移动IPv6技术

一、引言

　　随着网络技术和无线通信设备的迅速发展，人们迫切希望能够随时随地从Internet上获取信息。针对这种情况，Internet工程任务组(IETF，Internet Engineering Task Force)于1996年开始制定支持移动Internet的协议，即移动IP协议[1]。移动IP协议是一种在Internet上提供移动功能的网络层方案，使节点在切换链路时不中断正在进行的通信。特别是移动IP提供了一种IP路由机制，使移动节点可以以一个永久的IP地址连接到任何链路上。　　　　　　　　

　　为了在Internet上实现无线接入，需要给每个移动节点分配全球唯一的TP地址。但是，由于Internet用户数量的猛增和新的应用要求，IPv4协议出现了严重的地址匮乏、对网络安全和服务质量支持不够等问题，不能满足未来网络的应用和发展。

　　为此，IETF开发了下一代互联网协议IPv6。IPv6继承了IPv4的很多特性，其巨大的地址空间能满足因特网的快速发展，并且也集成移动性、安全性和服务质量等内容。因此，在移动Internet上迫切需要采用IPv6协议[2]。

二、移动IPv6

　　1　移动IPv6的基本概念

　　*移动节点(Mobile Node)：指移动IPv6中能够从一个链路的连接点移动到另一个连接点，同时，仍能通过其家乡地址被访问的节点。

　　*家乡代理(Home Agent)：指移动节点家乡链路上的一个路由器。当移动节点离开家乡时，能截取其家乡链路上的目的地址？移动节点家乡地址的分组，通过隧道转发到移动节点注册的转交地址。

　　*通信对端(Correspondent Node)：指所有与移动节点通信的节点。

　　*家乡地址(Home Address)：指分配给移动节点的永久的IP地址，属于移动节点的家乡链路。标准的IP路由机制会把发给移动节点家乡地址的分组发送到其家乡链路。当移动节点在家乡链路上有多个家乡子网前缀时，其可以有多个家乡地址。

　　*转交地址(care 0f Address)：指移动节点访问外地链路时获得的IP地址。这个IP地址的子网前缀是外地子网前缀。移动节点同时可得到多个转交地址，其中注册到家乡代理的转交地址称为主转交地址。

　　*家乡链路(Home Link)：指对应于移动节点家乡子网前缀的链路。

　　*外地链路(Foreign Link)：指除了其家乡链路之外的任何链路。

　　*绑定(Binding)：指移动节点家乡地址和转交地址之间的关联。

　　2　移动IPv6的工作机制

　　相对移动IPv4，移动IPv6有很大的优点，不再需要外地代理；避免了三角路由问题，实现了路由优化；更好的支持移动节点的移动性等。

　　当移动节点在家乡网络时，其工作方式如同位置固定的主机，移动IP不需要进行任何特别的操作。当移动节点离开家乡网络进入外地网络时，其工作原理如下：

　　(1)移动节点通过常规的IPv6无状态或有状态的自动配置机制，获得一个或多个转交地址。

　　(2)移动节点在获得转交地址后，向家乡代理申请注册，为移动节点的家乡地址和转交地址在家乡代理上建立绑定。

　　(3)移动节点可以直接发送分组给通信对端，设置分组的源地址为移动节点的当前转交地址，家乡地址选项中是移动节点的家乡地址。

　　(4)通信对端发送分组给移动节点时，首先根据分组目的IP地址查询它的绑定缓存，如果在绑定中存在匹配，则直接发送分组给移动节点。如果不存在这样的匹配，则将分组发送到其家乡地址。发向家乡地址的分组被路由到移动节点的家乡链路，然后经过家乡代理的隧道转发到达移动节点。

　　(5)移动节点根据收到家乡代理转发的IPv6分组判断通信对端没有自己的绑定缓存，因而向通信对端发送绑定更新建立绑定。

　　(6)移动节点离开家乡后，家乡网络可能进行了重新配置，原来的家乡代理被其它路由器取代。移动IPv6提供了"动态代理地址发现"机制，允许移动节点发现家乡代理的IP地址，从而正确注册其主转交地址。移动IPv6技术允许移动节点在Internet上漫游而无需改变其IP地址。但是由于无线接入环境的不稳定性，同时为了保证移动节点都能和通信对端进行不中断的通信，获得如固定接入一样的网络服务质量，移动IPv6还需解决以下关键技术。

三、移动IPv6的关键技术

　　1　移动IPv6的切换技术[3]

　　当移动节点从一个子网移动到另一个子网时，就需要进行切换(Handover)。由于无线链路的高误码率、信号强度动态变化等原因，切换可能导致移动节点不能接收和发送数据分组。为了减少切换对服务质量的影响，移动IPv6定义了移动检测、转交地址获取和重新绑定等基础过程，并在此基础上提出了几种主要的切换方案。

(1)快速切换所谓快速切换即意味着低延时，是对移动IPv6协议的扩展。它采用预先切换和基于隧道的切换两种机制，通过提前注册，以及在新的外地网络切换未完成时通过与前一个网络保持