移动 IP(计算机网络-网络层)

移动性对网络应用的影响

移动IP中数据报的转发过程

三角路由的低效性

解决三角路由的低效性

移动IP的标准

移动性对网络应用的影响

现在先考虑这样一种情况，一个用户拿着无线移动设备在一个Wi-Fi服务区内走动，并且边走边通过Wi-Fi从网络上下载一个视频文件。

显然用户是在移动中通信，但从网络层的角度看，该用户并没有在移动，因为用户并没有因移动改变了他所在的网络，用户的移动设备也没有改变它的IP地址。

这种移动对于正在通信的应用程序来说完全感觉不到，因为应用程序是通过IP地址在网络层以上进行通信的。

在 Wi-Fi 内部移动对于正在通信的应用程序来说是完全透明的，移动设备并没有改变它的 IP 地址。

但如果移动设备跨越通过路由器互连的网络进行漫游并不断改变其 IP 地址，则会给需要持续保持网络连接的应用带来很大的麻烦。

移动 IP 的任务就是在IP层为上层网络应用提供移动透明性。

移动IP中数据报的转发过程

移动主机初始申请接入的网络被称为 归属网络(home network)，在归属网络的IP地址被称为 归属地址(home address)，或 永久地址(Permanent Address)

移动IP中数据报的转发过程

在归属网络中代表移动主机执行移动管理功能的实体称为归属代理(home agent)。移动主机当前漫游所在的网络叫外地网络(Foreign Network)或被访网络(Visited Network)。

在归属网络中代表移动主机执行移动管理功能的实体称为归属代理(homeagent)。移动主机当前漫游所在的网络叫外地网络(Foreign Network)或被访网络(Visited Network)。

在外地网络中帮助移动主机执行移动管理功能的实体称为外地代理(Foreign Agent)，外地代理会为移动主机提供一个临时使用的属于外地网络的转交地址(Care-of Address)。

归属代理和外地代理可以配置在路由器上，也可以运行在其他主机或服务器上。

移动主机会通过代理发现协议与该外地网络中的外地代理建立联系，并从外地代理获得一个属于该外地网络的转交地址。

同时向外地代理注册自己的永久地址和MAC地址，并向移动主机的归属代理注册该转交地址。

这些过程对于任何与移动主机进行通信的通信主机来说都是完全透明的！在这个过程中，对于通信主机来说完全感觉不到对方位置的改变！

在这个过程中，对于通信主机来说完全感觉不到对方位置的改变！

归属代理会代替移动主机A以自己的MAC地址应答所有对移动主机A的ARP请求。

当外地代理和移动主机不是同一台机器时，转交地址实际上是外地代理的地址而不是移动主机的地址。所有使用同一外地代理的移动主机都可以共享同一转交地址。

由于外地代理从IP隧道中取出的被拆封的IP数据报的目的地址为移动主机的永久地址，因此外地代理不能简单地直接发送给移动主机，因为这样将会把该数据报又发送回移动主机的归属网络。

外地代理在登记移动主机的永久地址时，会同时记录下它的MAC地址。外地代理会在代理注册表中查找移动主机的永久地址所对应的MAC地址，并将该IP数据报直接封装到目的MAC地址为移动主机的MAC帧中进行发送。

移动主机可以将外地代理作为自己的默认路由器，也可以通过代理发现协议从外地代理获取外地网络中路由器的地址，并将其设置为自己的默认路由器。

三角路由的低效性

解决三角路由的低效性

解决这个问题的一种直接方法就是要求通信主机也要配置一个通信者代理，通信主机发送给移动主机的数据报都要通过该通信代理转发。

该通信代理先从归属代理获取移动主机的转交地址，之后所有发送给移动主机的数据报都利用转交地址直接通过IP隧道发送给移动主机的外地代理，而无需再通过归属代理进行转发。

但这种解决方法以增加复杂性为代价，并对通信主机不再透明（因为要配置通信者代理）。

移动IP的标准

代理发现 定义归属代理或外部代理向移动主机通告其服务时所使用的协议，以及移动主机请求一个外部代理或归属代理的服务时所使用的协议。

信息注册 定义移动主机向外地代理注册或注销永久地址、归宿代理地址等信息，以及移动主机或外地代理向归宿代理注册或注销转交地址时所用的协议。

间接路由 定义了数据报由一个归属代理转发给移动主机的方式，包括转发数据报的规则、差错处理规则和几种不同的封装形式。