,网络节点的概念网络中,网络节点的概念不只局限在传统的主机,还包括各种智能不只局限在传统的主机,还包括各种智能设备,如汽车等,加上设备,如汽车等,加上IPv6对移动对移动IP的良的良好支持,移动好支持,移动IP将大有用武之地。将大有用武之地。大连理工大学软件学院大连理工大学软件学院2022年年6月月22日日4/49当一个节点的位置
3、发生改变后,有哪些解决方案呢?当一个节点的位置发生改变后,有哪些解决方案呢?&改变节点的改变节点的IP地址地址v如果节点移动到另一个网络的过程中通信正在进行,改变节点地址会造成通信的中断; &采用特定主机路由采用特定主机路由v路由表高度膨胀,给路由表的更新造成很大的负担,对路由查询极为不利。 大连理工大学软件学院大连理工大学软件学院2022年年6月月22日日5/49移动移动IP的的不必改变地址就可以实现不间断的通信;不必改变地址就可以实现不间断的通信;不必采用主机路由,不会造成路由表的膨胀等问题;不必采用主机路由,不会造成路由表的膨胀等问题;可以在多种媒介之间提供移动功能;可以在多种媒介之间提
4、供移动功能;可以实现任意大范围内对移动性的支持。可以实现任意大范围内对移动性的支持。大连理工大学软件学院大连理工大学软件学院2022年年6月月22日日6/49移动移动IP概述概述&移动移动IP是为了满足移动节点在移动中保持其连接性而是为了满足移动节点在移动中保持其连接性而设计的。最简单的说,移动设计的。最简单的说,移动IP技术就是让计算机在互技术就是让计算机在互联网及局域网中不受任何限制的即时漫游,也称移动联网及局域网中不受任何限制的即时漫游,也称移动计算机技术计算机技术&如如何解决移动计算机能够方便的介入网络的问题,何解决移动计算机能够方便的介入网络的问题,IETF(internet工程任务
5、组)为此设计了一个解决方案,工程任务组)为此设计了一个解决方案,克服了原来克服了原来IP寻址模式的一些限制。这就是移动寻址模式的一些限制。这就是移动IP技技术术大连理工大学软件学院大连理工大学软件学院2022年年6月月22日日7/49移动移动IP的历史的历史& 移动移动IP由由IETF的移动的移动IP小组小组mobileip(IP Routing for Wireless/mobile Hosts) 制定,于制定,于1996年年11月公布为建月公布为建议标准议标准(建议标准是一个协议从因特网草案发展成因特建议标准是一个协议从因特网草案发展成因特网标准的第一个重要步骤网标准的第一个重要步骤)&主
6、要内容主要内容v RFC 2002:定义了移动IP协议v RFC 2003、2004: 定义的移动IP使用的隧道技术v RFC 2005:叙述了移动IP的应用v RFC 2006:定义了移动IP的管理信息库MIB v 关于优化、对IPv6的支持等问题的草案(draft)&详见:详见:http:/www.ietf.org/html.charters/mobileip-charter.html大连理工大学软件学院大连理工大学软件学院2022年年6月月22日日8/49移动移动IP的本质的本质&移动移动IP是一个支持主机移动的网络层解决方案是一个支持主机移动的网络层解决方案v同IP一样,移动IP对下层
7、传输媒体不做任何要求,可以在不同媒介的网络间提供主机移动功能v移动IP向上层屏蔽了主机移动的细节v现有因特网的上层协议和应用都无须改动&解决通信对端和移动主机间解决通信对端和移动主机间IP报文的发送问题报文的发送问题v通信对端如何将IP报文发送给移动主机v移动主机如何将IP报文发送给通信对端&移动移动IP通过隧道技术来实现通过隧道技术来实现大连理工大学软件学院大连理工大学软件学院2022年年6月月22日日9/49移动移动IP的设计要求的设计要求&可以在全球因特网上提供主机移动功能可以在全球因特网上提供主机移动功能&具有可扩展性和安全性具有可扩展性和安全性&移动主机切换链路时,应能保持正在进行的
8、通信移动主机切换链路时,应能保持正在进行的通信&移动主机可以用一个永久移动主机可以用一个永久IPIP地址连接到任何链路上地址连接到任何链路上&移动主机应能与不具备移动移动主机应能与不具备移动IPIP功能的计算机通信功能的计算机通信&移动移动IPIP应该提供安全保证,移动主机不应该比因特应该提供安全保证,移动主机不应该比因特网上的其它主机面临更多的安全威胁网上的其它主机面临更多的安全威胁&支持子网的整体移动支持子网的整体移动大连理工大学软件学院大连理工大学软件学院2022年年6月月22日日10/49相关术语相关术语(1)&移动节点移动节点( (Mobile Node)Mobile Node)v指
9、一个移动的计算机或路由器,移动后仍能用原来的IP地址进行通信&通信对端通信对端( (Correspondent Node)Correspondent Node)v与移动节点通信的计算机&家乡网络家乡网络( (Home Network)Home Network)v移动节点的归属网络&家乡地址家乡地址( (Home Address)Home Address)v分配给移动节点的永久IP地址,不随节点位置的变化而改变大连理工大学软件学院大连理工大学软件学院2022年年6月月22日日11/49相关术语相关术语(2)&家乡链路家乡链路(Home Link(Home Link) )v移动节点家乡网络的链路&
10、家乡代理家乡代理( (Home Agent)Home Agent)v运行在移动节点家乡链路上的路由器,它截获发送给移动节点的报文,将报文转发给移动节点&外地链路外地链路(Foreign Link(Foreign Link) )v移动节点所在的外地网络的链路&外地代理外地代理( (Foreign Agent)Foreign Agent)v运行在外地网络上的路由器,是移动节点发送报文的缺省路由器大连理工大学软件学院大连理工大学软件学院2022年年6月月22日日12/49移动移动IP的实体的实体因特网因特网家乡代理家乡代理家乡链路家乡链路外地代理外地代理外地代理外地代理外地链路外地链路外地链路外地链
11、路移动节点移动节点通信对端通信对端大连理工大学软件学院大连理工大学软件学院2022年年6月月22日日13/49两个重要概念两个重要概念&隧道隧道( (Tunnel)Tunnel)v一个数据包被封装在另一个数据报文的净荷中进行传送所经过的路径&转交地址转交地址(Care-of-Address(Care-of-Address) )v移动节点在外地链路上时为标识自己位置而使用的临时IP地址大连理工大学软件学院大连理工大学软件学院2022年年6月月22日日14/49隧道技术隧道技术原始IP报文净荷源IP目的IP被封装的IP报文源源IP目的目的IP净荷源IP目的IP通信对端通信对端隧道入口隧道入口隧道出
12、口隧道出口移动节点移动节点隧道隧道大连理工大学软件学院大连理工大学软件学院2022年年6月月22日日15/49移动移动IP的主要思想的主要思想&移动节点移动到外地链路上,得到一个转移动节点移动到外地链路上,得到一个转交地址交地址&移动节点将转交地址报告给家乡代理移动节点将转交地址报告给家乡代理&通信对端将报文发送到移动节点的家乡链通信对端将报文发送到移动节点的家乡链路路&家乡代理截获报文,通过隧道将报文转发家乡代理截获报文,通过隧道将报文转发给移动节点给移动节点&移动节点要发送报文时,将外地链路上的移动节点要发送报文时,将外地链路上的路由器作为缺省网关路由器作为缺省网关大连理工大学软件学院大连
13、理工大学软件学院2022年年6月月22日日16/49移动移动IP的主要思想的主要思想因特网因特网家乡代理家乡代理家乡网络家乡网络通信对端通信对端外地代理外地代理外地链路外地链路移动节点移动节点报告位置报告位置发送数据发送数据大连理工大学软件学院大连理工大学软件学院2022年年6月月22日日17/49转交地址的特点转交地址的特点&转交地址用于标识移动节点的当前位置转交地址用于标识移动节点的当前位置&转交地址与移动节点所在的外地链路相关转交地址与移动节点所在的外地链路相关&每次移动节点改变外地链路,转交地址也每次移动节点改变外地链路,转交地址也将随之改变将随之改变&送往转交地址的送往转交地址的IP
14、IP报文可以通过现有的路报文可以通过现有的路由机制传送由机制传送&转交地址是连接家乡代理和移动节点的隧转交地址是连接家乡代理和移动节点的隧道的出口道的出口大连理工大学软件学院大连理工大学软件学院2022年年6月月22日日18/49转交地址的分类转交地址的分类&外地代理转交地址外地代理转交地址( (Foreign Agent Care-of-Address)Foreign Agent Care-of-Address)v是外地代理的某个IP地址v由外地代理分配v多个移动节点可以使用同一个外地代理转交地址v节省地址空间(推荐使用)&配置转交地址配置转交地址( (Collocated Care-of-
15、Address)Collocated Care-of-Address)v是所在外地网络的某个IP地址v一个配置转交地址只能同时被一个移动节点使用v当外地链路上没有外地代理时,移动节点可以使用这种转交地址大连理工大学软件学院大连理工大学软件学院2022年年6月月22日日19/49移动移动IP概貌总结概貌总结&移动节点通过家乡地址标识,家乡地址不随物理位移动节点通过家乡地址标识,家乡地址不随物理位置的变化而改变置的变化而改变&当移动节点移动到外地网络时,转交地址提供它现当移动节点移动到外地网络时,转交地址提供它现在的位置信息在的位置信息&转交地址随移动节点物理位置的不同而变化转交地址随移动节点物理
16、位置的不同而变化&家乡代理记录移动节点的当前转交地址,每次转交家乡代理记录移动节点的当前转交地址,每次转交地址的变化都要向家乡代理汇报地址的变化都要向家乡代理汇报&外地代理转交地址是由外地代理分配的,而配置转外地代理转交地址是由外地代理分配的,而配置转交地址是通过某种配置规程得到的(比如:交地址是通过某种配置规程得到的(比如:DHCPDHCP或或手工配置)手工配置)大连理工大学软件学院大连理工大学软件学院2022年年6月月22日日20/49移动移动IP概貌总结概貌总结(续续)&通信对端发给移动节点的报文由家乡代理通信对端发给移动节点的报文由家乡代理截取,通过隧道方式转发。截取,通过隧道方式转发
17、。&移动节点在家乡链路上时,与普通固定节移动节点在家乡链路上时,与普通固定节点完全相同点完全相同&移动节点在外地网络上发送报文时,将外移动节点在外地网络上发送报文时,将外地链路上的路由器当作缺省网关地链路上的路由器当作缺省网关大连理工大学软件学院大连理工大学软件学院2022年年6月月22日日21/49移动移动IP的工作过程的工作过程&第一阶段:代理搜索第一阶段:代理搜索v移动节点主动发起v移动节点被动接收&第二阶段:注册第二阶段:注册v注册请求v注册应答&第三阶段:报文发送和接收第三阶段:报文发送和接收大连理工大学软件学院大连理工大学软件学院2022年年6月月22日日22/49代理搜索代理搜索
18、&家乡代理和外地代理周期性地广播家乡代理和外地代理周期性地广播代理广播代理广播(Agent Advertisement)消息消息&移动节点收到移动节点收到代理广播代理广播消息后,检测自己是处消息后,检测自己是处于外地网络还是家乡网络。如果是外地网络,于外地网络还是家乡网络。如果是外地网络,检查是否移动到了新的外地网络检查是否移动到了新的外地网络&如果移动节点没有收到如果移动节点没有收到代理广播代理广播消息时,它主消息时,它主动发送动发送代理请求代理请求(Agent Solicitation)消息。代理消息。代理收到此消息后立即响应收到此消息后立即响应代理广播代理广播消息消息大连理工大学软件学院
19、大连理工大学软件学院2022年年6月月22日日23/49注册请求注册请求&移动节点从外地代理的移动节点从外地代理的代理广播代理广播消息中得到一个消息中得到一个外地代理转交地址外地代理转交地址&移动节点向外地代理发送移动节点向外地代理发送注册请求注册请求(Registration Request)消息消息&外地代理对外地代理对注册请求注册请求消息做有效性检查。消息做有效性检查。v 如果没有问题,将该消息转发到移动节点的家乡代理。v 如果有问题,外地代理向移动节点回送注册应答(Registration Reply)消息指示注册失败如果使用外地代理转交地址大连理工大学软件学院大连理工大学软件学院20
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