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移动互联网技术综述
2008年4月14日 09:23    中国联通网站    评论()    
作 者:电信快报 何达 瞿玮 周华春

    采用上述方法,FMIPv6切换延迟比基本MIPv6缩短10倍以上,工作流程如下:1)MN检测到NAR信号;2)MN发送RtSoPr;3)MN接收PrRtAdv,配置NCoA;4)MN确定切换,发送FBU;5)PAR发送HI,NAR进行DAD操作;6)NAR回应Hack;7)PAR向MN发送FBA,同时建立绑定和隧道,将发往PCoA的数据通过隧道送至NCoA;8)MN向NAR发送FNA;9)NAR把MN作为邻居,向它发送从PAR隧道过来的数据;10)CN更新绑定后,删除PAR上的绑定和隧道,CN将数据直接发往NCoA。

    3.2层次移动IPv6的移动性管理

    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),发布了正式标准RFC4140[3]。

    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。按照范围的不同,将MN的移动分为同一MAP域内移动和MAP域间移动。在MIPv6中引入分级移动管理模型,最主要的作用是提高MIPv6的执行效率。HMIPv6也支持FMIPv6,以帮助MN的无缝切换。

    当MN进入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本质上是一个区域家乡代理。

    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。

    域内移动和域间移动的注册过程如图2所示。

    图2  HMIPv6的注册过程

    因此,只有RCoA才需要注册CN和HA。只要MN在一个MAP域内移动,RCoA就不需要改变,使MN的域内移动对CN是透明的。

    3.3子网移动

    网络移动性(NEMO)工作组研究将移动子网作为一个整体在全球互联网范围内变换接入位置时的移动管理和路由可达性问题。移动网内部的网络拓扑相对固定,通过一台或多台移动路由器连接至全球的互联网。网络移动对移动网络内部节点完全透明,内部节点无需感知网络的移动,不需要支持移动功能。IETF已发布NEMO的正式标准RFC3963[4]。

    NEMO网络由一个或多个移动路由器、本地固定节点(LFN)和本地固定路由器(LFR)组成。LFR可接入其他MN或MR,构成潜在的嵌套移动网络。

    NEMO的原理与MIPv6类似,当其移动到外地网络时,MR生成转交地址CoA,向其HA发送BU,绑定MR的HoA和CoA,并建立双向隧道。CN发往LFN的数据将路由至HA,经路由查询下一跳应是MR的HoA,HA便将数据用隧道发至MR,MR将其解封装后路由至LFN。反方向上,所有源地址属于NEMO网络前缀范围的数据都将被MR通过隧道送至HA,HA负责将其解封装路由至CN。

    值得注意的是,HA上必须有NEMO网络前缀范围的路由表,即HA需要确定发往LFN的数据的下一跳是MR的HoA。有两种途径建立该路由表:a)在BU中携带NEMO网络前缀信息;b)在MR与HA间通过双向隧道运行路由协议。

    RFC3963[4]中只提出了基本的反向隧道工作方式,没有解决三角路由问题,特别是在NEMO网络嵌套的情况下,需要多个HA的隧道封装转发,效率不是很高。为此,针对NEMO路由优化的相关工作正在进行中。

    3.4应用中的技术整合

    在移动IPv6中引入上述扩展协议后,移动互联网可以提供对单一终端和子网的移动性支持,并且在移动过程中支持终端、子网的快速切换和层次移动性管理。其架构如图3所示。

    图3  移动互联网的架构

    此结构下的移动互联网在处理切换时,传输时延等开销较小,能做到无缝切换,可承载丰富的多媒体业务,提供良好的用户服务。

    4、结束语

    移动IPv6协议能支持单一终端在不同子网间移动切换,保持上层通信的不中断,但其切换速度和效率不是很高。移动IPv6的快速切换这一扩展协议提高了终端在不同子网间切换速度,降低了切换时延。层次移动IPv6的移动性管理这一扩展协议,降低了切换产生的数据传输代价,提高了切换的效率。以上三种协议协同工作,可作为用户无线终端移动接入互联网的解决方案。更进一步,NEMO为子网提供移动性支持,而子网内的节点不需要支持移动功能。这一特性可广泛用于交通运输等方面,可为旅客提供访问互联网的业务。

    移动互联网技术为无线接入互联网的用户提供了移动支持,为用户提供了极大方便。但还有很多细节需要完善,如快速切换、层次移动、子网移动三者的结合、子网移动的路由优化等问题,这些将是移动互联网技术下一步的研究方向。

    参考文献

    1DJohnson,CPerkinsand J Arkko.Mobility support in IPv. IETF,RFC 3775,Jun.2004.

    2RKoodl.Fasthandoversfor mobile IPv6.IETF,RFC 4068,Jul.2005.

    3HSoliman,CCatelluccia,KE Malki and L Bellier.Hierar-chical mobile IPv6 mobility management(HMIPv6).IETF,RFC 4140,Aug.2005.

    4VDevarapalli,RWakikawa,APetrescu and P Thubert.Net-work mobility(NEMO)basic support protocol.IETF,RFC 3963,Jan.2005.

    5蒋亮,郭健,等.下一代网路移动IPv6技术.北京:机械工业出版社,2005.

    6李波,钟本善.移动IPv6切换技术.电信快报,2006(9):30-32.

[1]  [2]  编 辑:张翀
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