IP技术及应用之四—移动IP网络(2学时)

移动因其固有的特性给网络设计带来如下问题

在不同类型网络中支持移动性，给认证、当移动的节点穿越网络和设备的时候，其移动节点体积小，能耗及性能是移动网络中特别3

寻址——

IPv4网络随着网络规模的不断扩大，越来越多的移动、无线通信设备加入到Internet 中时，地址空间问题显得尤其重要。在IPv6网络的设计中，对移动网络的支持是一个重要的组成部分。

在全球覆盖范围内采用外地代理技术代价昂贵，并且外地代理常常会由于信号衰减和干扰而变得无法使用。

考虑到无线电波的能量限制和频道利用率等问题，一台移动主机必须采用多个跳数的通信方式。在这种方式中源移动主机发送出去的包被几个中间节点的主机相继传递直到最后到达目的主机。

基于多跳路由的Ad Hoc 网络相对单跳网络有如下优点：由于采用多跳的方式，数据包能够绕过障碍物寻径到目的地，不容易受到物理条件的限制。

有利于空间的利用。如果在基站范围内有大量的节点

进行点到点的通信，那么这种通过小半径范围多跳传输方式所得到的吞吐量将比全部利用基站采取单跳方式传输得到的吞吐量要高的多。

通过小半径范围多跳传输方式所消耗的电池能量将比利用基站采取单跳方式所消耗的电池能量要少，特别对于那种点到点的传输更是如此。而节约能量对于移动节点来说非常重要。

7

4.2 移动IP 协议

移动IP 协议由IETF 的Mobile IP 工作组制定，是网络层解决方案。

名词：

(1)节点：指路由器或者主机。

(2)家乡链路：该链路上的网络前缀与移动节点家乡地址的网络前缀相同。标准的IPv4路由机制将会把发往移动节点家乡地址的分组转发到移动节点的家乡链路上。(3)外地链路：非移动节点家乡链路的网络链路。(4)访问链路：移动节点目前所处的外地链路。

(5)通信对端(Correspondent Node ，CN)：与移动节点通信的节点，既可以是移动的，也可以是固定的。

9

移动节点拥有两个IP 地址：

转交地址，它是移动节点在外地链路上时由外地代理分配的临时IP 地址，是连接家乡代理和移动节点的隧道的出口。转交地址可以是外地代理的IP 地址(称为“外地代理转交地址”)，也可以是暂时分配给移动节点的某个端口的IP 地址(称为“配置转交地址”)，其网络前缀必须与移动节点当前所在外地链路的网络前缀相同。转交地址标识了移动节点当前的物理连接位置，反映了当前的网络拓扑，移动节点通过注册过

程在家乡代理中对转交地址进行登记。

移动到12

第一种方式是通过代理广播消息中ICMP 路由器广播部分的生存时间域来判断。移动IPv4协议规定，家乡代理和外地代理发送代理广播消息的时间间隔不能超过Lifetime 所指明的时间的1／3。

Ø如果移动节点在时间Lifetime 内都没有收到原代理的代理广播消息，则表明节点已经离开了先前所在的链路。此时如果移动节点收到新的代理的代理广播消息，它就向这个新的代理进行注册。

Ø如果移动节点没有收到任何广播消息，那么它就发送代理请求消息进行询问。

13

2.注册实现以下功能：

(1)移动节点通过注册得到外地链路上的外地代理的路由服务。

(2)移动节点通知家乡代理它的当前转交地址。(3)可以使一个即将过期的注册重新生效。(4)移动节点回到家乡链路后通过注册实现注销。

移动IPv4定义了两种不同的注册过程——

另一种是移动节点通过外地代理的中继向家乡代理注册，当移动节点使用外地代理转交地址时采用该方式，如右图所示。

注册过程需要交互两种消息注册请注册这16

3.传送单播数据的基本工作机制

三角路由——由通信对端送给连接在外地链路上的移动节点的数据包先被路由到它的家乡代理上，然后经隧道送到移动节点的转交地址，而由移动节点发出的数据包却被直接路由到了通信对端，这构成了一个三角形。造成三角路由的根本原因是通信对端不知道移动主机的当前转交地址。

19

解决办法——路由优化（绑定消息）

移动节点可以通过向通信对端发送地址绑定信息(<家乡IP 地址，转交地址>对)的方式避免三角路由。通信对端通过查找缓存中移动节点的地址绑定信息获得转交地址，然后直接通过隧道将报文发送给该转交地址。

除了需要移动节点、家乡代理和外地代理有适当的修改以支持移动网络，它还需要通信对端也做相应的修改，使其能够处理与绑定有关的绑定更新等协议报文。这样对于Internet 上的很大一部分计算机都要做修改。

安全问题。如果地址绑定信息没有有力的认证机制，那么就很容易受到拒绝服务攻击。

21

2.源路由

源路由存在问题——

安全问题：当源路由选项中指明‘‘远程重定向”要求接收者进行反转时，一般都需要对其发送的分组进行认证，但是对源路由进行反转的节点则一般情况下都不会进行认证。这样，恶意的节点可以假冒移动节点发送伪造的源路由信息。

在理虽很

25

移动IPv6与移动IPv4概念对比如下表所示。

移动移动移动27

当移动节点离开家乡链路后，除了拥有家乡地址，它还具有一个或多个转交地址。移动节点家乡地址与转交地址之间的对应关系就是该节点的绑定信息。移动节点不管是在家乡链路还是外地，都可以通过他的家乡地址找到。

通过使最