Internet原理与技术第5章-移动IP课件.ppt
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- Internet 原理 技术 移动 IP 课件
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1、 第5章 移动IP背景移动IP框架三角路由问题移动IP技术实现背景信息领域中,有两支突飞猛进的支柱产业。移动通信全球互联网用户超过15亿,全球手机用户突破41亿,Internet移动互联网n不同地区移动网用户已经或即将超过固定网用户。通过无线在移动中接入Internet就成了顺理成章的事情。在旅行过程中如何接收邮件?n寄明信片给每一位可能给你写信的人,通知他们地址变更情况n给你家所在邮局留一个转发通知场景1-计算机通过无线联网场景2-笔记本电脑移动场景3-火车上访问Internet从网络的观点看移动性如果网络不支持移动性IP路由技术n当节点收到IP包,如果目的地址为节点本身,则根据报头的协议号
2、递交相应的高层协议n否则转发IP包,即为一个包选择路由或作出一个转发决策目的地址/前缀长度下一跳地址端口7.7.7.99/32路由器1Eth07.7.7.0/24路由器2Eth10.0.0.0/0路由器3Eth2n查找相匹配的路由项,即表项中目的地址与IP包目的地址从左向右比较,相同位的数目大于或等于前缀n路由表项分类:n特定主机路由、网络前缀路由、缺省路由IP路由匹配原则n如果存在一条特定主机路由与数据包的目的IP相匹配,则首选该条路由n如果存在一条网络前缀路由与数据包的目的IP地址的网络前缀相匹配,则选用该条路由,而不选择缺省路由或前缀长度较短的路由项n在没有相匹配的特定主机路由或网络前缀
3、路由时,如果存在一条或多条缺省路由,则采用缺省路由中的任一条转发数据包n如果没有任何匹配路由,宣告路由错误,向数据包源端发送ICMP Unreachable支持移动的网络及移动需求n支持移动的网络任何时候、任何地点都能提供可靠的Internet访问移动对网络应用和高层协议应该是透明的n移动需求移动性:越来越多用户要求Internet能支持移动透明性:移动对于IP上层协议来说都是透明的易于使用:移动应该像GSM移动手机那样便于操作路由:移动应该与所有路由协议兼容并能优化路由安全:移动不应该降低Internet的安全性使用特定主机路由?n路由采用地址最长匹配方法的特定主机路由在技术上是可行的实际不
4、可行nInternet上支持移动所需的特定主机路由数量对每个可移动节点,最少需要向多少个节点广播特定主机路由移动节点在链路间移动的速度,以及每次移动切换链路时需要删除、增加多少条特定主机路由路由器负载消耗路由器的大量内存(与移动用户的数目成正比)路由器转发数据包时将搜索大量的主机地址消耗计算资源系统的可扩展性差不能满足大规模网络互联的要求软件交换路由信息跟不上移动变化可否借用DHCP技术nDHCP(dynamic host configuration protocol)主要用来简化联网计算机的安装和维护运行计算机快速、动态地获取IP地址任何时候,只要新计算机连到网络上就与DHCP服务器联系,并
5、申请一个地址服务器从管理员制定的地址中选择一个地址,并将它分配给该计算机RFC2131DHCP的局限性nDHCP能解决临时上网问题nDHCP能有效管理IP地址空间nDHCP不能进行移动管理IP地址的每次改变不为人知当移动节点在两个子网之间漫游时,由于其IP地址不断变化,将导致移动节点无法与其他用户通信Internet地址级别n域名(DNS address)nInternet地址(IP address)n物理地址(MAC address)主机位置无关标识主机逻辑位置162.105.203.25接口卡的硬件地址00 a4 24 4a 82 07使用DNS?nDNS(domain name syst
6、em)主要用途是将主机名和电子邮件目标地址映射成对应的IP地址是一种层次结构的基于域的命名方案采用分布式数据库系统实现技术RFC1034RFC1035动态DNS如何?nDDNS(Dynamic DNS)动态更新DNS的资源记录(RR)n不能解决移动管理的原因延迟大、不适应频繁移动当移动的节点数目增多时可能造成域名系统的不一致RFC2136改变IP地址能否保持现有连接n传输协议TCP,UDP采用端口(port)概念,16bitnTCP连接源IP、源端口、目的IP、目的端口nIPv4的一个TCP连接过程中,上述四个值保持不变为什么在网络层支持移动?n为什么在网络层支持移动性?Internet上的每
7、个节点都有网络层网络层负责将分组路由到合适的位置移动性面向整个Internet,改变物理介质对应用透明对全部应用来说是全局解决方案n网络层移动的设计目标移动节点在改变接入点之后应能继续与其他节点通信移动节点只要与接入点连接就能用原来的IP地址通信移动节点应该能与不具有移动IP功能的其他节点通信移动节点不应该比其他节点的安全性差移动IP技术架构移动IP定义n移动IP是一个在Internet上提供移动功能的方案,使节点在切换链路时仍可保持正在进行的通信;移动IP提供了一种IP路由机制,使移动节点以一个永久IP地址连接到任何链路上nIETF制定相关草案RFC2002:定义了Mobile IP协议RF
8、C2003/2004/1701:定义了移动IP的三种隧道技术RFC2005:定义了Mobile IP的应用RFC2006:定义了Mobile IP的管理信息库MIB移动IP设计要求n移动节点在改变链路后应仍能与Internet上的其他节点通信n无论移动节点移动到那个链路,它仍能使用原来的IP进行通信n移动节点应能与不具备移动IP功能的计算机通信n移动节点不应比Internet上的其他节点面临新的或更多的安全威胁实体与术语-1实体与术语-2实体与术语-3实体与术语-4隧道n一个数据报封装在另一个数据报的有效载荷中进行传送,所经过的路径成为隧道报头载荷外层报头载荷IPsrc=原始发送者IPdst=
9、最终目的地IPsrc=隧道入口IPdst=隧道出口IP隧道(tunnel)图示n在两个端点建立传输数据包的虚拟管道,使所传输的报文不为途径的节点所知。n采用封装机制转交地址(care-of address)nCoA所有给移动节点的数据报通过隧道投递给CoACoA是隧道的出口n共享式CoA是外地代理转交地址,即外地代理的IP地址外地代理代理成为隧道的终点n专用CoA是配置转交地址(Co-located CoA),通过地址分配机制为移动节点分配的新IP地址,地址前缀与所访问网络的前缀相同移动节点移动节点是隧道的终点代理是主机还是路由器?n路由器是实现IP协议的网络设备,它负责转发不是送给自己的IP
10、包n主机发送或接收数据报,但不转发数据报n从家乡代理和外地代理的定义来看,他们是路由器n可以在计算机上实现家乡代理和外地代理,看上去更像一台主机而不是 路由器移动IP技术实现Mobile IP如何工作n每个MN有两个IP地址(1+i)一个固定的家乡地址(用来标识节点)一个可变的转交地址(CoA)(用来路由数据报)n采用了代理概念家乡代理(HA)截获家乡链路上发送给MN的分组,封装后通过隧道发给MN的注册CoA外地代理(FA)是与MN建立联系的一个路由器(会随MN移动而变化)。MN必须通过FA向HA更新自己的位置Mobile IP概念模式Mobile IP的基本操作-1n代理发现(agent d
11、iscovery)家乡代理和外地代理周期性广播代理通告(agent advertisement)消息由ICMP报文承载MN通过接收到的代理通告确定自己的接入点或者IP地址确定当前连接的链路检测是否改变了接入点如果连接到一个外地网络则获得一个CoAMN可向代理发送代理请求消息(agent solicitation)Mobile IP的基本操作-2n注册转交地址MN请求FA为其服务,并向HA报告新CoAn向HA注册nRegistration消息由UDP报文承载n隧道(完成路由)转发数据报HA把数据报隧道给离开家乡网络的MNn在隧道的入口点进行封装n在隧道的出口点进行拆封Mobile IPv4nMo
12、bile IPv4定义了三种支持移动的服务代理发现移动节点判断自己当前位置,当访问外地网络时获得转交地址(CoA)注册移动节点向外部代理请求服务,通知家乡代理它的转交地址包传送n当移动节点连接到外地链路时,对它发出的或发向它的数据包进行路由RFC2002RFC3220RFC3344网络层为支持移动新增的功能n移动节点-外地代理协议MN与外地网络连接时向FA注册离开时注销n外地代理-家乡代理注册协议FA向HA注册MN的CoAMN离开时不必注销n家乡代理数据报封装协议封装并转发来自CN的原始数据报给MN的CoAn外地代理拆封协议拆封并取出CN的原始数据报并转发给移动节点代理发现FA的作用nFA的作
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