《计算机网络技术基础》移动IP与下一代Internet.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,移动,IP,与下一代,Internet,本章学习要点：,移动,IP,技术,第三代,Internet,与中国,10.1,移动,IP,技术,10.1.1,移动,IP,技术的概念,如何让人们能够随时随地地访问,Internet,，如何让移动计算机用户与台式计算机用户一样接入,Internet,，是当前,Internet,技术研究的一个热点，也是下一代真正的个人通信技术的目标移动,IP,技术,是移动通信技术和,IP,技术的有机结合，它能够保证计算机在移动过程中，在不改变现有网络,IP,地址、不中断正在进行的网络通信及不中断正在执行的网络应用的情况下，实现对网络的不间断访问如何解决因结点的移动（即,IP,地址的变化）而导致通信中断是移动,IP,技术需要解决的首要问题解决这个问题的基本思路与处理蜂窝移动呼叫相似，它将使用漫游、位置登记、隧道技术、鉴权等技术来实现目前,IETF,正在开发一套用于移动,IP,的技术规范，主要包括：,RFC 2002,（,IP,移动性支持）；,RFC 2003,（,IP,内的,IP,封装）；,RFC 2004,（,IP,内的最小封装）；,RFC 2290,（用于,PPP IPCP,的移动,IPv4,配置选项）。

10.1.2,与移动,IP,技术相关的几个重要术语,1.,移动结点,移动结点指从一个移动子网移到另一个移动子网的通信结点，如主机或路由器2.,移动代理（,Mobility Agent,）,移动代理分为本地代理（,Home Agent,）和外地代理（,Foreign Agent,）两类本地代理,是本地网上的移动代理，实际上是一个移动子网路由器其主要任务是：当移动结点离开本地网，接入某一外地网时，截收发往该结点的数据包，并使用隧道技术将这些数据包转发到移动结点的转发结点另外，本地代理还负责维护移动结点的当前位置信息外地代理,位于移动结点当前连接的外地网上，它向已登记的移动结点提供选路服务当使用外地代理转交地址时，外地代理负责拆分原始数据包的隧道封装，取出原始数据包，并将其转发到该移动结点对于那些由移动结点发出的数据包而言，外地代理可作为已注册的移动结点的缺省路由器3.,移动,IP,地址,移动,IP,结点拥有两个,IP,地址：,本地地址,（,Home Address,）和,转交地址,（,Care of Address,）本地地址,，是用来识别端到端连接的静态地址，也是移动结点与本地网连接时使用的地址，不管移动结点移至网络何处，其本地地址保持不变。

转交地址,，即是隧道终点地址它既可能是外地代理转交地址，也可能是驻留本地的转交地址外地代理转交地址,是外地代理的一个地址，移动结点利用它进行登记这种地址模式可使很多移动结点共享同一个转交地址，而且不对有限的,IPv4,地址空间提出不必要的要求，所以它常常被优先使用；而一个,驻留本地的转交地址,仅能被一个移动结点使用转交地址,是仅供数据包选路使用的动态地址，也是移动结点与外区网连接时使用的临时地址每当移动结点接入到一个新的网络时，转交地址就发生变化4.,位置登记,移动结点必须将其位置信息向其本地代理进行登记，以便被找到根据不同的网络连接方式，有,通过外地代理登记,和,直接向本地代理进行登记,两种不同的方式在,外地代理登记,中，其具体过程是：移动结点首先向外地代理发送登记请求报文，外地代理接收并处理登记请求报文，然后将报文中继到移动结点的本地代理本地代理处理完登记请求报文后向外地代理发送登记答复报文（接受或拒绝登记请求），外地代理处理登记答复报文，并将其转发到移动结点直接向本地代理进行登记,的具体过程是：移动结点向其本地代理发送登记请求报文，本地代理处理后向移动结点发送登记答复报文（接受或拒绝登记请求）。

登记请求和登记答复报文使用用户数据报协议（,UDP,）进行传送5.,代理发现,为了随时随地与其他结点进行通信，移动结点必须首先找到一个移动代理移动,IP,定义了两种发现移动代理的方法：一种是被动发现，另一种是主动发现被动发现,，即移动结点等待本地代理周期性的广播代理通告报文；,主动发现,，即移动结点广播一条请求代理的报文移动,IP,使用扩展的“,ICMP Router Discovery”,机制作为代理发现的主要机制以上方法都可使移动结点识别出移动代理并获得转交地址，从而获悉移动代理可提供的任何服务，并确定其连至本地网还是某一外地网上，而且还可使移动结点检测到它何时从一个,IP,网络（或子网）漫游（或切换）到另一个,IP,网络（或子网）所有移动代理都具备代理通告功能，并可对代理请求做出响应所有移动结点都必须具备代理请求功能，但是移动结点只有在没有收到移动代理的代理通告，并且无法通过链路层协议或其他方法获得转交地址的情况下，方可发送代理请求报文6.,隧道技术,当移动结点在外地网上时，本地代理需要将原始数据包转发给已登记的外地代理，这需要使用,IP,隧道技术,来实现隧道技术,的具体过程是：首先将原始,IP,数据包封装在转发的,IP,数据包中，然后使原始,IP,数据包原封不动的转发到处于隧道终点的转交地址处，在转交地址处拆分数据包的隧道封装，从而取出原始数据包，最后将原始数据包发送到移动结点。

若转交地址为驻留本地的转交地址，移动结点本身就是隧道的终点，它自身完成拆分数据包的隧道封装，取出原始数据包的工作RFC 2003,和,RFC 2004,中分别定义了两种利用隧道封装数据包的技术,在,RFC 2003,中所规定的,IP,数据报封装如图,10-1,所示外层,IP,头标,中的源地址和目的地址分别标识隧道的两个边界结点内层,IP,头标,（即原始,IP,头标）中的源地址和目的地址则分别标识原始数据包的发送结点和接收结点内层,IP,头标在被传送到隧道出口结点期间将保持不变，从而使原始,IP,数据包原封不动地转发到处于隧道终点的转交地址图,10-1 RFC2003 IP,内的,IP,封装示意图,RFC 2004,中定义的是一种,IP,内的最小封装技术该技术规定，数据包在封装之前是不能被分片的因此，对移动,IP,技术来讲，最小封装技术是可选的为了使用最小封装技术来封装数据包，移动,IP,技术需要在原始数据包经,修改后的,IP,头标,和未修改的,有效载荷,之间插入,最小转发头标,，如图,10-2,所示当拆分数据包时，隧道的出口结点将最小转发头标的字段保存到,IP,头标中，然后移走这个转发头标。

图,10-2 RFC2004 IP,内的最小封装示意图,10.1.3,移动,IP,的工作原理,移动,IP,的工作原理主要分为以下步骤：,移动代理（外地代理和本地代理）不停地向网上发送代理通告，以声明自己的存在；,移动结点分析收到的代理公告，确定自己是在本地网还是在外地网；,图,10-3,移动,IP,系统结构示意图,若移动结点检测到自己位于本地网上，则不启动移动功能；如果结点是从注册的其他外地网返回本地网时，则向本地代理发出撤销其外地网注册信息的请求，声明自己已回到本地网中；,当移动结点检测到自己已漫游到某一外地网时，它将获得该外地网上的一个转交地址这个转交地址可能通过外地代理的通告获得，也可能通过外部分配机制获得（如,DHCP,），即是移动结点在外地网暂时获得的新的,IP,地址；,离开本地网的移动结点向本地代理登记其新的转交地址，另外它也可能借助于外地代理向本地代理进行注册；,注册完毕后，所有发往移动结点的数据包被其本地代理接收本地代理利用隧道技术封装该数据包，并将封装后的数据包发送到处于隧道终点的转交地址处隧道终点（外地代理或移动结点本身）负责接收，拆分数据包的隧道封装，并最终传送到移动结点。

10.1.4,移动,IP,技术发展的,3,个阶段,移动,IP,技术的发展将分为,3,个阶段：,1.,移动业务的,IP,化：在电路交换的移动通信网络中引入,IP,业务,2.,移动网络的分组化：在,GSM,网络中引入,IP,分组数据业务,GPRS,3.,第三代移动通信系统中实现全,IP,化,返回本节首页,返回本章首页,10.2,第三代,Internet,与中国,10.2.1,什么是第三代,Internet,第三代,Internet,并没有具体的标准，它是以“,改变,”和“,融合,”为主题的网络革新第三代,Internet,要“,改变,”的是,IT,业界、传统企业以及最终用户的观念；“,融合,”表示统一各种技术，它代表着移动通信网络与,Internet,的融合、传统经济与网络经济的融合以及,Internet,与社会、政治和文化的融合第三代,Internet,是指：用户能够在高速、高度统一、开放的计算标准支持下，通过无所不在的通信终端，随时随地通过个性化、人性化的界面和应用环境来使用,Internet,10.2.2,第三代,Internet,的主要特点,1.,更大,采用,IPv6,协议的第三代,Internet,将具有更加巨大的地址空间，网络规模将更大，接入网络的终端种类和数量将更多，网络应用将更广泛。

2.,更快,第三代,Internet,的传输速度及传输方式均有明显改变：一是速度更快，二是都是端到端的传输，且效率更高,3.,更安全与更可管理,第三代,Internet,将会有更加严格的管理规范和管理手段配合唯一确定的,IP,地址及源地址认证，可进行网络对象识别、身份认证和访问授权，并可对数据进行加密和保证数据的完整性在确保网络畅通的同时，有效防范黑客、病毒的攻击，全面实现一个可信任的网络4.,更便捷,下一代,Internet,将真正实现数字化生活，可随时随地用任何一种方式高速上网，任何可能的东西都会成为网络化生活的一部分10.2.3,中国的下一代互联网,1.,中国下一代互联网的发展现状,中国从,1999,年开始，建立了,NSFCnet,，这是中国最先研究下一代互联网的试验床，是中国下一代互联网研究的一个里程碑2003,年月，国家发改委、中国工程院、信息产业部、教育部等部门正式联合启动“中国下一代互联网（,CNGI,）示范工程”这一工程大大促进了中国下一代互联网的研发，,CERNET2,是该项目中最大的核心网之一2004,年,12,月底,CERNET2,初步建成，它连接了全国,20,个主要城市的,25,个,CERNET2,主干网的核心结点，并为全国,160,多所高校和科研机构提供了下一代互联网的高速接入。

2006,年,9,月,23,日，中国下一代互联网示范工程（,CNGI,）核心网正式通过专家验收10,位院士,14,名专家评议指出：,CNGI,示范网络取得了四项重大创新性成果，其中“纯,IPv6,网络”、“基于真实,IPv6,源地址的网络寻址体系结构”和“,IPv4 over IPv6,网状体系结构过渡技术”三项，为国际首创2.,中国下一代互联网的网络服务与结构,在,IPv4,时代，我国在互联网领域的研究落后国外,8,10,年IPv6,主干网络的顺利实施，使我国在这一领域的研究与应用已与国际水平并驾齐驱，一些方面甚至领先国际水平1,）,CNGI,网络服务,融合了,Web,服务,特点，提供跨语言、跨平台和松耦合的服务架构，基于,XML,和,HTTP,的消息传送协议支持,网格服务,，对服务的注册、发现、调用、计算、组合都将是完全自治，并且是相对独立的一个,P2P,的系统提供无线、有线的统一服务平台，提供完全基于移动,IP,（而不是基于,TDM,）、完全面向数据的业务以及包括语音、图像、视频等在内的多媒体服务支持,IMS,（,IP Multimedia Subsystem,）的,Ad Hoc,自组织网络，服务供应商和服务消费者将完全自治，能够动态和个性化地实现服务的调用。

2,）,CNGI,网络结构,CNG。