1、蜂窩系統(tǒng)中的移動(dòng)IP協(xié)議2003.121概述移動(dòng)IP協(xié)議蜂窩系統(tǒng)模型蜂窩系統(tǒng)中的移動(dòng)IP協(xié)議的描述2移動(dòng)IP協(xié)議3基本概念移動(dòng)節(jié)點(diǎn)（Mobile Node）：一個(gè)主機(jī)或路由器，它不需改變自己的IP地址，就能在任意的IP子網(wǎng)上接入互聯(lián)網(wǎng)。移動(dòng)代理（Mobile Agent ）：分為歸屬代理或外部代理。 4基本概念歸屬代理（Home Agent）：一個(gè)屬于移動(dòng)節(jié)點(diǎn)本地網(wǎng)絡(luò)的路由器，始終與移動(dòng)節(jié)點(diǎn)保持聯(lián)系。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)離開本地網(wǎng)絡(luò)區(qū)域時(shí)，將轉(zhuǎn)交地址通知?dú)w屬代理，歸屬代理將發(fā)向移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通過隧道發(fā)往移動(dòng)節(jié)點(diǎn)現(xiàn)在的位置。5基本概念外地代理（Foreign Agent）：一個(gè)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)當(dāng)前所處網(wǎng)絡(luò)上的路由器

2、。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)漫游到新的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域后，向外部代理發(fā)出代理登記，外部代理和歸屬代理共同工作，最終將數(shù)據(jù)正確地發(fā)往移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。6基本概念轉(zhuǎn)交地址（Care-of Address）：是本地代理指向移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的隧道終點(diǎn)地址。轉(zhuǎn)交地址分為兩類：外部代理的轉(zhuǎn)交地址是指當(dāng)新的網(wǎng)絡(luò)區(qū)域中的外部代理的IP地址；配置轉(zhuǎn)交地址是指一個(gè)臨時(shí)分配給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的IP地址。在這種情況下，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)自身就是隧道的終點(diǎn)。 7基本概念歸屬地址（Home Address）：移動(dòng)節(jié)點(diǎn)分配的固定不變的IP地址。 8主要技術(shù)代理發(fā)現(xiàn)位置登記隧道數(shù)據(jù)9代理發(fā)現(xiàn)移動(dòng)代理廣播其可用資源，使得移動(dòng)臺(tái)可以完成代理的發(fā)現(xiàn)，獲得可以使用的轉(zhuǎn)交地址（care-of

3、address）. 代理發(fā)現(xiàn)的過程與ICMP協(xié)議很類似。代理發(fā)現(xiàn)有二種方式：主動(dòng)方式和被動(dòng)方式。10位置登記為了實(shí)現(xiàn)互聯(lián)通信，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)必須將其當(dāng)前的位置信息向歸屬代理登記，以便被其它節(jié)點(diǎn)找到。11隧道數(shù)據(jù)隧道技術(shù)是指歸屬代理使用特殊的封包，向漫游在外地網(wǎng)絡(luò)上的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)來自通信節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)包。 IP內(nèi)的封裝技術(shù)在原始數(shù)據(jù)包前插入一個(gè)外層頭標(biāo)，除了按照RFC規(guī)范設(shè)定一系列參數(shù)外，源地址和目標(biāo)地址分別被設(shè)定為隧道入口點(diǎn)和隧道終點(diǎn)。 12隧道數(shù)據(jù)的實(shí)現(xiàn)可以有多種封裝的算法，如左圖所示的封裝十RFC 2003所規(guī)定的IP內(nèi)IP封裝結(jié)構(gòu)（IP-within-IP encapsulation ）。13蜂窩

4、系統(tǒng)模型基本概念所謂蜂窩移動(dòng)通信區(qū)由一個(gè)一個(gè)的小區(qū)組成，每一個(gè)蜂窩區(qū)由一個(gè)蜂窩基站和一群用戶移動(dòng)臺(tái)組成，移動(dòng)臺(tái)是收發(fā)合一的。每個(gè)用戶移動(dòng)臺(tái)與基站通信，基站負(fù)責(zé)射頻資源管理并經(jīng)電話線或微波通道與移動(dòng)電話交換中心（MSC）相連。MSC控制呼叫信號(hào)和處理、協(xié)調(diào)不同蜂窩區(qū)間的越區(qū)切換。 14蜂窩系統(tǒng)模型主要技術(shù)越區(qū)切換移動(dòng)臺(tái)定位技術(shù)15蜂窩系統(tǒng)中的移動(dòng)IP協(xié)議的描述16模型描述三個(gè)蜂窩小區(qū)：小區(qū)1，小區(qū)2，小區(qū)3。分別屬于兩個(gè)移動(dòng)業(yè)務(wù)控制中心MSC1，MSC2。兩個(gè)移動(dòng)代理服務(wù)器，分別為移動(dòng)代理A（路由器），移動(dòng)代理B（路由器）。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)M 。通信節(jié)點(diǎn)T 。 17IP地址的綁定在現(xiàn)有的IP地址分層體系

5、結(jié)構(gòu)下，主機(jī)在Internet注的位置是由其IP地址確定的，主機(jī)必須在網(wǎng)中處于由其IP地址標(biāo)示的地方，才可以接收到發(fā)給它的數(shù)據(jù)。因此，在蜂窩系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)移動(dòng)IP協(xié)議的必要條件是要將IP地址與移動(dòng)終端的唯一識(shí)別號(hào)綁定。這樣，網(wǎng)絡(luò)在定位移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的同時(shí)，可以完成移動(dòng)IP協(xié)議的功能。 18蜂窩系統(tǒng)中的移動(dòng)IP協(xié)議的描述移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在小區(qū)1中開機(jī)1. 移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在歸屬網(wǎng)絡(luò)時(shí)，仍按傳統(tǒng)的TCP/IP方式進(jìn)行通信，不需要使用移動(dòng)IP協(xié)議。19本地開機(jī)20獲得轉(zhuǎn)交地址移動(dòng)節(jié)點(diǎn)從小區(qū)1移動(dòng)到小區(qū)2移動(dòng)節(jié)點(diǎn)漫游到一個(gè)外地網(wǎng)絡(luò)時(shí)，通過代理發(fā)現(xiàn)協(xié)議在外地網(wǎng)絡(luò)上發(fā)現(xiàn)一個(gè)外地代理，移動(dòng)IP可以通過兩種方式向外地代理獲得轉(zhuǎn)交地址外

6、代理的地址和動(dòng)態(tài)配置一個(gè)地址。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)向歸屬代理通知當(dāng)前使用的轉(zhuǎn)交地址 21漫游過程22隧道數(shù)據(jù)歸屬代理接受來自轉(zhuǎn)交地址的注冊(cè)后，會(huì)構(gòu)建一條通向轉(zhuǎn)交地址的隧道，將截獲的發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的IP數(shù)據(jù)包通過隧道送到外地網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)交地址處。 在轉(zhuǎn)交地址處解除隧道封裝，恢復(fù)出原始的IP數(shù)據(jù)包，最后送到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，這樣移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在外地網(wǎng)絡(luò)就能夠收到這些發(fā)送給它的IP數(shù)據(jù)包。 23移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在外地網(wǎng)絡(luò)通過外地網(wǎng)絡(luò)的路由器或者外代理向通信節(jié)點(diǎn)直接發(fā)送IP數(shù)據(jù)包。此時(shí)不用封裝成隧道數(shù)據(jù)。 24切換過程移動(dòng)節(jié)點(diǎn)從小區(qū)2移動(dòng)到小區(qū)3：移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)出登陸請(qǐng)求，不同的是，代理B發(fā)現(xiàn)該節(jié)點(diǎn)已經(jīng)在本地登陸過了，于是只將本節(jié)點(diǎn)的RNT信息更

7、新，而不用通知?dú)w屬代理A。通信節(jié)點(diǎn)T發(fā)出的數(shù)據(jù)按照原來的路由，仍然發(fā)往代理A。代理A仍將數(shù)據(jù)發(fā)往移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)交地址。唯一不同的是，移動(dòng)代理B會(huì)將此數(shù)據(jù)解隧道后，發(fā)往基站3，而不是基站2 。所以對(duì)于歸屬代理A來說，并不用改變?nèi)魏涡畔?。保證了盡可能少的節(jié)點(diǎn)發(fā)生頻繁變化。 25移動(dòng)節(jié)點(diǎn)從小區(qū)3移動(dòng)到小區(qū)1 代理A收到來自移動(dòng)節(jié)點(diǎn)M的登陸請(qǐng)求，得知有一個(gè)本地節(jié)點(diǎn)從外部網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)回本地網(wǎng)絡(luò)，于是將通知起所屬的外地代理刪除相關(guān)信息，同時(shí)收回分配給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)交地址，使得其他的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可以接入并使用這一資源。26性能改善綁定通知綁定請(qǐng)求綁定警告綁定更新27小結(jié)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在歸屬網(wǎng)絡(luò)時(shí)，仍按傳統(tǒng)的TCP/IP方式進(jìn)

8、行通信，不需要使用移動(dòng)IP協(xié)議。 移動(dòng)節(jié)點(diǎn)漫游到一個(gè)外地網(wǎng)絡(luò)時(shí)，通過代理發(fā)現(xiàn)協(xié)議在外地網(wǎng)絡(luò)上發(fā)現(xiàn)一個(gè)外地代理。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)向歸屬代理通知當(dāng)前使用的轉(zhuǎn)交地址。 28小結(jié)歸屬代理接受來自轉(zhuǎn)交地址的注冊(cè)后，會(huì)構(gòu)建一條通向轉(zhuǎn)交地址的隧道，將截獲的發(fā)給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的IP數(shù)據(jù)包通過隧道送到外地網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)交地址處。.在轉(zhuǎn)交地址處解除隧道封裝，恢復(fù)出原始的IP數(shù)據(jù)包，最后送到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，這樣移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在外地網(wǎng)絡(luò)就能夠收到這些發(fā)送給它的IP數(shù)據(jù)包。 29結(jié)論移動(dòng)IP是現(xiàn)有的IP協(xié)議的擴(kuò)展，它允許計(jì)算機(jī)從一個(gè)無線IP子網(wǎng)漫游到另一個(gè)子網(wǎng)時(shí)，不用重新建立連接而透明地收發(fā)IP數(shù)據(jù)包。利用IP地址與移動(dòng)設(shè)備識(shí)別號(hào)的綁定，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在蜂窩系統(tǒng) 移動(dòng)時(shí)，可以使用固定的IP地址實(shí)現(xiàn)I