第一章 信息通信网的演进
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第一章信息通信网的演进
Lines)
对称DSL
❖ 下行和上行速率相同
非对称DSL
❖ 下行速率一般大于上行速率 ❖ ADSL(Asymetric DSL)，非对称数字用户线路:下行速
率理论上8~12Mbps,上行小于2Mbps ❖ ADSL2+: 下行速率理论上24Mbps,上行小于3.5Mbps
实际上能够达到的速率与具体的环境有关,包括电话线的长度、线路 质量、外界环境干扰、其他用户正在进行的数据业务等等
网络组成
2.2 无线局域网基本概念
❖ 无线站点STA（wireless STAtion）
配置支持802.11协议的无线网卡的终端 STA通过MAC层机制来共享同一个无线信道，
最简单的WLAN仅仅由STA组成 ，它们之间直接 通信
❖ 无线接入点AP（wireless Access Point） ，有时也被称为基站BS（Base Station）
局域网体系结构—802参考模 型
2.3 802.11协议
❖ 物理层对应着OSI参考模型的物理层
对传输媒介和拓扑的规定
❖ OSI参考模型的数据链路层被划分为两个子层，即 逻辑链路控制(LLC)子层和媒介访问控制(MAC)子层
网络层 数据链路层
物理层
OSI参考模型
LLC MAC
IEEE 802参考模型由 IEEE 802委员会开发, 并且被所有的制定LAN
1. 电话网络接入到Internet
ADSL
❖ 电话线的带宽> 4kHz
局端
NID：网络接口设备
电话拨号：端局过滤300Hz~
3.4KHz 范围外的非话音频率
电话交换
电话
ADSL：ADSL将用户线路接到没
有滤波器的线路上
对称DSL
❖ 下行和上行速率相同
非对称DSL
❖ 下行速率一般大于上行速率 ❖ ADSL(Asymetric DSL)，非对称数字用户线路:下行速
率理论上8~12Mbps,上行小于2Mbps ❖ ADSL2+: 下行速率理论上24Mbps,上行小于3.5Mbps
实际上能够达到的速率与具体的环境有关,包括电话线的长度、线路 质量、外界环境干扰、其他用户正在进行的数据业务等等
网络组成
2.2 无线局域网基本概念
❖ 无线站点STA（wireless STAtion）
配置支持802.11协议的无线网卡的终端 STA通过MAC层机制来共享同一个无线信道，
最简单的WLAN仅仅由STA组成 ，它们之间直接 通信
❖ 无线接入点AP（wireless Access Point） ，有时也被称为基站BS（Base Station）
局域网体系结构—802参考模 型
2.3 802.11协议
❖ 物理层对应着OSI参考模型的物理层
对传输媒介和拓扑的规定
❖ OSI参考模型的数据链路层被划分为两个子层，即 逻辑链路控制(LLC)子层和媒介访问控制(MAC)子层
网络层 数据链路层
物理层
OSI参考模型
LLC MAC
IEEE 802参考模型由 IEEE 802委员会开发, 并且被所有的制定LAN
1. 电话网络接入到Internet
ADSL
❖ 电话线的带宽> 4kHz
局端
NID：网络接口设备
电话拨号：端局过滤300Hz~
3.4KHz 范围外的非话音频率
电话交换
电话
ADSL：ADSL将用户线路接到没
有滤波器的线路上
第1章通信网概述
业务网、传送网和支撑网之间的关系：
根据子网的位置划分
用户网
用户驻地网
接入网
接入网介于交换设备和用户之间，主要完成使用户 接入到核心网的任务.
核心网
核心网的作用是交换和传送
用户网、接入网和核心网之间的关系：
▪ 驻地网 ▪ 接入网
▪ 核心网
1.3 通信网的历史与发展
利用电磁波通信的历史可大致划分三个阶段：
电话网实现了对数据业务的综合，传真作为一种数据业务在电话 网中得到很好的应用。就20世纪70年代可利用的业务而言，电话网 称得上是多业务的综合网。
通信网络的历史和发展
移动通信的换代
当今通信热点举例
▪ 互联网 ▪ 移动通信 ▪ 多媒体通信 ▪ 用户接入 ▪ 全光网
移动通信
20世纪80年代，基于FDMA的第一代模拟系统 (1G)
通信对于人类社会来说是必不可少的， 它是联系人类社会各组成要素的重要 手段。
通信网络的历史和发展
用户数（百万）
信息移动化
全球移动和Internet用户量发展情况
300
254.1
250
228.2
209.8
200 155.3
150 105.6
100 65.2
55.6 65.9 79.3
50
22.4
0.3 3.7
标准化组织
国际标准化组织(The International Standards Organization, ISO) 国际电信联盟（The International Telecommunications Union-Telecommunication Standards Sector, ITU-T, formerly the CCITT） 电气与电子工程师协会（The Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE）。 IEEE负责计算机、电气 电子等专业标准的制定。 电子工业协会（The Electronic Industries Association, EIA） 美国国家标准协会（The American National Standards Institute, ANSI）
第1章移动通信网络的演变与发展
fd =
v
λ
cos θ
(1.1)
多普勒频移导致附加调频噪声。 多普勒频移导致附加调频噪声。 3．干扰严重 由于移动通信网是多电台、多波道通信系统，因而，通信设备除城市噪声（ 由于移动通信网是多电台、多波道通信系统，因而，通信设备除城市噪声（主要是车 辆噪声）干扰外，电台干扰（同频干扰、互调干扰）较为突出。所以， 辆噪声）干扰外，电台干扰（同频干扰、互调干扰）较为突出。所以，抗干扰措施在移动通 信系统设计中显得很为重要。 信系统设计中显得很为重要。 4．接收设备动态范围大 由于动台的位置不断变化，接收机和（基站）发射机之间的距离不断变化， 由于移动台的位置不断变化，接收机和（基站）发射机之间的距离不断变化，导致接收 机接收信号电平的不断变化 这就要求接收设备具有很大的动态范围。 电平的不断变化。 机接收信号电平的不断变化。这就要求接收设备具有很大的动态范围。 需要采用位置登记、 5．需要采用位置登记、过境切换等移动性管理技术 由于移动台不停运动的特点， 为了实现可靠而有效的通信， 由于移动台不停运动的特点， 为了实现可靠而有效的通信， 必须采用位置登记和频道切 换等移动性管理技术。 换等移动性管理技术。 6．综合了各种技术 移动通信综合了交换机技术、计算机技术、传输技术。 移动通信综合了交换机技术、计算机技术、传输技术。 7．对设备要求苛刻 移动用户常在野外，环境条件相对较差，因此对其设备（尤其对专网设备） 移动用户常在野外，环境条件相对较差，因此对其设备（尤其对专网设备）要求相对 苛刻。 苛刻。 移动通信系统按用途、频段、制式、入网方式等不同，可以有不同的分类方法。 移动通信系统按用途、频段、制式、入网方式等不同，可以有不同的分类方法。如按用 途和区域分，可分为陆地 海上、航空移动通信系统； 经营方式或用户性质分 可分为公 途和区域分，可分为陆地、海上、航空移动通信系统；按经营方式或用户性质分，可分为公 众网（简称公网） 专用网（简称专网） 基站配置分 可分为单区制 多区制、蜂窝制； 、专用网 单区制、 众网（简称公网） 专用网（简称专网） 按基站配置分，可分为单区制、多区制、蜂窝制； 、 ；
v
λ
cos θ
(1.1)
多普勒频移导致附加调频噪声。 多普勒频移导致附加调频噪声。 3．干扰严重 由于移动通信网是多电台、多波道通信系统，因而，通信设备除城市噪声（ 由于移动通信网是多电台、多波道通信系统，因而，通信设备除城市噪声（主要是车 辆噪声）干扰外，电台干扰（同频干扰、互调干扰）较为突出。所以， 辆噪声）干扰外，电台干扰（同频干扰、互调干扰）较为突出。所以，抗干扰措施在移动通 信系统设计中显得很为重要。 信系统设计中显得很为重要。 4．接收设备动态范围大 由于动台的位置不断变化，接收机和（基站）发射机之间的距离不断变化， 由于移动台的位置不断变化，接收机和（基站）发射机之间的距离不断变化，导致接收 机接收信号电平的不断变化 这就要求接收设备具有很大的动态范围。 电平的不断变化。 机接收信号电平的不断变化。这就要求接收设备具有很大的动态范围。 需要采用位置登记、 5．需要采用位置登记、过境切换等移动性管理技术 由于移动台不停运动的特点， 为了实现可靠而有效的通信， 由于移动台不停运动的特点， 为了实现可靠而有效的通信， 必须采用位置登记和频道切 换等移动性管理技术。 换等移动性管理技术。 6．综合了各种技术 移动通信综合了交换机技术、计算机技术、传输技术。 移动通信综合了交换机技术、计算机技术、传输技术。 7．对设备要求苛刻 移动用户常在野外，环境条件相对较差，因此对其设备（尤其对专网设备） 移动用户常在野外，环境条件相对较差，因此对其设备（尤其对专网设备）要求相对 苛刻。 苛刻。 移动通信系统按用途、频段、制式、入网方式等不同，可以有不同的分类方法。 移动通信系统按用途、频段、制式、入网方式等不同，可以有不同的分类方法。如按用 途和区域分，可分为陆地 海上、航空移动通信系统； 经营方式或用户性质分 可分为公 途和区域分，可分为陆地、海上、航空移动通信系统；按经营方式或用户性质分，可分为公 众网（简称公网） 专用网（简称专网） 基站配置分 可分为单区制 多区制、蜂窝制； 、专用网 单区制、 众网（简称公网） 专用网（简称专网） 按基站配置分，可分为单区制、多区制、蜂窝制； 、 ；
第1章通信发展史
4.1992年，GSM被选为欧洲900MHz系统的商标“全球移动通信
系统”； 5.2000年，提出3G标准（欧洲WCDMA，美CDMA2000，中国TDSCDMA）； 6.2007年，ITU将WiMAX补选为3G标准。
当代通信 ——移动通信和互联网时代
互联网的发展历程：
1.1969年，美军ARPAnet问世； 2.1979年，发明了局域网LAN； 3.1983年，TCP/IP协议成为ARPAnet的唯一正式协议； 4.1989年，原子能研究组织CERN发明万维网WWW；
烽火戏诸侯
近、现代通信
标志：使用电信技术，利用电和磁实现通信目的。 最早应用：电报（有170多年历史）
1.1835年，莫尔斯发明有线电磁电报；
2.1876年，贝尔发明电话机；
3.1878年，磁石电话和人工电话交换机诞生； 4.1880年，发明供电式电话机； 5.1885年，发明步进式交换机； 6.1892年，史瑞乔发明步进式自动电话交换机； 电报和电话开启了近代通信的历史。
3.1972年光纤发明和G.711(PCM),G.712建议书通过，电信网络 进入数字化； 4.1972～1980年，综合数字网IDN形成。
当代通信 ——移动通信和互联网时代
移动通信的发展历程：
1.1982年，发明了第二代移动通信系统2G（欧洲GSM，美DAMPS，日D-NTT）; 2.1988年，成立了“欧洲电信标准协会”（ETSI）； 3.1990年，GSM标准冻结；
5.1991年，美政府将Internet主干网交给私人经营；
6.1996年，美提出“下一代Internet计划（NGI）”。
1996年至今，中国互联网网民已达5.13亿，手机上网 用户已达3.8亿。
通信网络的技术和架构演进
通信网络的技术和架构演进通信技术的发展在改变我们的生活，无论是家庭、工作、学习或娱乐，几乎所有的人都会用到通信网络。
网络技术的快速发展让我们的生活变得更加便利舒适，而且在现代化经济和社会的建设中也起到至关重要的作用。
网络跨越时空，实现了人类的全球互联，节省了人力、物力、财力，提高了效率，减少了成本，增强了协作与交流。
本文将着重介绍通信网络的技术和架构演进。
一、技术演进通信网络的技术演进是从单一的模拟电信时代发展到数字电信时代。
在模拟电话时代，人们通过电线进行通信，通信的频率是模拟的，它只能传输音频信号。
而数字通信的出现，使得电话变得更加便捷与稳定。
数字通信不仅能够传递声音信息，还能够处理和传递图像、数据等多种形式的信息。
数字通信的关键技术在于数字化技术。
通过模拟信号采样、量化、编码、压缩等步骤，将模拟的信号转换成数字的信号。
数字通信也可以通过高效的编码和错误校验技术，避免了音频和图像在传输过程中所产生的干扰和失真。
另外，无线通信技术的快速发展，也是通信网络技术演进的一个重要方面。
如今，无线通信技术被广泛地应用到手机、无线网络和其它物联网设备上。
为了克服信道干扰、中断和低性能这些无线通信存在的问题，各种无线通信标准被制定并不断完善，如Wi-Fi、蓝牙、LTE、5G等等。
二、架构演进通信网络的架构演进涉及系统的构建，网络的设计和组织形式的变化。
通信网络架构演进可以分为三个阶段：传统有线网络、智能网和启发式网络。
传统有线网络的架构是一个分层的体系结构。
其本质是把电话信令功能从电话交换机上独立出来，以组成一个独立的网络体系，这是传统有线网络的典型特点。
一般来说，传统有线网络因其靠征信号处理和分析而显得过于简单和不够灵活，随着数字网络的到来，这样的网络已经基本退出了历史舞台。
智能网则是基于传统有线网络的，它增加了复杂的数据处理功能和数据传输设备。
它的构建主要是企图挖掘知识和运用知识形成人、物、信息等三位一体的知识经济体系。
移动通信网络的演进与发展
移动通信网络的演进与发展移动通信网络是指通过无线方式传输信息的通信网络，随着科技的不断发展，移动通信网络也在不断演进和发展。
本文将探讨移动通信网络的演进历程以及未来的发展趋势。
一、1G到5G：移动通信网络的演进1G是指第一代移动通信网络，主要以模拟信号传输为主，通信质量差且容量有限。
2G引入了数字化技术，通信质量明显提升。
3G时代实现了高速数据传输，人们可以进行视频通话和高速上网。
4G进一步提升了数据传输速度和稳定性，满足了人们对高质量数据传输的需求。
而如今，5G作为最新一代移动通信网络，不仅提供卓越的数据传输速度和可靠性，还支持更多智能设备的连接，开启了物联网时代。
二、移动通信网络的技术发展随着移动通信网络的不断发展，各种新技术也相继应用到移动通信网络中。
其中，虚拟化技术使得网络资源可以更加灵活地配置和管理，大大提高了网络的效率和可靠性。
同时，边缘计算技术的应用使得数据处理更加高效，为用户提供更好的体验。
此外，人工智能技术在移动通信网络中的应用也在不断拓展，提升了网络的智能化水平。
三、未来发展趋势：6G和更多创新技术在5G时代的基础上，人们对未来移动通信网络的发展寄予厚望。
未来的6G网络将进一步提升数据传输速度和容量，实现更广泛的应用场景。
同时，边缘计算、物联网和人工智能等技术将更加深入地融入到6G网络中，为用户提供更智能、更高效的通信体验。
此外，量子通信技术等新技术也将会在未来的移动通信网络中得到应用，为网络的安全性和速度提供全新的解决方案。
总结移动通信网络作为现代社会不可或缺的通信基础设施，其不断演进和发展将推动社会的科技进步和经济发展。
随着技术的不断创新和应用，我们有信心相信未来的移动通信网络将会更加先进、更加智能，为人们的生活带来更多便利和可能性。
现代通信网及其关键技术课件_第一章1
能正确接收和分析从用户线或中继线发来 的呼叫信号、地址信号
能按目的地址正确地进行选路以及在中继 线上转发信号
能控制连接的建立与拆除
2 . 通信网组成的基本要素
1) 终端设备 电话机，传真机, 数据终端等。
2) 传输系统
传输系统是指完成信号传输的媒介和设备总称。
电路
干线
用户
环路 T
链路
节点
光纤
4） 无线通信介质
无线通信介质指的是不须通过线缆，通过空间传输 信号。包括微波、激光、红外线和短波等几种。
微波通信的载波频率为2GHz～40GHz，因为频率高， 故而可以同时高速传递大量信息。
大气激光通信是利用大气作为传输媒质的激光通信。 红外线数据通信技术 利用红外线来传输信号，在发送端 设有红外线发送器，接收端设有红外线接收器。 短波通信是利用波长为100～10m（频率为3～30MHz） 的电磁波进行的无线电通信，又称高频通信。
1990年，摩托罗拉（Motorola）公司推 出全球个人通信新概念——“铱”星系统。
“铱”星系统是由美国摩托罗拉公司 卫星通信部设计、筹建的通过低地球轨 道运行的卫星组成的通信系统，与现有 通信网结合，可实现全球数字化个人通 信。
1.3 通信技术的发展 1. 交换的概念
最初的电话通信只能完成一部话机与一部话机的固定通信， 这种仅涉及两个终端的通信称为点对点通信。
1982年，摩托罗拉研发生产出世界上第一台便携式移动电 话-DynaTAC 8000X（当时国内也叫大哥大），其重量约 两磅，当时单部售价超过3万人民币（3995美元）。
它是1973移动手机的优化版，它一改以往移动通信器笨重 不便于携带的特性，被当时视为革命性的跨越。
至于技术性能方面，当时他的电池能支持一小时的通话， 而且还能存储30个电话号码，这在现在来说是没什么大惊 小怪，但在当时来说已经是相当了不起的技术进步。
能按目的地址正确地进行选路以及在中继 线上转发信号
能控制连接的建立与拆除
2 . 通信网组成的基本要素
1) 终端设备 电话机，传真机, 数据终端等。
2) 传输系统
传输系统是指完成信号传输的媒介和设备总称。
电路
干线
用户
环路 T
链路
节点
光纤
4） 无线通信介质
无线通信介质指的是不须通过线缆，通过空间传输 信号。包括微波、激光、红外线和短波等几种。
微波通信的载波频率为2GHz～40GHz，因为频率高， 故而可以同时高速传递大量信息。
大气激光通信是利用大气作为传输媒质的激光通信。 红外线数据通信技术 利用红外线来传输信号，在发送端 设有红外线发送器，接收端设有红外线接收器。 短波通信是利用波长为100～10m（频率为3～30MHz） 的电磁波进行的无线电通信，又称高频通信。
1990年，摩托罗拉（Motorola）公司推 出全球个人通信新概念——“铱”星系统。
“铱”星系统是由美国摩托罗拉公司 卫星通信部设计、筹建的通过低地球轨 道运行的卫星组成的通信系统，与现有 通信网结合，可实现全球数字化个人通 信。
1.3 通信技术的发展 1. 交换的概念
最初的电话通信只能完成一部话机与一部话机的固定通信， 这种仅涉及两个终端的通信称为点对点通信。
1982年，摩托罗拉研发生产出世界上第一台便携式移动电 话-DynaTAC 8000X（当时国内也叫大哥大），其重量约 两磅，当时单部售价超过3万人民币（3995美元）。
它是1973移动手机的优化版，它一改以往移动通信器笨重 不便于携带的特性，被当时视为革命性的跨越。
至于技术性能方面，当时他的电池能支持一小时的通话， 而且还能存储30个电话号码，这在现在来说是没什么大惊 小怪，但在当时来说已经是相当了不起的技术进步。
通信网络发展概况及演进趋势
相关通信知识介绍——1G、2G、3G
1G：一般叫做第一代移动通信，主要采取的是模拟通信技术，仅限语音的蜂窝电话标准，制 定于上世纪80年代，采用的是频分多址技术。 2G：是第二代手机通信技术规格的简称，一般定义为无法直接传送如电子邮件、软件等信息；
只具有通话和一些如时间日期等传送的手机通信技术规格。丌过手机短信SMS（Short
电信重组
• 1999年至2001年，寻呼、卫星、移动进行剥离，形成了中国电信、中国联通、中国网通（小网通）、 中国移动、吉通、铁通和中国卫通等7家运营商组成的分层竞争格局。 • 2002年至2003年，电信南北分拆。 • 2008年4月，3G牌照发放，中国电信、中国移动、中国联通都成为全业务牌照运营商。
2013年综合外包会议发言材料
新员工岗前培训材料
通信网络发展概况及演进趋势
鸡西电信公司运行维护部 2013年4月
目
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分
录
通信发展历程介绍 国内外通信发展概况 相关通信知识介绍 鸡西电信网络现状及维护组织架构
第五部分
未来通信发展趋势分析
中国电信广东公司 运行维护部 综合部
message service）在2G的某些规格中能够被执行。主要采用的是时分多址戒码分多址技术， 主要制式为GSM和CDMA。 3G：第三代移动通信技术（3rd-generation，3G），是指支持高速数据传输的蜂窝移动通讯
技术。3G服务能够同时传送声音及数据信息，速率一般在几百kbps以上。3G是指将无线通
中国电信广东公司 运行维护部 综合部
目
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分
录
通信发展历程介绍 国内外通信发展概况 相关通信知识介绍 鸡西电信网络现状及维护组织架构
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移动节点发送分组
HoA：家乡地址 CNA：通信对端的地址 CoA：转交地址 HAO：家乡地址选项，信宿选项头标 T2R：类型2寻路头标
IP
TCP/UDP
乡网络的路由器
移动IPv4：代理ARP和免费ARP
家乡网络
①ARP请求 (请求解析地址为IPA) 家乡代理R MAC地址：MACR 移动节点A IP地址：IPA MAC地址：MACA
主机B
②ARP响应 (链路地址MACR)
在代理ARP机制中，ARP响应是对ARP请求的应答， 而对于免费ARP，ARP响应由家乡代理主动发送
2008年信息通信网课程
4. 移动IPv6
原 理
移动检测和地址自动配置
通信对端
家乡地址：HoA 转交地址：CoA
家乡代理
接入路由器
移动节点
2008年信息通信网课程
4. 移动IPv6
原 理
移动检测和地址自动配置
通信对端
家乡地址：HoA 转交地址：CoA
家乡代理
接入路由器
无状态地址自动配 置生成CoA
知道移动节点家乡地址如何将IP分 组发送到移动节点的转交地址？
2008年信息通信网课程
2.移动IP基本原理
移 动 的 基 本 过 程
移动IP基本过程包括以下步骤
移动检测 移动节点检测到自己移动到了外地网络 代理公告（移动IPv4）/路由器公告（移动IPv6） 转交地址配置 移动IPv4
1. 概述
移 动 和 切 换
在同一个网络中的不同AP之间的切换时链路层切换，链路 层切换不改变IP地址，执行的是链路层操作 AP为无线接入点，链路层设备 接入路由器：网络层设备
接入路由器1
接入路由器2
AP1
AP2
ADD点
子网1
子网2
2008年信息通信网课程
1. 概述
移 动 和 切 换
外地代理转交地址（即外地代理地址）(Foreign Agent CoA) 配置转交地址(Co-located CoA)
IP
移动IPv6 全局可路由转交地址（CoA）
<家乡地址、转交地址>的绑定注册 到家乡代理 到通信对端(移动IPv6)
家乡代理拦截到移动节点地址的分组
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移动节点 源：家乡代理地址 目的：配置转交地址
2008年信息通信网课程
3. 移动IPv4
三 角 路 由 问 题
通过家乡地址来唯一标 识移动节点，使得通信 对端不需要知道移动节 点的位置信息 移动节点和通信对端的 通信始终使用家乡地址, 使得移动对于通信对端 以及IP层以上的应用是 透明的,但是同时也带来 了三角路由问题
移动节点
源：家乡代理地址 目的：CoA
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4. 移动IPv6
原 理
和通信对端通信过程：支持移动IPv6功能
绑定缓存 HoA<->CoA 通信对端
这种通信模式也称 为路由优化模式
家乡地址：HoA 转交地址：CoA
家乡代理
绑定更新列表 通信对端IPv6地址
移动节点
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2.移动IP基本原理
移 动 的 基 本 过 程
家乡代理的分组拦截技术
到移动节点的家乡地址的分组来自家乡网络以外的链路，并且家
乡代理为家乡网络的路由器
直接由家乡代理拦截
在代理邻机发现机制中，邻机公 告可以是对邻机请求的应答，也 主机B 可以是家乡代理主动发送
IP
到移动节点的家乡地址的分组来自家乡网络或者家乡代理不是家
不同网络中的不同AP之间的切换时首先进行链路层切换， 再进行网络层切换，网络层切换需要改变IP地址 AP为无线接入点，链路层设备 接入路由器：网络层设备
接入路由器1
接入路由器2
AP1
AP2
AP3
ADDR2
AP4
ADDR2具有子网1的 移动节点 网络号或者网络前缀
子网1
子网2
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外地代理
家乡代理处 IP-in-IP封装 IP头标
IP头标 IP数据 外地代理处 IP-in-IP解封装 IP头标 IP数据
源：家乡代理地址 目的：外地代理地址
移动节点
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3. 移动IPv4
使 用 配 置 转 交 地 址
移动检测
通信对端
家乡代理
外地代理
移动节点
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1. 概述
移 动 需 解 决 的 问 题
接入路由器1 通信对端
IP
接入路由器2
子网1
ADDR1
子网2
移动节点 ADDR1具有子网1的 网络号或者网络前缀
移动节点由接入路由器1连接的子网1 移动到接入路由器2连接的子网2
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1. 概述
移 动 需 解 决 的 问 题
接入路由器1 通信对端
3. 移动IPv4
使 用 配 置 转 交 地 址
移动检测
通信对端
家乡代理
外地代理
移动节点
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3. 移动IPv4
使 用 配 置 转 交 地 址
转交地址配置
通信对端
家乡代理
外地代理
通过DHCP等方式获 取配置转交地址
移动节点
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3. 移动IPv4
使 用 配 置 转 交 地 址
在双向隧道模式 中，移动节点和 通信对端的通信 始终使用家乡地 址(HAO，由信宿 选项头标携带) 在路由优化模式 中，通过家乡地 址选项和类型2寻 路头标(T2R)来实 现
IP
家乡地址选项
类型2寻路头标
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4. 移动IPv6
对 以 上 层 屏 蔽 移 动 性
路由优化模式下分组转发
通信对端
这种通信模式也称 为双向隧道模式
代理邻 机发现
知道家 乡地址
家乡地址：HoA 转交地址：CoA
家乡代理
IP头标 IP数据 移动节点处 IPv6-in-IPv6封装 IP头标 IP头标 IP数据 家乡代理处 IPv6-in-IPv6解封装
源：CoA 目的：家乡代理地址 IP头标 IP数据 家乡代理处 IPv6-in-IPv6封装 IP头标 IP头标 IP数据 移动节点处 IPv6-in-IPv6解封装
3. 移动IPv4
使 用 外 地 代 理 转 交 地 址
绑定注册
通信对端
家乡代理 ③注册应答 ②注册请求
外地代理
处理注册请 求和应答
移动节点
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3. 移动IPv4
使 用 外 地 代 理 转 交 地 址
接收/发送分组
通信对端
知道移动节点 的家乡地址
代理ARP和 免费ARP
家乡代理 分组 隧道
IP
接入路由器2
ADDR2
子网1
子网2
移动节点 ADDR2具有子网1的 网络号或者网络前缀
通信对端始终能够找到移动节点
不中断已经建立的通信
移动节点需要一个在移动过程中保 持不变的标识 IP地址的改变对于通信对端的上层 （IP层以上）应用来说是透明的
家乡地址
2008年信息通信网课程
移动互联网
主 要 内 容
移动节点
2008年信息通信网课程
4. 移动IPv6
原 理
到家乡代理绑定注册
通信对端
家乡地址：HoA 转交地址：CoA
绑定缓存 HoA<->CoA
家乡代理
接入路由器
绑定注册过程不需 要接入路由器参与
移动节点
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4. 移动IPv6
原 理
和通信对端通信过程：不支持任何移动IPv6功能
移动IPv6：代理邻机发现
①邻机请求 (请求解析的对象地址为IPA) 家乡代理R ②邻机公告 (对象链路地址MACR) MAC地址：MACR 移动节点A IP地址：IPA MAC地址：MACA
家乡网络
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移动互联网
主 要 内 容
1.
2. 3. 4. 5. 6.
概述 移动IP基本原理 移动IPv4 移动IPv6 移动IPv4与移动IPv6的比较 总结
1.
2. 3. 4. 5.
概述 移动IP基本原理 移动IPv4 移动IPv6 移动IPv4与移动IPv6的比较
2008年信息通信网课程
2.移动IP基本原理
术 语
家乡地址(HoA: Home Address)：移动节点的标识，手动配 置或者由家乡网络分配，通常不变 转交地址(CoA: Care-of Address)：移动节点位置的标识，由 移动到的外地网络分配，随位置变化
通信对端
外地代理处 IP-in-IP封装 IP头标 IP头标 IP数据 家乡代理处 IP-in-IP解封装
IP头标 IP数据
源：外地代理地址 目的：家乡代理地址
家乡代理 反向IP-in-IP隧道
外地代理
外地代理 转交地址 移动节点
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3. 移动IPv4
反 向 隧 道
使用配置转交地址
4. 移动IPv6
原 理
和通信对端通信过程：支持移动IPv6功能
绑定缓存 HoA<->CoA 通信对端
这种通信模式也称 为路由优化模式
使用转 交地址
家乡地址：HoA 转交地址：CoA
HoA：家乡地址 CNA：通信对端的地址 CoA：转交地址 HAO：家乡地址选项，信宿选项头标 T2R：类型2寻路头标
IP
TCP/UDP
乡网络的路由器
移动IPv4：代理ARP和免费ARP
家乡网络
①ARP请求 (请求解析地址为IPA) 家乡代理R MAC地址：MACR 移动节点A IP地址：IPA MAC地址：MACA
主机B
②ARP响应 (链路地址MACR)
在代理ARP机制中，ARP响应是对ARP请求的应答， 而对于免费ARP，ARP响应由家乡代理主动发送
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4. 移动IPv6
原 理
移动检测和地址自动配置
通信对端
家乡地址：HoA 转交地址：CoA
家乡代理
接入路由器
移动节点
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4. 移动IPv6
原 理
移动检测和地址自动配置
通信对端
家乡地址：HoA 转交地址：CoA
家乡代理
接入路由器
无状态地址自动配 置生成CoA
知道移动节点家乡地址如何将IP分 组发送到移动节点的转交地址？
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2.移动IP基本原理
移 动 的 基 本 过 程
移动IP基本过程包括以下步骤
移动检测 移动节点检测到自己移动到了外地网络 代理公告（移动IPv4）/路由器公告（移动IPv6） 转交地址配置 移动IPv4
1. 概述
移 动 和 切 换
在同一个网络中的不同AP之间的切换时链路层切换，链路 层切换不改变IP地址，执行的是链路层操作 AP为无线接入点，链路层设备 接入路由器：网络层设备
接入路由器1
接入路由器2
AP1
AP2
ADD点
子网1
子网2
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1. 概述
移 动 和 切 换
外地代理转交地址（即外地代理地址）(Foreign Agent CoA) 配置转交地址(Co-located CoA)
IP
移动IPv6 全局可路由转交地址（CoA）
<家乡地址、转交地址>的绑定注册 到家乡代理 到通信对端(移动IPv6)
家乡代理拦截到移动节点地址的分组
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移动节点 源：家乡代理地址 目的：配置转交地址
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3. 移动IPv4
三 角 路 由 问 题
通过家乡地址来唯一标 识移动节点，使得通信 对端不需要知道移动节 点的位置信息 移动节点和通信对端的 通信始终使用家乡地址, 使得移动对于通信对端 以及IP层以上的应用是 透明的,但是同时也带来 了三角路由问题
移动节点
源：家乡代理地址 目的：CoA
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4. 移动IPv6
原 理
和通信对端通信过程：支持移动IPv6功能
绑定缓存 HoA<->CoA 通信对端
这种通信模式也称 为路由优化模式
家乡地址：HoA 转交地址：CoA
家乡代理
绑定更新列表 通信对端IPv6地址
移动节点
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2.移动IP基本原理
移 动 的 基 本 过 程
家乡代理的分组拦截技术
到移动节点的家乡地址的分组来自家乡网络以外的链路，并且家
乡代理为家乡网络的路由器
直接由家乡代理拦截
在代理邻机发现机制中，邻机公 告可以是对邻机请求的应答，也 主机B 可以是家乡代理主动发送
IP
到移动节点的家乡地址的分组来自家乡网络或者家乡代理不是家
不同网络中的不同AP之间的切换时首先进行链路层切换， 再进行网络层切换，网络层切换需要改变IP地址 AP为无线接入点，链路层设备 接入路由器：网络层设备
接入路由器1
接入路由器2
AP1
AP2
AP3
ADDR2
AP4
ADDR2具有子网1的 移动节点 网络号或者网络前缀
子网1
子网2
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外地代理
家乡代理处 IP-in-IP封装 IP头标
IP头标 IP数据 外地代理处 IP-in-IP解封装 IP头标 IP数据
源：家乡代理地址 目的：外地代理地址
移动节点
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3. 移动IPv4
使 用 配 置 转 交 地 址
移动检测
通信对端
家乡代理
外地代理
移动节点
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1. 概述
移 动 需 解 决 的 问 题
接入路由器1 通信对端
IP
接入路由器2
子网1
ADDR1
子网2
移动节点 ADDR1具有子网1的 网络号或者网络前缀
移动节点由接入路由器1连接的子网1 移动到接入路由器2连接的子网2
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1. 概述
移 动 需 解 决 的 问 题
接入路由器1 通信对端
3. 移动IPv4
使 用 配 置 转 交 地 址
移动检测
通信对端
家乡代理
外地代理
移动节点
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3. 移动IPv4
使 用 配 置 转 交 地 址
转交地址配置
通信对端
家乡代理
外地代理
通过DHCP等方式获 取配置转交地址
移动节点
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3. 移动IPv4
使 用 配 置 转 交 地 址
在双向隧道模式 中，移动节点和 通信对端的通信 始终使用家乡地 址(HAO，由信宿 选项头标携带) 在路由优化模式 中，通过家乡地 址选项和类型2寻 路头标(T2R)来实 现
IP
家乡地址选项
类型2寻路头标
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4. 移动IPv6
对 以 上 层 屏 蔽 移 动 性
路由优化模式下分组转发
通信对端
这种通信模式也称 为双向隧道模式
代理邻 机发现
知道家 乡地址
家乡地址：HoA 转交地址：CoA
家乡代理
IP头标 IP数据 移动节点处 IPv6-in-IPv6封装 IP头标 IP头标 IP数据 家乡代理处 IPv6-in-IPv6解封装
源：CoA 目的：家乡代理地址 IP头标 IP数据 家乡代理处 IPv6-in-IPv6封装 IP头标 IP头标 IP数据 移动节点处 IPv6-in-IPv6解封装
3. 移动IPv4
使 用 外 地 代 理 转 交 地 址
绑定注册
通信对端
家乡代理 ③注册应答 ②注册请求
外地代理
处理注册请 求和应答
移动节点
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3. 移动IPv4
使 用 外 地 代 理 转 交 地 址
接收/发送分组
通信对端
知道移动节点 的家乡地址
代理ARP和 免费ARP
家乡代理 分组 隧道
IP
接入路由器2
ADDR2
子网1
子网2
移动节点 ADDR2具有子网1的 网络号或者网络前缀
通信对端始终能够找到移动节点
不中断已经建立的通信
移动节点需要一个在移动过程中保 持不变的标识 IP地址的改变对于通信对端的上层 （IP层以上）应用来说是透明的
家乡地址
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移动互联网
主 要 内 容
移动节点
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4. 移动IPv6
原 理
到家乡代理绑定注册
通信对端
家乡地址：HoA 转交地址：CoA
绑定缓存 HoA<->CoA
家乡代理
接入路由器
绑定注册过程不需 要接入路由器参与
移动节点
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4. 移动IPv6
原 理
和通信对端通信过程：不支持任何移动IPv6功能
移动IPv6：代理邻机发现
①邻机请求 (请求解析的对象地址为IPA) 家乡代理R ②邻机公告 (对象链路地址MACR) MAC地址：MACR 移动节点A IP地址：IPA MAC地址：MACA
家乡网络
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主 要 内 容
1.
2. 3. 4. 5. 6.
概述 移动IP基本原理 移动IPv4 移动IPv6 移动IPv4与移动IPv6的比较 总结
1.
2. 3. 4. 5.
概述 移动IP基本原理 移动IPv4 移动IPv6 移动IPv4与移动IPv6的比较
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2.移动IP基本原理
术 语
家乡地址(HoA: Home Address)：移动节点的标识，手动配 置或者由家乡网络分配，通常不变 转交地址(CoA: Care-of Address)：移动节点位置的标识，由 移动到的外地网络分配，随位置变化
通信对端
外地代理处 IP-in-IP封装 IP头标 IP头标 IP数据 家乡代理处 IP-in-IP解封装
IP头标 IP数据
源：外地代理地址 目的：家乡代理地址
家乡代理 反向IP-in-IP隧道
外地代理
外地代理 转交地址 移动节点
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3. 移动IPv4
反 向 隧 道
使用配置转交地址
4. 移动IPv6
原 理
和通信对端通信过程：支持移动IPv6功能
绑定缓存 HoA<->CoA 通信对端
这种通信模式也称 为路由优化模式
使用转 交地址
家乡地址：HoA 转交地址：CoA