第七章移動互聯網與移動IP

　　　　第七章移動互聯網與移動IP

本章延續前幾章節，對該章節內容進行概括總結。

文章中的Why表示產生的背景，也就是說爲何會產生該技術，What表示該技術是什麼，How表示該技術是如何使用的。如下將用字母表示各問題。

1） 移動互聯網

What：互聯網與移動通訊應用高度的融合

在平常生活中的計算機網絡-WiFi、WiMax、電信網3G/4G都屬於移動互聯網的無線傳輸網。

 

2） 移動IP（移動互聯網發展基礎）

先講幾個基本的概念：

移動節點：在鏈路之間或網絡之間移動的主機或路由器。

Why：

　　早期的Internet每一臺主機都要被分配一個惟一的IP地址或動態分配一個.IP地址標識一臺主機鏈接網絡的網絡號和主機號，Internet中主機之間數據分組傳輸的路由經過網絡號來決定。路由器根據分組目的的IP地址，經過查找路由表來決定轉發的端口。當移動節點在不一樣鏈路或網絡之間移動時，隨着接入位置的變化，接入點會不斷改變。這就出現了原來的IP地址已經不能表示當前位置。若是使用原來的IP地址，路由算法不能提供正確路由。

　　基於在不改變現有IPv4協議的條件下，解決該問題的方法：1、每次改變接入點時改變IP地址。2、根據特定的主機的地址進行路由選擇。

　　比較兩種方法能夠二者都有很大的缺陷：

　　第一種方案缺點是不能保持通訊的連續性，當移動節點在兩個子網之間漫遊時，IP地址是在不斷變化中的，這將致使移動節點沒法與其餘主機通訊。

　　第二種方案缺點是路由器將對移動節點發送的每一個數據分組都要進行路由選擇，路由表急劇膨脹，處理特定路由的負荷加劇，不能知足大型網絡的要求。

　　所以必須尋址新的機制來解決主機在不一樣網絡之間移動的問題。

 

　　2.1) 移動IP的研究主要解決兩個最基本的問題：

　　　　1.移動結點能夠經過一個永久的IP地址鏈接到任何的鏈路上

　　　　2.移動結點在切換鏈路後仍保持與對端主機的通訊

 

　　2.2）解決上述兩個基本問題須要知足如下幾個要求：

     　　  1.移動結點在改變網絡接入點以後，仍能夠與Internet上的其餘結點通訊。

       　　2.不管鏈接到任何接入點，都可以與原來的IP地址進行通訊。

      　　 3.可以與Internet上的其餘不具有移動IP功能的結點通訊，而沒必要修改協議。

      　　 4.移動節點一般使用無線方式接入，應儘可能簡化協議、減小協議開銷，因爲涉及到誤碼率、電池供電等因素。

     　　  5.移動結點不該該受到比Internet上的其餘結點更大的安全威脅。

What：涉及4個功能實體：

　　1） 移動結點

　　　　a)  移動結點在改變了網絡接入點以後，能夠不改變其IP地址，繼續與其餘結點通訊。

　　2） 家鄉代理

　　　　a)  是指移動結點的家鄉網絡鏈接到Internet的路由器。當移動結點離開家鄉網絡時，它負責把發送到移動結點的分組經過隧道發送到移動結點，並維護移動結點當前的位置信息。

　　3） 外地代理

　　　　a)  移動結點所訪問的外地網絡鏈接到Internet的路由器。它接收移動結點的家鄉代理經過隧道發送給移動結點的分組；爲移動結點發送的分組提供路由服務。家鄉/外地代理統稱爲移動代理。

　　4） 通訊對端

　　　　a)是指與移動結點在移動過程當中與之通訊的固定或移動結點。以下圖所示：

　　　　

移動IP工做原理經常使用的術語,這裏有必要了解一下：

　　1） 家鄉地址

　　　　a) 家鄉網絡爲每個移動結點分配的一個長期有效的IP地址

　　2） 轉交地址

　　　　a) 當移動結點接入一個外地網絡時，被分配的一個臨時的IP地址

　　3） 家鄉網絡

　　　　a)  移動結點分配長期有效的IP地址的網絡。目的地址爲家鄉地址的IP分組，將會以標準的IP路由機制發送到家鄉網絡。

　　4） 家鄉鏈路

　　　　a)  移動結點在家鄉網絡接入的本地鏈路

　　5） 外地鏈路

　　　　a)移動結點在訪問外地網絡接入的鏈路

　　6） 移動綁定

　　　　a) 家鄉網絡維護移動結點的家鄉地址與轉發地址的關聯

　　7） 隧道

　　　　a) 在移動IP中，家鄉代理經過隧道將發送給移動結點的IP分組轉發到移動結點。

How:

　　移動結點向當前訪問的外地網絡發送「代理請求」報文，以得到外地代理返回的「代理通告」報文，移動結點在接收到「代理通告」報文後，肯定它是在外地網絡上。

　　1） 完成以後，移動結點將得到一個轉交地址。它是經過「代理通告」報文得到的轉交地址，叫作外地代理轉交地址。若是是經過主機配置協議DHCP得到的「轉交地址」，叫作配置轉交地址。

　　2） 移動結點向家鄉代理髮送「註冊請求」報文，接收「註冊應答」報文，註冊它得到的「轉交地址」。

　　3） 家鄉代理截獲發送到移動結點家鄉地址的數據分組。

　　4） 家鄉代理經過隧道將截獲的數據分組按照轉交地址發送給移動節點

　　5） 隧道的輸出端將收到的數據分組拆包後，轉交給移動節點。以下圖所示：

　　

 

3） 移動IP的關鍵技術

　　a) 移動切換

               i.  What：移動結點的鏈路移動的漫遊過程叫做切換。

              ii.  低延遲切換

　　　　　　What：是使移動結點在切換過程當中通訊鏈接中斷的時間達到最小

             iii.  快速切換

　　b) 移動IP安全

　　c) 服務質量

　　d)多播通訊

4） 移動IPv6

　　a) How：

                   i.   從本地鏈路移動到外地鏈路

                  ii.   移動結點和家鄉代理的綁定更新

                 iii.   家鄉代理截取和轉發分組

                 iv.   移動結點和通訊對端綁定更新