移动IP技术 第二讲IP路由技术和隧道技术1
移动IP技术(1)
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移动ＩＰ技术（１）
作者：糜正琨
来源：《中兴通讯技术》2008年第04期
[编者按] 随着无线通信技术和便携式终端技术的快速发展，面向固定网络环境的传统IP技术迫切需要更新，以支持主机在网络中的漫游和移动。为此提出了移动IP技术，它是下一代通信网络(NGN)和下一代因特网(NGI)的重要基础技术之一。本讲座分3期介绍该项技术，第1期介绍移动IPv4和移动IPv6的基本原理和关键技术；第2期将介绍移动IP的路由优化技术和安全技术；第3期将介绍移动IP切换技术，并简述移动IP技术的未来发展。
1 移动IP的技术背景
下一代通信网络将是一个以IP为核心的分组网络，充分利用各种无线接入技术实现终端可自由移动的、无处不在的通信。无论固定通信终端还是移动通信终端都将被赋予统一编址的IP地址，网络根据IP地址将数据分组路由传送至终端。
IP地址采用“网络前缀+主机地址”的两段式结构，当主机位于其对应的子网上才能收到以它为目的地的数据分组。因此，当主机由一个子网移至另一个子网时，为保证其仍能收到数据分组，传统IP技术可采取两种方法：一是人工重新配置其IP地址、二是针对该主机在相应的路由器中配置特定的主机路由规则。但是，前者将导致运输层和高层应用连接的中断，后者将导致网络路由表的急剧增长。为此，必须提出新的支持网络节点自由移动的IP技术，即移动IP技术。
移动IP的基本技术要求是：网络节点在改变接入子网时，无需改变其IP地址，仍然能和其他普通节点正常通信，且路由器和非移动主机的协议无需更新；移动IP不但支持节点在同质IP子网间的自由移动，也支持节点在异质子网如以太网和无线局域网之间的自由移动；移动IP对于运输层及高层应用应该是完全透明的，即上层协议感觉不到它的引入，无需作任何改变；考虑到无线链路的有限带宽和无线终端的有限电池容量，移动IP的协议开销应尽可能地小；本质上，移动IP的实现将导致数据分组的重定向，因此必须有很高的安全性。
移动ip路由器技术的基本原理与工作过程
移动ip路由器技术的基本原理与工作过程
移动IP路由器技术是一种用于支持移动设备在网络中进行无缝漫游的技术。它允许移动设备在不改变其IP地址的情况下切换到不同的网络，并且能够保持与其他设备的通信。下面将详细介绍移动IP路由器技术的基本原理和工作过程。
1. 基本原理：
移动IP路由器技术的基本原理是通过引入一个额外的网络层，称为移动IP层，来实现移动设备的无缝漫游。该层位于网络层和传输层之间，负责处理移动设备的位置更新和数据传输。
2. 工作过程：
（1）移动设备加入网络：
当移动设备加入网络时，它会向网络中的移动IP路由器发送一个加入请求。移动IP路由器会为该设备分配一个唯一的移动IP地址，并将该地址与设备的物理地址进行映射。
（2）设备位置更新：
当移动设备移动到另一个网络时，它会发送一个位置更新请求给当前网络中的移动IP路由器。该请求包含了设备的新位置信息。移动IP路由器会根据该信息更新设备的位置，并将新位置信息广播给其他网络中的移动IP路由器。
（3）数据传输：
当其他设备想要与移动设备通信时，它们会将数据包发送给移动设备的移动IP地址。数据包首先会到达当前网络中的移动IP路由器。移动IP路由器会根据设备的位置信息将数据包转发到正确的网络中。如果移动设备仍然在当前网络中，数据包将直接传递给设备。如果移动设备已经移动到其他网络中，数据包将通过其他网络中的移动IP路由器转发给设备。
（4）数据包转发：
移动IP路由器在转发数据包时，会根据设备的位置信息来确定转发路径。它会将数据包转发到最近的移动IP路由器，然后由该路由器继续转发，直到数据包到达目标设备。
3. 优点和应用：
移动IP路由器技术的主要优点是实现了移动设备的无缝漫游，使得移动设备能够在不同的网络中进行通信。这种技术在移动互联网、无线通信和物联网等领域有着广泛的应用。它可以提供更好的用户体验，同时也为移动设备的管理和维护提供了便利。
移动ip的基本概念
移动IP的基本概念
什么是移动IP？
移动IP（Mobile IP）是一种网络协议，它允许移动设备在改变网络接入点时仍然保持与外部网络的连接。移动IP通过为移动设备分配一个持久的、与物理位置无关的IP地址来实现这一目标。这样，无论移动设备连接到哪个网络，它可以一直使用相同的IP地址与其他设备进行通信。
移动IP的工作原理
1. 注册过程
当移动设备与一个新的网络接入点连接时，它会向一个称为主机代理（Home Agent）的特殊设备注册自己的位置。主机代理记录下移动设备的当前IP地址和新的网络接入点。
2. 数据转发
当其他设备要与移动设备进行通信时，它们向移动设备所使用的IP地址发送数据。这些数据被先传递给主机代理，然后主机代理再根据移动设备的当前位置将数据转发给移动设备所连接的网络。
3. 数据包的路由
为了实现数据的转发，移动IP使用了一种称为IP隧道（IP tunneling）的技术。当数据包从主机代理转发到移动设备时，它们会被封装在一个新的IP包中，并通过专门的隧道协议进行传输。
移动IP的优点
移动IP具有以下几个优点：
1. 持久的连接：移动设备在移动时不会丢失与外部网络的连接，用户可以持续地进行数据传输和通信。
2. 网络无感知：移动设备可以在不同的网络中自由切换，而无需重新配置IP参数。
3. 支持即插即用：移动设备在连接到新的网络接入点后，无需进行复杂的网络配置操作，即可立即开始使用网络服务。 4. 无缝漫游：移动设备可以在不同的网络之间自由移动，而无需中断正在进行的网络连接。
移动IP的应用
移动IP被广泛应用于以下领域：
1. 移动通信：移动IP可以让移动设备在不同的蜂窝网络之间无缝切换，使通话和数据传输不受干扰。
2. 无线接入网络（WLAN）：移动IP可以让无线设备在不同的Wi-Fi网络之间漫游，使用户可以在不同的地点使用无线网络服务。
3. 物联网（IoT）：移动IP可以让物联网设备在不同的网络中进行通信，实现智能家居、智能工厂等应用。
移动IP技术
移动IP技术
最简单的说，移动IP技术就是让计算机在互联网及局域网中不受任何限制的即时漫游，也称移动计算机技术。专业一点的解释，移动IP技术是移动节点(计算机/服务器/网段等)以固定的网络IP地址，实现跨越不同网段的漫游功能，并保证了基于网络IP的网络权限在漫游过程中不发生任何改变。实现漫游
移动IP应用于所有基于TCP/IP网络环境中，它为人们提供了无限广阔的网络漫游服务。譬如：在用户离开北京总公司，出差到上海分公司时，只要简单地将移动节点(例如：笔记本电脑、PDA设备)连接至上海分公司网络上，那么用户就可以享受到跟在北京总公司里一样的所有操作。用户依旧能使用北京总公司的共享打印机，或者可以依旧访问北京总公司同事电脑里的share文件及相关数据库资源；诸如此类的种种操作，让用户感觉不到自己身在外地，同事也感觉不到你已经出差到外地了。换句话说：移动IP的应用让用户网络随处可以安“家”，不再忍受移动节点因“出差”带来的所有不便之苦等等。关键技术
代理搜索：是计算节点用来判断自己是否处于漫游状态。 转交地址：是移动节点移动到外网时从外代理处得到的临时地址。
登录：是移动节点到达外网时进行一系列认证、注册、建立隧道的过程。
隧道：是家代理与外代理之间临时建立的双向数据通道。
H3C 隧道技术配置
操作手册 IP业务分册 隧道技术 目 录
i 目 录
第1章 隧道技术配置..............................................................................................................1-1
1.1 隧道技术简介.....................................................................................................................1-1
1.1.1 IPv6 over IPv4隧道.................................................................................................1-2
1.1.2 IPv4 over IPv4 隧道.................................................................................................1-6
1.1.3 IPv4或IPv6 over IPv6隧道.....................................................................................1-7
1.1.4 6PE概述..................................................................................................................1-8
1.1.5 协议规范..................................................................................................................1-9
浅谈移动IP技术
所谓移动ＩＰ技术，是指移动用户可在跨网络随意移动和漫
游中，使用基于ＴＣＰ／ＩＰ协议的网络时，不用修改计算机原来的 ＩＰ地址，同时，继续享有原网络中一切权限。简单地说，移动ＩＰ
就是实现网络全方位的移动或者漫游。
二、移动ｆｌ＿】技术优势
强大的漫游功能：移动用户在企业网各子网之间，Ｉｎｔｅｍｅｔ
与企业网之间自由漫游，方便地使用原有企业网中的资源。
双向通信：移动用户在位置变化时，仍然可以方便地通过
转交地址进行通信，其他用户也仍然可以通过该用户原来的ＩＰ
地址与该用户通信，不受地理位置对网络通信的限制，实现真
正的双向通信。
网络透明性：移动用户漫游时，不需对计算机原有网络设
置做任何改动，也无需改动所接入的外地网络和家乡网络设
置。
应用透明性：移动用户在进行漫游时，无需对个人计算机 和网络主机上的基于ＩＰ的应用进行任何改动，无需增加额外的
用户管理和权限管理，实现了应用系统的透明性。
良好的安全性：采用隧道技术进行加密传输和身份认证，
不增加移动用户带来的新的安全隐患。
实现虚拟企业网功能：安装了移动ＩＰ服务器的子网之间可
以通过隧道方式进行通信，移动用户也可以通过隧道方式与企 业网进行通信，它实际上已经部分实现了ＶＰＮ的功能。
链路无关性：移动ＩＰ技术与低层链路无关，可以同时支持
无线、有线网络环境。
三、移动ｌｌＪ 技术工作机制
移动ＩＰ技术研究一种处理不同接入网之间漫游的机制，其
基本假设是移动终端拥有一个永久的公有ＩＰ地址来标识移动
终端。移动ＩＰ定义了：ＭＴ ｆＭｏｂｉｌｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ，移动终端１、ＨＡ
（Ｈ０ｍｅ Ａｇｅｎｔ，家代理）和ＦＡ（Ｆ０ｒｅｉｇｎ Ａｇｅｎｔ，外代理）。移动终端一
般为从家网移动到外网的笔记本电脑，它移动到外网后，依然
使用家网的ＩＰ地址进行通信。家代理是家网中的代理服务器，
它保存有移动终端的位置信息，当移动终端移动到外网时能够
将发往移动终端的数据包转发给移动终端，并解析移动终端发
移动IP技术研究
・ ４８ ・ 内江职业技术学院学报 ＮＥＩＪＩＡＮＧＺＨＩＹＥＪＩＳＨＵＸＵＥＹＵＡＮＸＵＥＢＡＯ ＮＯ．３Ｖｏ１．４ （２００９）
移动ＩＰ技术研究
黄 卫
（内江职业技术学院， 四川 内江 ６４１１００）
摘 要：互联网工程任务组（１ｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ，ＩＥＴＦ）在移动通信网络中制定了Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰ协议。 Ｍｏｂｉｌｅ ＩＰ是一种简单、可扩展的全球Ｉｎｔｅｒｎｅｔ移动解决方案，使节点在切换链路时仍可保持正在进行的通信。本 文介绍了ｌｎｔｅｎｅｔ移动接入的重要技术移动ＩＰ，对其中的关键技术以及存在的问题进行了探讨。 关键词：移动ＩＰ；代理发现；隧道技术
在当前飞速发展的ＩＴ产业中，最引人注目
的当属移动通信和互联网业务。移动通信技术和
ＩＰ网的融合——移动ＩＰ技术，更是容纳了全球
通信领域业务。移动ＩＰ可以使移动用户在各个
网络间随意移动和漫游，不用修改计算机原来的
ＩＰ地址，就可以继续享有原网络中的一切权限。
移动ＩＰ应用于所有基于ＴＣＰ／ＩＰ的网络环境中，
它为人们提供了无限广阔的网络漫游服务。
一、移动ＩＰ原理
工作原理分以下步骤：
（２）麓舞包被归■ （３）外区代童鼻 ■ 代理誓收并鬻甩 道．取出 始簟曩 。奠童技术。避至移 包．井将曩■囊掘包 动节点的转交■ 转交给善动节点 址．印外区代理
Ｉ妇一 ｌ代理 （１）经过标准的ｔ 球选略。发往移Ｉ 动节点的Ｉ｜ｃ据ｌ 包抵达日■一ｒ＿ｌｌ— Ｉ ＩＰ ｌ主机 外区 代理 移动 节点
（４）移动节点发出的敛曩 包通过标准的 遗囊曩 程发送至目的■（在奉蟹 中外区代理为移神节点 缺省路由器）
图ｌ移动ＩＰ工作过程 （一）归属代理和外区代理不停地向网上发送
代理通告（Ａ ｇｅｎｔＡｄｖｅｒ ｔｉｓｅｍｅｎｔ）消息，以声明自
己的存在。
（二）移动节点接到这些消息，确定自己是在
归属网还是在外区网上。
移动IP技术 2
糜正琨：移动ＩＰ技术
ＺＴＥ ＣＯＭＭＵＮｌＣＡＴ１０ＮＳ
移动Ｉ Ｐ技术
糜正琨 ｔ南京鼬电大学．江苏南京２１￣ａ） 豳
【编者按】随着无线通信技术和便携式终端技术的快速发展，面向固定网络环境 的传统ＩＰ技术迫切需要更新，以支持主机在网络中的漫游和移动。为此提出了 移动ｌＰ技术，它是下～代通信网络（ＮＧＮ）和下一代因特网（ＮＧＩ）的重要基础技 术。本讲座分３期介绍该项技术：第１期介绍了移动ＩＰｖ４和移动ＩＰｖ６的基本原理 和关键技术；第２期介绍了移动ＩＰ的路由优化技术和安全技术；第３期则在分析 移动ｌＰ切换过程技术特点和切换时延的基础上，重点介绍两种典型的微移动切 换技术——快速移动ＪＰ技术和分级移动ＪＰ技术，最后简述移动ｌＰ技术的未来发展。
７移动ｌＰ切换
７．１宏移动性和微移动性
移 荨 耄差 嚣嚣墨
即用问题，这样的异地迁移通常不涉
及通信的中断，常称为游牧式移动。 随着无线通信，特别是移动通信的发
展，越来越多的小型化ＩＰ终端将在通
信过程中发生位置变化，这样的迁移
通常局限在较小的区域内发生，而且
要求在迁移过程中保持通信连接不 中断，常称为切换式移动。鉴于此，业
界提出了宏移动性和微移动性两个
概念。
所谓宏移动性指的是终端跨越
不同域的移动。这里的域通常指的是
管理域，可以是从属于不同运营商的
运行域，也可以是从属于同一运营商
的不同本地域，或者是本地不同的无
线接人域。每个域都包含众多路由
器，还可能包含多种无线接入技术。
从管理的角度考虑，每个域都设置有
特定的网元负责和其他域或者公共
Ｉｎｔｅｍｅｔ之间的通信，因此，终端跨域
移动时，其路由地址必须改变，其支
撑技术就是前文讨论的ＭＩＰｖ４和
中兴通讯技术 ＭＩＰｖ６技术。
所谓微移动性指的是终端在同
一域内跨域不同的子域移动，各子域
配备有各自的接入路由器。虽然，从
原理上说扩展的移动ＩＰ（ＭＩＰ）技术同
样适用于微移动性管理，但是由于它
移动IP技术 3
移动Ｉ Ｐ技术
糜正琨 ｆ南京邮电大学．江苏南京２１ｏｏｏ３） 糜正琨：移动ｌＰ技术 ＺＴＥ ＣＯＭＭＵＮＩＣＡＴＩＯＮＳ
【编者按Ｊ随着无线通信技术和便携式终端技术的快速发展，面向固定网络环境 的传统ｌＰ技术迫切需要更新，以支持主机在网络中的漫游和移动。为此提出了 移动｝Ｐ技术，它是下一代通信网络（ＮＧＮ）和下一代因特网（ＮＧＩ）的重要基础技术 之一。本讲座分３期介绍该项技术，第１期介绍移动ＩＰｖ４和移动ＩＰｖ６的基本原理 和关键技术；第２期将介绍移动ＩＰ的路由优化技术和安全技术；第３期将介绍移 动ＩＰ切换技术，并简述移动ＩＰ技术的未来发展。
１移动ＩＰ的技术背景 下 星 种无线接入技术实现终端可自由移 动的、无处不在的通信。无论固定通 信终端还是移动通信终端都将被赋 予统一编址的ＩＰ地址，网络根据ＩＰ地 址将数据分组路由传送至终端。 ＩＰ地址采用“网络前缀＋主机地 址”的两段式结构，当主机位于其对 应的子网上才能收到以它为目的地 的数据分组。因此，当主机由一个子 网移至另一个子网时，为保证其仍能 收到数据分组，传统ＩＰ技术可采取两 种方法：一是人工重新配置其ＩＰ地 址、二是针对该主机在相应的路由器 中配置特定的主机路由规则。但是， 前者将导致运输层和高层应用连接 的中断，后者将导致网络路由表的急 剧增长。为此，必须提出新的支持网 络节点自由移动的ＩＰ技术，即移动ＩＰ 技术。 移动ＩＰ的基本技术要求是：网络 节点在改变接入子网时，无需改变其 ＩＰ地址，仍然能和其他普通节点正常 通信，且路由器和非移动主机的协议 无需更新；移动ＩＰ不但支持节点在同 质ＩＰ子网问的自由移动，也支持节点 在异质子网如以太网和无线局域网 之间的自由移动；移动ＩＰ对于运输层 及高层应用应该是完全透明的，即上 层协议感觉不到它的引入，无需作任 何改变；考虑到无线链路的有限带宽 和无线终端的有限电池容量，移动ＩＰ 的协议开销应尽可能地小；本质上， 移动ＩＰ的实现将导致数据分组的重 定向，因此必须有很高的安全性。 根据以上要求，ＩＥＴＦ于１９９６年提 出了移动ＩＰ的第一个版本，于２００２年 和２００４年分别提出了移动ＩＰｖ４和移动 ＩＰｖ６协议标准。 ２移动ＩＰｖ４技术
移动ip的基本概念 2
移动ip的基本概念
移动IP的基本概念
移动IP是一种能够使移动设备在不同网络之间无缝切换的技术。它允许用户在任何地方都能够保持网络连接，并且不会中断正在进行的通信。移动IP是一种基于IPv4或IPv6协议的技术，它利用隧道技术将数据包从源地址转发到目标地址。
1. IP地址
IP地址是互联网中唯一标识一个设备的数字标识符。它由32位（IPv4）或128位（IPv6）二进制数组成，可以用点分十进制表示法来表示。在移动IP中，每个设备都有一个唯一的IP地址，它可以用来标识设备所在的网络。
2. 移动节点
移动节点是指使用移动IP技术的设备。它可以是笔记本电脑、智能手机、平板电脑等任何可以连接到互联网的设备。当一个移动节点从一个网络切换到另一个网络时，它需要重新分配一个新的IP地址。
3. 主机代理
主机代理是指在本地网络上运行的软件程序，它充当了移动节点和外部网络之间的桥梁。主机代理接收来自外部网络的数据包，并将其转发给正确的目标地址。当移动节点从一个网络切换到另一个网络时，主机代理会通知外部网络更新移动节点的IP地址。
4. 路由器代理
路由器代理是指在外部网络上运行的软件程序，它充当了本地网络和外部网络之间的桥梁。路由器代理接收来自本地网络的数据包，并将其转发给正确的目标地址。当移动节点从一个网络切换到另一个网络时，路由器代理会通知本地网络更新移动节点的IP地址。
5. 组播
组播是一种将数据包同时发送给多个设备的技术。在移动IP中，组播可以用来向多个设备广播同一组数据。组播可以提高数据传输效率，并减少对带宽的占用。
6. 隧道
隧道是一种将数据包从源地址转发到目标地址的技术。在移动IP中，隧道可以用来将数据包从外部网络转发到本地网络或者反过来。隧道技术可以让移动节点在不同网络之间无缝切换，并且不会中断正在进行的通信。
7. 路由优化
路由优化是一种提高数据传输效率的技术。在移动IP中，路由优化可以用来选择最佳路径将数据包发送到目标地址。路由优化可以减少延迟和丢包率，并提高网络性能。