Mobile IPv6概念，机制和需要解决的问题

1．为什么需要移动IP

　　在讨论为什么需要移动IP以前，先对现有的路由技术在相关方面作简要的介绍：

　　a. 各个节点只根据IP报头中的目的IP地址来作转发决策，只在有错误发生时才去检查源地址；

　　b. 一般来说，路由决策依赖于目的IP地址的网络前缀而不是整个目的地址；

　　c. 同一条链路上的所有节点都应有相同的网络前缀，它们可以通过IP地址中的主机部分来识别；

　　d. 对于同一条链路上的多台主机，可以只用一条网络前缀路由，而无需列出所有的特定主机路由，对于有几百条链路，每条链路上又有几百台主机的网络来说，采用网络前缀路由而不是特定主机路由可以极大地简化路由表的表项。

　　在上述路由机制下，因特网上的一个节点在改变了其在网络上的接入点以后，如果不重新配置其IP地址，那么它就不能继续与网上的其它节点进行通信，移动IP就是为解决这个问题而提出的。

　　2．什么是移动IP

　　简单来说，移动IP提供了一种IP路由机制，使移动节点可以以一个永久的I P地址连接到任何链路上。移动IP可以看作是一个路由协议，只是与其它路由协议相比，移动IP具有特殊的功能，它的目的是将数据包路由到那些可能一直在快速地改变位置的移动节点上。移动IP只是将数据包路由到移动节点的网络层标准，对TCP等其他技术以及应用程序的改进则不是移动IP的范畴。

　　设计移动IP时有以下几个要求：

　　a. 移动节点在改变数据链路层的接入点后应仍能与因特网上的其他节点通信；

　　b. 无论移动节点连接哪个数据链路层接入点，它应仍能用原来的IP地址进行通信；

　　c. 移动节点应能与不具备移动IP功能的计算机通信；

　　d. 移动节点不应比因特网上的其他节点面临新的或更多的安全威胁。

　　3．移动IPv6机制

　　下面先从一个整体的角度介绍一下IPv6对移动性问题的解决方案。参见图1，Node A链接到Link 1上，它有一个地址A1，这个地址A1是可以通过Router 1到达的，当Node A没有发生移动时，Node B与Node A通信时，Node B发送的数据包会按照现有的路由方式到达Node A。



　　可是当Node A发生了移动，从Link 1移动到Link 2时，如果Node A不改变其IP地址，Node B发送的数据包按照现有的以前缀为基础的路由方式就不能够到达Node A了。

　　下面我们看一看IPv6对这个问题是如何解决的，当Node A从Link 1移动到Link2以后，会有如下动作发生（见图2）：




　　1）．Router会定期广播发送Router Advertisement消息,带有本地链路上的前缀信息，Node A接收到这个消息后，知道自己发生了移动，它会根据新的前缀信息通过地址自动配置得到一个新的地址A2；

　　2)．Node A会发送一个信息包M2给Router 1，这个信息包告诉Router 1现在Node A的新地址A2，此后，Router 1再发现有需要送到Node A的原来的地址A1的数据包，它会把这个数据包截获，然后把这个包作为净荷，在其上面再加上一层IPv6报头，把新的数据包发送到Node A的新地址A2，这个过程应用的是"隧道技术"；

　　3)．假如Node B发送数据包给Node A，它并不知道Node A已经发生了移动，此时它会把这个数据包继续发送给Node A原来的地址A1；

　　4)．Node B发送的数据包到达Router 1以后，Router 1会截获这个数据包，同时把这个数据包转发到Node A的新地址A2；

　　5)．Node A收到Router 1转发过来的数据包以后，通过检查这个数据包的源地址，它知道Node B想与它进行通信，于是它会发送一个信息包M3给Node B，告诉自己的新地址A2；

　　6)．Node B收到这个数据包以后，会记录下Node A的新地址A2，这样如果再有数据包需要发给Node A，它会直接把数据包发给地址A2。至此Node A和Node B之间可以实现双向通信；

　　7)．若有其余节点想与Node A进行通信，其建立通信的过程与Node B类似。

　　4．移动IPv6与移动IPv4的比较

　　互联网发展的最初动力是实现计算机之间的信息共享，那时没有考虑到会有对移动性的需求，作为互联网基础的IPv4在制订之初并没有考虑到要解决移动性问题。随着社会的发展，互联网的应用越来越广泛，人们提出了许多新的需求，对移动性的需求就是其中的一种。在移动性方面，IPv4提出的是一种补救性的措施，因此它的方案有很多不完善的地方，主要表现在以下几个方面：

　　a. 在移动IPv4中，存在一个外地代理的概念，它实际上是外地链路上的一个路由器，由它来为移动到本链路的移动节点接收数据包；

　　b. 在移动IPv4中，有两种转交地址：配置转交地址和代理转交地址。其中，配置转交地址通过配置规程如DHCP、BOOTP等协议得到，它是一个真正的独立的IPv4地址，此时移动节点可以自己用此地址发送或者接受数据包；代理转交地址实际上就是外地代理的地址，外地代理代替移动节点接收数据包，简单处理后，再把包传送给移动节点；

　　c. 移动IPv4中存在着"三边路由"问题。由通信节点送给连接在外地链路上的移动节点的数据包先被路由到它的家乡代理上，然后经隧道送到移动节点的转交地址，然而，由移动节点发出的数据包却被直接路由到了通信节点，这构成了一个三角形，如图3所示。在安全性方面，移动IPv4采用的是静态配置的"mobile security association"，因此不能对移动IPv6进行路由优化。