移动ip的作用

在这里，我们要决定节点切换链路的速度，以及每一次切换时必须增加、删除和更改的
特定主机路由的数目。为此，看一下图3 - 2，当主机2切换到主机B与路由器B相连的那条链路
上时，必须发送以下几条路由的更新信息：
1) 删除路由器3 上的特定主机路பைடு நூலகம்。
2) 删除路由器4 上的特定主机路由。
3) 将路由器2上特定主机路由的下一跳地址改为路由器A。
性，数据包就按上面的步骤一步一步地发向路由器B。
这就得出了I P路由技术的一个重要原则：想到达某一个特定地址的I P包，将被选路到对
这个地址的网络前缀广播了可达性的那些路由器上。
如果节点并没有在它的网络前缀所指示的那条链路上，那么发向该节点的数据包就找不
到目的主机了。显然，这意味着该主机不再可能和别的任何主机通信了！因此，一台主机要
络前缀不同的那些链路。
这样，前一节中所讨论的I P路由技术的原则可以写成：没有特定主机路由时，只有当节
点连接在家乡链路上时才可能接收数据包。也就是说，当节点连接在外地链路上时，如果没
有特定主机路由就无法进行通信。
3.2.2 特定主机路由解决方案好吗
现在再来定义一些术语。移动性是指当节点改变它连接的链路时，仍可以采用原来的I P
在继续讨论之前，还有一些术语需要介绍一下。为了与移动I P的术语统一，我们做出以
下定义：
1) 家乡链路（Home Link） 是指一个节点应该在的链路，也就是与节点的I P地址具有相
第3章移动IP的作用使用23
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24使用第一部分导论
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同网络前缀的链路。
2) 外地链路( Foreign Link) 除家乡链路以外的链路，也就是网络前缀与节点的I P地址网
以目的I P地址的网络前缀部分来决定路由。这意味着，各节点在同一条链路上的端口必须具
有相同的网络前缀。
为了表明为什么要这样规定，我们可以来看一下图3 - 1中所示的情况，当主机离开与它具
有相同网络前缀的那条链路，移到具有不同网络前缀的另一条链路上时会发生什么。
在图3 - 1中，主机4的I P地址的网络前缀为2 . 0 . 0，但主机4被连到网络前缀为4 . 0 . 0的链
2) 对每个可移动节点来说，最少需向多少个节点广播特定主机路由。
3) 移动节点在链路间移动的速度，以及每次移动节点切换链路时需要增加、删除和改动
多少条特定主机路由。
另外，像前面介绍路由表的生成机制时那样，还需确定采用特定主机路由是否会牺牲因
特网路由的可靠性。最后，还必须考虑安全性。
1. 移动节点的数目
地链路上，两种箭头分别表示发往主机2的数据包在下面两种情况下经过的路径：
图3-2 向在外地链路上的移动节点发送数据包
主机2的本地链路
网络前缀路由指示的缺省数据流向
需要的数据流向
路由器1
路由器A
路由器B
路由器2 路由器3 路由器4
主机2的外部链路
主机2
主机B
主机1
1) 实线箭头表明了当节点指向主机2 的家乡链路的网络前缀路由时，数据包的转发路径。
阅读本章需要一些基本的计算机连网和I P路由知识，建议对这方面缺乏了解的读者先看
一下第二章。正如前面已指出的，本章和本书绝大部分的重点是针对I P v 4而不是I P v 6。
3.1 当节点换了一条链路时会发生什么
如第二章所述， I P节点(包括主机和路由器)以I P报头为基础来做转发决策，更具体些，是
2) 路由器A在它的路由表的第三项找到到达网络2 . 0 . 0的路由，即从端口“ c”到达下一跳
——路由器B（3 . 0 . 0 . 2 5 3）。因此路由器A将数据包转发给了路由器B。
3) 对于目的地址的网络前缀等于2 . 0 . 0的包，路由器B有一条直通路由。因此，路由器B将
数据包从以太网B上的端口“b”发了出去。然而，这个数据包是无法进行发送的，因为主机4
1) 必须至少向从移动节点的家乡链路到外地链路沿途的所有节点传送特定主机路由。
我们想确认，特定主机路由是否是在因特网中解决可移动性的可行方案。因此，需要决定在
全球因特网中，只对那些没有连接在家乡链路上的节点采用特定主机路由是否可行。
为弄清楚这一点，应了解一下使节点在因特网上能移动所需的特定主机路由的数目，可
以看出，这个数目决定于以下因素：
1) 因特网上的可移动节点的总数。
据包时会发生什么情况：
1) 主机1产生一个I P源地址为1 . 0 . 0 . 1、目的I P地址为2 . 0 . 0 . 4的I P包，在主机1的路由表中，
与这个地址相匹配的唯一路由就是缺省路由，它指明I P包可以通过端口“a”到达下一跳—路
由器A（1 . 0 . 0 . 2 5 4）。因此，主机A将数据包转发给了路由器A。
2) 虚线箭头表明了节点向在外地链路上的主机2 发送数据包时的路径。
对于那些实线箭头和虚线箭头指向不同方向的节点，就必须要提供一条主机2 的特定主机
路由。在图中，这样的节点有：所有在主机2 的家乡链路上的主机和路由器、路由器1、路由
器2、路由器3和路由器4。注意，路由器A和路由器B并不需要特定主机路由。
回忆一下前面的内容，我们说过当路由表中有多个匹配的项时，节点必须选择匹配的前
缀长度最长的那条作为路由。也就是说，与网络前缀路由相比较，节点必须优先选择特定主
机路由，只在没有匹配的特定主机路由或网络前缀路由时才可以采用缺省路由。
因此，对图3 - 1中所示向主机4发送I P包的问题，可以通过在路由器A、路由器B和路由器C的
路上。图中还给出了路由器A的路由表，路由表的前两项为与路由器A直接相连的链路指
明了路由，而后两项分别指明了通过路由器B到达网络2 . 0 . 0和通过路由器C到达网络4 . 0 . 0
的路由。
图3-1 主机的移动
以太网A
主机1
a a a c
c
b b b
c
主机2
主机3 主机4
3.0.0.253 2.0.0.3 2.0.0.4
再做几个类似的例子，我们很快就会发现，至少处在从移动节点的家乡链路到外地链路
的路径上的所有节点都需要主机2 的特定主机路由。在全球因特网中，这个节点数目很容易
达到几百个，具体数目要取决于家乡链路和外地链路的距离。因此，每个移动节点可能需要
向因特网中的几百个节点传送特定主机路由。
3. 节点切换链路的速度
告一个“好人”的位置，那么，这个“好人”就再也不可能收到任何数据了。这就是说，必
须有一些认证机制，这就需要对现有的路由协议做改动。在后面的章节中，我们还会更多地
讨论安全威胁，现在只需注意到存在威胁，而移动I P有一些特定的考虑来对付这些威胁。
第3章移动IP的作用使用25
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6. 结论
作为总结，以下几点使得利用特定主机路由方案解决因特网的移动性失去可行性：
并没有像它的网络前缀所指示的那样连在以太网B上，这时，路由器B会向包的源主机—主
机1发送一条ICMP 主机不可到达错误报文（ Host Unreachable）。
在这个例子中，我们假设各路由器的路由表项是通过动态路由协议得到的，并且路由器B
会根据要求广播对网络2 . 0 . 0的可达性。注意，由于路由器B广播了对主机4的网络前缀的可达
解决方案应在节点切换链路时不至于引起大量的路由更新。
4. 这种方案是否可靠
进一步地，我们注意到，如果只向最小数目的节点传送特定主机路由（即从家乡链路到
外地链路路径上的所有路由器），那么，当这些路由器与它们之间的链路有一个发生故障时，
移动节点的数据包传送就会中断。也就是说，若采用最小数目的特定主机路由来实现节点的
邻节点变为路由器B的邻节点时，路由器2将成为主机2的分支节点。
普遍的原则是这样的：从分支节点到旧链路，沿途所有节点内的特定主机路由必须删
除；从分支节点到新链路，沿途所有节点必须加入特定主机路由；分支节点本身必须将路由
改成指向新链路。为此，必须向所有这些节点发送合适的路由更新信息。
如果移动节点频繁地切换链路（这在无线链路中是常见的情况），那么，好的移动因特网
地址保持现有的所有通信。移动节点是指具有移动性的节点，即节点可以离开一条链路，连
接到另一条链路上，而仍用原来的I P地址保持通信。远程打印、远程登录和文件传送等应用
都要求一个节点从一条链路移动到另一条链路时不要中断通信。
前面我们已经知道了为什么因特网路由技术不可能普遍采用特定主机路由。在这一节中，
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第3章移动IP的作用
这一章想说明为什么现在的因特网需要移动I P，提出移动I P是为了解决什么问题。首先，
我们指出对于那些经常移动位置的计算机来说，要想发送I P包，现在的因特网路由技术是无
能为力的，并且说明为什么现有的解决办法对这个问题实际上都不可行。然后，说明移动I P
特别吸引人的一些特性，以至于在并不是必需的情况下人们也愿意用它。
路由表中加入一条特定主机路由来解决。可以练习一下这些路由表表项是怎么样完成I P包发送的。
Router A: {Ta rget/Prefix-Length = 2.0.0.4/32, Next Hop = 3.0.0.252, Interface =“c”}
Router B: {Ta rget/Prefix-Length = 2.0.0.4/32, Next Hop = 3.0.0.252, Interface =“c”}