第七章移动互联网与移动IP

　　　　第七章移动互联网与移动IP

本章延续前几章节，对该章节内容进行归纳总结。

文章中的Why表示产生的背景，也就是说为什么会产生该技术，What表示该技术是什么，How表示该技术是如何使用的。以下将用字母表示各问题。

1） 移动互联网

What：互联网与移动通信应用高度的融合

在日常生活中的计算机网络-WiFi、WiMax、电信网3G/4G都属于移动互联网的无线传输网。

 

2） 移动IP（移动互联网发展基础）

先讲几个基本的概念：

移动节点：在链路之间或网络之间移动的主机或路由器。

Why：

　　早期的Internet每一台主机都要被分配一个唯一的IP地址或动态分配一个.IP地址标识一台主机连接网络的网络号和主机号，Internet中主机之间数据分组传输的路由通过网络号来决定。路由器根据分组目的的IP地址，通过查找路由表来决定转发的端口。当移动节点在不同链路或网络之间移动时，随着接入位置的变化，接入点会不断改变。这就出现了原来的IP地址已经不能表示当前位置。如果使用原来的IP地址，路由算法不能提供正确路由。

　　基于在不改变现有IPv4协议的条件下，解决该问题的方法：一、每次改变接入点时改变IP地址。二、根据特定的主机的地址进行路由选择。

　　比较两种方法可以两者都有很大的缺陷：

　　第一种方案缺点是不能保持通信的连续性，当移动节点在两个子网之间漫游时，IP地址是在不断变化中的，这将导致移动节点无法与其他主机通信。

　　第二种方案缺点是路由器将对移动节点发送的每个数据分组都要进行路由选择，路由表急剧膨胀，处理特定路由的负荷加重，不能满足大型网络的要求。

　　因此必须寻址新的机制来解决主机在不同网络之间移动的问题。

 

　　2.1) 移动IP的研究主要解决两个最基本的问题：

　　　　1.移动结点可以通过一个永久的IP地址连接到任何的链路上

　　　　2.移动结点在切换链路后仍保持与对端主机的通信

 

　　2.2）解决上述两个基本问题需要满足以下几个要求：

     　　  1.移动结点在改变网络接入点之后，仍可以与Internet上的其他结点通信。

       　　2.无论连接到任何接入点，都能够与原来的IP地址进行通信。

      　　 3.能够与Internet上的其他不具备移动IP功能的结点通信，而不必修改协议。

      　　 4.移动节点通常使用无线方式接入，应尽量简化协议、减少协议开销，由于涉及到误码率、电池供电等因素。

     　　  5.移动结点不应该受到比Internet上的其他结点更大的安全威胁。

What：涉及4个功能实体：

　　1） 移动结点

　　　　a)  移动结点在改变了网络接入点之后，可以不改变其IP地址，继续与其他结点通信。

　　2） 家乡代理

　　　　a)  是指移动结点的家乡网络连接到Internet的路由器。当移动结点离开家乡网络时，它负责把发送到移动结点的分组通过隧道发送到移动结点，并维护移动结点当前的位置信息。

　　3） 外地代理

　　　　a)  移动结点所访问的外地网络连接到Internet的路由器。它接收移动结点的家乡代理通过隧道发送给移动结点的分组；为移动结点发送的分组提供路由服务。家乡/外地代理统称为移动代理。

　　4） 通信对端

　　　　a)是指与移动结点在移动过程中与之通信的固定或移动结点。如下图所示：

　　　　

移动IP工作原理常用的术语,这里有必要了解一下：

　　1） 家乡地址

　　　　a) 家乡网络为每一个移动结点分配的一个长期有效的IP地址

　　2） 转交地址

　　　　a) 当移动结点接入一个外地网络时，被分配的一个临时的IP地址

　　3） 家乡网络

　　　　a)  移动结点分配长期有效的IP地址的网络。目的地址为家乡地址的IP分组，将会以标准的IP路由机制发送到家乡网络。

　　4） 家乡链路

　　　　a)  移动结点在家乡网络接入的本地链路

　　5） 外地链路

　　　　a)移动结点在访问外地网络接入的链路

　　6） 移动绑定

　　　　a) 家乡网络维护移动结点的家乡地址与转发地址的关联

　　7） 隧道

　　　　a) 在移动IP中，家乡代理通过隧道将发送给移动结点的IP分组转发到移动结点。

How:

　　移动结点向当前访问的外地网络发送“代理请求”报文，以获得外地代理返回的“代理通告”报文，移动结点在接收到“代理通告”报文后，确定它是在外地网络上。

　　1） 完成之后，移动结点将获得一个转交地址。它是通过“代理通告”报文获得的转交地址，叫做外地代理转交地址。如果是通过主机配置协议DHCP获得的“转交地址”，叫做配置转交地址。

　　2） 移动结点向家乡代理发送“注册请求”报文，接收“注册应答”报文，注册它获得的“转交地址”。

　　3） 家乡代理截获发送到移动结点家乡地址的数据分组。

　　4） 家乡代理通过隧道将截获的数据分组按照转交地址发送给移动节点

　　5） 隧道的输出端将收到的数据分组拆包后，转交给移动节点。如下图所示：

　　

 

3） 移动IP的关键技术

　　a) 移动切换

               i.  What：移动结点的链路移动的漫游过程叫作切换。

              ii.  低延迟切换

　　　　　　What：是使移动结点在切换过程中通信连接中断的时间达到最小

             iii.  快速切换

　　b) 移动IP安全

　　c) 服务质量

　　d)多播通信

4） 移动IPv6

　　a) How：

                   i.   从本地链路移动到外地链路

                  ii.   移动结点和家乡代理的绑定更新

                 iii.   家乡代理截取和转发分组

                 iv.   移动结点和通信对端绑定更新