通信工程師互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)移動IP的幾個重要概念

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　　2.3.2 移動IP的幾個重要概念
1）移動IP的功能實體
移動節(jié)點（MobileNode）是一種能夠從一條鏈路切換到另一條鏈路接人Internet而仍保持正在進行的通信,并且只使用它的歸屬地址的節(jié)點。移動節(jié)點的歸屬地址是指“一直”地分配給該主機的地址。
移動代理（MobileAgent)分歸屬代理（HomeAgent)和外地代理（ForeignAgent)兩類，它們--般是路由器。其中歸厲代理是歸屬網(wǎng)上的移動代理，是由一個端口與移動節(jié)點歸屬鏈路相連的路由器，它保留宥移動節(jié)點的歸屬地址。當移動節(jié)點離開歸屬網(wǎng)時，歸屬代理需要截收發(fā)往移動節(jié)點的數(shù)據(jù)包，并通過“IP隧道（IPtunnel〉”將這些數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到移動節(jié)點的轉(zhuǎn)交地址。另外，歸屬代理還負責維護移動節(jié)點的當前位置信息。
外地代理位于移動節(jié)點當前連接的外地網(wǎng)上，是在移動節(jié)點所處的外地鏈路上的路由器，它向已注冊的移動節(jié)點提供選路服務。當使用外地代理轉(zhuǎn)交地址時，外地代理負責解除原始數(shù)據(jù)包的隧道封裝*取出原始數(shù)據(jù)包，并將其轉(zhuǎn)發(fā)到該移動節(jié)點。對于那些由移動節(jié)點發(fā)出的數(shù)據(jù)包而言，外地代理可作為已注冊的移動節(jié)點的缺酋路由器使用。
圖2-3表明了這些實體以及它們之間的關(guān)系。

2）移動IP節(jié)點擁有兩個IP地址。
第一個地址稱為歸屬地址（HomeAddress),這是用來識別端到端連接的靜態(tài)地址，也是移動節(jié)點與歸屬網(wǎng)連接時使用的地址。不管移動節(jié)點連接至網(wǎng)絡何處，其歸屑地址保持不變。它用于標識移動節(jié)點。
第二個地址是轉(zhuǎn)交地址(CareofAddress），轉(zhuǎn)交地址就是隧道終點地址。它可能是外地代理轉(zhuǎn)交地址.也可能是配置轉(zhuǎn)交地址。轉(zhuǎn)交地址用于表示節(jié)點當前所在位置和選路。
當轉(zhuǎn)交地址為外地代理轉(zhuǎn)交地址時，它實際上就是外地代理的地址，移動節(jié)點利用它進行注冊。在此地址模式中，外地代理就是隧道的終點，它通過隧道接收數(shù)據(jù)包.解除數(shù)據(jù)包的隧道封裝，然后將原始數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到移動節(jié)點。
而配置轉(zhuǎn)交地址是一個臨時分配給移動節(jié)點的地址，可通過DHCP等外部機制獲得。移動節(jié)點將其與自身的一個網(wǎng)絡接U相關(guān)聯(lián)。當使用這種地址模式時，移動節(jié)點自身就是隧道的終點，執(zhí)行解除隧道功能,取出原始數(shù)據(jù)包。一個配S轉(zhuǎn)交地址僅能被一個移動節(jié)點使用，它是移動節(jié)點在外地暫時獲得的新的IP地址。因為使用外地代理轉(zhuǎn)交地址會使討論復雜化，本文假設移動節(jié)點都使用配置轉(zhuǎn)交地址。
轉(zhuǎn)交地址是僅供數(shù)據(jù)包選路使用的動態(tài)地址，也是移動節(jié)點與外地網(wǎng)連接時使用的臨時地址。每當移動節(jié)點接人到一個新的網(wǎng)絡,轉(zhuǎn)交地址就要發(fā)生變化。
3）代理搜索
為了隨時隨地與主機進行通信，移動節(jié)點必須首先找到一個移動代理，并獲得轉(zhuǎn)交地址。代理搜索（Agent Discovery)就是移動節(jié)點判斷它是連接在歸屬網(wǎng)還是外地網(wǎng)上以及找到所在鏈路上的移動代理的過程。
　　4）位置注冊
移動節(jié)點必須將其位置信息向其歸屬代理進行注冊（Registration),以便被找到。在移動IP技術(shù)中，依賴于不同的網(wǎng)絡連接方式，有兩種不同的注冊規(guī)程。一種是通過外地代理?即移動節(jié)點向外地代理發(fā)送注冊請求消息，外地代理接收并處理注冊請求消息，然后將消息中繼到移動節(jié)點的歸厲代理>歸屬代理處理完注冊請求消息后向外地代理發(fā)送注冊應答消息（接受或拒絕注冊請求），外地代理處理注冊應答消息.并將其轉(zhuǎn)發(fā)到移動節(jié)點。另一種是直接向歸屬代理進行注冊，即移動節(jié)點向其歸厲代理發(fā)送注冊請求消息，歸屬代理處理后向移動節(jié)點發(fā)送注冊應答消息（接受或拒絕注冊請求）。注冊請求和注冊應答消息使用用戶數(shù)據(jù)報協(xié)議（UDP)進行傳送。
當移動節(jié)點收到來自其歸屬代理的代理廣播消息時，它可判斷其已返回到歸屬網(wǎng)絡。此時，移動節(jié)點應向歸屬代理注銷其注冊的位置信息。在試圖注銷注冊之前，移動節(jié)點應配置適用于其歸屬網(wǎng)絡的路由表。當移動節(jié)點發(fā)現(xiàn)它的網(wǎng)絡接人點從-條鏈路切換到另一條鏈路上時，它就要進行注冊。注冊的作用如下：
①移動節(jié)點可以通過注冊得到外地鏈路上的外地代理的路由服務。
②移動節(jié)點可以通知歸屬代理它的轉(zhuǎn)交地址。
③可以使一個要過期的注冊歌新生效。
④移動節(jié)點在回到歸厲鏈路上時要進行注銷。
注冊還有以下另一些功能：
①同時注冊多個轉(zhuǎn)交地址.歸厲代理將送往移動節(jié)點歸屬地址的數(shù)據(jù)包通過隧道送往每個轉(zhuǎn)交地址。
②可以在注銷一個轉(zhuǎn)交地址的同時保留其他轉(zhuǎn)交地址。
③在先前不知道歸屬代理的情況下，移動節(jié)點可以通過注冊動態(tài)地得到一個可能的歸厲代理的地址。
　　5）隧道技術(shù)
當移動節(jié)點在外地網(wǎng)上時，歸厲代理需要將原始數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給已注冊的外地代理。這時歸屬代理使用“隧道技術(shù)”，即將原始IP數(shù)據(jù)包作為凈荷封裝在轉(zhuǎn)發(fā)的IP數(shù)據(jù)包中，從而使原始1P數(shù)據(jù)包原封不動地轉(zhuǎn)發(fā)到處于隧道終點的轉(zhuǎn)交地址。在轉(zhuǎn)交地址處，解除隧道，取出原始數(shù)據(jù)包，并將原始數(shù)據(jù)包發(fā)送到移動節(jié)點。當轉(zhuǎn)交地址為配置轉(zhuǎn)交地址時，移動節(jié)點本身就是隧道的終點，它自身進行解除隧道.取出原始數(shù)據(jù)包的工作。
IETFRFC2003和RFC2004各自定義了一種利用隧道封裝數(shù)據(jù)包的技術(shù)，見圖2-4所示
在RFC2003中規(guī)定為了實現(xiàn)在IP數(shù)據(jù)包中將封裝作為凈負荷的原始IP數(shù)據(jù)包,需要在原始數(shù)據(jù)包的現(xiàn)有頭標前插人一個外層IP頭標。外層頭標中的源地址和目的地址分別標識隧道的兩個邊界節(jié)點。內(nèi)層IP頭標（即原始IP頭標〉中的源地址和目的地址則分別標識原始數(shù)據(jù)包的發(fā)送節(jié)點和接收節(jié)點。除了減小TTL值之外，封裝節(jié)點不改變內(nèi)層的1P頭標。內(nèi)層IP頭標在被傳送到隧道出口節(jié)點期間保持不變。從而使原始IP數(shù)據(jù)包原IP內(nèi)的最小封
圖2-4IP隧道技術(shù)封不動地轉(zhuǎn)發(fā)到處于隧道終點的轉(zhuǎn)交地址。

使用RFC2004定義的IP內(nèi)最小封裝有一個前提條件，就是4原始數(shù)據(jù)包被分片時，不能使用這種封裝技術(shù)，也就是說，數(shù)據(jù)包在封裝之前不能被分片。因此,對移動IP技術(shù)來講.最小封裝技術(shù)是可選的。為了使用最小封裝技術(shù)來封裝數(shù)據(jù)包.移動IP技術(shù)需要在原始數(shù)據(jù)包經(jīng)修改的IP頭標和未修改的凈負荷之間插人最小轉(zhuǎn)發(fā)頭標。顯然，這種最小封裝技術(shù)比RFC2003定義的封裝技術(shù)節(jié)省開銷。當拆裝數(shù)據(jù)包時，隧道的出口節(jié)點將最小轉(zhuǎn)發(fā)頭標的字段保存到IP頭標中，然后移走這個轉(zhuǎn)發(fā)頭標。

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