通信网络_15移动IP技术.ppt
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1、通信网络通信网络_15_15移动移动IPIP技术技术2008 Copyright 2008 Copyright 1 1SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第十五章第十五章第十五章第十五章 移动移动移动移动IPIPIPIP1 1、移动移动IPIP需求需求n移动移动IPIP:Mobile IPMobile IPn移动移动IPIP的技术背景的技术背景互联网技术和应用的普及互联网技术和应用的普及计算机技术的发展:笔记本电脑的普及应用计算机技术的发展:笔记本电脑的普及应用移动通信技术的发展和普及,智能移动终端移动通信技术的发展和
2、普及,智能移动终端现代无线通信技术的发展:宽带数字无线通信现代无线通信技术的发展:宽带数字无线通信WPANWPAN、WLANWLAN、WMANWMAN、WWANWWAN、WWn应用需求应用需求经济全球化,人的活动更为频繁、范围更加广阔经济全球化,人的活动更为频繁、范围更加广阔移动办公、娱乐:人们希望在任何时间、地点和条件均可接移动办公、娱乐:人们希望在任何时间、地点和条件均可接入网络入网络 2008 Copyright 2008 Copyright 2 2SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第十五章第十五章第十五章第十
3、五章 移动移动移动移动IPIPIPIP2 2、无线通信技术的发展状况无线通信技术的发展状况IEEEIEEE标准系列标准系列无线个域网无线个域网 WPANWPAN:802.15(802.15(篮牙、篮牙、ZigbeeZigbee)无线局域网无线局域网 WLANWLAN:802.11(WiFi)802.11(WiFi)无线城域网无线城域网 WMAN:802.16(WiMAX)WMAN:802.16(WiMAX)无线广域网无线广域网 WWAN:802.20WWAN:802.20国际电联及传统电信设备提供商行业协会国际电联及传统电信设备提供商行业协会(如如3GPP)3GPP)第一代移动通信系统第一代移
4、动通信系统 1G1G:模拟移动通信时代:模拟移动通信时代第二代移动通信系统第二代移动通信系统 2G2G:GSMGSM、CDMACDMA第三代移动通信系统第三代移动通信系统 3G3G:WCDMAWCDMA、CDMA2000CDMA2000、TD-SCDMATD-SCDMA 移动通信系统的长期演进:移动通信系统的长期演进:LTE LTE 第四代移动通信系统第四代移动通信系统 4G4G 2008 Copyright 2008 Copyright 3 3SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第十五章第十五章第十五章第十五章 移动
5、移动移动移动IPIPIPIP3 3、移动移动IPIP的基本概念的基本概念n移动移动IPIP是一种在网络层解决移动问题的方案;是一种在网络层解决移动问题的方案;n移动移动IPIP可以在同构或者异构的传输媒质中应用,移动可以在同构或者异构的传输媒质中应用,移动IPIP与经与经典的典的IPIP协议一样,并不定义链路层和物理层的技术;协议一样,并不定义链路层和物理层的技术;n移动移动IPIP协议可以运行在包括现有的网络链路层和物理层技术协议可以运行在包括现有的网络链路层和物理层技术的网络之上。的网络之上。n在经典的在经典的IPIP协议中,节点的协议中,节点的IPIP地址的网络编号必须与其所在地址的网络
6、编号必须与其所在的网络相适配,离开该网络后通信无法正常进行;的网络相适配,离开该网络后通信无法正常进行;n移动移动IPIP协议所定义的移动性主要体现在:采用一个协议所定义的移动性主要体现在:采用一个IPIP地址,地址,就可以在整个互联网上与任何网络上的其它节点通信;就可以在整个互联网上与任何网络上的其它节点通信;n既便在移动节点在跨越不同的子网时,也可以保持原有既便在移动节点在跨越不同的子网时,也可以保持原有(IP(IP及及以上各层以上各层)通信的连续性。通信的连续性。n移动移动IPIP协议与原有的协议与原有的TCP/IPTCP/IP协议栈中的传输层和应用层协议协议栈中的传输层和应用层协议完全
7、兼容。完全兼容。2008 Copyright 2008 Copyright 4 4SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第十五章第十五章第十五章第十五章 移动移动移动移动IPIPIPIP4 4、移动移动IPIP的关键技术问题的关键技术问题n位置问题:移动位置问题:移动IPIP节点如何发现本身是处在本地还是在外地,节点如何发现本身是处在本地还是在外地,以及处在外地的具体哪一个网络;以及处在外地的具体哪一个网络;n寻址问题:移动寻址问题:移动IPIP节点如何用一个自身的节点如何用一个自身的IPIP地址在外地网络地址在外地网络
8、中接收数据和发送数据;中接收数据和发送数据;n切换问题:移动切换问题:移动IPIP节点移动至某两个或两个以上的网络的交节点移动至某两个或两个以上的网络的交界处时,如何解决切换和通信的连续性问题;界处时,如何解决切换和通信的连续性问题;n兼容性问题:如何保证移动兼容性问题:如何保证移动IPIP协议与原有的协议与原有的IPIP协议共存和互协议共存和互通;通;n安全性问题:如何保证移动安全性问题:如何保证移动IPIP节点受到的安全威胁不会比原节点受到的安全威胁不会比原有普通的有普通的IPIP节点更大;节点更大;n效率问题:不会因为移动效率问题:不会因为移动IPIP的引入导致大量的附加控制信息的引入导
9、致大量的附加控制信息的增加。的增加。2008 Copyright 2008 Copyright 5 5SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第十五章第十五章第十五章第十五章 移动移动移动移动IPIPIPIP5 5、移动移动IPIP的协议标准的协议标准 2008 Copyright 2008 Copyright 6 6SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第十五章第十五章第十五章第十五章 移动移动移动移动IPIPIPIP6 6、移动移动IPIP协议的
10、有关术语协议的有关术语n n移动性移动性移动性移动性(mobility)(mobility)(mobility)(mobility):一个节点可从一个子网移动到另一子网:一个节点可从一个子网移动到另一子网而保持其原有所有通信进程而保持其原有所有通信进程(IP(IP网意义上网意义上)连续性的能力。连续性的能力。n n移动节点移动节点移动节点移动节点(mobile node)(mobile node)(mobile node)(mobile node):可用固定的:可用固定的IPIP地址实现移动性的主地址实现移动性的主机或路由器;机或路由器;n n家乡地址家乡地址家乡地址家乡地址(home add
11、ress)(home address)(home address)(home address):分配给移动节点的永久地址,该:分配给移动节点的永久地址,该地址不随节点的移动而改变;地址不随节点的移动而改变;n n家乡网络家乡网络家乡网络家乡网络(home network)(home network)(home network)(home network):移动节点的归属网络,其网络号:移动节点的归属网络,其网络号与家乡与家乡(IP)(IP)地址中的网络号相同;地址中的网络号相同;n n家乡代理家乡代理家乡代理家乡代理(home agent):(home agent):(home agent):
12、(home agent):当移动节点离开家乡网络时,家乡网当移动节点离开家乡网络时,家乡网络中负责截获发往该移动节点的络中负责截获发往该移动节点的IPIP包,并转发给移动节点的包,并转发给移动节点的特定主机或路由器;特定主机或路由器;n n外地网络外地网络外地网络外地网络(foreign network)(foreign network)(foreign network)(foreign network):移动节点离开家乡网络后移动移动节点离开家乡网络后移动到达的所在网络;到达的所在网络;2008 Copyright 2008 Copyright 7 7SCUT DT&P LabsSCUT D
13、T&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第十五章第十五章第十五章第十五章 移动移动移动移动IPIPIPIP6 6、移动移动IPIP协议的有关术语协议的有关术语n n外地代理外地代理外地代理外地代理(foreign agent)(foreign agent)(foreign agent)(foreign agent):移动节点所在外地网络上,负责移动节点所在外地网络上,负责接收和转发移动节点接收和转发移动节点IPIP包的外地网络主机或路由器;包的外地网络主机或路由器;n n移动代理移动代理移动代理移动代理(mobile agent)(mobile agent)(m
14、obile agent)(mobile agent):家乡代理和外地代理的统称;:家乡代理和外地代理的统称;n n转交地址转交地址转交地址转交地址(care of address)(care of address)(care of address)(care of address):移动节点在外地网络上用于标:移动节点在外地网络上用于标识自己而使用的临时地址;识自己而使用的临时地址;n n隧道隧道隧道隧道(tunnel)(tunnel)(tunnel)(tunnel):一个:一个IPIP包被封装在另一包被封装在另一IPIP包的净荷中进行传包的净荷中进行传输时所经过的路径。输时所经过的路径。20
15、08 Copyright 2008 Copyright 8 8SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第十五章第十五章第十五章第十五章 移动移动移动移动IPIPIPIP7 7、隧道的基本概念隧道的基本概念n在隧道入口对在隧道入口对IPIP包进行封装包进行封装n在隧道出口对在隧道出口对IPIP包进行解封包进行解封 HeaderPayloadHeaderPayloadHeaderIPsrcIPsrcIPsrcIPsrc=Original Sender=Original Sender=Original Sender=Origin
16、al SenderIPdstIPdstIPdstIPdst=Ultimate Destination=Ultimate Destination=Ultimate Destination=Ultimate DestinationOriginal IP PacketOriginal IP PacketOriginal IP PacketOriginal IP PacketEncapsulating IP PacketEncapsulating IP PacketEncapsulating IP PacketEncapsulating IP PacketIPsrcIPsrcIPsrcIPsrc=Tu
17、nnel Entry-Point=Tunnel Entry-Point=Tunnel Entry-Point=Tunnel Entry-PointIPdstIPdstIPdstIPdst=Tunnel Exit-Point=Tunnel Exit-Point=Tunnel Exit-Point=Tunnel Exit-Point2008 Copyright 2008 Copyright 9 9SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第十五章第十五章第十五章第十五章 移动移动移动移动IPIPIPIP7 7、隧道的基本概念隧道
18、的基本概念n移动移动IPIP隧道的起点与终点隧道的起点与终点 Mobile Node Foreign Agent Home Agent Tunnel start Tunnel start Tunnel start Tunnel startA tunnel from a home agent to a foreign agentInternet/IntranetTunnel endTunnel endTunnel endTunnel end2008 Copyright 2008 Copyright 1010SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCU
19、T DT&P Labs第十五章第十五章第十五章第十五章 移动移动移动移动IPIPIPIP8 8、移动移动IPIP系统实体与相互间的关系系统实体与相互间的关系n本地和外地本地和外地代理代理代理代理可以是可以是主机主机主机主机或者是或者是路由器路由器路由器路由器 2008 Copyright 2008 Copyright 11 11SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第十五章第十五章第十五章第十五章 移动移动移动移动IPIPIPIP9 9、转交地址转交地址n转交地址转交地址(care of address)(care of
20、 address)是一个是一个IPIP地址;地址;n转交地址是一个移动节点所在的外地网络转交地址是一个移动节点所在的外地网络/链路上的链路上的IPIP地址,地址,用于标识移动节点的当前位置;用于标识移动节点的当前位置;n移动节点从一个外地链路移动节点从一个外地链路(子网子网)移动到另外一个外地链路移动到另外一个外地链路(子子网网)时,转交地址也将发生相应的变化;时,转交地址也将发生相应的变化;n由家乡代理送往转交地址的由家乡代理送往转交地址的IPIP包可以通过现有的路由机制实包可以通过现有的路由机制实现现n转交地址就是连接家乡代理和移动节点的隧道的出口地址转交地址就是连接家乡代理和移动节点的隧
21、道的出口地址 2008 Copyright 2008 Copyright 1212SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第十五章第十五章第十五章第十五章 移动移动移动移动IPIPIPIP1010、转交地址的类别转交地址的类别n外地代理转交地址外地代理转交地址(Foreign Agent Care-of-Address)(Foreign Agent Care-of-Address)外地代理转交地址是移动节点外地代理的某个外地代理转交地址是移动节点外地代理的某个IPIP地址;地址;外地转交地址通常被多个移动节点共用;外地转交
22、地址通常被多个移动节点共用;外地转交地址的工作方式较节省地址空间,外地转交地址的工作方式较节省地址空间,Mobile IPv4Mobile IPv4推荐推荐使用。使用。n配置转交地址配置转交地址(Collocated Care-of-Address)(Collocated Care-of-Address)配置转交地址是外地网络的某个配置转交地址是外地网络的某个IPIP地址;地址;配置转交地址是外地网络临时指定给某移动节点的配置转交地址是外地网络临时指定给某移动节点的IPIP地址;地址;某个配置转交地址在某个时刻只能由一个移动节点使用;某个配置转交地址在某个时刻只能由一个移动节点使用;当外地链路
23、上没有外地代理时,可以使用这种转交地址;当外地链路上没有外地代理时,可以使用这种转交地址;配置转交地址较适合在配置转交地址较适合在IPIP地址丰富的地址丰富的Mobile IPv6Mobile IPv6中使用。中使用。2008 Copyright 2008 Copyright 1313SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第十五章第十五章第十五章第十五章 移动移动移动移动IPIPIPIP1111、移动移动IPIP的基本工作原理和步骤的基本工作原理和步骤n移动节点移动到外地网络移动节点移动到外地网络/链路时,设法找到一个外
24、地代理,链路时,设法找到一个外地代理,获得相应转交地址获得相应转交地址n将转交地址报告家乡代理将转交地址报告家乡代理n家乡代理知道特定的节点已经离开本地网络,移动到转交地家乡代理知道特定的节点已经离开本地网络,移动到转交地址所对应的外地网络址所对应的外地网络n家乡代理在本地设法截获发给移动节点的家乡代理在本地设法截获发给移动节点的IPIP报文报文n家乡代理将截获的家乡代理将截获的IPIP报文发到转发地址对应的网络报文发到转发地址对应的网络n移动节点设法获得转发地址发给自己的移动节点设法获得转发地址发给自己的IPIP报文报文n移动节点要发送数据时,通常将外地网络上的路由器作为缺移动节点要发送数据
25、时,通常将外地网络上的路由器作为缺省的网关,也可发往外地代理后转发。省的网关,也可发往外地代理后转发。2008 Copyright 2008 Copyright 1414SCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P LabsSCUT DT&P Labs第十五章第十五章第十五章第十五章 移动移动移动移动IPIPIPIP1212、移动移动IPIP的基本工作过程的基本工作过程n移动节点在外地链路移动节点在外地链路/网络的工作过程包括三个阶段网络的工作过程包括三个阶段 (1)(1)代理搜索代理搜索代理搜索代理搜索/发现发现发现发现:移动节点可以监听网络的状态或者发起:移动
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