关于移动IPv6的的一些分析探讨

来源：职称驿站所属分类：通信论文发布时间：2012-06-11 09:49:25浏览：次

　　摘要:本文主要探讨分析了IPv6的工作原理及其应用方面的一些问题。
　　关键词:移动节点；转交地址；IPv4；IPv6
　　1移动IPv6工作原理
　　移动IPv6协议是为了支持节点在IPv6网络中移动时的连接性而提出的协议。移动IPv6与移动IPv4不同(如表1所示)，它和IPv6协议从内在上结合在一起，而不像移动IPv4那样，是对原有IPv4协议的补充。IPv6节点可以维护一个“归属地址一转交地址”的缓存，这样，IPv6节点可以直接把发往MN的分组发往MN，这可以通过使用“目的选项”来实现。IPv6节点，无论是固定的，还是移动的，都可以与MN通信，这与移动IPv4相同。移动IPv6的操作：
　　1.1移动节点采用IPv6版的路由器搜索确定它的转交地址
　　(1)移动节点连接在它的归属链路上时与任何固定的主机和路由器一样工作。
　　(2)当移动节点连接在它的外地链路上时，它采用IPv5定义的地址自动配置方法得到外地链路上的转交地址。由于移动IPv6没有外地代理，因此移动IPv6中唯一的一种转交地址是配置转交地址，移动节点用接受的路由器广播报文中的M位来决定采用哪一种方法。如果M位为0，那么移动节点采用被动地址自动配置，否则移动节点采用主动地址自动配置。
　　1.2移动节点将它的转交地址布告给归属代理
　　如果可以保证操作时的安全性，移动节点也将它的转交地址通知几个通信节点。
　　(1)移动IPv6采用布告(Notification)过程通知HA或其他节点它当前的转交地址。移动IPv6中的布告不同于移动IPv4中的注册过程。移动IPv6中的MN用目的地址可选项(DestinationOptions)来通知其他节点它的转交地址。它定义了绑定更新(BindinUpdate)、绑定应答(BindingAcknowledgment)和绑定请求(BindingRequest)三条消息。这些消息都被放在目的地可选报头中，这表明这些消息都只被最终目的节点检查。当MN检测到自己位于外地链路上时就发个绑定更新消息给归属代理，启动布告过程。它向归属代理或可信的通信节点发送BU以通知归属代理或可信的通信节点它的新的转交地址，MN在BU中指出该消息是需要应答的，并且周期性地重发BU直到收到BA为止。HA或可信的通信节点收到BU后，将原来的绑定缓存项更新为新转交地址与归属地址的绑定。之后，向移动节点返回BA，告知新的绑定是否被接受。当先前的绑定更新消息中的生存时间将要过期时，会向MN发送绑定请求，这时MN会重新发送绑定更新。这通常发生在通信节点与MN通信过程中，为了继续通信，通信节点必须定期刷新其绑定缓存中的绑定表项。
　　表1移动IPv4与移动IPv6的比较
　　移动IPv4概念等效的移动IPv6的概念
　　移动主机、归属代理、归属链路、外地链路相同
　　移动主机的归属地址全球可路由的归属地址和链路-局部地址
　　外地代理、外地代理转交地址外地链路上的一个“纯”IPv6路由器（不再有外地代理）所有转交地址都是配置转交地址
　　配置转交地址通过主动地址自动配置、DHCP或手工得到转交地址
　　通过代理搜索，DHCP或手工得到转交地址
　　代理搜索路由器搜索
　　向归属代理的经过认证的注册向归属代理和其他伙伴的带认证的布告
　　到移动主机的数据传送采用隧道到移动主机的数据传送可采用隧道和源路由
　　由其它协议完成路由优化集成了路由优化
　　(2)当MN从外地链路回到归属链路时，需要向HA发送绑定更新消息，取消其注册信息，不再需要进行移动相关的代理。
　　1.3移动IPv6中同时采用隧道和源路由技术向连接在外地链路上的移动节点传送数据包。
　　(1)知道MN的转交地址的通信节点可以利用IPv6选路报头直接将数据包发送给MN，这些包不需要经过MN的归属代理，它们将经过从始发点到MN的一条优化路由。
　　(2)如果通信节点不知道MN的转交地址，那么它就像向其他任何固定节点发送数据包那样向MN发送数据包。这时，通信节点只是将MN的归属地址(也是它知道的唯一地址)放入目的IPv6地址域中并将它自己的地址放在源IPv6地址域中，然后将数据包转发到合适的下一跳上(这由它的IPv6路由表决定)。这样发送的一个数据包将被送往MN的归属链路，就像移动IPv4中那样。在归属链路上，归属代理截获这个数据包，并将它通过隧道送往MN的转交地址。MN将送过来的包拆封，发现内层数据包的目的地是它的归属地址，于是将内层数据包交给高层协议处理。
　　(3)MN送出的数据包采用特殊的机制被直接路由到它们的目的地。然而，当存在人口方向的过滤时，MN可以将数据包通过隧道送给归属代理，隧道的源地址为MN的转交地址。
　　2移动IPv6的扩展技术
　　在移动IPv6网络中，保持MN在切换的过程中快速、平滑、无逢的通信是非常重要的。而移动IPv6协议中并没有说明如何对其进行优化。针对快速切换提出了HMIPv6(分级移动IPv6技术)、FMIPv6(快速移动IPv6技术)、F—HMIPv6(快速分级移动IPv6技术)三种扩展技术。
　　2.1HMlPv6
　　若MN移动到离家乡网络很远的位置，每次切换时发送的绑定要经过较长时间才能被HA收到，造成切换效率低下。为解决这个问题，IETF提出层次移动IPv6(HMIPv6)。分级移动IPv6在移动IPv6的基础上，利用现有网络的层次结构，将网络进行了区域化的划分。这些区域之间可以有一定的层次关系，也可以是平行的。这样将移动节点的移动区分为域内移动(一个区域内的移动)和域间移动(从一个区域移动到另一个区域的移动)，也可以叫微移动和宏移动。HMIPv6引入了移动锚点(MAP)这个新的实体，并对MN的操作进行了简单扩展，而对HA和CN的操作没有任何影响。当MN进人MAP域时，将接收到包含一个或多个本地MAP信息的路由通告(RA)。MN需要配置两个转交地址：(a)区域转交地址(RCoA)，其子网前缀与MAP的一致；(b)链路转交地址(LCoA)，其子网前缀与MAP的某个下级AR的一致。首次连接至MAP下的某个AR时，将生成RCoA和LCoA，并分别进行DAD操作，成功后MN给MAP发送本地绑定更新(LBU)消息，将其当前地址(即LCoA)与在MAP子网中的地址(即RCoA)绑定，而针对HA和CN，MN发送的BU的转交地址则是RCoA。CN发往RCoA的包将被MAP截获，MAP将这些包封装转发至MN的LCoA。
　　如果在一个MAP域内移动，切换到了另一个AR，MN仅改变它的LCoA，只需要在MAP上注册新的地址，不必向HA、CN发送BU，这样就能较大程度地节省传输开销，由此可见，MAP本质上是一个区域归属代理。在MAP域间移动时，MN将生成新的RCoA和LCoA，这时才需要给BU发送HA和CN注册新的RCoA，当然也需要发送LBU给新区域的MAP。
　　2.2FMIPv6
　　由于移动IPv6的切换效果并不是十分理想，在实际切换中表现出来的时延(大约2s——3s)是许多实时业务所无法接受的。针对此问题，IETF又提出了一些增强型协议——FMIPv6。FMIPv6在MIPv6基础上进行了一些扩展，主要解决两个问题：(a)移动节点如何一检i914到新的子网链路就立即发送数据包(b)新的接入路由器如何一检测到移动节点的接入就立即发送数据包到该移动节点。FMPIv6协议通过提供新发现AP(接入点)的信息以及它所关联的子网前缀信息，使移动节点在仍然连接于当前子网时，就能检测到自己将要移动到新的子网。这样，切换后的移动检测延迟就被消除了。接下来，移动节点配置预期的NCA(新的转交地址)。如果移动节点在连接到NAR(新的接入路由器之前已经确认该NCA有效，那么移动节点就能立即使用它。否则，移动节点仍然可以在连接到NAR后将这个预期的NCA通告给NAR，由NAR判断它的有效性在一些情况下，地址冲突的可能性被忽略这样在进入新子网链路后就可以立即使用预期的NCA。也就是说，NCA的配置延迟被降低了。最后，为了减少绑定更新延迟，FMPIv6建立了PCA(先前转交地址)与NCA之间的分组转发隧道。在移动节点完成通信对端注册之前，PAR(前访问点)不断地将接收到的发往移动节点PCA的分组通过隧道转发给NAR(新访问点)。同时，移动节点通过反向隧道将分组发送给通信对端。
　　2．3F—HMIPv6
　　层次移动IPv6的快速切换(FastHandoverofrHMIPv6，F—HMIPv6)是将HMPIv6和FMPIv6结合，利用HMPIv6的层次结构进一步降低了FMPIv6的切换延迟。在F—HMIPv6协议中，用MAP来取代PAR为快速切换建立隧道，以避免在PAR和NAR的路径上数据包会在MAP上多次传播，从而可以减少整个的切换时延和切换期间的隧道开销。在F—HMIPv6协议中，用MAP来取代PAR为快速切换建立隧道。切换期间发自CN的数据包被MAP经隧道传送到NAR，协议操作过程和FMIPv6相似，只是由MAP取代PAR进行操作。MN与MAP交换消息而不是与PAR进行消息交互。同时，F—HMIPv6使用了FMIPv6的切换消息，没有定义新的消息
　　3结束语
　　移动IP技术为移动用户提供了一种可在任何网络中漫游移动的方案，可应用于许多需要经常移动的领域，如移动办公，移动上网等。应用前景非常广阔。同时IPv6协议把IP地址由32位扩充到128位，使得基于IPv6的移动IPv6拥有了巨大的地址空间，可以解决因特网所面临地址枯竭问题，移动IPv6还具有良好的移动支持性能，即插即用和好的QoS，被视为未来全IP移动网络中的基础性的重要协议。