移动ip

移动IP工作原理概述(高)

原理, 概述

随着信息技术的飞速发展，在固定的场所通过固定的线路进行网络通信的方式已经不能满足人们的需要了，人们希望有朝一日能够象使用手机那样，在移动中实现对网络的不间断访问、在移动中享受网络提供给我们的各种服务，毕竟手机提供给我们的服务还是太少了。本文所要讲到的移动IP技术正是为了实现这一目的而设计的。

一、移动IP的基本含义

简单的说，移动IP是一种计算机网络通信协议，它能够保证计算机在移动过程中在不改变现有网络IP地址、不中断正在进行的网络通信及不中断正在执行的网络应用的情况下实现对网络的不间断访问。

移动IP的这一特性特别适用于无线通信网络，因为只有无线网络中的通信设备能够实现真正意义上的移动。很难想象在有线网络中计算机怎样才能在既不改变自身IP地址又不影响正在执行的网络应用的情况下从一个网络链路移动到另外一个网络链路。可以说，无线网络技术与移动IP技术是密切联系、相辅相成的。一方面，无线网络为移动IP的实现提供了适合的环境；另一方面，移动IP技术的应用能够实现无线网络中的漫游功能。

从字面上看，很容易混淆移动IP与动态IP这两个完全不同的概念，通过上面的介绍，大家应该对移动IP有了一个初步的认识。而动态IP指的是局域网中的计算机可以通过网络中的DHCP服务器动态地获得一个IP地址，而不需要用户在计算机的网络设置中指定IP地址，这一点相信大家也比较熟悉，因为动态IP和DHCP经常会应用在我们的实际工作环境中。另外，移动IP的目的在于实现移动过程中的不间断网络访问，而不单纯是可移动设备对网络的访问。例如，您可以将一台轻便小巧的笔记本电脑带在身边，在需要上网的时候，将它连接在单位的局域网上（如果您在单位的话）或通过笔记本的PCMCIA MODEM卡及电话线（如果您在家中或出差在外的话）进行上网。在此，除了可以比较方便地把笔记本拿到其他地方上网以外，这两种上网的方式与固定设备（如台式机）的上网方式没有什么不同。而移动IP所要解决的是如何让这台笔记本电脑在移动的过程中（例如，当您在行驶的汽车或火车上时）对网络进行访问，而且当您跨越不同的网络覆盖区域时，您会毫无察觉，因为这种移动对上层的网络应用来说是透明的，它丝毫不会影响您正在进行的网络通信。

二、移动IP涉及的几个主要概念

为了方便下面的介绍，有必要先将移动IP实现过程中涉及到的几个主要概念描述一下，这几个概念包括移动节点（Mobile Node）、本地链路（Home Link）、移动节点的本地IP地址（Home Address）、本地代理（Home Agent）、外部链路（Foreign Link）、移动节点的转交地址（care-of address）、外部代理（Foreign Agent）、隧道（tunnel）。

1、移动节点（Mobile Node）

移动节点指的是处于移动中的计算机通信设备，该设备一般安装有无线网卡或无线收发器，因此具备无线通信功能。关于无线网络及无线网络设备的有关内容不是本文讨论的重点，在此不做专门介绍。

2、本地链路（Home Link）

本地链路指的是与移动节点具有相同IP网络前缀（network prefix）和网络掩码的网络链路。例如，移动节点的IP地址为100.100.100.10,网络掩码为255.255.255.0,那么本地链路指的就是IP网络前缀为100.100.100.0的网络链路。

可以这么说，本地链路是移动节点原来所处的链路，在该链路上移动节点可以象其他设备那样进行正常的工作，而不需要移动IP的支持（当移动节点从外部链路移回到本地链路时除外，这种情况下面将有专门的介绍）。

3、移动节点的本地IP地址（Home Address）

移动节点的本地IP地址指的是移动节点在本地链路上时所指定的IP地址。如前面例子中提到的100.100.100.10。

4、本地代理(Home Agent)

本地代理指的是位于本地链路上的具有下述代理功能的路由器：

（1）能够在本地链路上广播发送代理广告（Agent Advertisement）,以便移动节点判别自己所处的位置；

(2)能够响应移动节点的注册请求（Registration Request），将移动节点在外部链路上获得的转交地址（care-of address）与移动节点本地IP地址的对应关系添加在一张映射表中；

（3）能够响应移动节点的取消注册请求（Deregistration Request），将移动节点在外部链路上获得的转交地址（care-of address）与移动节点本地IP地址的对应关系从映射表中删除；（4）能够中途截取目标地址为移动节点本地IP地址的IP数据包，并通过隧道（tunnel）将它们转发给位于外部链路上的移动节点。

5、外部链路（Foreign Link）

外部链路是相对于本地链路而言的，指IP网络前缀不同于本地链路的其他链路。例如，在前面所举的例子中，本地链路为100.100.100.0,那么网络前缀为200.200.200.0的网络链路相对于这个本地链路来说就是外部链路了。

6、转交地址（Care-of address）

转交地址是指移动节点移动到外部链路上时获得的IP地址。转交地址具有与外部链路相同的网络前缀。如本地地址为100.100.100.10的移动节点移动到网络前缀为200.200.200.0的外部链路上时，它所获得的转交地址可能会是200.200.200.25，其网络前缀为200.200.200.0。本地代理通过隧道将中途截取的IP数据包转发给移动节点时，使用转交地址作为转发数据包的目标IP地址。转交地址又可分为外部代理转交地址（foreign agent care-ofaddress）和配置转交地址（collocated care-of address）。

7、外部代理（Foreign Agent）

外部代理是位于外部链路上的具有以下代理功能的路由器：

（1）能够在外部链路上广播发送代理广告（Agent Advertisement）,以便移动节点判别自己所处的位置；

（2）能够协助移动节点将注册请求/取消注册请求发送给移动节点的本地代理；

（3）能够为移动节点提供可用的转交地址；

（4）能够将本地代理通过隧道发送给移动节点的IP数据包进行解包，然后再发送给移动节点。

8、隧道（tunnel）

隧道指的是当移动节点位于外部链路上时，本地代理将中途截

取到的目标地址为移动节点本地IP地址的IP数据包（以下称为源数据包）再进行网络层的封装，再次封装后的IP数据包的目标IP地址为移动节点的转交地址、有效载荷（payload）为截取到的源数据包。通过隧道发送给移动节点的IP数据包将由外部代理或移动节点进行解包，然后再由移动节点对解包后所得到的源数据包进行处理。

以上是几个与移动IP密切相关的概念，在下面的讲述中，您将会对它们有更深的了解。

三、移动IP的工作原理

在介绍移动IP的工作原理之前，先看一下为什么要为外部链路上的移动节点分配一个转交地址？为什么要使用隧道进行IP数据包的再次封装？原因很简单，因为经过再封装后的IP 数据包的目标IP地址为外部链路上的IP地址，因此有利于该数据包通过正常的路由途径从