《基于HMIPv6的移动管理方案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于HMIPv6的移动管理方案（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基于 HMIPv6 的移动管理方案摘要：移动 IPv6 (Mobile IPv6, MIPv6) 是未来 IP 网络进行移动管理的关键技术。它支持异构无线接入，实现了移动主机在不同网络中的连续通信。但是随着人们对通信质量的要求的提高，移动 IPv6 的一些缺点也逐渐显现出来，如实际情况中的三角路由情形。本为主要介绍一种新的改进方案来提高 MIPV6 的切换性能：层次移动 IPv6(Hierarchical MobileIPv6, HMIPv6)，并分析其切换和路由过程。关键词：移动 IPv6 移动管理 服务质量 HMIPv61. 引言随着信息技术的不断发展，人们对移动通信的需求越来越强，用户数
2、量急剧增长，IPv4 的地址容量已经不能够满足网络地址不断增长的需求。采用了 128 位地址的 IPv6，因其丰富的地址资源，以及对流的支持等优势有逐步取代 IPv4 成为下一代 IP 协议之势。在无线网络中，主机具有随机移动的特点，因此需要对不断移动的主机采取相应的管理措施，即移动性管理。移动性管理的目的是为移动节点与其地址之间提供一种映射关系，支持移动用户在漫游时依然能够使用服务。移动性管理需要满足结构性要求、移动性要求、漫游要求、安全性要求等。目前在移动性管理的研究中，移动 IPv6 协议是支持节点移动性的基本解决方案，也是承载下一代网络业务的核心技术。移动性管理主要分为位置管理和切换管
3、理两个面，位置管理是指处理移动节点发生位置变化的管理机制，切换管理是指用户位置变化后如何保持通信连续和路由更新的管理机制。移动 IPv6 技术的实质是，当移动节点改变其位置和地址时，通过对 IP 层地址的处理实现，能够继续保持节点赖以通信的现有连接。而对传输层来说，移动节点的位置改变完全是透明的。2. 移动 IPv6 通信2.1 相关术语移动 IPv6 协议中主要有以下相关实体和概念：(1) 移动节点（Mobile Node, MN)：位置经常改变，经常在不同网络间漫游的的主机或路由器。(2) 家乡代理（Home Agent, HA)：位于移动节点家乡网络中的某个路由器。移动节点离开家乡网络后
4、，该路由器截获并转发发往该节点的数据分组，并且要获取和保存移动节点的当前位置信息。(3) 通信对端（Correspondent Node, CN)：与移动节点进行通信的网络实体，可以位置固定的节点，也可以足一个移动节点。(4) 接入路由器（Access Route, AR)：移动节点当前网络中为其提供服务的路由器，该路由器可以通过隧道技术收发移动节点与通信对端之间的通信数据分组，保证 MN 的正常通信。(5) 家乡地址（Home Address, HoA)：移动节点固有不变的一个 IP 地址，该地址无论是在家乡网络还是外地网络都保持不变，也是保证通信对端和 MN 之间透明通信的地址。(6) 转
5、交地址(Care-of Address, Co A)：移动节点进入外地网络后临时获得的 IP 地址，该地址的网络前缀和外地网络前缀扣同，一个 MN 可以同时配置多个转交地址，但向家乡代理注册的只有一个，这个地址称为主转交地址。(7) 绑定更新(Binding Update, BU)：移动节点进入新的网路并配置 CoA 后，需要告知家乡代现新的转交地址，并和 MN 的家乡地址关联，这个过程称为绑定更新。2.2 移动 IPv6 通信过程在移动 IPv6 网络中，当移动节点漫游到外地网络时和通信对端的通信过程如图 1 所示：I n t e r n e t隧道通信对端外地网络移动节点隧道3 , 451
6、 , 26图 1 移动 IPv6 的通信过程移动 IPv6 通信过程如下：(1) 移动节点通过移动 IPv6 代理发现机制来确定其位置，判断是否还在家乡链路。如果移动节点还在家乡链路则使用原有的网络协议进行通信；如果已经漫游到了外地链路，则要使用移动 IPv6 协议和通信对端进行通信。(2) 移动节点移动到外地链路后，根据获取的代现路由通告消息得到前网络链路信息，并通过有状态地址自动配置或无状态地址自动配置方式配置一个或多个转交地址，但是主转交地址只有一个。(3) 移动节点向家乡代现发送绑定更新消后，告知家乡代理自己当前位置和新的转交地址。(4) 家乡代理收到绑定更新消息后，对移动节点的家乡地
7、址和转交地址进行绑定，并向移动节点发送绑定确认消息。(5) 家乡代理截获通信对端发往移动节点的数据分组，并通过隧道技术向移动节点转发这些数据。(6) 移动节点向通信对端发送绑定更新请求消息，告知通信对端新的转交地址，并和家乡地址绑定。绑定完成后，移动节点就可以通过新的转交地址和通信对端进行直接通信，不必经过家乡代理。3. 层次移动 IPv6 通信3.1 概述移动节点从一个网络漫游到另一个网络保持通信的连续性这一过程称为切换，切换又分为链路层切换和网络层切换。链路层切换是指移动节点从一个基站（AR 或 AP)移动到另一个基站的过程，在这个过程中网络层状态和链接不会发生改变；网络层切换是指移动节点
8、进入新的网络后网络状态和链接发生改变的过程。移动节点在不同网络之间发生切换时，首先要进行新的转交地址配置，然后要向家乡代理注册。在这以过程会导致移动节点和通信对端之间的通信中断，造成通信的传输延迟和数据丢失。针对这一问题，研究者在标准的移动 IPv6 协议的基础上提出了许多改进方案，其中层次移动 IPv6 协议是比较典型的一种。当移动节点在不同的网络之间进行漫游时，会频繁的发生切换，标准的移动 IPv6 协议中每次切换移动节点都必须向家乡代理进行注册绑定，这样通信距离过大，不但会造成网络通信开销负担，还会导致家乡代理的通信瓶颈问题。针对这一问题，IETF 与 2005 年提出了微移动解决方案层
9、次移动 IPv6。层次移动 IP 中增加了新的网络实体移动锚点 MAP，移动锚点相当于移动节点的一个临时家乡代理，负责对其管理域下的移动节点进行管理。MAP将移动节点的移动类型分为两种：宏移动和微移动。宏移动是指 MN 的 NAR 和 PAR 不在同一个 MAP 域内；微移动是指在同一个 MAP 域内的 AR 之间移动。当移动节点发生微移动时，不需要向家乡代现进行注册绑定，只需向 MAP 绑定新的链路转交地址，也就是说 MN 在同一个 MAP 域内切换时，对本区域外的通信对端透明；当移动节点发生宏移动时则既要向家乡代理进行注册，又要向 MAP 进行注册。3.2 层次移动 IPv6 的基本概念层
10、次移动 IPv6 基本概念在层次 IPv6 协议在 MIPv6 协议的基础上增加了如下概念和实体：（1 ）移动锚点(MAP, Mobility Anchor Point)：层次移动 IPv6 网络中的特殊实体，是一个特殊的路由器，充当移动节点临时的家乡代理，负责对区域内 MN 数据的转发。（2 ）区域转交地址(RCoA, Regional CoA)：移动节点和家乡代理、通信对端通信用的地址，该地址是根据 MN 所在区域的 MAP 子网前缀自动配置得到，保存在 HA 和 CN 中，需耍向家乡代理和通信对端注册。（3 ）链路转交地址(LCoA, On-Link CoA)：移动节点和移动锚点通信使用
11、的地址，该地址是 MN 根据当前所在 AR 的网络前缀自动配置得到，保存在 MAP 中，不需向家乡代理和通信对端注册。（4 ）本地绑定更新(LBU, Local Binding Update):该消息是当 MN 发生微移动时由 MN 发向 MAP 的注册消息，用来建立区域转交地址和链路转交地址之间的绑定关系。3.3 层次移动 IPv6 的切换过程在层次移动 IPv6 中整个网络被划分成了若干个域，每个域由一个 MAP 负责管理，MAP相当于本地的一个临时家乡代理负责 MN 的数据转发。在 MAP 管理域内的移动节点都有两个转交地址：区域转交地址和链路转交地址，区域转交地址是根据 MAP 的网络
12、前缀配置得到，链路转交地址是由 MN 所在 AR 的网络前缀配置得到。在层次移动 IPv6 网络中切换也有两种情况：宏移动和微移动，宏移动是指 MN 在不同 MAP 域内的 AR 之间切换，微移动是指 MN 在同 MAP 域内的 AR 之间切换。路由通告L B U （ 绑定 L C o A , R C o A ）A C K - L B UB U （ 绑定 R C o A , H C o A ）A C K - B UM NA RM A PH A / C N图 2 宏移动切换过程（1）宏移动宏移动的切换过程相对比较复杂，除了要向 MAP 绑绑定 LCoA 外，还要向家乡代理绑定 RCoA,切换过程
13、如图 2 所示。1） MN 接到路由器通告消息，获取新的 MAP 子网前缀和 NAR 的子网前缀信息，并配置新的 RCoA 和 LCoA,并对 RCoA 进行重复地址检测。2）如果 RCoA 可用，MN 则向 MAP 发送本地绑定更新消息 LBU，告知 MAP 新的 RCoA和 LCoA,发起注册请求。3） MAP 接收到 LUB 消息后，会对 MN 的新 LCoA 进行重复地址检测，若 LCoA 可用则建立 RCoA 和 LCoA 的绑定，并且建立 MAP 和 MN 之间的双向隧道转发缓存切换期间发往MN 的数据分组，最后向 MN 发送绑定确认消息 LBA。4） MN 收到 LBA 消息后会
14、向家乡代理或通信对端发送绑定更新消息 BU,向家乡代理注册 RCoA，建立 MN 家乡地址和 RCoA 之间的绑定关系，如果绑定成功家乡代理会向 MN 发送 BA 消息确认。宏移动不但要向 MAP 进行注册，而且还要向家乡代理或通信对端进行注册，频繁的宏移动会增加切换时延和网络通信负担。（2）微移动微移动切换过程相对简单，只需向 MAP 绑定新的 LCoA 即可，不需要向家乡代理绑定，切换过程如下图 3 所示。路由通告L B U （ 绑定 L C o A , R C o A ）A C K - L B UM NA RM A P图 3 微移动切换过程1） MN 接到路山器通告消息，获取 NAR 的
15、子网前缀信息，配置新的 LCoA,并对 LCoA 进行重复地址检测，若 LCoA 可用，则向 MAP 发送本绑定更新消息 LBU 申请注册。2） MAP 接收到 LBU 消总后，会建立 RCoA 和 LCoA 之问的绑定，并向 MN 发送 LBA 进行绑定确认。3）微移动切换时不需要向距离较远的家乡代理和通信对端进行注册，能够保证与 HA和 CN 之间的通信透明，减少了 MN 与外部网络的通信，减轻了网络通信开销和家乡代理的负担。4. 结束语木章主要研究了 MIPv6 和 HMIPv6。关于 MIPv6，首先介绍了移动 IPv6 中的相关概念，然后描述了移动 IPv6 中的一些基本操作，接着探
16、讨了移动 IPv6 的工作机制和基本操作，分析了在移动 IPv6 中移动 IPv4 不具备的优点。关于 HMIPv6,在介绍基本概念的基础上，描述了 HMIPV6 对 MIPv6 中的消息扩展，探讨了层次移动 IPv6 的宏移动和微移动的操作流程，分析了层次移动 IPv6 中移动锚点和移动节点的操作。5. 参考文献1. C. Perkins, D. Johnson, J. Arkko, “Mobility Support in IPv6”, RFC 6275, July 20112. H. Soliman, K. ElMalki, L. Bellier, “Hierarchical Mobile IPv6 Mobility Management”, RFC 4140, July 20083. Xavier Prez Costa, Ralf Schmitz, Hannes Hartenstein, Marco Liebsch, “A MIPv6, FMIPv6 and HMIPv6 handover latenc
