潘　艷

[摘要]目前,基于IPv4的移動IPv4技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中越來越暴露出其不足之處,因而IETF制定了下一代網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IPv6,而移動IPv6作為IPv6協(xié)議不可分割的一部分,解決移動IPv4的地址和“三角路由”等問題。

[關(guān)鍵詞]IPv6MIPv4MIPv6

中圖分類號:TN92文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0710050-01

一、MIPv6的產(chǎn)生

近年來,隨著移動通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅猛發(fā)展,使這兩個技術(shù)正在走向融合,而基于IPv4的移動IPv4(MIPv4)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中越來越暴露出其不足之處,因而IETF制定了下一代網(wǎng)絡(luò)協(xié)議IPv6,從本質(zhì)上解決了地址問題,而移動IPv6(MIPv6)作為IPv6協(xié)議不可分割的一部分,通過對IPv6協(xié)議的添加和修改,基本解決了MIPv4的“三角路由”問題。

二、MIPv6對IPv6的添加和修改

(一)新增的IPv6擴(kuò)展頭

1.新的移動擴(kuò)展報頭(MH)。移動擴(kuò)展頭是一個新定義的擴(kuò)展頭。移動節(jié)點(diǎn)、通信節(jié)點(diǎn)、和家鄉(xiāng)代理使用移動擴(kuò)展頭來攜帶那些用于注冊、建立綁定的消息。移動擴(kuò)展頭可以攜帶的消息有:家鄉(xiāng)測試初始、轉(zhuǎn)交測試初始、家鄉(xiāng)測試、轉(zhuǎn)交測試等4個消息,用于返回路徑可達(dá)過程;綁定更新消息,用于移動節(jié)點(diǎn)通知通信節(jié)點(diǎn)或者家鄉(xiāng)代理它當(dāng)前獲得的轉(zhuǎn)交地址;綁定確認(rèn)消息,用于對移動節(jié)點(diǎn)發(fā)出的綁定更新進(jìn)行確認(rèn);綁定刷新請求消息,用于請求移動節(jié)點(diǎn)發(fā)送新的綁定,當(dāng)生存期接近過期時使用;綁定錯誤消息,通信節(jié)點(diǎn)使用它來通知和移動性相關(guān)的錯誤。

2.新的家鄉(xiāng)地址選項。MIPv6定義了一個新的家鄉(xiāng)地址選項,該選項包含在IPv6的目的地選項擴(kuò)展頭中,用在離開家鄉(xiāng)的移動節(jié)點(diǎn)所發(fā)送的分組中通告接受者移動節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)地址。

3.第二類路由頭。MIPv6定義的第二類路由頭是一個新的路由頭類型。通信節(jié)點(diǎn)使用第二類路由頭直接發(fā)送分組到移動節(jié)點(diǎn),把移動節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)交地址放在IPv6報頭的目的地址字段中,而把移動節(jié)點(diǎn)的家鄉(xiāng)地址放在第二類路由頭中。當(dāng)分組到達(dá)移動節(jié)點(diǎn)時,移動節(jié)點(diǎn)從第二類路由頭中提取出家鄉(xiāng)地址,作為這個分組的最終目的地址。

(二)新增加的ICMPv6報文

1.新增的家鄉(xiāng)代理發(fā)現(xiàn)請求。移動節(jié)點(diǎn)使用該報文來啟動家鄉(xiāng)代理地址的動態(tài)發(fā)現(xiàn)過程,在網(wǎng)絡(luò)上離移動節(jié)點(diǎn)最近的家鄉(xiāng)代理會接收到這個請求報文。

2.新增的家鄉(xiāng)代理地址發(fā)現(xiàn)應(yīng)答。家鄉(xiāng)代理用家鄉(xiāng)代理地址發(fā)現(xiàn)應(yīng)答報文來回應(yīng)家鄉(xiāng)代理地址發(fā)現(xiàn)請求報文,并在此報文中給出移動節(jié)點(diǎn)家鄉(xiāng)鏈路上作為家鄉(xiāng)代理的路由器的列表。

3.新增的移動前綴請求。當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)離開家鄉(xiāng)時,發(fā)送移動前綴請求消息給其家鄉(xiāng)代理。消息的目的是從家鄉(xiāng)代理請求移動前綴通告,使移動節(jié)點(diǎn)收集關(guān)于它的家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)的前綴信息。

4.新增的移動前綴廣播。當(dāng)移動節(jié)點(diǎn)離開家鄉(xiāng)鏈路時,家鄉(xiāng)代理發(fā)送移動前綴廣播消息,用于通知移動節(jié)點(diǎn)家鄉(xiāng)鏈路的前綴信息。

(三)對鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議的修改

1.修改了路由器通告消息。增加了一個指示發(fā)送者是否是本鏈路上家鄉(xiāng)代理的標(biāo)志位H。

2.修改了路由器通告消息中的前綴信息選項。為了使家鄉(xiāng)代理知道本鏈路上所有其他家鄉(xiāng)代理的地址,從而建立家鄉(xiāng)代理地址發(fā)現(xiàn)機(jī)制所需的家鄉(xiāng)代理列表,使移動節(jié)點(diǎn)可以給它以前轉(zhuǎn)交地址所在鏈路的路由器發(fā)送綁定更新消息,從而建立從舊轉(zhuǎn)交地址到新轉(zhuǎn)交地址的轉(zhuǎn)發(fā)路徑,這時MIPv6需要知道路由器的全球地址,但是,鄰居發(fā)現(xiàn)僅僅通告路由器的鏈路局部地址。因此,在前綴信息選項中增加了一個路由地址位(R位),如該位被設(shè)置,那么,發(fā)送該路由器通告的路由器必須在前綴信息選項的前綴字段中包含一個該路由器的完整的全球地址。

3.新的通告間隔選項。用在路由器通告消息中指示路由器周期性發(fā)送非請求組播路由器通告的間隔。

4.新的家鄉(xiāng)代理信息選項。用在家鄉(xiāng)代理發(fā)送的路由器通告消息中,通告關(guān)于本家鄉(xiāng)代理的信息。

5.路由器通告發(fā)送規(guī)則的修改。鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)限定,路由器從任何給定網(wǎng)絡(luò)接口發(fā)送非請求組播路由器通告的最小周期是3秒。為了對移動節(jié)點(diǎn)提供更好的支持,在MIPv6協(xié)議中放寬了這個限制,使路由器對非請求組播路由器通告的發(fā)送更為頻繁。

6.對路由器請求發(fā)送規(guī)則的修改。鄰居發(fā)現(xiàn)協(xié)議規(guī)定節(jié)點(diǎn)不能發(fā)送超過3次路由器申請,并且每次申請之間應(yīng)該間隔4秒以上。在移動IPv6協(xié)議中同樣放寬了該限制,允許離開家鄉(xiāng)的移動節(jié)點(diǎn)以更高的頻率發(fā)送路由器請求。

7.對重復(fù)地址檢測的修改。鄰居發(fā)現(xiàn)使用重復(fù)地址檢測過程檢查IP地址的唯一性。如果重復(fù)地址檢測過程失敗,IPv6節(jié)點(diǎn)應(yīng)該停止使用相關(guān)IP地址,等待重新配置。MIPv6允許移動節(jié)點(diǎn)在外地鏈路上遇到重復(fù)地址檢測失敗后,只是在完成下一次移動前在接口上停止使用這個地址,并不等待重新配置或放棄使用接口。

三、MIPv6工作原理

MIPv6的工作過程如上圖所示。移動節(jié)點(diǎn)MN移動到外地網(wǎng)絡(luò)時(如線1所示),進(jìn)行移動檢測,并通過路由搜索和自動配置機(jī)制確定轉(zhuǎn)交地址。當(dāng)MN得到轉(zhuǎn)交地址后,就向家鄉(xiāng)代理HA發(fā)送綁定更新信息(如線2所示)。當(dāng)HA收到綁定更新消息后,就在綁定緩存中添加一個相應(yīng)的條目,記錄MN的綁定信息。之后,HA向MN發(fā)送綁定確認(rèn)(如線3所示)表示注冊成功。當(dāng)通信節(jié)點(diǎn)CN發(fā)送數(shù)據(jù)包給MN的家鄉(xiāng)地址時,路由到MN的家鄉(xiāng)鏈路被MN的家鄉(xiāng)代理截獲(如線4所示),家鄉(xiāng)代理通過隧道方式將數(shù)據(jù)包傳送到MN當(dāng)前的轉(zhuǎn)交地址上(如線5所示)。MN接收到CN通過HA隧道轉(zhuǎn)發(fā)來的數(shù)據(jù)包后,立即和CN進(jìn)行注冊綁定過程(如線6-7所示)。當(dāng)注冊完畢后,CN與MN之間的通信就可以利用MN的轉(zhuǎn)交地址進(jìn)行通信了。

由上圖可知,通過路由優(yōu)化,CN和MN就能夠直接進(jìn)行通信而無須經(jīng)過HA的轉(zhuǎn)發(fā)。這樣減少了數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)的次數(shù),縮短了轉(zhuǎn)發(fā)延遲,同時減輕了HA的工作負(fù)載,保持了移動透明性,從而極大的解決了“三角路由問題”。

參考文獻(xiàn):

[1]Perkins C,IP Mobility Support,RFC2002,Oct 1996.

[2]R.Hinden,Internet Protocol Version 6 (IPv6) Specification,RFC2460,December 1998.

[3]D.Johnson,C.Perkins,J.Arkko,Mobility Support in IPv6,RFC3775,June 2004.

作者簡介:

潘艷(1980-),遼寧省錦州人,碩士研究生畢業(yè),渤海大學(xué)教師。