移动IP:概念、通信过程、关键实体。

4.7 移动IP

4.7.1 移动IP的概念

移动IP技术是互联网中支持主机移动性的关键技术,核心目标是确保移动主机在跨越不同网络时,保持固定IP地址不变,实现无缝漫游且不中断基于IP的网络服务(如TCP连接)。

  • 与DHCP的区别:DHCP是动态获取新IP地址的临时接入,移动IP通过网络层路由机制维持唯一标识,保证通信连续性。

关键功能实体

移动IP定义了三类关键功能实体,共同协作完成移动主机的地址管理与分组转发:

实体 作用 关键特性
移动结点(MN) 具有永久IP地址的主机或设备 可在不同网络间移动,永久地址(归属地址)用于上层协议保持连接
归属代理(HA) 归属网络中的路由器 维护移动结点的当前位置信息(转交地址),通过隧道技术转发分组
外地代理(FA) 被访网络中的路由器 为移动结点提供临时接入服务,分配转交地址,协助注册

特殊地址类型

  • 同址转交地址:移动结点自身充当外地代理时使用的临时地址,无需依赖外部路由器。

4.7.2 移动IP通信过程

1. 在归属网络时

  • 遵循传统TCP/IP通信模式。
  • 移动结点使用永久IP地址(归属地址)进行数据收发。
  • 归属代理仅作为普通路由器转发数据包。

2. 漫游至外地网络时

注册阶段

  1. 移动结点通过外地代理获取临时转交地址(与被访网络子网匹配)。
  2. 移动结点向外地代理登记(提交归属地址及身份信息)。
  3. 外地代理向归属代理发送注册请求(包含转交地址)。
  4. 归属代理验证通过后,建立归属地址↔转交地址映射

数据传输阶段

  1. 接收数据(通信对端 → 移动结点):
    • 归属代理截获发往移动结点归属地址的数据包。
    • 采用IP-in-IP封装(隧道技术),将原始IP分组封装为新IP分组(外层源=HA,目的=转交地址)。
    • 外地代理接收后解封装,提取原始IP分组交付给移动结点。
  2. 发送数据(移动结点 → 通信对端):
    • 移动结点使用永久地址作为源地址,直接通过外地网络向外发送(或经转交地址封装)。

3. 切换网络或返回归属网络时

  • 移动到另一个外地网络:向归属代理更新注册的转交地址。
  • 返回归属网络:向归属代理注销转交地址,恢复传统通信模式。

为支持移动性需新增的功能

  • 移动站到外地代理的协议
  • 外地代理到归属代理的登记协议
  • 归属代理数据报封装协议
  • 外地代理拆封协议

习题

  1. 关于移动IP的说法,错误的是(D. 移动IP不支持实时应用
    (移动IP支持实时应用,如VoIP等)

  2. 在移动IP中,外地代理收到发往移动节点的数据包后,会(B. 先解封装数据包,再转发给移动节点

  3. 移动IP的主要目的是(B. 实现移动节点在不同网络间的无缝漫游

  4. 移动IP中,移动节点检测到自己从一个网络移动到另一个网络是通过(C. 检测网络前缀的变化

  5. 在移动IP中,家庭代理和外部代理之间通过什么机制传输数据?(**A. 隧道 (Tunneling)**)


笔记结束