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1、2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 1 中 科 院 計(jì) 算 所 計(jì) 算 機(jī) 網(wǎng) 絡(luò) 課 程第 6單 元 移 動(dòng) IP和 三 角 路 由 問 題 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 2 第 6單 元 移 動(dòng) IP和 三 角 路 由 問 題 目 錄6.1 移 動(dòng) 主 機(jī) 的 路 由 選 擇6.2 移 動(dòng) IP概 要6.2.1 主 題6.2.2 必 要 條 件 和 設(shè) 計(jì) 目 標(biāo)6.2.3 功 能 實(shí) 體 及 其 駐 留 位 置6.2.4 概 要 工

2、 作 過 程6.3 代 理 發(fā) 現(xiàn)6.4 移 動(dòng) 檢 測 和 移 動(dòng) 登 記6.4.1 登 記 功 能6.4.2 登 記 協(xié) 議6.4.3 登 記 操 作6.5 路 由 操 作 和 三 角 路 由 問 題 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 3 第 6單 元 移 動(dòng) IP和 三 角 路 由 問 題n 今 天 ， 數(shù) 以 百 萬 計(jì) 的 人 持 有 可 攜 帶 的 計(jì) 算 機(jī) ， 他 們希 望 在 所 處 的 任 何 地 方 都 能 夠 閱 讀 他 們 的 電 子 郵 件以 及 訪 問 他 們 通 常 使 用 的 文 件

3、 系 統(tǒng) 。 這 些 移 動(dòng) 主 機(jī)引 入 了 一 種 新 的 復(fù) 雜 性 ： 為 了 把 一 個(gè) 分 組 路 由 到 主機(jī) ， 網(wǎng) 絡(luò) 首 先 必 須 找 到 它 的 位 置 。n 下 圖 示 出 了 網(wǎng) 絡(luò) 設(shè) 計(jì) 典 型 使 用 的 模 型 。 在 這 個(gè) 模 型中 ， 有 一 個(gè) 由 路 由 器 和 主 機(jī) 構(gòu) 成 的 廣 域 網(wǎng) ， 連 接 到該 廣 域 網(wǎng) 的 有 局 域 網(wǎng) 、 城 域 網(wǎng) 和 無 線 單 元 區(qū) 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 4 6.1 移 動(dòng) 主 機(jī) 的 路 由 選 擇 20

4、05年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 5 6.1 移 動(dòng) 主 機(jī) 的 路 由 選 擇n 從 不 移 動(dòng) 的 主 機(jī) 被 稱 著 是 靜 止 的 。 它 們 通 過 銅 導(dǎo) 線或 光 纖 連 接 到 網(wǎng) 絡(luò) 。 遷 移 主 機(jī) 基 本 上 是 靜 止 主 機(jī) ，它 們 不 時(shí) 地 從 一 個(gè) 固 定 場 點(diǎn) 移 動(dòng) 到 另 一 個(gè) 固 定 場 點(diǎn) ，但 它 們 僅 當(dāng) 物 理 地 連 接 到 網(wǎng) 絡(luò) 時(shí) 才 會(huì) 使 用 網(wǎng) 絡(luò) 。 漫游 主 機(jī) 實(shí) 際 上 是 在 運(yùn) 動(dòng) 的 過 程 中 計(jì) 算 ， 并 且 在 移 動(dòng)時(shí) 仍

5、然 維 持 網(wǎng) 絡(luò) 連 接 和 連 續(xù) 使 用 網(wǎng) 絡(luò) 。 人 們 把 遷 移主 機(jī) 和 漫 游 主 機(jī) 統(tǒng) 稱 為 移 動(dòng) 主 機(jī) ， 即 離 開 家 鄉(xiāng) 仍 然要 連 接 到 網(wǎng) 絡(luò) 的 主 機(jī) 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 6 6.1 移 動(dòng) 主 機(jī) 的 路 由 選 擇n 所 有 的 主 機(jī) 都 被 假 定 有 一 個(gè) 不 會(huì) 改 變 的 永 久 的 家 鄉(xiāng) 位 置 ， 主機(jī) 還 有 一 個(gè) 可 以 用 以 確 定 它 的 家 鄉(xiāng) 位 置 的 永 久 的 家 鄉(xiāng) 地 址 。在 具 有 移 動(dòng) 主 機(jī) 的

6、 系 統(tǒng) 中 ， 路 由 選 擇 的 目 標(biāo) 是 ， 無 論 它 們 當(dāng)前 是 在 家 鄉(xiāng) ， 還 是 在 外 地 ， 都 可 以 用 它 們 的 家 鄉(xiāng) 地 址 給 它 們發(fā) 送 分 組 ， 而 且 這 些 分 組 總 是 能 夠 被 有 效 地 傳 送 給 它 們 。n 我 們 可 以 把 上 圖 中 的 模 型 在 地 理 上 劃 分 出 許 多 個(gè) 小 的 單 元 ，并 把 每 個(gè) 單 元 都 稱 著 一 個(gè) 區(qū) ， 典 型 地 是 一 個(gè) 局 域 網(wǎng) 絡(luò) 或 一 個(gè)無 線 單 元 。 每 個(gè) 區(qū) 有 一 個(gè) 或 多 個(gè) 外 部 代 理 ， 它 們 是 保 持 跟 蹤訪 問 該 區(qū) 的

7、 所 有 移 動(dòng) 主 機(jī) 的 進(jìn) 程 。 此 外 ， 每 個(gè) 區(qū) 有 一 個(gè) 家 鄉(xiāng)代 理 ， 它 保 持 跟 蹤 其 家 鄉(xiāng) 在 這 個(gè) 區(qū) 但 當(dāng) 前 已 外 出 訪 問 另 一 個(gè)區(qū) 的 那 些 主 機(jī) 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 7 6.1 移 動(dòng) 主 機(jī) 的 路 由 選 擇n 當(dāng) 一 臺(tái) 新 的 主 機(jī) 進(jìn) 入 一 個(gè) 區(qū) （ 例 如 通 過 連 接 到 一 個(gè) LAN插 座 ， 或 者 是 漫 游進(jìn) 入 一 個(gè) 無 線 單 元 ） 時(shí) ， 該 計(jì) 算 機(jī) 必 須 將 自 己 向 那 里 的 外

8、部 代 理 登 記 。 登記 過 程 典 型 地 是 按 下 列 方 式 進(jìn) 行 ：（ 1） 每 個(gè) 外 部 代 理 周 期 性 地 廣 播 一 個(gè) 分 組 ， 宣 告 它 的 存 在 和 它 的 地 址 。 一 個(gè)新 到 達(dá) 的 移 動(dòng) 主 機(jī) 可 以 等 待 一 個(gè) 這 樣 的 報(bào) 文 。 但 如 果 在 稍 等 片 刻 之 后 發(fā) 現(xiàn)無 報(bào) 文 到 達(dá) ， 移 動(dòng) 主 機(jī) 可 以 廣 播 一 個(gè) 分 組 ， 說 “ 這 里 有 移 動(dòng) 代 理 嗎 ？ ”（ 2） 移 動(dòng) 主 機(jī) 跟 外 部 代 理 登 記 ， 給 出 它 的 家 鄉(xiāng) 地 址 、 當(dāng) 前 的 數(shù) 據(jù) 鏈 路 層 地 址和

9、某 些 安 全 性 信 息 。（ 3） 外 部 代 理 聯(lián) 系 移 動(dòng) 主 機(jī) 的 家 鄉(xiāng) 代 理 ， 說 “ 你 的 一 個(gè) 主 機(jī) 在 我 這 里 。 ” 這個(gè) 從 外 部 代 理 發(fā) 往 家 鄉(xiāng) 代 理 的 報(bào) 文 含 有 外 部 代 理 的 網(wǎng) 絡(luò) 地 址 。 它 也 包 含 一些 安 全 性 信 息 ， 讓 家 鄉(xiāng) 代 理 相 信 該 移 動(dòng) 主 機(jī) 確 實(shí) 在 那 里 。（ 4） 家 鄉(xiāng) 代 理 檢 查 帶 有 時(shí) 間 印 記 的 安 全 性 信 息 ， 證 明 這 是 在 剛 過 去 的 幾 秒 鐘內(nèi) 產(chǎn) 生 的 。 如 果 通 過 了 檢 查 ， 它 就 告 訴 外 部 代 理

10、 繼 續(xù) 進(jìn) 行 。（ 5） 當(dāng) 外 部 代 理 從 家 鄉(xiāng) 代 理 那 里 得 到 肯 定 的 確 認(rèn) 應(yīng) 答 時(shí) ， 它 就 在 表 中 做 一 些登 記 項(xiàng) ， 并 且 通 知 移 動(dòng) 主 機(jī) 已 經(jīng) 登 記 好 了 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 8 6.1 移 動(dòng) 主 機(jī) 的 路 由 選 擇n 在 理 想 的 情 況 下 ， 當(dāng) 一 個(gè) 主 機(jī) 離 開 一 個(gè) 區(qū) 域 的 時(shí) 候 ， 它也 應(yīng) 該 被 宣 告 允 許 做 離 開 登 記 。 但 是 有 許 多 用 戶 在 他 們結(jié) 束 工 作 時(shí) 會(huì)

11、 突 然 關(guān) 閉 他 們 的 計(jì) 算 機(jī) 。n 當(dāng) 一 個(gè) 分 組 被 發(fā) 往 一 個(gè) 移 動(dòng) 主 機(jī) 時(shí) ， 它 會(huì) 被 路 由 到 該 主機(jī) 的 家 鄉(xiāng) LAN,那 是 由 其 公 布 的 地 址 決 定 了 的 。 如 下 圖 所示 ， 假 定 在 西 安 的 一 個(gè) 發(fā) 送 方 把 一 個(gè) 分 組 發(fā) 送 給 在 上 海的 一 個(gè) 主 機(jī) 。 發(fā) 送 給 移 動(dòng) 主 機(jī) 的 分 組 在 上 海 的 家 鄉(xiāng) LAN被 那 里 的 家 鄉(xiāng) 代 理 截 獲 。 然 后 家 鄉(xiāng) 代 理 查 詢 該 移 動(dòng) 主 機(jī)的 新 位 置 ， 發(fā) 現(xiàn) 為 該 移 動(dòng) 主 機(jī) 服 務(wù) 的 外 部 代 理 的

12、 地 址 是在 成 都 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 9 6.1 移 動(dòng) 主 機(jī) 的 路 由 選 擇 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 10 6.1 移 動(dòng) 主 機(jī) 的 路 由 選 擇n 接 著 ， 家 鄉(xiāng) 代 理 做 兩 件 事 情 。 首 先 ， 它 把 收 到 的 分 組 封 裝 到一 個(gè) 外 包 裝 分 組 的 載 荷 段 ， 并 把 外 包 裝 分 組 發(fā) 送 給 外 部 代 理（ 參 見 上 圖 中 示 出 的 步 驟

13、2） 。 通 常 人 們 把 這 一 機(jī) 制 稱 作 隧道 。 外 部 代 理 在 收 到 外 包 裝 分 組 后 ， 從 載 荷 域 中 取 出 原 先 的分 組 ， 并 用 數(shù) 據(jù) 鏈 路 幀 發(fā) 送 給 移 動(dòng) 主 機(jī) 。n 家 鄉(xiāng) 代 理 做 的 第 二 件 事 是 告 訴 發(fā) 送 方 ， 以 后 再 給 移 動(dòng) 主 機(jī) 發(fā)送 分 組 不 用 發(fā) 到 它 的 家 鄉(xiāng) 地 址 ， 而 代 之 以 把 它 隧 道 封 裝 后 顯式 地 發(fā) 給 它 當(dāng) 前 的 外 部 代 理 。 就 這 樣 ， 隨 后 的 分 組 可 以 通 過外 部 代 理 直 接 前 往 移 動(dòng) 主 機(jī) 當(dāng) 前 所 在

14、 的 位 置 ， 完 全 旁 路 家 鄉(xiāng)LAN的 位 置 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 11 6.2 移 動(dòng) IP概 要n 許 多 Internet用 戶 都 有 可 攜 帶 的 計(jì) 算 機(jī) ， 并 且 希 望 在 遠(yuǎn) 方 的Internet場 點(diǎn) 時(shí) 甚 至 在 旅 途 中 仍 然 能 夠 連 接 到 Internet。 不幸 的 是 ， IP的 尋 址 系 統(tǒng) 使 得 這 項(xiàng) 工 作 遠(yuǎn) 非 像 說 起 來 那 么 容 易 。n 真 正 的 弊 病 在 尋 址 機(jī) 制 本 身 。 每 個(gè) IP地 址 都

15、包 含 網(wǎng) 絡(luò) 號(hào) 和 主機(jī) 號(hào) 。 例 如 ， 考 慮 具 有 IP地 址 160.80.40.20/16的 一 臺(tái) 機(jī) 器 。168.80給 出 了 網(wǎng) 絡(luò) 號(hào) ， 40.20是 主 機(jī) 號(hào) 。 在 全 世 界 的 路 由 器都 有 路 由 表 ， 告 訴 使 用 哪 條 線 路 到 達(dá) 網(wǎng) 絡(luò) 168.80。 每 當(dāng) 有 一個(gè) 帶 有 168.80.xx.yy形 式 的 目 的 IP地 址 的 分 組 到 來 時(shí) ， 它 就被 轉(zhuǎn) 發(fā) 到 那 條 線 路 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 12 6.2 移

16、動(dòng) IP概 要n 如 果 具 有 那 個(gè) 地 址 的 機(jī) 器 突 然 被 攜 帶 到 某 個(gè) 遠(yuǎn) 方 場 點(diǎn) ，那 么 發(fā) 送 給 它 的 分 組 將 繼 續(xù) 被 路 由 到 它 的 家 鄉(xiāng) LAN（ 或 路 由 器 ） 。 該 機(jī) 器 的 所 有 者 將 再 也 收 不 到 電 子 郵件 等 信 息 。 給 該 機(jī) 器 分 配 一 個(gè) 對 應(yīng) 新 位 置 的 新 的 IP地址 的 做 法 是 沒 有 吸 引 力 的 ， 因 為 必 須 把 這 種 改 變 通 知大 量 的 人 、 程 序 和 數(shù) 據(jù) 庫 。n 另 一 個(gè) 方 法 是 讓 路 由 器 使 用 全 部 的 IP地 址 做 路 由

17、 選 擇 ，而 不 僅 僅 是 網(wǎng) 絡(luò) 。 然 而 ， 這 一 策 略 將 需 要 每 個(gè) 路 由 器有 數(shù) 以 百 萬 計(jì) 的 登 記 項(xiàng) ， 對 于 Internet而 言 ， 代 價(jià) 太大 了 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 13 6.2 移 動(dòng) IP概 要n 當(dāng) 人 們 開 始 需 要 把 他 們 的 筆 記 本 計(jì) 算 機(jī) 無 論 在 什 么 地 方 都 可以 連 接 到 Internet的 時(shí) 候 ， IETF就 成 立 了 一 個(gè) 工 作 組 來 尋求 解 決 方 案 。 該 工 作 組 很 快

18、就 制 定 了 在 任 何 解 決 方 案 中 都 需要 考 慮 的 若 干 個(gè) 目 標(biāo) ， 它 們 主 要 包 括 ：（ 1） 每 個(gè) 移 動(dòng) 主 機(jī) 必 須 在 任 何 地 方 都 能 夠 使 用 它 的 家 鄉(xiāng) IP地址 ；（ 2） 不 允 許 改 變 固 定 主 機(jī) 的 軟 件 ；（ 3） 不 允 許 改 變 路 由 器 軟 件 和 路 由 表 ；（ 4） 發(fā) 給 移 動(dòng) 主 機(jī) 的 大 多 數(shù) 分 組 都 不 應(yīng) 該 繞 道 行 走 ；（ 5） 當(dāng) 移 動(dòng) 主 機(jī) 呆 在 家 鄉(xiāng) 時(shí) 不 應(yīng) 該 有 額 外 的 開 銷 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （

19、 CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 14 6.2 移 動(dòng) IP概 要n 所 選 擇 的 解 決 方 案 跟 我 們 在 前 面 敘 述 的 移 動(dòng) 主 機(jī) 的 路 由 選 擇 相 同 。 當(dāng) 有一 個(gè) 分 組 到 達(dá) 該 用 戶 的 家 鄉(xiāng) LAN時(shí) ， 它 進(jìn) 入 連 接 到 該 LAN的 某 個(gè) 路 由 器 。路 由 器 用 通 常 的 方 式 嘗 試 定 位 該 主 機(jī) ， 例 如 通 過 廣 播 一 個(gè) ARP分 組 詢 問 ：“ 160.80.40.20的 以 太 網(wǎng) 地 址 是 什 么 ？ ” 此 時(shí) ， 家 鄉(xiāng) 代 理 通 過 給 出 它 自己 的 以 太 網(wǎng) 地

20、 址 來 應(yīng) 答 該 查 詢 。 然 后 ， 路 由 器 就 把 前 往 160.80.40.20的分 組 發(fā) 給 家 鄉(xiāng) 代 理 。 家 鄉(xiāng) 代 理 再 把 收 到 的 IP分 組 隧 道 傳 送 給 關(guān) 照 地 址 。具 體 的 做 法 是 把 收 到 的 分 組 封 裝 在 隧 道 IP分 組 的 載 荷 域 中 ， 并 把 隧 道 分組 的 目 標(biāo) IP地 址 指 定 成 外 部 代 理 的 IP地 址 。 接 下 來 ， 外 部 代 理 解 封 隧 道IP分 組 ， 取 出 原 先 的 IP分 組 ， 并 把 它 投 遞 給 移 動(dòng) 主 機(jī) 的 數(shù) 據(jù) 鏈 路 地 址 。此 外 ，

21、家 鄉(xiāng) 代 理 還 把 關(guān) 照 地 址 發(fā) 給 源 發(fā) 送 方 ， 使 得 后 續(xù) 的 IP分 組 可 以 由源 直 接 隧 道 傳 送 給 外 部 代 理 。 顯 然 ， 這 一 解 決 方 案 滿 足 上 述 所 有 必 須 條件 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 15 6.2 移 動(dòng) IP概 要n 還 有 一 個(gè) 小 的 細(xì) 節(jié) 也 許 值 得 一 提 。 在 移 動(dòng) 主 機(jī) 移 動(dòng) 的 時(shí) 候 ， 也 許 路 由 器 已經(jīng) 在 它 的 緩 存 中 有 了 該 主 機(jī) 的 以 太 網(wǎng) 地 址 （ 但 很 快

22、 就 會(huì) 變 得 無 效 ） 。 將 那個(gè) 以 太 網(wǎng) 地 址 用 家 鄉(xiāng) 代 理 的 以 太 網(wǎng) 地 址 取 代 的 工 作 可 以 通 過 一 個(gè) 稱 作 無 故ARP的 小 技 巧 來 完 成 。 移 動(dòng) 主 機(jī) 可 以 給 路 由 器 發(fā) 一 個(gè) 未 經(jīng) 邀 請 的 ARP應(yīng) 答 報(bào)文 ， 讓 它 用 家 鄉(xiāng) 代 理 的 以 太 網(wǎng) 地 址 替 換 在 緩 沖 區(qū) 中 關(guān) 于 即 將 離 開 的 移 動(dòng) 主機(jī) 的 特 別 登 記 項(xiàng) 。 但 該 移 動(dòng) 主 機(jī) 后 來 返 回 家 鄉(xiāng) 的 時(shí) 候 可 以 使 用 同 樣 的 技 巧再 次 更 新 路 由 器 的 緩 沖 區(qū) 。 n IE

23、TF對 于 移 動(dòng) 主 機(jī) 的 解 決 方 案 還 解 決 了 若 干 其 它 的 問 題 。 例 如 ， 怎 樣 找 到代 理 ？ 答 案 是 讓 每 個(gè) 代 理 定 期 地 廣 播 其 地 址 和 它 愿 意 提 供 的 服 務(wù) 類 型 （ 家鄉(xiāng) 、 外 部 或 二 者 兼 有 的 代 理 ） 。 當(dāng) 一 個(gè) 移 動(dòng) 主 機(jī) 到 達(dá) 某 處 時(shí) ， 它 可 以 監(jiān) 聽這 些 稱 作 通 告 的 廣 播 。 另 一 種 做 法 是 它 自 己 廣 播 一 個(gè) 分 組 ， 宣 告 自 己 的 到來 ， 希 望 本 地 的 外 部 代 理 給 以 應(yīng) 答 。 2005年 12月 7日 授 課 教

24、 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 16 6.2 移 動(dòng) IP概 要n 另 一 個(gè) 問 題 是 如 何 處 置 那 些 不 禮 貌 的 移 動(dòng) 主 機(jī) ， 它 們 不 說 再 見就 離 開 了 。 答 案 是 讓 相 關(guān) 的 登 記 項(xiàng) 僅 在 一 個(gè) 固 定 長 度 的 時(shí) 間 內(nèi)有 效 。 如 果 登 記 項(xiàng) 沒 有 被 定 期 地 刷 新 ， 就 發(fā) 生 超 時(shí) 事 件 ， 外 部代 理 可 以 清 除 相 關(guān) 的 表 項(xiàng) 。n 還 有 一 個(gè) 安 全 性 問 題 。 當(dāng) 家 鄉(xiāng) 代 理 收 到 一 個(gè) 報(bào) 文 ， 請 求 它 把 所有 發(fā) 給 張

25、 三 的 分 組 轉(zhuǎn) 發(fā) 給 某 個(gè) IP地 址 時(shí) ， 它 最 好 不 要 急 于 這樣 做 ， 除 非 能 夠 證 明 張 三 確 實(shí) 是 這 個(gè) 請 求 的 源 發(fā) 方 ， 以 防 止 某個(gè) 動(dòng) 機(jī) 不 良 的 人 假 扮 張 三 的 身 份 。 可 以 將 加 密 的 身 份 驗(yàn) 證 協(xié) 議用 于 這 一 目 的 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 17 6.2.1 主 題n 移 動(dòng) IP是 在 全 球 Internet上 支 持 移 動(dòng) 性 的 解 決 方 案 ， 希 望 它 是 可 擴(kuò) 展 的 ，強(qiáng) 健

26、 的 ， 安 全 的 ， 允 許 節(jié) 點(diǎn) 在 改 變 所 連 接 的 鏈 路 時(shí) 仍 能 進(jìn) 行 所 有 正 在 進(jìn) 行的 通 信 。 特 別 地 ， 移 動(dòng) IP提 供 把 IP分 組 路 由 到 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 的 機(jī) 制 ， 該 機(jī) 制 允許 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 使 用 它 們 的 永 久 IP地 址 ， 但 可 以 連 接 到 任 何 場 點(diǎn) 的 鏈 路 。n 當(dāng) 一 個(gè) 源 計(jì) 算 機(jī) 要 把 一 個(gè) 分 組 發(fā) 送 到 目 的 地 計(jì) 算 機(jī) 時(shí) ， 它 不 知 道 也 不 介 意目 的 地 計(jì) 算 機(jī) 當(dāng) 前 處 在 哪 個(gè) 位 置 ， 它 只 想 把 分 組 投 遞 給 正 確 的

27、 目 標(biāo) 計(jì) 算 機(jī) 。這 是 OSI第 3層 即 網(wǎng) 絡(luò) 層 的 功 能 。 網(wǎng) 絡(luò) 層 負(fù) 責(zé) 動(dòng) 態(tài) 地 選 擇 一 條 從 分 組 的 源 到最 終 目 的 地 的 一 條 通 路 。 在 Internet中 網(wǎng) 絡(luò) 層 協(xié) 議 是 互 連 網(wǎng) 協(xié) 議 ， 即 IP。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 18 6.2.1 主 題n 在 一 個(gè) 復(fù) 雜 的 網(wǎng) 絡(luò) 中 移 動(dòng) 分 組 需 要 一 個(gè) 或 多 個(gè) 路 由 協(xié) 議 。 路由 器 使 用 路 由 協(xié) 議 交 換 關(guān) 于 Internet上 各 種 各

28、樣 的 目 的 地 和鏈 路 的 位 置 信 息 。 路 由 協(xié) 議 的 例 子 包 括 OSPF(開 放 的 最 短 通 路優(yōu) 先 協(xié) 議 )、 RIP（ 路 由 信 息 協(xié) 議 ） 和 BGP（ 邊 界 網(wǎng) 關(guān) 協(xié) 議 ） 。n 移 動(dòng) IP是 Internet解 決 節(jié) 點(diǎn) 移 動(dòng) 性 的 網(wǎng) 絡(luò) 層 方 案 。 這 就 意 味著 移 動(dòng) IP需 要 在 適 當(dāng) 的 節(jié) 點(diǎn) 建 立 路 由 表 ， 使 得 在 移 動(dòng) 主 機(jī) 沒有 連 接 到 家 鄉(xiāng) 鏈 路 的 情 況 下 還 能 夠 把 IP分 組 發(fā) 送 給 它 們 。 事實(shí) 上 ， 我 們 可 以 把 移 動(dòng) IP看 成 是 一

29、種 具 有 非 常 特 別 的 目 的 的路 由 協(xié) 議 。 移 動(dòng) IP的 目 的 是 允 許 把 IP分 組 路 由 到 有 可 能 非 常迅 速 地 改 變 位 置 的 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 19 6.2.1 主 題n 作 為 一 個(gè) 網(wǎng) 絡(luò) 層 協(xié) 議 ， 移 動(dòng) IP完 全 獨(dú) 立 于 它 在 其 上 運(yùn) 行 的 媒 體 。 使 用 移 動(dòng)IP的 一 個(gè) 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 從 一 種 媒 體 移 動(dòng) 到 另 一 種 媒 體 時(shí) 不 會(huì) 丟 失 連 接 性 。 例 如 ，移 動(dòng)

30、IP允 許 一 臺(tái) 筆 記 本 計(jì) 算 機(jī) 從 一 個(gè) 有 線 以 太 網(wǎng) 斷 連 ， 然 后 再 接 到 一 個(gè) 無線 LAN。 我 們 使 用 術(shù) 語 異 構(gòu) 移 動(dòng) 性 表 示 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 可 以 在 不 同 的 媒 體 類 型 之間 移 動(dòng) 還 能 夠 繼 續(xù) 通 信 的 能 力 。n 當(dāng) 然 ， 移 動(dòng) IP也 允 許 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 從 一 條 網(wǎng) 絡(luò) 鏈 路 移 動(dòng) 到 在 不 同 位 置 的 具 有 相同 類 型 的 媒 體 的 另 一 條 鏈 路 。 相 應(yīng) 地 ， 我 們 把 這 種 能 力 稱 作 同 構(gòu) 移 動(dòng) 性 。 n CDPD(蜂 窩 數(shù) 字 分 組 數(shù) 據(jù)

31、網(wǎng) ， 它 是 在 北 美 模 擬 蜂 窩 電 話 系 統(tǒng) 中 未 被 占 用 的無 線 頻 道 上 發(fā) 送 IP分 組 )和 802.11僅 提 供 同 構(gòu) 移 動(dòng) 性 ， 它 們 都 允 許 在 各 自的 網(wǎng) 絡(luò) 中 移 動(dòng) ， 不 可 以 在 不 同 媒 體 的 網(wǎng) 絡(luò) 之 間 移 動(dòng) 。 移 動(dòng) IP的 獨(dú) 特 性 在 于不 僅 提 供 同 構(gòu) 移 動(dòng) 性 ， 而 且 也 提 供 異 構(gòu) 移 動(dòng) 性 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 20 6.2.2 必 要 條 件 和 設(shè) 計(jì) 目 標(biāo)n 移 動(dòng) IP設(shè)

32、計(jì) 的 必 要 條 件 如 下 ：（ 1） 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 在 改 變 了 它 對 Internet的 鏈 路 層 連 接 點(diǎn) 之 后 還 能 夠 跟 其 它 節(jié)點(diǎn) 通 信 。在 當(dāng) 前 的 Internet上 采 用 的 基 于 網(wǎng) 絡(luò) 前 綴 的 路 由 機(jī) 制 不 能 夠 把 分 組 投 遞 到?jīng)] 有 連 接 到 其 家 鄉(xiāng) 鏈 路 的 節(jié) 點(diǎn) 。 移 動(dòng) IP的 特 點(diǎn) 就 是 要 允 許 節(jié) 點(diǎn) 在 可 能 連 接到 任 何 鏈 路 上 的 情 況 下 還 能 夠 通 信 。（ 2） 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 必 須 能 夠 僅 使 用 它 的 家 鄉(xiāng) 永 久 IP地 址 通 信 ， 而 不

33、管 它 當(dāng) 前 對Internet的 鏈 路 層 連 接 點(diǎn) 在 哪 里 。如 果 允 許 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 在 其 移 動(dòng) 后 改 變 IP地 址 ， 那 會(huì) 迫 使 它 中 止 在 老 的 鏈 路 上進(jìn) 行 的 所 有 通 信 （ 特 別 是 接 收 發(fā) 給 老 地 址 的 信 息 ） ， 并 在 移 動(dòng) 到 新 的 鏈 路上 重 新 啟 動(dòng) 通 信 。 而 且 ， 跟 一 個(gè) 因 移 動(dòng) 而 改 變 了 地 址 的 節(jié) 點(diǎn) 建 立 聯(lián) 系 是 困難 的 。 因 此 ， 這 個(gè) 必 要 條 件 排 除 了 任 何 需 要 改 變 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 的 IP地 址 的 解 決方 案 。 另 外

34、， 一 些 網(wǎng) 絡(luò) 服 務(wù) 在 軟 件 執(zhí) 照 和 訪 問 權(quán) 限 方 面 是 基 于 IP地 址 ， 這也 需 要 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 不 管 是 否 移 動(dòng) 仍 保 持 它 的 IP地 址 不 變 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 21 6.2.2 必 要 條 件 和 設(shè) 計(jì) 目 標(biāo)n 移 動(dòng) IP設(shè) 計(jì) 的 必 要 條 件 （ 續(xù) ） ：（ 3） 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 必 須 能 夠 跟 其 它 還 沒 有 實(shí) 現(xiàn) 移 動(dòng) IP移 動(dòng) 性 功 能 的 計(jì) 算 機(jī) 通信 。 移 動(dòng) IP需 要 不 改 變 現(xiàn) 有 的

35、固 定 主 機(jī) 和 路 由 器 的 協(xié) 議 ， 不 能 指 望 已 經(jīng)大 量 安 裝 的 IPv4主 機(jī) 和 路 由 器 可 以 升 級(jí) 支 持 移 動(dòng) 性 功 能 。 因 此 ， 需 要移 動(dòng) IP的 實(shí) 現(xiàn) 限 于 移 動(dòng) 主 機(jī) 本 身 以 及 少 量 代 表 它 們 提 供 特 別 路 由 服 務(wù)功 能 的 節(jié) 點(diǎn) 。（ 4） 除 了 那 些 在 Internet上 已 經(jīng) 暴 露 的 對 固 定 節(jié) 點(diǎn) 的 安 全 威 脅 之 外 ， 移動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 還 應(yīng) 能 夠 防 止 因 實(shí) 現(xiàn) 移 動(dòng) 性 功 能 而 引 起 的 任 何 新 的 安 全 威 脅 。 移 動(dòng) 計(jì) 算 意 味 著

36、新 的 安 全 威 脅 ， 移 動(dòng) 安 全 性 必 須 考 慮 到 這 些 威 脅 。特 別 地 ， 移 動(dòng) IP的 設(shè) 計(jì) 必 須 阻 止 拒 絕 服 務(wù) 類 攻 擊 。 如 果 對 于 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn)報(bào) 告 它 當(dāng) 前 的 所 在 位 置 的 報(bào) 文 沒 有 身 份 驗(yàn) 證 ， 這 類 攻 擊 是 可 能 的 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 22 6.2.2 必 要 條 件 和 設(shè) 計(jì) 目 標(biāo)n 筆 記 本 計(jì) 算 機(jī) 使 得 計(jì) 算 不 局 限 于 在 桌 面 進(jìn) 行 ， 但 如 果 僅 連 接 到 有

37、線 網(wǎng) 絡(luò) 仍然 限 制 了 可 以 使 用 網(wǎng) 絡(luò) 的 時(shí) 間 和 地 點(diǎn) 。 一 些 無 線 網(wǎng) 絡(luò) 允 許 計(jì) 算 機(jī) 在 任 何 時(shí)間 和 任 何 地 點(diǎn) 進(jìn) 行 通 信 。 然 而 許 多 無 線 網(wǎng) 絡(luò) 是 昂 貴 的 ， 或 者 是 低 速 的 。n 路 由 協(xié) 議 需 要 在 網(wǎng) 絡(luò) 的 各 個(gè) 節(jié) 點(diǎn) 之 間 傳 輸 路 由 更 新 信 息 。 為 了 使 得 移 動(dòng) IP適 合 在 廣 大 范 圍 的 無 線 鏈 路 上 使 用 ， 一 個(gè) 設(shè) 計(jì) 目 標(biāo) 就 是 要 使 得 這 些 更 新 的數(shù) 量 和 頻 度 盡 可 能 地 小 。n 另 一 個(gè) 設(shè) 計(jì) 目 標(biāo) 是 使

38、 得 它 盡 可 能 簡 單 ， 以 便 易 于 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 軟 件 的 實(shí) 現(xiàn) 。 這樣 可 以 增 加 潛 在 的 能 夠 使 用 移 動(dòng) IP的 節(jié) 點(diǎn) 的 數(shù) 量 。 除 了 全 功 能 的 筆 記 本 之外 ， 這 一 目 標(biāo) 對 于 像 是 手 機(jī) 、 掌 上 電 腦 和 其 它 個(gè) 人 隨 身 設(shè) 備 這 類 存 儲(chǔ) 器 和處 理 能 力 受 限 的 裝 置 尤 為 重 要 。 n 最 后 ， 在 Internet中 ， IPv4地 址 是 短 缺 的 ， 因 此 移 動(dòng) IP的 另 一 個(gè) 設(shè) 計(jì) 目 標(biāo)是 節(jié) 約 使 用 地 址 的 數(shù) 量 。 在 移 動(dòng) IP的 解 決

39、 方 案 中 ， 不 宜 讓 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 使 用 多個(gè) 地 址 ， 不 宜 為 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 準(zhǔn) 備 大 的 地 址 池 ， 除 非 絕 對 需 要 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 23 6.2.3 功 能 實(shí) 體 及 其 駐 留 位 置n 移 動(dòng) IP定 義 了 三 個(gè) 必 須 實(shí) 現(xiàn) 移 動(dòng) 性 協(xié) 議 的 功 能 實(shí) 體 ：（ 1） 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 該 節(jié) 點(diǎn) 可 以 把 對 Internet的 連 接 從 一 條 鏈 路 改變 到 另 一 條 鏈 路 ， 同 時(shí) 保 持 正 在 進(jìn) 行 的 任 何

40、 通 信 ， 并 且 僅 使用 它 的 永 久 家 鄉(xiāng) IP地 址 。（ 2） 家 鄉(xiāng) 代 理 該 代 理 是 跟 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 的 家 鄉(xiāng) 鏈 路 有 一 個(gè) 接 口 的路 由 器 ， 它 當(dāng) 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 改 變 其 連 接 的 鏈 路 時(shí) ， 保 持 被 告 知 移動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 的 當(dāng) 前 位 置 ， 即 關(guān) 照 地 址 ； 在 一 些 情 況 下 ， 還 要 通 告 對 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 的 家 鄉(xiāng) 地 址 的 網(wǎng) 絡(luò) 前綴 的 可 達(dá) 性 ， 從 而 引 來 發(fā) 給 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 家 鄉(xiāng) 地 址 的 IP分 組 ； 截 獲 發(fā) 給 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 的 家 鄉(xiāng) 地 址 的 IP分 組

41、 ， 并 把 它 們 隧 道 傳送 到 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 的 當(dāng) 前 位 置 ， 即 關(guān) 照 地 址 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 24 6.2.3 功 能 實(shí) 體 及 其 駐 留 位 置n 實(shí) 現(xiàn) 移 動(dòng) 性 協(xié) 議 的 功 能 實(shí) 體 （ 續(xù) ） ：（ 3） 外 部 代 理 該 代 理 是 在 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 的 外 部 鏈 路 上 的一 個(gè) 路 由 器 ， 它 輔 助 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 通 知 家 鄉(xiāng) 代 理 它 當(dāng)前 的 關(guān) 照 地 址 ； 提 供 一 個(gè) 關(guān) 照 地 址 ， 解 封 由 家 鄉(xiāng)代 理 隧

42、 道 傳 輸 給 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 的 分 組 ， 并 遞 交 給 移 動(dòng)節(jié) 點(diǎn) ； 為 連 接 到 這 條 外 部 鏈 路 的 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 發(fā) 送 的分 組 擔(dān) 當(dāng) 缺 省 路 由 器 的 角 色 。 下 圖 示 出 了 這 些 實(shí) 體 以 及 它 們 之 間 的 關(guān) 系 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 25 6.2.3 功 能 實(shí) 體 及 其 駐 留 位 置 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 26 6.2.3 功 能 實(shí) 體 及

43、 其 駐 留 位 置n 如 下 圖 所 示 ， 隧 道 是 發(fā) 給 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 的 IP分 組行 走 的 一 段 通 路 ， 此 時(shí) 它 被 分 裝 在 第 二 個(gè) IP分 組 的 載 荷 部 分 。 為 了 把 一 個(gè) 分 組 投 遞 給 移動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) ， 家 鄉(xiāng) 代 理 把 它 隧 道 傳 送 到 外 部 代 理 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 27 6.2.3 功 能 實(shí) 體 及 其 駐 留 位 置 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中

44、 關(guān) 村 28 6.2.3 功 能 實(shí) 體 及 其 駐 留 位 置n 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 的 家 鄉(xiāng) 地 址 跟 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 的 家 鄉(xiāng) 代 理 緊 密 相 關(guān) ， 也 跟它 的 家 鄉(xiāng) 鏈 路 緊 密 相 關(guān) 。 特 別 地 ， 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 的 家 鄉(xiāng) 地 址 的 網(wǎng)絡(luò) 前 綴 定 義 了 它 的 家 鄉(xiāng) 鏈 路 。 也 就 是 說 ， 分 配 給 家 鄉(xiāng) 鏈 路 的網(wǎng) 絡(luò) 前 綴 和 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 的 家 鄉(xiāng) 地 址 的 網(wǎng) 絡(luò) 前 綴 相 同 。 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn)的 家 鄉(xiāng) 代 理 在 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 的 家 鄉(xiāng) 鏈 路 上 至 少 有 一 個(gè) 接 口 。 移 動(dòng)節(jié) 點(diǎn) 的 家 鄉(xiāng)

45、地 址 是 由 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 發(fā) 送 的 所 有 分 組 的 IP源 地 址 ，也 是 所 有 發(fā) 送 給 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 的 分 組 的 IP目 的 地 址 。 這 就 需 要 把移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 的 家 鄉(xiāng) 地 址 放 到 域 名 系 統(tǒng) 對 應(yīng) 它 的 登 記 項(xiàng) 的 “ IP地址 ” 域 ， 以 便 其 它 節(jié) 點(diǎn) 通 過 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 的 主 機(jī) 名 可 以 查 到 移 動(dòng)節(jié) 點(diǎn) 的 家 鄉(xiāng) 地 址 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 29 6.2.3 功 能 實(shí) 體 及 其 駐 留 位 置n 關(guān) 照

46、地 址 跟 一 個(gè) 正 在 訪 問 外 部 鏈 路 的 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 相 關(guān) 聯(lián) 。 關(guān) 照 地 址 具 有以 下 屬 性 ：（ 1） 關(guān) 照 地 址 專 用 于 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 當(dāng) 前 正 在 訪 問 的 外 部 鏈 路 ；（ 2） 每 當(dāng) 剛 從 一 條 外 部 鏈 路 移 動(dòng) 到 另 一 條 外 部 鏈 路 時(shí) ， 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 的 關(guān) 照地 址 一 般 都 要 改 變 ；（ ） 發(fā) 送 給 關(guān) 照 地 址 的 分 組 可 以 使 用 現(xiàn) 有 的 Internet路 由 機(jī) 制 傳 送 ， 也就 是 說 ， 為 把 分 組 傳 送 給 關(guān) 照 地 址 ， 不 需 要 移 動(dòng) IP特

47、有 的 過 程 ；（ 4） 使 用 關(guān) 照 地 址 作 為 家 鄉(xiāng) 代 理 到 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 方 向 上 的 隧 道 的 出 口 點(diǎn) ；（ 5） 在 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 跟 其 它 節(jié) 點(diǎn) 的 會(huì) 話 中 ， 關(guān) 照 地 址 幾 乎 從 不 用 作 IP源 地 址或 目 的 地 址 。 特 別 地 ， 當(dāng) 其 它 節(jié) 點(diǎn) 查 詢 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 的 主 機(jī) 名 時(shí) ， 域 名 服務(wù) 器 永 遠(yuǎn) 不 會(huì) 返 回 關(guān) 照 地 址 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 30 6.2.4 概 要 工 作 過 程n 粗 略 地

48、講 ， 移 動(dòng) IP的 工 作 情 況 如 下 ：（ 1） 家 鄉(xiāng) 代 理 和 外 部 代 理 在 它 們 所 連 接 的 鏈 路 上 定 期 地 組 播 或廣 播 稱 作 代 理 通 告 的 移 動(dòng) IP報(bào) 文 。（ 2） 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 傾 聽 這 些 代 理 通 告 ， 并 檢 查 它 們 的 內(nèi) 容 以 確 定 當(dāng)前 是 連 接 在 家 鄉(xiāng) 鏈 路 還 是 外 部 鏈 路 上 。 當(dāng) 連 接 到 家 鄉(xiāng) 鏈 路 時(shí) ，移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 的 操 作 跟 固 定 節(jié) 點(diǎn) 相 同 ， 不 使 用 其 它 移 動(dòng) IP的 功 能 。下 面 的 步 驟 假 定 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 發(fā) 現(xiàn) 自 己 是

49、連 接 在 外 部 鏈 路 上 。（ 3） 連 接 到 外 部 鏈 路 的 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 得 到 一 個(gè) 關(guān) 照 地 址 。 實(shí) 際 上 ，從 外 部 代 理 的 代 理 通 告 報(bào) 文 的 某 個(gè) 域 就 可 以 讀 取 外 部 代 理 關(guān)照 地 址 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 31 6.2.4 概 要 工 作 過 程n 移 動(dòng) IP的 工 作 情 況 （ 續(xù) ） ：（ 4） 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 使 用 移 動(dòng) IP定 義 的 一 個(gè) 報(bào) 文 交 換 過 程 向 家 鄉(xiāng) 代 理 報(bào) 告 和 登 記關(guān) 照 地

50、 址 。 在 這 個(gè) 登 記 過 程 中 ， 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 需 要 請 求 外 部 代 理 提 供 服 務(wù) 。為 了 防 止 遠(yuǎn) 程 的 拒 絕 服 務(wù) 類 攻 擊 ， 登 記 報(bào) 文 需 要 身 份 驗(yàn) 證 。（ 5） 家 鄉(xiāng) 代 理 或 者 在 家 鄉(xiāng) 鏈 路 上 的 其 它 路 由 器 通 告 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 的 家 鄉(xiāng) 地 址 的網(wǎng) 絡(luò) 前 綴 的 可 達(dá) 性 ， 從 而 可 以 引 入 發(fā) 給 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 的 家 鄉(xiāng) 地 址 的 那 些 IP分組 。 家 鄉(xiāng) 代 理 采 用 諸 如 代 理 ARP這 樣 的 機(jī) 制 截 獲 這 些 IP分 組 ， 然 后 把 它 們隧 道 傳

51、送 給 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 的 關(guān) 照 地 址 。（ 6） 外 部 代 理 從 隧 道 中 抽 出 原 先 的 IP分 組 ， 然 后 投 遞 給 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 。（ ） 在 相 反 的 方 向 上 ， 由 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 發(fā) 送 的 分 組 直 接 路 由 到 目 的 地 址 ， 不 需要 使 用 隧 道 。 外 部 代 理 為 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 產(chǎn) 生 的 所 有 IP分 組 擔(dān) 當(dāng) 路 由 器 的 角 色 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 32 6.3 代 理 發(fā) 現(xiàn)n 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 通 過 代 理 發(fā) 現(xiàn)

52、過 程*確 定 它 當(dāng) 前 是 連 接 在 家 鄉(xiāng) 鏈 路 還 是 外 部 鏈 路上 ；*發(fā) 現(xiàn) 它 已 從 一 條 外 部 鏈 路 移 動(dòng) 到 另 一 條 外 部鏈 路 ；*當(dāng) 連 接 到 外 部 鏈 路 時(shí) 得 到 關(guān) 照 地 址 。移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 、 外 部 代 理 和 家 鄉(xiāng) 代 理 互 相 合 作 完成 上 述 功 能 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 33 6.3 代 理 發(fā) 現(xiàn)n 代 理 發(fā) 現(xiàn) 包 括 兩 個(gè) 簡 單 的 報(bào) 文 。 第 一 個(gè) 是 代 理 通 告 報(bào) 文 ， 家 鄉(xiāng) 代 理 或

53、外部 代 理 使 用 它 們 向 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 宣 告 自 己 的 能 力 。 在 擔(dān) 當(dāng) 家 鄉(xiāng) 代 理 或 外 部 代理 的 鏈 路 上 ， 代 理 以 組 播 或 廣 播 的 形 式 定 期 發(fā) 送 代 理 通 告 報(bào) 文 。 這 就 使得 連 接 到 鏈 路 的 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 能 夠 確 定 是 否 有 代 理 存 在 ； 如 果 有 ， 他 們 的 IP地 址 和 功 能 是 什 么 。n 第 二 個(gè) 是 代 理 征 求 報(bào) 文 ， 不 想 等 待 到 下 一 周 期 才 接 收 代 理 通 告 的 移 動(dòng) 節(jié)點(diǎn) 就 可 以 發(fā) 送 這 種 報(bào) 文 。 代 理 征 求 的 唯 一

54、 作 用 就 是 使 得 在 鏈 路 上 的 代 理立 即 發(fā) 送 一 個(gè) 代 理 通 告 。 在 代 理 發(fā) 送 通 告 的 頻 率 太 低 、 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 改 變 鏈路 迅 速 的 情 況 下 ， 這 類 報(bào) 文 是 有 用 的 。 n 移 動(dòng) IP定 義 的 代 理 征 求 報(bào) 文 格 式 跟 ICMP路 由 器 征 求 報(bào) 文 相 同 ， 而 且 必 須將 封 裝 該 ICMP報(bào) 文 的 IP分 組 的 TTL(生 存 時(shí) 間 )域 置 1。 下 圖 示 出 了 代 理 征求 報(bào) 文 的 格 式 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授

55、 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 34 6.3 代 理 發(fā) 現(xiàn) 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 35 6.3 代 理 發(fā) 現(xiàn)n 家 鄉(xiāng) 代 理 或 外 部 代 理 在 收 到 一 個(gè) 代 理 征 求 報(bào) 文 后 ，立 即 發(fā) 送 一 個(gè) 代 理 通 告 報(bào) 文 予 以 響 應(yīng) 。 類 型 值 10表 示 該 ICMP報(bào) 文 是 一 個(gè) 代 理 或 路 由 器 征 求 報(bào) 文 。n 代 理 通 告 報(bào) 文 通 過 把 一 個(gè) 或 多 個(gè) 由 移 動(dòng) IP定 義 的擴(kuò) 展 項(xiàng) 附 加 到 ICMP路 由 器 通 告 報(bào) 文

56、 構(gòu) 成 。 如 下 圖所 示 ， 作 為 代 理 通 告 ， 必 須 在 報(bào) 文 中 包 括 移 動(dòng) 性代 理 通 告 擴(kuò) 展 項(xiàng) 。 圖 中 所 示 的 前 綴 長 度 擴(kuò) 展 項(xiàng) 是可 選 的 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 36 6.3 代 理 發(fā) 現(xiàn) 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 37 6.3 代 理 發(fā) 現(xiàn) 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村

57、38 6.3 代 理 發(fā) 現(xiàn)n 在 移 動(dòng) IP中 的 擴(kuò) 展 項(xiàng) 都 具 有 同 樣 的 格 式 ， 由 3個(gè) 域 構(gòu)成 ：（ 1） 類 型 域 ， 區(qū) 別 不 同 種 類 的 擴(kuò) 展 ；（ 2） 長 度 域 ， 表 示 在 數(shù) 據(jù) 域 中 以 字 節(jié) 計(jì) 的 長 度 ；（ 3） 數(shù) 據(jù) 域 ， 包 含 從 源 發(fā) 送 到 目 的 地 的 實(shí) 際 信 息 。n 唯 一 的 例 外 （ 特 殊 擴(kuò) 展 項(xiàng) ） 是 1個(gè) 字 節(jié) 的 填 充 擴(kuò) 展 項(xiàng) ，它 有 類 型 域 ， 但 沒 有 長 度 和 數(shù) 據(jù) 域 ， 它 的 功 能 是 附加 到 奇 數(shù) 長 度 的 報(bào) 文 ， 使 其 變 成

58、偶 數(shù) 長 度 的 報(bào) 文 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 39 6.3 代 理 發(fā) 現(xiàn)n 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 可 以 根 據(jù) 接 收 到 的 代 理 通 告 的 IP分 組 頭 確 定 它 是 連 接 到 家 鄉(xiāng) 鏈路 ， 還 是 連 接 到 外 部 鏈 路 ， 這 只 要 察 看 代 理 通 告 的 IP分 組 的 源 地 址 就 可以 做 出 判 斷 。n 類 型 域 的 值 等 于 9的 ICMP報(bào) 文 是 一 個(gè) 通 告 （ 路 由 器 ） 。 把 代 碼 域 的 值 置成 16可 以 說 明 這 是 一

59、 個(gè) 移 動(dòng) IP代 理 通 告 ， 區(qū) 別 于 一 般 的 路 由 器 通 告 。 對于 一 般 的 路 由 器 通 告 ， 此 域 的 值 是 0。 n 檢 驗(yàn) 和 域 總 是 用 于 檢 查 收 到 的 報(bào) 文 是 否 有 錯(cuò) 。 生 命 期 域 表 示 代 理 發(fā) 送 通告 的 頻 度 。 地 址 數(shù) 目 域 和 地 址 項(xiàng) 大 小 域 分 別 說 明 列 出 了 多 少 個(gè) 路 由 器 地址 /優(yōu) 先 級(jí) 對 和 每 對 包 含 多 少 個(gè) 字 節(jié) 。 就 IP地 址 而 言 ， 地 址 項(xiàng) 大 小 等 于 8（ 4字 節(jié) 地 址 加 上 4字 節(jié) 優(yōu) 先 級(jí) ） 。 IPv6對 于

60、 一 個(gè) 接 口 可 以 有 多 個(gè) 地 址 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 40 6.3 代 理 發(fā) 現(xiàn)n 如 果 IP長 度 域 的 值 比 根 據(jù) 地 址 數(shù) 目 域 或 地 址 項(xiàng) 大 小 域 計(jì) 算 的 值 還 要 大 ，那 么 收 到 的 報(bào) 文 的 多 余 的 部 分 就 被 解 釋 成 擴(kuò) 展 項(xiàng) 。 如 果 有 一 個(gè) 這 樣 的 擴(kuò)展 是 移 動(dòng) 性 代 理 通 告 擴(kuò) 展 ， 那 么 所 收 到 的 報(bào) 文 就 是 代 理 通 告 。 否 則 所 收到 的 報(bào) 文 就 是 ICMP路 由

61、器 通 告 。n 地 址 數(shù) 目 域 、 地 址 項(xiàng) 大 小 域 、 路 由 器 地 址 域 和 優(yōu) 先 級(jí) 域 不 但 用 于 代 理發(fā) 現(xiàn) 過 程 ， 而 且 用 于 路 由 選 擇 完 成 更 多 的 功 能 。 n 移 動(dòng) 代 理 通 告 擴(kuò) 展 的 類 型 段 表 示 擴(kuò) 展 的 種 類 ， 值 16表 示 移 動(dòng) 代 理 通 告擴(kuò) 展 項(xiàng) 。 移 動(dòng) 代 理 通 告 擴(kuò) 展 中 的 F和 H分 別 表 示 通 告 的 發(fā) 送 方 是 外 部 代理 （ F） 和 家 鄉(xiāng) 代 理 （ H） 。 B位 表 示 外 部 代 理 太 忙 （ B） 不 能 接 受 更 多的 登 記 。 移 動(dòng)

62、 代 理 應(yīng) 該 選 擇 另 一 個(gè) 外 部 代 理 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 41 6.3 代 理 發(fā) 現(xiàn)n R位 告 訴 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) ， 不 管 使 用 什 么 樣 的 關(guān) 照 地 址 ， 它 都 必 須通 過 一 個(gè) 外 部 代 理 做 登 記 （ R） 。 M位 置 1表 示 家 鄉(xiāng) 代 理 使 用最 小 (M)頭 開 銷 （ 簡 化 的 IP內(nèi) 外 封 裝 頭 ， 除 去 冗 余 的 頭 信 息 ）的 封 裝 ， G位 置 1表 示 家 鄉(xiāng) 代 理 使 用 類 屬 (G)封 裝 （ 支 持

63、其 它網(wǎng) 絡(luò) 層 協(xié) 議 對 IP的 封 裝 ） ； 它 們 都 不 采 用 通 常 的 IP封 裝 IP的封 裝 方 式 。 由 于 最 小 封 裝 不 能 完 全 支 持 IP分 組 分 割 ， 一 般 不推 薦 使 用 。 V位 置 1表 示 外 部 代 理 可 以 支 持 Van Jacobson頭壓 縮 （ 發(fā) 送 方 對 TCP和 IP分 組 頭 壓 縮 ， 接 收 方 解 壓 縮 ,主 要 用于 那 些 支 持 這 種 功 能 的 鏈 路 ， 可 使 用 低 帶 寬 鏈 路 ） 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ：

64、 中 關(guān) 村 42 6.4 移 動(dòng) 檢 測 和 移 動(dòng) 登 記n 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 有 兩 種 方 法 可 以 確 定 它 已 從 一 條 鏈 路 移 動(dòng) 到 了另 一 條 鏈 路 。 第 一 種 方 法 利 用 代 理 通 告 的 ICMP路 由 器 通告 部 分 的 生 命 期 域 。 該 域 告 訴 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 多 長 時(shí) 間 后 會(huì) 聽到 來 自 同 一 代 理 的 另 一 個(gè) 通 告 。 如 果 一 個(gè) 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 向 一個(gè) 外 部 代 理 做 了 登 記 ， 并 且 在 指 定 的 時(shí) 間 期 內(nèi) 沒 有 收 到該 代 理 的 通 告 ， 那 么 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 就 可 以

65、認(rèn) 為 它 自 己 已 經(jīng) 移到 了 一 個(gè) 不 同 的 鏈 路 ， 或 者 它 的 代 理 出 了 故 障 。 不 管 是什 么 情 況 ， 該 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 都 應(yīng) 該 向 下 一 個(gè) 它 從 其 接 收 代 理通 告 的 外 部 代 理 登 記 。 如 果 沒 有 這 樣 的 通 告 到 來 ， 就 要發(fā) 送 一 個(gè) 代 理 征 求 報(bào) 文 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 43 6.4 移 動(dòng) 檢 測 和 移 動(dòng) 登 記n 第 二 種 移 動(dòng) 檢 測 方 法 使 用 網(wǎng) 絡(luò) 前 綴 。 我 們 假 定

66、移 動(dòng) 節(jié)點(diǎn) 在 某 條 鏈 路 上 向 一 個(gè) 外 部 代 理 做 了 登 記 ， 并 且 記 錄了 從 其 發(fā) 現(xiàn) 外 部 代 理 的 代 理 通 告 報(bào) 文 。 現(xiàn) 在 我 們 假 定移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 接 收 到 來 自 第 二 個(gè) 外 部 代 理 的 代 理 通 告 ， 它的 通 告 有 一 個(gè) 不 同 的 IP源 地 址 。 因 為 在 同 一 條 鏈 路 上可 能 有 多 個(gè) 外 部 代 理 ， 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 必 須 確 定 ， 上 述 兩 個(gè)不 同 的 報(bào) 文 是 在 同 一 條 鏈 路 上 接 收 到 的 ， 還 是 在 不 同的 鏈 路 上 接 收 到 的 。 如 果 它 們 是 在 同 一 條 鏈 路 上 接 收到 的 ， 那 么 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 用 不 著 向 新 的 外 部 代 理 做 登 記 。否 則 ， 移 動(dòng) 節(jié) 點(diǎn) 已 經(jīng) 改 變 了 位 置 ， 應(yīng) 該 向 在 新 的 鏈 路上 的 一 個(gè) 外 部 代 理 登 記 。 2005年 12月 7日 授 課 教 師 ： 魯 士 文 （ CAS/ICT) 授 課 地 點(diǎn) ： 中 關(guān) 村 44 6.4 移 動(dòng) 檢