网络层（六）

--移动IP与网络层设备

一、移动IP

1、定义

最简单的说，移动IP技术就是让计算机在互联网及局域网中不受任何限制的即时漫游，也称移动计算机技术。

专业一点的解释，移动IP技术是移动节点(计算机/服务器/网段等)以固定的网络IP地址，实现跨越不同网段的漫游功能，并保证了基于网络IP的网络权限在漫游过程中不发生任何改变。

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。

2、关键技术

1）、移动节点（MobileNode）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）、本地代理(HomeAgent) 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（AgentAdvertisement）,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（RegistrationRequest），将移动节点在外部链路上获得的转交地址（care-ofaddress）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（DeregistrationRequest），将移动节点在外部链路上获得的转交地址（care-ofaddress）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。

3）、外部代理（ForeignAgent）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（AgentAdvertisement）,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。

4）、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。

3、移动IP的基本通信流程

（1）本地代理和外地代理不停地向网上发送代理广告消息，以声明自己的存在。

（2）移动主机收到这些消息，确定自己是在本地网还是在外地网。

（3）如果移动主机发现自己仍在本地网，即收到的是本地代理发来的消息，则不启动移动功能。如果是从外地网络重新返回的，则向本地代理发出取消注册的消息，声明自己回到了本地网。

（4）当移动主机检测到它移动到外地网时，则获得接管地址（CoA）。

（5）然后移动主机向本地代理登记，表明自己已离开本地网，把所获得的接管地址通知本地代理。

（6）登记完毕后，所有发给移动主机的数据包被本地代理截获，经本地代理封装后，通过隧道发到外地网络的外地代理FA（第一种CoA地址）或移动主机自身（第二种CoA地址）。第一种情况下，外地代理再把数据包转发给移动主机。此时，数据包在不同子网间传送成功。

（7）移动主机发送数据到一般的IP主机时，按正常的IP寻址方法发送，不必通过本地代理。

二、网络层设备

路由表与路由转发

“转发”(forwarding)就是路由器根据转发表将用户的IP数据报从合适的端口转发出去。

“路由选择”(routing)则是按照分布式算法,根据从各相邻路由器得到的关于网络拓扑的变化情况,动态地改变所选择的路由。 

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