移動(dòng)IP節(jié)點(diǎn)技術(shù)移動(dòng)通信論文

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1移動(dòng)ip的原理

隨著移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，任何移動(dòng)節(jié)點(diǎn)都可以與IP核心網(wǎng)進(jìn)行無縫的連接，從而形成無線網(wǎng)絡(luò)。就目前來看，數(shù)據(jù)連接的方法多種多樣，如：WLAN、藍(lán)牙和GSM等。其中在移動(dòng)無線網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)現(xiàn)過程中，移動(dòng)IP技術(shù)最為關(guān)鍵。移動(dòng)IP一般包括移動(dòng)節(jié)點(diǎn)、歸屬和外埠，其中歸屬和外埠又稱為本地與外地，統(tǒng)稱為移動(dòng)。移動(dòng)節(jié)點(diǎn)（mobilenode）指的是在移動(dòng)環(huán)境下工作的一些安有移動(dòng)信息接收和無線網(wǎng)卡的計(jì)算機(jī)通訊設(shè)備，由此這些設(shè)備具備了移動(dòng)通訊和無線通訊的功能。簡單點(diǎn)的說，就是這些設(shè)備具有了長久IP地址的移動(dòng)終端。歸屬（homeagent）又稱作本地，也就是說這是在本地鏈路上的路由器。同理，外埠（foreignagent）又稱外地，就是在外部鏈路上的路由器。移動(dòng)IP的原理如下：首先移動(dòng)節(jié)點(diǎn)歸屬是信息的入口，相比較而言，外埠就是信息的出口。一般先經(jīng)過歸屬進(jìn)行數(shù)據(jù)包的封裝，然后傳達(dá)給外埠。當(dāng)外埠接收到數(shù)據(jù)包之后，進(jìn)行數(shù)據(jù)的解開并將其傳遞給移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。一般來說，數(shù)據(jù)包在隧道內(nèi)時(shí)，路由環(huán)會(huì)將它重新放回到隧道的入口處。由此，需要在數(shù)據(jù)包上加封IP的報(bào)頭。一旦歸屬將廣播包傳遞到了移動(dòng)節(jié)點(diǎn)那里，就需要對其進(jìn)行重新封裝。值得注意的是，歸屬向移動(dòng)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行傳送時(shí)的本地地址是里層隧道，相反的，歸屬往移動(dòng)節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)交時(shí)的地址是外層隧道。當(dāng)解封的IP報(bào)頭獲得得到了數(shù)據(jù)之后，就會(huì)報(bào)告移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，綜上，這就是節(jié)點(diǎn)向移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)的全過程。

2移動(dòng)通訊中移動(dòng)IP節(jié)點(diǎn)技術(shù)的實(shí)現(xiàn)

2.1移動(dòng)IP節(jié)點(diǎn)的關(guān)鍵技術(shù)

在移動(dòng)通訊中，移動(dòng)IP節(jié)點(diǎn)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的需要依靠的技術(shù)有很多，其中關(guān)鍵的技術(shù)就是隧道技術(shù)（Tunneling）。隧道技術(shù)的種類包括IP的IP封裝、IP的最小封裝和通用路由封裝。RFC2004是這樣定義IP的最小封裝的：IP的最小封裝是一種可以選擇的隧道，其主要目的是為了能夠減少實(shí)現(xiàn)隧道所需要的額外字節(jié)數(shù)，這個(gè)過程需要去掉IP的IP封裝中的內(nèi)層IP報(bào)頭和外層IP的報(bào)頭的冗余部分才能實(shí)現(xiàn)。

2.2移動(dòng)IP節(jié)點(diǎn)的工作過程

通常情況下，移動(dòng)IP的工作過程分為三個(gè)階段：發(fā)現(xiàn)、注冊和數(shù)據(jù)包傳送。在發(fā)現(xiàn)階段主要是由本地和外地進(jìn)行周期性地廣播消息，這樣鏈路上的所有節(jié)點(diǎn)才能夠接收到這個(gè)消息，并對其進(jìn)行檢查且決定它的連接方式是本地鏈路還是漫游鏈路。一般情況下，如果是漫游鏈路，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)就可以從廣播消息中得到需要轉(zhuǎn)交的地址。與此同時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)依據(jù)IP報(bào)頭來由此判斷自己所處的位置，如果原IP地址的網(wǎng)絡(luò)前綴和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的本地地址的網(wǎng)絡(luò)前綴相同，那么就可以確定移動(dòng)節(jié)點(diǎn)處于本地鏈路上。由此，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可以根據(jù)從廣播消息中得到ICMP路由器廣播部分的生存區(qū)域，并由這個(gè)階段去通知移動(dòng)節(jié)點(diǎn)從同一個(gè)處接收到一個(gè)廣播的平均時(shí)間。

2.3移動(dòng)IP節(jié)點(diǎn)的工作方式

移動(dòng)IP節(jié)點(diǎn)主要有5個(gè)方面的基本工作方式，包括搜索、注冊、注銷、接受和發(fā)送數(shù)據(jù)包，接下來將對這五個(gè)方面進(jìn)行詳細(xì)的分析。

2.2.1搜索

搜索是指在保證移動(dòng)節(jié)點(diǎn)能夠正常運(yùn)作的前提下，采用搜索的方式進(jìn)行移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的尋找，從而能夠得出自己所在的位置。移動(dòng)IP節(jié)點(diǎn)在這個(gè)過程中完成三個(gè)功能：首先是分析出自己當(dāng)前的位置是位于本地鏈路上還是外地鏈路上；其次，檢查自己是否已經(jīng)切換到了鏈路上；最后，如果自己已經(jīng)位于外地鏈路上了，就可以獲取外地鏈路上的轉(zhuǎn)交地址。一般來說，在這個(gè)過程中需要由搜索完成兩條簡單的消息，分別是廣播消息和請求消息。通常，本地會(huì)通過廣播消息來進(jìn)行移動(dòng)節(jié)點(diǎn)功能的宣布，即當(dāng)節(jié)點(diǎn)處于鏈路上時(shí)，才能夠成為本地的服務(wù)器，從而廣播消息，確定鏈路是否存在。這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)兩種結(jié)果，當(dāng)存在，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)就可以在廣播消息時(shí)獲得本地服務(wù)器的地址，相反的，當(dāng)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)不能夠廣播消息時(shí)，才可以發(fā)送請求消息。由于請求消息希望能夠發(fā)送廣播消息，在一定的時(shí)間內(nèi)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)就會(huì)通過轉(zhuǎn)換鏈路來發(fā)送廣播。由此，這種請求消息的選擇是十分必要的。

2.2.2注冊、注銷制度

當(dāng)完成搜索過程之后，才可以進(jìn)行移動(dòng)IP的注冊。這時(shí)，雖然移動(dòng)節(jié)點(diǎn)已經(jīng)明確了自己的位置，但是注冊是一個(gè)必不可少的環(huán)節(jié)。一般來說，注冊的時(shí)間比較長，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)卻不能移動(dòng)自己的位置，而且當(dāng)注冊過期時(shí)，移動(dòng)節(jié)點(diǎn)需要重新進(jìn)行注冊。注冊的過程是要先將從外地鏈路上獲得的轉(zhuǎn)交地址移交給歸屬，使得過期的注冊重新生效，然后等到重新回到本地鏈路上時(shí)，就可以進(jìn)行注銷操作了。

2.2.3傳遞數(shù)據(jù)包的選路

一般數(shù)據(jù)包的選路是要根據(jù)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的位置來進(jìn)行開展的，這也是移動(dòng)IP內(nèi)重要的技術(shù)之一。首先要分析以下兩種情形，即移動(dòng)節(jié)點(diǎn)處于外地鏈路上和移動(dòng)節(jié)點(diǎn)處于本地鏈路上。如果移動(dòng)節(jié)點(diǎn)位于外地鏈路中，那么就應(yīng)該選擇配置轉(zhuǎn)交和轉(zhuǎn)交地址。相對的，如果移動(dòng)節(jié)點(diǎn)獲得了外地鏈路內(nèi)的轉(zhuǎn)交地址，就可以把這個(gè)地址報(bào)告給歸屬。這樣，外地鏈路上的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)就會(huì)進(jìn)行數(shù)據(jù)包的發(fā)送和數(shù)據(jù)包的接收這兩大內(nèi)容。

作者：賈曉濛單位：渤海大學(xué)