第六章 移动IP
10移动IPv6
类型 代码 校验和 当前跳数限制 管理地址配置标志 其他状态配置标志 本地代理标志 默认路由优先级 保留字 路由器生命周期 可达时间 重新传输定时器 选项
= 134 =0
对前缀信息选项的修改
定义了新的路由地址标志位R，设置了Ｒ标 志，前缀字段就包含了家乡代理的完整 IPv6地址，而不仅仅是前缀部分。
移动IP
当移动主机返回到本地网，它必须与HA进
行联系，以撤销登记，使HA停止截取分组。 同样，移动主机可以选择在任何时候撤销登 记（如当离开一个远程位置时）。
由此可见，移动IP是为宏观移动性设计 的，而不是为高速移动设计的。因此， 使用移动IP的情况：主机移动并不频繁， 并在一个给定位置停留相对较长的一段 时期。
更新绑定信息
家乡测试初始化报文
启动返回可路由过程，向通信节点请求家乡密
钥生成令牌
报文类型
家乡测试初始报文
启动返回可路由过程，向通信节点请求转交密
钥生成令牌。
家乡测试报文
是对家乡转交测试初始报文的应答，是通信节
点发往移动节点的。
转交测试报文
对转交测试初始报文的响应，从通信节点发往
通信对端（Correspondent Node）：指所 有与移动节点通信的节点。 家乡地址（Home Address）：指分配给移 动节点的永久的IP地址，属于移动节点的家 乡链路。标准的IP路由机制会把发给移动节 点家乡地址的分组发送到其家乡链路。当 移动节点在家乡链路上有多个家乡子网前 缀时，其可以有多个家乡地址。
移动IP
发现外网代理
寻找外地代理的过程使用ICMP路由器发现
机制并进行了扩展，这个过程称为代理发现。 代理发现中，移动主机发送一个ICMP路由 器请求报文以得到一个ICMP路由器通告报 文，这些报文在原始的ICMP路由器发现报 文上扩展了其它一些信息，以允许FA通告 它的存在或移动主机请求一个通告。
简述移动ipv6的工作原理
简述移动ipv6的工作原理
移动IPv6（Mobile IPv6）是一种用于在移动设备与互联网之间进行通信的协议。
它的工作原理可以简单分为三个步骤：移动节点的注册、报文的路由和地址的更新。
移动节点在连接到新网络时需要向家庭网络进行注册。
注册过程中，移动节点会发送一个注册请求，包含其识别符和新网络的地址信息。
家庭网络会将这些信息存储在注册表中，并为移动节点分配一个全球唯一的主IPv6地址。
接下来，当移动节点发送或接收报文时，家庭网络会将报文转发到移动节点所在的当前网络。
这是通过家庭网络维护的一个称为"绑定缓存"的表来实现的。
绑定缓存记录了移动节点的识别符、主IPv6地址以及当前网络的地址信息。
家庭网络根据绑定缓存中的信息将报文路由到正确的网络。
当移动节点切换到新网络时，它会向家庭网络发送一个地址更新请求。
地址更新请求包含移动节点的识别符、新网络的地址信息以及移动节点之前所在网络的地址信息。
家庭网络使用这些信息来更新绑定缓存中的地址信息，并将报文路由到新网络。
移动IPv6的工作原理可以帮助移动设备在不同的网络之间无缝切换，并保持与互联网的连接。
它通过注册、报文路由和地址更新这三个步骤，实现了对移动设备的支持，使得移动设备可以方便地进行通
信和访问互联网。
这对于现代社会中越来越普及的移动设备使用至关重要，因为它们需要在不同的网络环境中进行移动，并保持持续的互联网连接。
网络实用技术第六章本章自测答案
《网络实用技术》第六章本章自测一、单选题(共15道，每题4分，总计60分）题目1( B ）不属于移动互联网的移动性体现。
A. 移动场景B. 移动通信C。
移动终端D。
移动网络题目2下列（ D ）不属于移动互联网的特征。
A. 媒体化B。
社交化C。
融合化D。
透明化题目3（ A ）是移动通信网与互联网的融合。
A。
移动互联网B。
局域网C。
城域网 D. 因特网题目4下列（ D ）不属于移动互联网的基本要素。
A。
公众互联网B。
移动无线通信网络 C. 移动终端 D. 无线接入点题目5 实现移动互联的技术基础是（ C ).A。
IPv4 技术 B. IPv6 技术C。
移动IP技术D。
路由器技术题目6 SDN架构不包括（ B ）.A. 基础设施层B。
链路层 C. 控制层 D. 应用层题目7 SDN的三层架构中，路由器属于（ A ）。
A. 基础设施层B。
网络层C。
控制层D。
应用层题目8 SDN的三层架构中，路由器属于（ A ）.A。
基础设施层B。
网络层C。
控制层D。
应用层题目9（ C ）不属于数据中心网络业务流量的独有特征。
A。
长短流混合B。
通信模式特殊C。
长流流量比重较低 D. 大量短突发题目10下列（ C )不属于传统数据中心的服务。
A。
提供带宽 B. 提供机柜空间 C. 提供软件服务 D. 防计算机病毒题目11下列（ C ）不属于数据中心的特点.A. 高带宽B. 高可用性C。
高费用D。
高可靠性题目12移动云的架构不包括（ C )。
A. 移动终端B。
服务器端 C. 移动云端D。
后台系统题目13发现、选择网络服务和云服务是( D )的功能。
A。
资源层 B. 网络虚拟化层 C. 服务提供层 D. 云服务层题目14 由网络和云计算的物理基础架构组成的是( A ）。
A。
资源层B。
网络虚拟化层C。
服务提供层 D. 云服务层题目15根据逻辑网络对底层网络进行抽象是（ A ）的核心功能。
A。
网络虚拟化B。
云计算C。
软件定义网络 D. 物联网二、判断题（共10道，每题4分，总计40分）题目16移动云端属于移动云的架构。
计算机网络题目第六章(计算机网络第三版-吴功宜-编著)
一.术语辨析从给出的26个定义中挑出20个，并将标识定义的字母填在对应术语的空格位置。
1．W ARP 2. D 分组总长度3．L 专用地址 4. F 严格源路由5．M CIDR 6. V MPLS7．N 间接交付 8. I 直接广播地址9．X 移动IP 10. C 分组头长度11．Z 扩展报头 12. G 松散源路由13．T ICMP 14. K 特定主机地址15．E TTL字段 16. Q 路由汇聚17．U RSVP 18. P 路由选择协议19．J 受限广播地址 20. S 第三层交换路由器A．IPv4分组头中表示网络层IP版本号的字段。
B．IPv4分组头中表示高层洗衣类型的字段。
C．IPv4分组头中4位的长度字段。
D．IPv4分组头中16位的长度字段。
E．IPv4分组头中用来表示转发分组最多路由器跳数的字段。
F．规定分组经过的路径上每个路由器及顺序的路由。
G．规定分组一定要经过的路由器，但不是一定完整的传输路径的路由。
H．标识一台主机、路由器与网络接口的地址。
I．可以将分组以广播方式发送给特定网络所有主机的地址。
J．路由器不向外转发，而将该分组在网络内部以广播方式发送给全部主机的地址。
K．路由器接到分组不向外转发该分组，而是直接交付给本网络中指定主机的地址。
L．只能够用于内部网络，而不能够在Internet进行路由的地址。
M．将IP地址按可变大小的地址块来分配的方法。
N．目的主机与源主机不在同一网络的分组转发方法。
O．路由器中用来产生路由表的算法。
P．用于实现路由表中路由信息动态更新的方法。
Q．用来减少路由表中路由项数量的方法。
R．有权自主决定内部所采用的路由选择洗衣的单元。
S．按第三层路由技术与第二层硬件交换技术相结合方法设计的网络互联设备。
T．具有差错与查询、重置功能的网络层协议。
U．源主机和目的主机之间在会话之前建立一个连接，预留需要的资源的协议。
V．用标记分配协议实现标记交换的技术。
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。
移动通信中的移动Ipv6技术
移动通信中的移动Ipv6技术移动通信中的移动 IPv6 技术在当今数字化的时代，移动通信已经成为人们生活中不可或缺的一部分。
随着智能手机、平板电脑等移动设备的普及，以及各种移动应用的不断涌现，人们对于移动通信的需求越来越高。
在这个背景下，移动 IPv6 技术应运而生，为移动通信带来了新的机遇和挑战。
一、什么是移动 IPv6 技术IPv6（Internet Protocol Version 6）是互联网协议的第六版，它是为了解决 IPv4 地址资源不足而提出的。
IPv6 拥有巨大的地址空间，可以为地球上的每一粒沙子都分配一个独立的 IP 地址。
移动 IPv6 技术则是在 IPv6 的基础上，为移动设备在不同网络之间的无缝切换提供支持。
简单来说，当你的手机或者其他移动设备从一个 WiFi 网络切换到另一个 WiFi 网络，或者从 WiFi 切换到移动数据网络时，移动 IPv6 技术能够确保你的网络连接不中断，并且让你的应用能够持续正常运行，而不会出现掉线或者需要重新登录的情况。
二、移动 IPv6 技术的工作原理移动 IPv6 技术的核心概念包括家乡地址、转交地址和绑定更新。
家乡地址是移动设备在其归属网络中所拥有的固定 IP 地址。
无论设备移动到何处，这个地址都保持不变，就像你的家庭住址一样，是一个固定的标识。
转交地址则是移动设备在当前所连接的外地网络中获得的临时 IP 地址。
当设备移动到新的网络时，会获取新的转交地址。
绑定更新则是移动设备向家乡代理和通信对端发送的消息，用于告知它们自己当前的转交地址。
通过这种方式，家乡代理和通信对端就能够将数据正确地路由到移动设备的当前位置。
当移动设备在外地网络中发送数据包时，数据包的源地址是家乡地址，目的地址是通信对端的地址。
外地网络的路由器会根据移动设备的绑定更新，将数据包正确地转发到通信对端。
而当通信对端向移动设备发送数据包时，数据包的目的地址是移动设备的家乡地址。
蜂窝系统中移动IP协议简述
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。
蜂窝系统模型
主要技术
越区切换 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
三个蜂窝小区：小区1，小区2，小区3。分别属 于两个移动业务控制中心MSC1，MSC2。
两个移动代理服务器，分别为移动代理A（路 由器），移动代理B（路由器）。
移动节点M 。 通信节点T 。
IP地址的绑定
切换过程
移动节点从小区2移动到小区3：
移动节点发出登陆请求，不同的是，代理B发 现该节点已经在本地登陆过了，于是只将本节 点的RNT信息更新，而不用通知归属代理A。
通信节点T发出的数据按照原来的路由，仍然发 往代理A。代理A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B会将此数据 解隧道后，发往基站3，而不是基站2 。所以对 于归属代理A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。
漫游过程
隧道数据
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。
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IP数据包。此时 不用封装成隧道数据。
《移动IP技术》课件
移动IP的优势和不足
优势
具有高的连通性和可靠性，能够实现无缝漫游和远 程接入。
不足
容易受到网络拥塞、信号干扰、数据丢失等问题的 影响，需要不断改进优化。
移动IP的发展历程
1
1996：移动IPv4首次提出
解决单一IP地址约束下的异构网络问题。
2
2002: IPv6移动IPv6（MIPv6）
解决地址耗尽等IPv4无法解决的问题，并提出网络迁移的相关技术方案。
为何重要？
可以解决异构网络环境下移动设备无法实现网络连接、无法连续使用网络服务的问题。
移动IP的原理和基本概念
基本原理
从底层体系结构（网络层、数据链路层）出发，通 过路由表、代理、隧道、IP地址管理等基本机制进 行实现。
基本概念
包括主机移动性、端到端数据传输、安全性保障、 服务质量监测、网络拓扑管理等概念。
通过移动IP技术创新，实现远程诊断、数据互通 等重大突破。
相关特征
移动IP具有可扩展性、互操作性、安全性、灵活性
移动IP的应用场景
1
物联网应用
2
通过移动IP技术，物联网设备可以随时停
留在不同网络并维持端到端的通讯质量。
3
移动办公
借助移动IP技术，可以实现移动设备远程 接入企业内部网络，并进行高效的工作 协同。
流媒体传输
移动IP技术支持流媒体实时传输、保证音 视频数据的业务质量。
《移动IP技术》PPT课件
探讨移动IP技术的发展历程、应用案例以及研究前景，并深入了解其定义、原 理和基本概念。
移动IP技术的定义
什么是移动IP？
移动IP是一种可以在不同网络环境下实现移动设备网络连接的技术。
如何实现？
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移动需求
为什么在网络层支持移动？
为什么在网络层支持移动性？
Internet上的每个节点都有网络层 网络层负责将分组路由到合适的位置 移动性面向整个Internet，改变物理介质对应用透明 对全部应用来说是全局解决方案 移动节点在改变接入点之后应能继续与其他节点通信 移动节点只要与接入点连接就能用原来的IP地址通信 移动节点应该能与不具有移动IP功能的其他节点通信 移动节点不应该比其他节点的安全性差
任何时候、任何地点都能提供可靠的Internet访问 移动对网络应用和高层协议应该是透明的 移动性：越来越多用户要求Internet能支持移动 透明性：移动对于IP上层协议来说都是透明的 易于使用：移动应该像GSM移动手机那样便于操作 路由：移动应该与所有路由协议兼容并能优化路由 安全：移动不应该降低Internet的安全性
代理发现——过程
如何检测在哪里？
确定自己连接在家乡网络 还是外地网络
“通告”消息的源地址前 缀=永久地址的前缀
如何检测移动？
确定自己是否已经改变了 接入点
是否按时收到“通告” 消息网络前缀已改变
一旦MN获得一个新CoA便 立即进入Registration过程
注册——过程
FA的作用
网络层移动的设计目标
移动IP概述
移动IP概述
IETF制定相关草案
RFC2002：定义了Mobile IP协议 RFC2003/2004/1701：定义了移动IP的三种隧道技术 RFC2005：定义了Mobile IP的应用 RFC2006：定义了Mobile IP的管理信息库MIB
Mobile IP是一种计算机网络通信协议，它能够保证计算机在移动 过程中在不改变现有网络IP地址、不中断正在进行的网络通信及 不中断正在执行的网络应用的情况下，实现对网络的不间断访问。 Mobile IP技术可解决TCP/IPv4不支持网络终端移动漫游的弊端。 Mobile IP系统包括
CN从HA了解MN 的位置，在本地 缓存binding cache 缓存的binding 在授权的 lifetime后失效 CN可直接隧道 数据报给MN的 CoA
外地代理平滑切换
当MN移动到另一个网络向新FA注册 基本Mobile IP协议
不通知老FA 隧道到老CoA的数据报可能被丢失
Mobile IP概念模式
Mobile IP的基本操作-1
代理发现（agent discovery）
家乡代理和外地代理周期性广播代理通告（agent advertisement）消息
由ICMP报文承载
MN通过接收到的代理通告确定自己的接入点或者IP 地址
确定当前连接的链路 检测是否改变了接入点 如果连接到一个外地网络则获得一个CoA
三角路由的优缺点
优点
缺点
控制简单 交换的控制报文有 限 地址绑定信息高度 一致
对于特定主机的绑 定信息存放在一个 地方
HA是每个报文的固定重定 向点，即使源和目的之间 存在更短的路径 路径加长而增加端-端延迟 连接HA的网络链路很容易 出现超载 HA是个瓶颈
路由的优化
MN可向代理发送代理请求消息（agent solicitation）
Mobile IP的基本操作-2
注册转交地址
MN请求FA为其服务，并向HA报告新CoA
向HA注册 Registration消息由UDP报文承载
隧道（完成路由）转发数据报
HA把数据报隧道给离开家乡网络的MN
在隧道的入口点进行封装 在隧道的出口点进行拆封
实体与术语-1
实体与术语-2
实体与术语-3
实体与术语-4
隧道
一个数据报封装在另一个数据报的有效载 荷中进行传送，所经过的路径成为隧道
IPsrc = 原始发送者 IPdst = 最终目的地 报头 外层报头 IPsrc = 隧道入口 IPdst = 隧道出口 载荷 载荷
转交地址（care-of address）
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。
RFC 2003
最小封装
最小封装（minimal encapsulation）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
为MN生成CoA 通告其HA 可由MN自己担任
1. 通过FA发送注册请求
如果MN使用外 地代理CoA
2. 直接发送注册请求
如果MN使用配 置的CoA
3. 注销
如果移动节点回到了家乡网络，则必须 在家乡链路上进行注册（注销其移动绑 定信息）
隧道转发
HA将发送给MN的个IP地址
一个固定的家乡地址（用来标识节点） 一个可变的转交地址（CoA）（用来路由数据报）
采用了代理概念
家乡代理（HA）截获家乡链路上发送给MN的分组，封装后通 过隧道发给MN的注册CoA 外地代理（FA）是与MN建立联系的一个路由器（会随MN移 动而变化）。MN必须通过FA向HA更新自己的位置
Mobile IPv4
RFC2002
RFC3220 RFC3344
Mobile IPv4定义了三种支持移动的服务
代理发现
移动节点判断自己当前位置，当访问外地网络时获得转交 地址（CoA） 移动节点向外部代理请求服务，通知家乡代理它的转交地 址 当移动节点连接到外地链路时，对它发出的或发向它的数 据包进行路由
隧道的入口是HA 隧道的出口是FA/MN
HA和FA必须支持通过隧道发送的IP-in-IP封装 的数据报 任何使用C-CoA的MN必须能够接收经过IP-inIP封装的数据报 “最小封装”和“通用路由封装”是移动代理 和MN可选择支持的替代封装方法
隧道转发过程
源自CN发送给MN的报文被HA截获
移动概念及需求
在旅行过程中如何接收邮件？
寄明信片给每一 位可能给你写信 的人，通知他们 地址变更情况 给你家所在邮局 留一个转发通知
场景1
计算机通过无线上网
场景2
将笔记本从办公室移动到宿舍、餐厅、咖啡馆
场景3
坐在移动的火车汽车上访问Internet
支持移动的网络及移动需求
支持移动的网络
外地代理拆封协议
代理发现——FA的作用
FA的作用
为MN生成CoA 通告其HA 可由MN自己担任
代理发现——实现
实现机制
定义了agent advertisement和agent solicitation两个消息（基于ICMP路由发现机 制） 移动代理（HA/FA）定期发送agent advertisement消息通告自己的存在 MN可通过agent solicitation消息请求代理 移动代理用agent advertisement作为MN的 agent solicitation消息响应
RFC 2004
通用路由封装
通用路由封装（generic routing encapsulation）
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的其他问题
移动IP的三角路由问题
数据报从CN发给 MN的HA HA截获该包后隧 道给MN的CoA 在FA数据报被拆 封，并递交给MN 对MN发送的数据 报则采用标准的 IP路由
只能由高层协议重发
老FA删除visitor list中的对应条目（生存期过后）
外地代理平滑切换（续）
MN在向新FA注册时 请求新FA通知老FA 自己的当前位置 新FA发送binding update消息给老FA 并请求对方的确认 老FA删除访问表中的 相应条目并创建新的 binding cache 老FA的作用就是一个 转发点
注册
包传送
网络层为支持移动新增的功能
移动节点-外地代理协议
MN与外地网络连接时向FA注册 离开时注销 FA向HA注册MN的CoA MN离开时不必注销 封装并转发来自CN的原始数据报给MN的CoA 拆封并取出CN的原始数据报并转发给移动节点
外地代理-家乡代理注册协议
家乡代理数据报封装协议
目的地是MN的数据报被路由到家乡网络 （正常的IP操作） HA截获在家乡网络上的数据报
HA封装该数据报并隧道发送给CoA 数据报通过隧道转发给CoA
在CoA（FA或则MN本身），数据报被拆封， 然后被递交给MN
逆向隧道
MN发出的分组 被FA封装，通 过逆向隧道发 送到MN的HA 由HA拆封后路 由到通信的对 等节点（CN）
CoA