计算机网络体系结构整理-第九单元移动IP

第九章 移动IP

什么是移动：移动指的是用户连接位置的改变，而不是设备物理位置的改变

移动可以是离散的或连续的

移动IP的基本要求：1、IP地址不变 2、宿地址路由 3、信息量和交互简化 4、安全 5、组播 6、隐蔽

转交地址是分配给移动设备的临时IP地址。它允许归属地代理向移动设备转发消息。

移动IP的基本模型：感知位置变化、获取一外部地址并告知本地代理、继续正常方式通信

代理发现：通过ICMP进行移动代理的请求和通告（移动节点将从代理通告中获得代理地址）

移动检测：1、检查收到的代理通告中的网络地址前缀与当前使用的转交地址的网络地址前缀是否相同；如果不同，则移动节点可以认为它已经移到了一个新的网络2、生存期时间内，移动节点没有再次收到新的生存期值，则表明已失去联系，移动节点要发出代理请求以寻找新的可用的外部代理

注册：1、使移动节点将自己当前的可达性信息通知本地代理2、通过注册，移动节点将在本地代理的注册表中创建一个本地地址与转交地址的移动绑定，它具有指定的生存期3、移动节点如果使用外部代理转交地址，则需要通过该代理进行注册4、移动节点要定期向本地代理进行重复注册，以维持移动绑定的生存期。

移动节点的单播路由：如果移动节点使用外部代理转交地址进行注册，它可以使用这个外部代理作为缺省路由器，其链路地址可从代理通告中获得。

外部代理的单播路由：在收到封装报文后，外部代理如果检查发现报文的内层宿地址与访问者表匹配，则拆封后转发给移动节点，外部代理不能将移动路由器和移动节点的情况告知其他路由

本地代理的单播路由：本地代理必须检查所有到达报文的IP宿地址，若与每个注册过的移动节点的本地地址相同，则按相应的转交地址通过隧道进行转发。本地代理不能用其他端口作为源地址，代理应该支持隧道软技术。

移动节点的广播路由：本地代理收到广播时，要转发给移动绑定中设置了B的移动节点，若设置了D，则本地代理可以使用转交地址将广播封装并转发给移动节点

移动节点的组播路由：两种方法：1、使用外部网络的某个组播路由器转交地址作为组播源地址 2、若本地代理是组播路由器，则可以通过双向隧道加入组播组

代理ARP：是指一个节点不能回答ARP请求时，由另一个节点代为做出ARP响应（给出代理节点的IP地址和链路地址）

无端ARP：主机有时会使用自己的IP地址作为目标地址发送ARP请求。如果收到ARP响应表明存在重复地址，当一个设备收到一个arp请求时，发现arp缓冲区中已有发送者的IP地址，则更新此IP地址的MAC地址条目。因为它不是经过其他主机的ARP请求广播后发出的ARP广播，所以叫无故ARP

移动节点在外部网络时的ARP处理：在发送注册请求前，除了与外部代理的通信外，移动节点关闭对ARP请求的处理。移动节点的本地代理接受移动节点的注册后它要执行无端ARP广播以体制所有的本地节点，并启动代理Arp功能回答所有对这个移动节点的ARP请求

移动节点回到本地网络后的ARP处理：在发送注册请求前，移动节点首先恢复ARP请求的处理功能，移动节点进行无端ARP广播，更新网络各节点的ARP块表。移动节点的本地代理接受了该注册之后，它应该停止为这个移动节点发送代理ARP报文，并执行一个无端ARP广播以更新网络节点的ARP块表。

反向隧道：反向隧道的起点是移动节点的转交地址，终点是本地代理。报文由外部代理进行封装之后传送至本地网络，再汇入正常的路由。

 

移动节点到达外部网络后，要从代理通告中选择使用支持反向隧道的外部代理。

不同地址空间支持：1、移动节点可能会进入其本地地址不可达的外部网络2、反向隧道的前提是外部代理和本地代理处在同一个地址空间中，彼此可达。

有限私有地址方案：两个移动节点使用相同的私有地址且访问同一个外部代理，但它们的本地代理必须是不一样的。外部代理通过不同的链路地址区分这两个移动节点，并将它们的报文转发给各自的本地代理，本地地址对于外部代理是无意义的。

路由优化：路由优化的目的是改进正常的移动IP机制所产生的三角路由现象1、允许网络节点将移动节点的绑定缓存下来，直接转发给其转交地址，旁路掉本地代理2、将基于过时的绑定内容的报文按新的转交地址进行转发。

发送报文时要检查绑定快表，如发现报文宿地址与绑定快表中的本地地址匹配，则将报文宿地址改为对应的转交地址。

如果本地代理拦截到某个源点发往移动节点的报文，表明该节点没有这个移动节点的移动绑定信息。于是本地代理将向这个节点发送一个绑定更新报文，以便让随后的报文直接发往移动节点的当前网络。

移动节点的快速切换：1、切换的延迟问题：移动节点只能与直接相连的外部代理通信（L2切换）注册请求在网络中传输需要一定的时间，而在此期间移动节点不能发送和接收报文2、改进方案：移动节点要在完成L2切换之前在新外部代理预先建立地址注册状态，网络在处理切换过程中不中断服务。

前注册切换：1、为加速切换过程，原外部代理可以预先定期请求并缓存从各个新外部代理发来的通告信息，构成一张邻接表2、移动节点在发送信息之前要进行移动检测确认到nFA的链路已建立。

后注册切换：后注册切换过程不涉及移动节点。原外部代理成为该移动节点的移动锚定点，称为锚定外部代理。移动节点移向新外部代理时，移动节点继续利用双向边缘隧道来使用这个锚定外部代理。这个双向隧道将保持到移动节点新地址注册的完成。

两方的后注册切换：当移动节点接收到L2-LU，它可以发起移动地址注册过程。如果MN还要移动且不准备启动地址注册过程，则oFA成为aFA

三方的后注册切换方式：，移动节点与锚定外部代理建立固定隧道，锚定外部代理与当前外部代理建立可移动的隧道，实现移动节点与当前外部代理之间的通信。nFA首先检查其访问者快表，看自己与MN之间是否已经有隧道存在

Mobile IPv6 Operations：步骤1：路由器广告：路由器发送，让MN知道它的位置，告诉MN-HA的IP；Mn存储HA的IP 2、MN移动到外部网络3、路由器广告Mn通过无状态地址获得自动配置，存储CCOA  3’ 从DHCPv6获得状态CCOA  4、向HA发送绑定更新，从HA获得绑定确认5、为MN发送邻居广告6、CN启动连接，向MN的IP发送数据包，但是用的HA的MAC  7、封装数据包（IP中的IP），将包裹传到MN  8、通过路由器应答CN的数据包，捎带绑定更新8、搬回家庭网络，接收路由器广告，发送BU到HA和CN