移动IP

RFC4651 MIPv6 路由优化分析 RFC4721 更新RFC3344 RFC4857 MIPv4区域注册 RFC4877 MIPv6与IKEv2和IPSec的交互 RFC4881 MIPv4低延迟切换 IETF 2005
IETF 2007 IETF 2006
RFC4885 子网移动性支持术语 RFC4886 子网移动性支持目标和条件 RFC4887 子网移动性支持家乡网络模型 RFC4888 子网移动性路由优化问题说明 RFC4889 子网移动性路由优化解决方案分析
断是否把BU的转交地址换成新的转交地址 ）
BU中的生存期域的值
此绑定所剩余的生存期值 先前给这个目的地所发送的BU中的序列号的最大值 最后一个被发往目的地的BU的时间（在限制BU重发频率
时有效 ）
若在BU中将“A”置位，重发BU所需要的规则
标志位 与CN相关的BU的列表条目中还应该包括与return
成通信的中断；

采用特定主机路由
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。

移动IP基本上可以克服上述的各种缺点
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； 可以在多种媒介之间提供移动功能； 可以实现任意大范围内对移动性的支持。
处理绑定
接收绑定更新BU 绑定缓存的维护
发送绑定确认BA
发送绑定刷新BR请求
HA的操作
数据结构（绑定缓存和HA列表） HA列表
HA的链路本地地址 HA的一个或多个全球IP地址 该条目的剩余时间 该HA的优先级
HA的操作
处理移动头
处理绑定
数据包处理
动态HA地址发现 发送前缀信息给MN
通信节点
通信节点以后 就直接和移动 节点的当前位 置进行通信
注册
网络A（家乡网络） 家乡代理 网络C（移动节 点所在外地网） 移动节点
家乡代理利用隧道将
数据包传送给移动节点
CN的操作
数据结构（绑定缓存）
MN的家乡地址 MN的转交地址
生存期限
绑定更新报文的序列号值 标志位 条目使用信息
Columbia Mobile IP 1991 1990 MIP 1994 IETF MIP 1996 RFC 2002 RFC 2003 RFC 2004 RFC 2005 RFC 2006 2000 IP移动性支持 IP封装 IP的最小化封装 IP移动性支持的适用性声明 使用SMIv2结构的移动IP可管理对象的定义 2005 2010
RFC-2344：定义了移动IP反向隧道，RFC-3024则对之进行
了修订；
RFC- 2006 、2794、3012、3519、3543等。
基本概念
移动节点
位置经常发生变化，即经常从一个链路切换到另一个链路的节点
（主机）。
家乡地址
移动节点所拥有的永久IP地址，一般不会改变，除非其家乡网络 的编址发生了变化。对于和移动节点通信的主机来说，它与认为 一直和移动节点的家乡地址进行通信。
目的选项域 MN转交地址 数据载荷
源地址域 MN转交地址
目的地址域 CN地址
目的选项域 MN家乡地址 数据载荷
MN接收处理
源地址域 CN地址 目的地址域 MN转交地址 路由头域 MN家乡地址 数据载荷
源地址域 CN地址
目的地址域 MN家乡地址
路由头域 MN转交地址 数据载荷
源地址域 CN地址
目的地址域 MN家乡地址 数据载荷
真正的移动；
低的切换延迟；
配置简单；
与下层协议的无关性。
移动IPv4存在的问题
存在三角路由的问题，效率比较低； IPv4地址空间本来就不足，转交地址的分配困难； 缺乏相应的安全机制。
第三部分 移动IPv6
发展历程
1996年IETF推出了移动IPv6的第一个草案；
2004年6月正式推出了建议标准RFC 3775；
家乡代理和前缀管理
动态家乡代理发现 发送移动前缀请求 、接收移动前缀通告
移动
移动检测 形成新的转交地址 回到家乡链路
处理绑定
一个专有地址上网。
在未来的IPv6网络中，网络节点的概念不只局限在传统的主机，
还包括各种智能设备，如汽车等，加上IPv6对移动IP的良好支持， 移动IP将大有用武之地。
移动IP的优势
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IP地址
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
年
第二部分 移动IPv4
发展过程
1992年6月由IETF的移动IP工作组开始制定，并于1996年11
月公布了建议标准。
主要内容包括下面的RFC文件：
RFC-3344：定义了移动IP协议；（最早是RFC2002）； RFC-2003、2004和1701：定义了移动IP中用到的3种隧道； RFC-2005：叙述了移动IP的应用；
Binding Error（BE） Binding Refresh（BR）
注册（向家乡代理和通信节点） 移动消息
二层切换
三层切换 其他：一些和移动IPv6安全相关的概念
移动IPv6 的工作原理
网络B
通信节点
检测到自己的 位置发生了变化 广播路由器通告 网络A（家乡网络） 家乡代理 移动节点 网络C（移动节 点所在外地网） 路由器 移动节点
主要的操作
处理移动头 处理数据包 执行Return Routability 过程 处理绑定
CN接收处理过程
检查 接收
源地址域 MN转交地址 目的地址域 CN地址 目的选项域 MN家乡地址 数据载荷
源地址域 MN家乡地址
目的地址域 CN地址
目的选项域 MN转交地址 数据载荷
源地址域 MN家乡地址
RFC4295 MIPv6管理信息库 NEMO RFC4068 快速MIPv6 RFC4433 MIPv6动态HA分配 RFC 3963 RFC4140 层次MIPv6 RFC4449 用静态共享密钥保证MIPv6的安全 2005/1 RFC4225 MIPv6 RO安全设计 RFC4487 MIPv6和防火墙的问题说明 M IPv6 RFC4260 基于WLAN的FMIPv6 RFC 3775 RFC4283 MIPv6的MN标识选项 nemo工作组出台第一个RFC 2004 RFC4285 MIPv6认证协议 IETF 2003 移动IPv4工作组（mip4）成立 RFC 3344 RFC 3344取代RFC 2002 移动IPv6工作组（mip6）成立 2003 移动IPv6信令与切换最优化工作组（mipshop)成立 MIPv6 draft 网络移动性工作组（nemo）成立 1996 1996-2004 24项草案出台
移动IP的设计要求
移动节点在改变数据链路层的接入点后应仍能与因特
网上的其他节点通信；
无论移动节点连接哪个数据链路层接入点，它应仍能
用原来的IP地址进行通信；
移动节点应能与不具备移动IP功能的计算机通信； 移动节点不应比因特网上的其他节点面临新的或更多
的安全威胁 。
移 动 互 联 网 发 展 过 程
获得转交地址
网络B 建立绑定缓存
通信节点
绑定确认
绑定更新 绑定更新 网络A（家乡网络） 家乡代理 网络C（移动节 点所在外地网） 移动节点
建立绑定缓存
绑定确认
网络B
通信节点
通信节点以后 就直接和移动 节点的当前位 置进行通信
网络A（家乡网络） 家乡代理
网络C（移动节 点所在外地网） 移动节点
网络B 通信节点向移动节点 的家乡地址发送数据包
家乡链路
移动节点最初所在的网络，其网络前缀和移动节点的前缀一致。
主要用于保持移动节点的 位置信息，当移动节点外出时，负责把发给移动节点的数据包
转发给移动节点。
转交地址
当移动节点切换到外地链路时，与该节点相关的一个IP地址。
当移动节点和其他节点通信时，并不直接使用转交地址做目的
移动节点（Mobile Node, MN）
通信节点 （Correspondent Node，CN）
其他基本概念
家乡地址 家乡链路 家乡子网前缀 外地链路 外地子网前缀
转交地址 绑定（Binding）
Binding Update（BU）
Binding Authorization（BA）
处理绑定
MN注册
MN取消注册
数据包处理
为MN截获数据包
把数据包隧道至MN
处理从MN来的逆隧道包
保护Return Routability包
MN的操作
数据结构（绑定更新BU列表，记录本MN 所发送的
每个BU的信息 ）
BU 目的节点的IP地址
发送此BU的MN的家乡地址
BU中包含的转交地址 （用于当转交地址改变时，MN 判
网络A（家乡网络） 家乡代理
网络C（移动节 点所在外地网） 外地代理 移动节点
家乡代理利用隧道将
数据包传送给外地代理
外地代理从隧道中解出
数据包并发送给移动节点
工作原理 （无外地代理）
网络B
通信节点
检测到自己的 位置发生了变化 向家乡代理注册 网络A（家乡网络） 家乡代理 移动节点 网络C（移动节 点所在外地网） 移动节点
目的地址域 CN地址 数据载荷
CN发送处理过程
源地址域 CN地址 目的地址域 MN家乡地址 数据载荷
源地址域 CN地址
目的地址域 MN家乡地址
路由头域 MN转交地址 数据载荷
源地址域 CN地址
目的地址域 MN转交地址
路由头域 MN家乡地址 数据载荷
Return Routability 过程
检测CN和HA之间是否可达 检测CN和MN之间是否可达
此外，IETF还提出了针对移动IPv6的安全（RFC
3776）和快速切换等方面的标准和草案。
移动IPv6所处的层次
应用层 应用层
传输层
节点的移动对上 面各层是透明的
传输层
IPv6层 移动IPv6层
IPv6层 移动IPv6层
子网层
子网层
移动IPv6中的功能实体
移动IPv6中的功能实体有三个:
家乡代理（Home Agent, HA）
网络B
通信节点
检测到自己的 位置发生了变化 向家乡代理注册 网络A（家乡网络） 家乡代理 移动节点 进行代理广播 网络C（移动节 点所在外地网） 外地代理 移动节点
获得一个转交地址
网络B 通信节点向移动节点 的家乡地址发送数据包
通信节点
移动节点使用 家乡地址根据 标准路由规则 同通信节点保 持联系
移动路由技术
北京交通大学 下一代互联网互联设备国家工程实验室 苏伟
第一部分 移动IP简介
移动IP技术产生的源动力
随着IP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，而是希望能够提供灵活的上网方式。
无线互联网的发展，要求IP网络能够提供对移动性的良好支持。 个人通信时代的到来，要求用户在任何地方都可以利用自己的
地址或源地址，但若没有转交地址就不能维持通信。当家乡代 理向移动节点转发数据时，要用转交地址做隧道的出口地址。
转交地址可以分为配置转交地址和外地代理转交地址两类。
外地代理
移动节点所在外地链路上的一台路由器，当移动节点的转交地址由它提供 时，用于向移动节点的家乡代理通报转交地址、做移动节点的默认路由器、 对家乡代理转发来的隧道包进行解封装，并交付给通信节点。
获得一个配置转交地址
网络B 通信节点向移动节点
的家乡地址发送数据包
通信节点
移动节点使用 家乡地址根据 标准路由规则 同通信节点保 持联系
网络A（家乡网络）
家乡代理
网络C（移动节 点所在外地网）
移动节点
家乡代理利用隧道将
数据包传送给移动节点
移动IP如何体现自己的优势
对上层来说，移动节点始终使用自己的家乡地址，这样才是
routability 过程有关的消息
MN的操作
处理移动头 数据包的处理 家乡代理和前缀管理 移动 Return routability 过程
处理绑定
MN发送处理
通过反向隧道 直接发送
源地址域 MN家乡地址 目的地址域 CN地址 数据载荷
源地址域 MN家乡地址
目的地址域 CN地址
隧道
一种数据包封装技术，广义的讲，就是把一个数据包封装在另一个数据包 的数据净荷中进行传输。在移动IP中，当家乡代理截获发给移动节点的数据 时，就要把原始数据封装在隧道包内，隧道包目的地址是转交地址。当外地
代理（或移动节点）收到这个隧道包后，解封装该包，把里面的净荷提交给
移动节点（或上层）。
工作原理