IP技术及应用之四—移动IP网络(2学时)
ip基础知识培训
ip基础知识培训在当今数字化的时代，互联网已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
而在互联网中，IP（Internet Protocol，互联网协议）更是扮演了至关重要的角色。
本文将为大家介绍IP的基础知识以及其在互联网中的作用。
一、IP的定义及作用IP是一种网络层协议，它的作用是为互联网上的每一台设备（如电脑、手机、路由器等）分配一个唯一的标识符，以便实现互联网中的通信和数据传输。
每个设备通过IP地址来进行标识和寻址，就像我们现实生活中的门牌号码一样。
二、IP地址的结构IP地址由32位二进制数组成，通常以四组数字表示（如192.168.0.1）。
其中，每组数字的取值范围是0到255，通过点分十进制的形式来表示，方便人们识别和记忆。
IP地址可以分为两部分，网络地址和主机地址，网络地址用于标识网络，主机地址用于标识网络中的具体设备。
三、IPv4和IPv6目前，主要使用的IP版本是IPv4（Internet Protocol version 4），它采用32位地址，最大可以支持40多亿个地址。
然而，随着互联网的快速发展和设备数量的不断增加，IPv4的地址空间已经不够用了。
因此，IPv6（Internet Protocol version 6）被推出，它采用128位地址，可以提供更加广阔的地址空间，以应对未来互联网的需求。
四、IP分配方式IP地址的分配方式有两种：静态IP和动态IP。
静态IP是指由网络管理员手动为设备分配的固定IP地址，一旦分配就不会改变。
而动态IP是指由DHCP（Dynamic Host Configuration Protocol，动态主机配置协议）自动为设备分配的IP地址，每次设备连接互联网时都可能会改变。
五、子网掩码子网掩码用于划分IP地址的网络地址和主机地址，它与IP地址一起使用，确定网络中的子网数量和每个子网中可用的IP地址数量。
子网掩码通常也以32位二进制的形式表示，其中网络部分的位置为1，主机部分的位置为0。
移动ip的基本原理
移动IP（Mobile IP）是一种用于移动互联网中的网络协议，它允许用户在不改变IP地址的情况下从一个网络漫游到另一个网络。
在传统的互联网中，IP地址是与特定网络相绑定的，当用户从一个网络切换到另一个网络时，需要重新分配新的IP地址。
而移动IP通过将用户的IP地址与其身份信息解耦，实现了用户在不同网络之间无缝漫游的功能。
移动IP基本原理可以分为三个主要部分：家庭代理、外部代理和注册过程。
1.家庭代理（Home Agent）：家庭代理是用户所属网络中的路由器，它负责维护用户在家庭网络中的通信。
当用户离开家庭网络进入其他网络时，家庭代理会暂时接管用户通信，并将所有传入数据包缓存起来。
2.外部代理（Foreign Agent）：外部代理是位于访问网络中的路由器，它负责为漫游到该网络中的移动设备提供服务。
当移动设备进入访问网络时，它会向外部代理注册自己，并请求将数据包转发到自己。
3.注册过程：注册过程是移动设备与外部代理之间进行通信和身份验证的过程。
当移动设备进入访问网络时，它会向外部代理发送一个注册请求，其中包含了自己的身份信息和家庭代理的地址。
外部代理收到请求后，会将该信息转发给家庭代理，并等待家庭代理的回应。
家庭代理收到注册请求后，会验证移动设备的身份，并回复一个注册响应。
外部代理收到注册响应后，将其转发给移动设备，并更新路由表以便将数据包正确地转发到移动设备。
当移动设备在访问网络中接收到数据包时，数据包首先会被发送到外部代理。
外部代理根据路由表判断数据包是否是属于漫游过来的移动设备，并将其转发给家庭代理。
家庭代理接收到数据包后，查找缓存中是否有该移动设备的未接受数据包，并将其发送给移动设备。
需要注意的是，在整个过程中，IP地址是不变的。
当移动设备从一个网络漫游到另一个网络时，它仍然使用原来的IP地址进行通信。
这是通过在IP头部添加额外的扩展头来实现的。
总结起来，移动IP通过在用户与其所属网络之间引入家庭代理和外部代理来实现用户在不同网络之间无缝漫游的功能。
Internet技术与应用教案
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铁道信号专业——专业基础课程教学大体要求
轨道交通专业教学指导分委员会铁道信号专业教学指导组专业基础课程教学大体要求课程名称：铁路信号基础（最少教学时数28学时，最少实践时数4学时）先修课程：铁道信号基础设备课程教学目标及学生应达到的能力：本课是专业的必修课程，要求学生了解铁路在国内外的发展历史及现状、铁线路路的作用和组成、列车运行图和区间通过能力的大体概念等基础知识，理解列车牵引运动学的大体原理，熟练掌握区间信号技术基础、车站信号技术基础、列车调度指挥技术基础和编组站技术基础等。
掌握区间信号控制系统、车站信号控制系统、调度集中系统、列车运行控制系统和编组站综合自动化控制系统的大体组成、大体原理及最新技术进展。
通过该课程的学习，使学生掌握铁道信号的大体概念和铁路信号控制系统的大体工作原理，为此后学习相关课程和从事铁路信号相关工作打下坚实的专业基础。
课程教学内容和学时分派：共分为九章，各章教学要求及内容如下：一、铁道信号综述，2学时。
具体教学内容有：轨道交通系统的特点和作用、铁路运输系统组成、铁路信号系统组成、铁路信号靠得住性和安全性概述、铁路信号的发展现状和趋势等。
二、铁线路路，2学时。
具体教学内容有：铁线路路的组成和作用、线路的平面图和纵断面图、铁路限界、列车运行及分界点。
三、列车牵引运动学基础，2学时。
具体教学内容有：作用于机车上的力、机车牵引与黏着限制、机车牵引特性曲线、列车运行阻力和制动力。
学生应了解作用于机车上的各类力，机车牵引力的形成原理，黏着牵引力的概念，理解机车理想特性曲线，列车运行阻力的分类。
四、车站信号技术基础，6学时，实验2学时。
具体教学内容有：车站分类及作业、列车作业和列车信号机的布置、调车作业和调车信号机的布置、各类用途的信号机、信号显示。
五、区间信号技术基础，3学时。
具体内容有：区间闭塞概述、自动闭塞系统分类、区间信号新技术。
六、列车运行控制系统基础，3学时。
具体内容有：列车运行控制系统概述、列车运行控制系统的速度控制模式、列车运行控制系统的大体结构及功能、典型的列车运行控制系统。
移动ip 的工作原理
移动ip 的工作原理
移动IP（Mobile IP）是一种网络协议，用于支持移动设备在
IP网络中进行漫游，并保持与互联网的连接。
其工作原理可
以分为以下几个步骤：
1. 注册：移动设备在连接到新的网络时，会向本地注册服务器发送注册请求，告知服务器其当前位置和唯一的标识符（如
IP地址）。
2. 位置更新：移动设备在不同网络中漫游时，会定期向本地注册服务器发送位置更新请求，告知服务器其新的位置信息。
3. 广播通知：本地注册服务器将移动设备的新位置信息广播给所有需要与该设备通信的主机。
4. 代理通信：当源主机向移动设备发送数据时，数据包会在本地网络中被路由到本地注册服务器。
本地注册服务器会将数据包封装成移动IP数据报，并通过已知的通信路径将其传输到
目标网络。
然后，数据报会被解封并传递给移动设备。
5. 逆向路径：当移动设备向源主机发送数据时，数据包会被路由到目标网络，并封装成移动IP数据报。
然后，数据报会通
过已知的通信路径传输到本地网络，再被解封并传递给源主机。
通过上述步骤，移动IP实现了移动设备在网络中漫游时的无
缝连接。
这样，移动设备可以在不同网络中切换而无需重新建立连接，同时保持与互联网的通信。
ip网络技术是计算机网络技术
ip网络技术是计算机网络技术IP网络技术是计算机网络技术的重要组成部分，它基于互联网协议（Internet Protocol，简称IP）构建，为全球范围内的计算机网络提供了一种统一的通信方式。
IP网络技术的核心是IP地址和IP数据包的传输机制，它允许不同类型的计算机和设备通过互联网进行数据交换。
一、IP网络技术概述IP网络技术起源于20世纪70年代的ARPANET项目，该项目由美国国防部高级研究计划局（DARPA）资助，目的是创建一个能够抵御核战争破坏的通信网络。
随着时间的推移，IP网络技术逐渐发展成为今天我们所熟知的互联网基础。
二、IP地址IP地址是IP网络技术中最基本的元素之一，它为网络上的每个设备提供了一个唯一的标识。
目前，主要有两种类型的IP地址：IPv4和IPv6。
IPv4地址由32位二进制数组成，通常以点分十进制表示，如192.168.1.1。
IPv6地址则由128位二进制数组成，以冒号分隔的十六进制表示，如2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334。
三、IP数据包IP数据包是IP网络中数据传输的基本单位。
每个IP数据包包含头部和数据两部分。
头部包含了源IP地址、目的IP地址、生存时间（TTL）、协议类型等信息，而数据部分则包含了实际要传输的数据。
四、IP路由IP路由是IP网络中数据包从源到目的地的传输路径选择过程。
路由器是实现IP路由的关键设备，它们根据路由表中的信息来决定数据包的下一跳地址。
路由表可以是静态配置的，也可以通过动态路由协议如RIP、OSPF等自动生成。
五、IP协议栈IP协议栈是计算机网络中用于实现网络通信的一系列协议的集合。
它通常包括应用层、传输层、网络层和链路层。
IP协议栈确保了不同层次的协议能够协同工作，完成数据的封装、传输和解封装。
六、IP网络的安全性随着IP网络的广泛应用，网络安全问题日益突出。
常见的网络安全威胁包括病毒、木马、拒绝服务攻击（DoS）等。
《移动互联网技术》课程教学大纲
《移动互联网技术》课程教学大纲课程名称：移动互联网技术学时：48适用专业：物联网应用技术、网络工程开课学期：第五学期开课部门：物联网学院先修课程：操作系统，计算机基础考核要求：考试使用教材及主要参考书：张宏科主编，《移动互联网技术》，人民邮电出版社，2010年一、课程性质和任务本课程在介绍移动互联网基本理论的基础上，对移动互联网的关键技术，包括移动IPv4、移动IPv6、移动子网、移动互联网安全和多播以及切换管理等的工作机理、设计思路及实现方案作了全面而系统的讲解。
二、课程教学目的与要求学生通过对移动互联有网技术全面的理解和掌握，然后能够利用所学的移动互联网的关键技术，包括对移动IPv4、移动IPv6、移动子网、移动互联网安全和多播以及切换管理等的工作机理、设计思路及实现方案有全面而系统的了解。
四、课程教学中应注意的问题对于非网络专业的学生，应该降低课程的难度，尽量讲解的通俗易懂；对网络专业的学生，尽量补充课本以外的知识点，帮助学生们拓展物流的视野，夯实专业基本功。
五、课程教学内容（一）绪论1．教学基本内容：移动互联网的基本概念、移动互联网的发展历史2．教学基本要求：了解基本概念和移动互联网发展史。
3．教学重点难点：基本概念（二）移动IPv4技术1．教学基本内容：移动IPv4技术概述、移动IPv4的工作原理、移动IPv4的基本概念、移动IPv4的工作过程、移动IPv4协议的设计与实现、总体设计方案、移动节点(MN)的设、外地代理(FA)的设计、家乡代理(HA)的设计。
2．教学基本要求：了解移动IPv4的工作原理，了解移动IPv4协议的设计与实现。
3．教学重点难点：移动IPv4的工作原理、移动IPv4协议的设计与实现、移动IPv4的工作过程。
4．教学建议：详细讲解（三）移动IPv6技术1．教学基本内容：移动IPv6技术概述，移动IPv6的工作过程，移动IPv6的基本工作原理，移动IPv6中的数据结构，移动IPv6协议的设计与实现，移动IPv6协议的总体设计方案、接口信息和路由表更新模块设计等。
中国移动IP承载网(培训学习)
HUAWEI TECHNOLOGIES CO., LTD.
IP地址规划核心思想－节点号
1、节点号是移动IP承载网项目IP地址规划的最核心元素 2、全网的CR、BR、AR设备都有自己的节点号 3、对于互连地址，节点号体现在第二和第三个字节；
对于loopback地址，节点号体现在第三和第四个字节
亮点： 角色决定地址，方便网络维护与故障排除
固定值
同级设备互连：从小到大分配
CR-BR（BR/AR）CR/BR-AR:从大到小分配 互连设备中的 小节点号 BR(BR/AR)-AR:从小到大分配（从.8/30开始分
配）
节点号小的设备侧分配奇数
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ISIS总体规划
中国移动IP专用承载网域内路由协议继续采用IS-IS，CR、CR/BR BR、BR/AR、RR、AR等路 由器均属于ISIS Level 2；IP承载网CR/BR、CR、BR、BR/AR、RR、AR的Loopback地址和内部 互连地址由IS-IS统一承载，IS-IS不承载其它路由。
AR接入CR采用V－Homing的方式 软交换系统（UMG,SS）采用单归的方式接入到AR CR之间采用对称的完全网状连接方式
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移动因其固有的特性给网络设计带来如下问题
在不同类型网络中支持移动性，给认证、当移动的节点穿越网络和设备的时候，其移动节点体积小，能耗及性能是移动网络中特别3
寻址——
IPv4网络随着网络规模的不断扩大，越来越多的移动、无线通信设备加入到Internet 中时，地址空间问题显得尤其重要。
在IPv6网络的设计中，对移动网络的支持是一个重要的组成部分。
在全球覆盖范围内采用外地代理技术代价昂贵，并且外地代理常常会由于信号衰减和干扰而变得无法使用。
考虑到无线电波的能量限制和频道利用率等问题，一台移动主机必须采用多个跳数的通信方式。
在这种方式中源移动主机发送出去的包被几个中间节点的主机相继传递直到最后到达目的主机。
基于多跳路由的Ad Hoc 网络相对单跳网络有如下优点：由于采用多跳的方式，数据包能够绕过障碍物寻径到目的地，不容易受到物理条件的限制。
有利于空间的利用。
如果在基站范围内有大量的节点
进行点到点的通信，那么这种通过小半径范围多跳传输方式所得到的吞吐量将比全部利用基站采取单跳方式传输得到的吞吐量要高的多。
通过小半径范围多跳传输方式所消耗的电池能量将比利用基站采取单跳方式所消耗的电池能量要少，特别对于那种点到点的传输更是如此。
而节约能量对于移动节点来说非常重要。
7
4.2 移动IP 协议
移动IP 协议由IETF 的Mobile IP 工作组制定，是网络层解决方案。
名词：
(1)节点：指路由器或者主机。
(2)家乡链路：该链路上的网络前缀与移动节点家乡地址的网络前缀相同。
标准的IPv4路由机制将会把发往移动节点家乡地址的分组转发到移动节点的家乡链路上。
(3)外地链路：非移动节点家乡链路的网络链路。
(4)访问链路：移动节点目前所处的外地链路。
(5)通信对端(Correspondent Node ，CN)：与移动节点通信的节点，既可以是移动的，也可以是固定的。
9
移动节点拥有两个IP 地址：
转交地址，它是移动节点在外地链路上时由外地代理分配的临时IP 地址，是连接家乡代理和移动节点的隧道的出口。
转交地址可以是外地代理的IP 地址(称为“外地代理转交地址”)，也可以是暂时分配给移动节点的某个端口的IP 地址(称为“配置转交地址”)，其网络前缀必须与移动节点当前所在外地链路的网络前缀相同。
转交地址标识了移动节点当前的物理连接位置，反映了当前的网络拓扑，移动节点通过注册过
程在家乡代理中对转交地址进行登记。
移动到12
第一种方式是通过代理广播消息中ICMP 路由器广播部分的生存时间域来判断。
移动IPv4协议规定，家乡代理和外地代理发送代理广播消息的时间间隔不能超过Lifetime 所指明的时间的1／3。
Ø如果移动节点在时间Lifetime 内都没有收到原代理的代理广播消息，则表明节点已经离开了先前所在的链路。
此时如果移动节点收到新的代理的代理广播消息，它就向这个新的代理进行注册。
Ø如果移动节点没有收到任何广播消息，那么它就发送代理请求消息进行询问。
13
2.注册实现以下功能：
(1)移动节点通过注册得到外地链路上的外地代理的路由服务。
(2)移动节点通知家乡代理它的当前转交地址。
(3)可以使一个即将过期的注册重新生效。
(4)移动节点回到家乡链路后通过注册实现注销。
移动IPv4定义了两种不同的注册过程——
另一种是移动节点通过外地代理的中继向家乡代理注册，当移动节点使用外地代理转交地址时采用该方式，如右图所示。
注册过程需要交互两种消息注册请注册这16
3.传送单播数据的基本工作机制
三角路由——由通信对端送给连接在外地链路上的移动节点的数据包先被路由到它的家乡代理上，然后经隧道送到移动节点的转交地址，而由移动节点发出的数据包却被直接路由到了通信对端，这构成了一个三角形。
造成三角路由的根本原因是通信对端不知道移动主机的当前转交地址。
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解决办法——路由优化（绑定消息）
移动节点可以通过向通信对端发送地址绑定信息(<家乡IP 地址，转交地址>对)的方式避免三角路由。
通信对端通过查找缓存中移动节点的地址绑定信息获得转交地址，然后直接通过隧道将报文发送给该转交地址。
除了需要移动节点、家乡代理和外地代理有适当的修改以支持移动网络，它还需要通信对端也做相应的修改，使其能够处理与绑定有关的绑定更新等协议报文。
这样对于Internet 上的很大一部分计算机都要做修改。
安全问题。
如果地址绑定信息没有有力的认证机制，那么就很容易受到拒绝服务攻击。
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2.源路由
源路由存在问题——
安全问题：当源路由选项中指明‘‘远程重定向”要求接收者进行反转时，一般都需要对其发送的分组进行认证，但是对源路由进行反转的节点则一般情况下都不会进行认证。
这样，恶意的节点可以假冒移动节点发送伪造的源路由信息。
在理虽很
25
移动IPv6与移动IPv4概念对比如下表所示。
移动移动移动27
当移动节点离开家乡链路后，除了拥有家乡地址，它还具有一个或多个转交地址。
移动节点家乡地址与转交地址之间的对应关系就是该节点的绑定信息。
移动节点不管是在家乡链路还是外地，都可以通过他的家乡地址找到。
通过使最。