BN11移动性管理技术及其发展new

移动IP技术产生的源动力随着IP网络的迅速发展，人们不再满足于单一的、固定的因特网接入方式，而是希望能够提供灵活的上网方式。无线互联网的发展，要求IP网络能够提供对移动性的良好支持。个人通信时代的到来，要求用户在任何地方都可以利用自己的一个专有地址上网。在未来的IPv6网络中，网络节点的概念不只局限在传统的主机，还包括各种智能设备，如汽车等，加上IPv6对移动IP的良好支持，移动IP将大有用武之地。从网络的观点看移动性移动IP的优势当一个节点的位置发生改变后，有哪些解决方案呢？采用特定主机路由改变节点的IP地址如果节点移动到另一个网络的过程中通信正在进行，改变节点地址会造成通信的中断；采用DHCP技术IP路由技术当节点收到IP包，如果目的地址为节点本身，则根据报头的协议号递交相应的高层协议否则转发IP包，即为一个包选择路由或作出一个转发决策目的地址/前缀长度下一跳地址端口7.7.7.99/32路由器1Eth07.7.7.0/24路由器2Eth10.0.0.0/0路由器3Eth2查找相匹配的路由项，即表项中目的地址与IP包目的地址从左向右比较，相同位的数目大于或等于前缀路由表项分类：特定主机路由、网络前缀路由、缺省路由IP路由匹配原则如果存在一条特定主机路由与数据包的目的IP相匹配，则首选该条路由如果存在一条网络前缀路由与数据包的目的IP地址的网络前缀相匹配，则选用该条路由，而不选择缺省路由或前缀长度较短的路由项在没有相匹配的特定主机路由或网络前缀路由时，如果存在一条或多条缺省路由，则采用缺省路由中的任一条转发数据包如果没有任何匹配路由，宣告路由错误，向数据包源端发送ICMPUnreachable实际不可行Internet上支持移动所需的特定主机路由数量对每个可移动节点，最少需要向多少个节点广播特定主机路由移动节点在链路间移动的速度，以及每次移动切换链路时需要删除、增加多少条特定主机路由路由器负载消耗路由器的大量内存（与移动用户的数目成正比）路由器转发数据包时将搜索大量的主机地址消耗计算资源系统的可扩展性差不能满足大规模网络互联的要求软件交换路由信息跟不上移动变化可否借用DHCP技术DHCP（dynamichostconfigurationprotocol）主要用来简化联网计算机的安装和维护运行计算机快速、动态地获取IP地址任何时候，只要新计算机连到网络上就与DHCP服务器联系，并申请一个地址服务器从管理员制定的地址中选择一个地址，并将它分配给该计算机RFC2131DHCP的功能DHCP的动态IP地址分配一个计算机上网后，通过DHCP获得进入网络所需要的所有信息一个全局可路由的IP地址DNS服务器缺省路由器和子网掩码动态地址分配是临时的DHCP服务器将一个地址在有限时间内分配给一个客户机服务器在地址分配时指定了租用期DHCP的工作过程采用C/S模式主机通过链路层广播发送DHCPDISCOVER请求消息所有DHCP服务器都以DHCPOFFER消息应答需要relay设备中继请求消息DHCP的工作过程（续）主机选择某个DHCP服务器和其提供的地址主机通过DHCPPREQUEST消息请求所选择的地址或者拒绝其他DHCP服务器主机离开网络时通过DHCPRELEASE消息通知服务器主机使用地址期间需要不断的续订使用时间DHCP的局限性DHCP能解决临时上网问题DHCP能有效管理IP地址空间DHCP不能进行移动管理IP地址的每次改变不为人知当移动节点在两个子网之间漫游时，由于其IP地址不断变化，将导致移动节点无法与其他用户通信移动IP基本上可以克服上述的各种缺点不必改变地址就可以实现不间断的通信；不必采用主机路由，不会造成路由表的膨胀等问题；可以在多种媒介之间提供移动功能；可以实现任意大范围内对移动性的支持。移动IP的设计要求移动节点在改变数据链路层的接入点后应仍能与因特网上的其他节点通信；无论移动节点连接哪个数据链路层接入点，它应仍能用原来的IP地址进行通信；移动节点应能与不具备移动IP功能的计算机通信；移动节点不应比因特网上的其他节点面临新的或更多的安全威胁。NEMORFC39632005/1RFC33442003MIPv6draft1996ColumbiaMobileIP1991200520001990IETFMIP1996MIP1994IETF2003RFCRFCRFCRFCIP移动性支持的适用性声明RFCMIPv6RFC37752004移动IPv4工作组（mip4）成立移动IPv6工作组（mip6）成立移动IPv6信令与切换最优化工作组（mipshop)成立网络移动性工作组（nemo）成立nemo工作组出台第一个RFC移动互联网发展过程年20102002IP移动性支持2003IP封装2004IP的最小化封装20052006使用SMIv2结构的移动IP可管理对象的定义IETF2005RFC4068快速MIPv6RFC4140层次MIPv6RFC4225MIPv6RO安全设计RFC4260基于WLAN的FMIPv6RFC4283MIPv6的MN标识选项RFC4285MIPv6认证协议IETF2006RFC4295MIPv6管理信息库RFC4433MIPv6动态HA分配RFC4449用静态共享密钥保证MIPv6的安全RFC4487MIPv6和防火墙的问题说明IETF2007RFC4651MIPv6路由优化分析RFC4721更新RFC3344RFC4857MIPv4区域注册RFC4877MIPv6与IKEv2和IPSec的交互RFC4881MIPv4低延迟切换1996-200424项草案出台RFC3344取代RFC2002RFC4885子网移动性支持术语RFC4886子网移动性支持目标和条件RFC4887子网移动性支持家乡网络模型RFC4888子网移动性路由优化问题说明RFC4889子网移动性路由优化解决方案分析第二部分移动IPv4发展过程1992年6月由IETF的移动IP工作组开始制定，并于1996年11月公布了建议标准。主要内容包括下面的RFC文件：RFC-3344：定义了移动IP协议；（最早是RFC2002）；RFC-2003、2004和1701：定义了移动IP中用到的3种隧道；RFC-2005：叙述了移动IP的应用；RFC-2344：定义了移动IP反向隧道，RFC-3024则对之进行了修订；RFC-2006、2794、3012、3519、3543等。基本概念移动节点位置经常发生变化，即经常从一个链路切换到另一个链路的节点（主机）。家乡地址移动节点所拥有的永久IP地址，一般不会改变，除非其家乡网络的编址发生了变化。对于和移动节点通信的主机来说，它认为一直和移动节点的家乡地址进行通信。家乡链路移动节点最初所在的网络，其网络前缀和移动节点的前缀一致。家乡代理移动节点家乡链路上的一台路由器，主要用于保持移动节点的位置信息，当移动节点外出时，负责把发给移动节点的数据包转发给移动节点。转交地址当移动节点切换到外地链路时，与该节点相关的一个IP地址。当移动节点和其他节点通信时，并不直接使用转交地址做目的地址或源地址，但若没有转交地址就不能维持通信。当家乡代理向移动节点转发数据时，要用转交地址做隧道的出口地址。转交地址可以分为配置转交地址和外地代理转交地址两类。外地代理移动节点所在外地链路上的一台路由器，当移动节点的转交地址由它提供时，用于向移动节点的家乡代理通报转交地址、做移动节点的默认路由器、对家乡代理转发来的隧道包进行解封装，并交付给通信节点。隧道一种数据包封装技术，广义的讲，就是把一个数据包封装在另一个数据包的数据净荷中进行传输。在移动IP中，当家乡代理截获发给移动节点的数据时，就要把原始数据封装在隧道包内，隧道包目的地址是转交地址。当外地代理（或移动节点）收到这个隧道包后，解封装该包，把里面的净荷提交给移动节点（或上层）。工作原理网络A（家乡网络）网络B网络C（移动节点所在外地网）通信节点家乡代理外地代理移动节点移动节点进行代理广播检测到自己的位置发生了变化获得一个转交地址向家乡代理注册网络A（家乡网络）网络B网络C（移动节点所在外地网）通信节点家乡代理外地代理移动节点通信节点向移动节点的家乡地址发送数据包家乡代理利用隧道将数据包传送给外地代理外地代理从隧道中解出数据包并发送给移动节点移动节点使用家乡地址根据标准路由规则同通信节点保持联系工作原理（无外地代理）网络A（家乡网络）网络B网络C（移动节点所在外地网）通信节点家乡代理移动节点移动节点检测到自己的位置发生了变化获得一个配置转交地址向家乡代理注册网络A（家乡网络）网络B网络C（移动节点所在外地网）通信节点家乡代理移动节点通信节点向移动节点的家乡地址发送数据包家乡代理利用隧道将数据包传送给移动节点移动节点使用家乡地址根据标准路由规则同通信节点保持联系IP封装把IP分组放到其他数据报有效负载部分IP-in-IP封装协议强制执行的封装将整个IPv4分组放在另一个IPv4分组的有效负载部分。RFC2003最小封装最小封装（minimalencapsulation）的目的减少实现隧道所需的额外字节数去掉IP-in-IP封装中内层IP报头和外层IP报头的冗余部分RFC2004通用路由封装通用路由封装（genericroutingencapsulation）GRE定义了在任意一种网络层协议上封装任意一个其它网络层协议的协议。运行一个协议的数据分组封装在另一种协议的数据分组的有效负载中移动IP如何体现自己的优势对上层来说，移动节点始终使用自己的家乡地址，这样才是真正的移动；低的切换延迟；配置简单；与下层协议的无关性。移动IPv4存在的问题存在三角路由的问题，效率比较低；IPv4地址空间本来就不足，转交地址的分配困难；缺乏相应的安全机制。第三部分移动IPv6发展历程1996年IETF推出了移动IPv6的第一个草案；2004年6月正式推出了建议标准RFC3775；此外，IETF还提出了针对移动IPv6的安全（RFC3776）和快速切换等方面的标准和草案。应用层子网层IPv6层传输层移动IPv6层应用层子网层IPv6层传输层移动IPv6层节点的移动对上面各层是透明的移动IPv6所处的层次移动IPv6中的功能实体移动IPv6中的功能实体有三个:家乡代理（HomeAgent,HA）移动节点（MobileNode,MN）通信节点（CorrespondentNode，CN）其他基本概念家乡地址家乡链路家乡子网前缀外地链路外地子网前缀转交地址绑定（Binding）BindingUpdate（BU）BindingAuthorization（BA）BindingError（BE）BindingRefresh（BR）注册（向家乡代理和通信节点）移动消息二层切换三层切换其他：一些和移动IPv6安全相关的概念移动IPv6的工作原理网络A（家乡网络）网络B网络C（移动节点所在外地网）通信节点家乡代理路由器移动节点移动节点广播路由器通告检测到自己的位置发生了变化获得转交地址网络A（家乡网络）网络B网络C（移动节点所在外地网）通信节点家乡代理移动节点建立绑定缓存绑定确认绑定更新绑定确认绑定更新建立绑定缓存网络A（家乡网络）网络B网络C（移动节点所在外地网）通信节点家乡代理移动节点通信节点以后就直接和移动节点的当前位置进行通信网络A（家乡网络）网络B网络C（移动节点所在外地网）通信节点家乡代理移动节点通信节点向移动节点的家乡地址发送数据包家乡代理利用隧道将数据包传送给移动节点通信节点以后就直接和移动节点的当前位置进行通信注册CN的操作数据结构（绑定缓存）MN的家乡地址MN的转交地址生存期限绑定更新报文的序列号值标志位条目使用信息主要的操作处理移动头处理数据包执行ReturnR