蜂窝系统中的移动IP协议.ppt

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1、蜂窝系统中的移动IP协议2003.12康槿概述移动IP协议蜂窝系统模型蜂窝系统中的移动IP协议的描述移动IP协议基本概念n n移动节点（移动节点（Mobile NodeMobile Node）：一个主机或路由）：一个主机或路由器，它不需改变自己的器，它不需改变自己的IPIP地址，就能在任意的地址，就能在任意的IPIP子网上接入互联网。子网上接入互联网。n n移动代理（移动代理（Mobile Agent Mobile Agent）：分为归属代理或）：分为归属代理或外部代理。外部代理。基本概念n n归属代理（归属代理（Home AgentHome Agent）：）：一个属于移动节点本地网络的路由器

2、，始终与移动一个属于移动节点本地网络的路由器，始终与移动节点保持联系。移动节点离开本地网络区域时，将节点保持联系。移动节点离开本地网络区域时，将转交地址通知归属代理，归属代理将发向移动节点转交地址通知归属代理，归属代理将发向移动节点的数据通过隧道发往移动节点现在的位置。的数据通过隧道发往移动节点现在的位置。基本概念n n外地代理（外地代理（Foreign AgentForeign Agent）：）：一个移动节点当前所处网络上的路由器。移动节点一个移动节点当前所处网络上的路由器。移动节点漫游到新的网络区域后，向外部代理发出代理登记，漫游到新的网络区域后，向外部代理发出代理登记，外部代理和归属代理

3、共同工作，最终将数据正确地外部代理和归属代理共同工作，最终将数据正确地发往移动节点。发往移动节点。基本概念转交地址（Care-of Address）：是本地代理指向移动节点的隧道终点地址。转交地址分为两类：外部代理的转交地址是指当新的网络区域中的外部代理的IP地址；配置转交地址是指一个临时分配给移动节点的IP地址。在这种情况下，移动节点自身就是隧道的终点。基本概念归属地址（Home Address）：移动节点分配的固定不变的IP地址。主要技术n n代理发现代理发现n n位置登记位置登记n n隧道数据隧道数据代理发现n n移动代理广播其可用资源，使得移动台可以完移动代理广播其可用资源，使得移动台

4、可以完成代理的发现，获得可以使用的转交地址成代理的发现，获得可以使用的转交地址（care-of addresscare-of address）.代理发现的过程与代理发现的过程与ICMPICMP协议很类似。代理发现有二种方式：主动方式协议很类似。代理发现有二种方式：主动方式和被动方式。和被动方式。位置登记n n为了实现互联通信，移动节点必须将其当前的为了实现互联通信，移动节点必须将其当前的位置信息向归属代理登记，以便被其它节点找位置信息向归属代理登记，以便被其它节点找到。到。隧道数据n n隧道技术是指归属代理使用特殊的封包，向漫隧道技术是指归属代理使用特殊的封包，向漫游在外地网络上的移动节点转发

5、来自通信节点游在外地网络上的移动节点转发来自通信节点的数据包。的数据包。n nIPIP内的封装技术在原始数据包前插入一个外层内的封装技术在原始数据包前插入一个外层头标，除了按照头标，除了按照RFCRFC规范设定一系列参数外，规范设定一系列参数外，源地址和目标地址分别被设定为隧道入口点和源地址和目标地址分别被设定为隧道入口点和隧道终点。隧道终点。l隧道数据的实现可以隧道数据的实现可以有多种封装的算法，有多种封装的算法，如左图所示的封装十如左图所示的封装十RFC 2003RFC 2003所规定的所规定的IPIP内内IPIP封装结构（封装结构（IP-IP-within-IP within-IP en

6、capsulation encapsulation）。）。蜂窝系统模型基本概念n n所谓蜂窝移动通信区由一个一个的小区组成，所谓蜂窝移动通信区由一个一个的小区组成，每一个蜂窝区由一个蜂窝基站和一群用户移动每一个蜂窝区由一个蜂窝基站和一群用户移动台组成，移动台是收发合一的。每个用户移动台组成，移动台是收发合一的。每个用户移动台与基站通信，基站负责射频资源管理并经电台与基站通信，基站负责射频资源管理并经电话线或微波通道与移动电话交换中心（话线或微波通道与移动电话交换中心（MSCMSC）相连。相连。MSCMSC控制呼叫信号和处理、协调不同蜂控制呼叫信号和处理、协调不同蜂窝区间的越区切换。窝区间的越区

7、切换。蜂窝系统模型主要技术n n越区切换越区切换n n移动台定位技术移动台定位技术蜂窝系统中的移动IP协议的描述模型描述n n三个蜂窝小区：小区三个蜂窝小区：小区1 1，小区，小区2 2，小区，小区3 3。分别。分别属于两个移动业务控制中心属于两个移动业务控制中心MSC1MSC1，MSC2MSC2。n n两个移动代理服务器，分别为移动代理两个移动代理服务器，分别为移动代理A A（路（路由器），移动代理由器），移动代理B B（路由器）。（路由器）。n n移动节点移动节点M M。n n通信节点通信节点T T。IP地址的绑定在现有的IP地址分层体系结构下，主机在Internet注的位置是由其IP地址

8、确定的，主机必须在网中处于由其IP地址标示的地方，才可以接收到发给它的数据。因此，在蜂窝系统中实现移动IP协议的必要条件是要将IP地址与移动终端的唯一识别号绑定。这样，网络在定位移动节点的同时，可以完成移动IP协议的功能。蜂窝系统中的移动IP协议的描述移动节点在小区1中开机n n1.1.移动节点在归属网络时，仍按传统的移动节点在归属网络时，仍按传统的TCP/IPTCP/IP方式进行通信，不需要使用移动方式进行通信，不需要使用移动IPIP协议。协议。本地开机获得转交地址移动节点从小区1移动到小区2n n移动节点漫游到一个外地网络时，通过代理发移动节点漫游到一个外地网络时，通过代理发现协议在外地网

9、络上发现一个外地代理，移动现协议在外地网络上发现一个外地代理，移动IPIP可以通过两种方式向外地代理获得转交地址可以通过两种方式向外地代理获得转交地址外代理的地址和动态配置一个地址。移动外代理的地址和动态配置一个地址。移动节点向归属代理通知当前使用的转交地址节点向归属代理通知当前使用的转交地址 漫游过程隧道数据n n归属代理接受来自转交地址的注册后，会构建归属代理接受来自转交地址的注册后，会构建一条通向转交地址的隧道，将截获的发给移动一条通向转交地址的隧道，将截获的发给移动节点的节点的IPIP数据包通过隧道送到外地网络转交地数据包通过隧道送到外地网络转交地址处。址处。n n在转交地址处解除隧道

10、封装，恢复出原始的在转交地址处解除隧道封装，恢复出原始的IPIP数据包，最后送到移动节点，这样移动节点在数据包，最后送到移动节点，这样移动节点在外地网络就能够收到这些发送给它的外地网络就能够收到这些发送给它的IPIP数据包。数据包。n n移动节点在外地网络通过外地网络的路由器或移动节点在外地网络通过外地网络的路由器或者外代理向通信节点直接发送者外代理向通信节点直接发送IPIP数据包。此时数据包。此时不用封装成隧道数据。不用封装成隧道数据。切换过程移动节点从小区2移动到小区3：n n移动节点发出登陆请求，不同的是，代理移动节点发出登陆请求，不同的是，代理B B发发现该节点已经在本地登陆过了，于是

11、只将本节现该节点已经在本地登陆过了，于是只将本节点的点的RNTRNT信息更新，而不用通知归属代理信息更新，而不用通知归属代理A A。n n通信节点通信节点T T发出的数据按照原来的路由，仍然发出的数据按照原来的路由，仍然发往代理发往代理A A。代理。代理A A仍将数据发往移动节点的转仍将数据发往移动节点的转交地址。唯一不同的是，移动代理交地址。唯一不同的是，移动代理B B会将此数会将此数据解隧道后，发往基站据解隧道后，发往基站3 3，而不是基站，而不是基站2 2。所以。所以对于归属代理对于归属代理A A来说，并不用改变任何信息。来说，并不用改变任何信息。保证了尽可能少的节点发生频繁变化。保证了

12、尽可能少的节点发生频繁变化。移动节点从小区3移动到小区1 n n代理代理A A收到来自移动节点收到来自移动节点MM的登陆请求，得知有的登陆请求，得知有一个本地节点从外部网络移动回本地网络，于一个本地节点从外部网络移动回本地网络，于是将通知起所属的外地代理删除相关信息，同是将通知起所属的外地代理删除相关信息，同时收回分配给移动节点的转交地址，使得其他时收回分配给移动节点的转交地址，使得其他的移动节点可以接入并使用这一资源。的移动节点可以接入并使用这一资源。性能改善绑定通知绑定请求绑定警告绑定更新小结移动节点在归属网络时，仍按传统的TCP/IP方式进行通信，不需要使用移动IP协议。移动节点漫游到一

13、个外地网络时，通过代理发现协议在外地网络上发现一个外地代理。移动节点向归属代理通知当前使用的转交地址。小结归属代理接受来自转交地址的注册后，会构建一条通向转交地址的隧道，将截获的发给移动节点的IP数据包通过隧道送到外地网络转交地址处。.在转交地址处解除隧道封装，恢复出原始的IP数据包，最后送到移动节点，这样移动节点在外地网络就能够收到这些发送给它的IP数据包。结论移动IP是现有的IP协议的扩展，它允许计算机从一个无线IP子网漫游到另一个子网时，不用重新建立连接而透明地收发IP数据包。利用IP地址与移动设备识别号的绑定，移动节点在蜂窝系统 移动时，可以使用固定的IP地址实现IP数据的收发。参考文献n n C.E.Perkins,Mobile IP,IEEE C.E.Perkins,Mobile IP,IEEE Communication Magazine.50th Anniversary Communication Magazine.50th Anniversary Commemorative Issue/May,2002 pp66-82 Commemorative Issue/May,2002 pp66-82