基于蓝牙的移动IP技术

引言

随着In ternet 的迅速普及, 笔记本计算机的大量使用以及蓝牙无线通信设备的发展, 蓝牙用户产生了对蓝牙设备移动性的需求, 即希望接入Internet 的蓝牙设备能够在所处的位置不断变化的情况下, 保持已有的通信联接。传统IP 技术的主机使用固定的IP 地址和TCP (传输控制协议) 端口进行相互通信。在通信期间, 它们的IP 地址和ICP 端口号必须保持不变, 否则IP 主机之间的通信将无法继续。因移动蓝牙节点在通信期间可能需要在网络上移动, 它的IP 地址也许会经常发生变化。若采用传统通信方式, IP 地址的变化会导致通信中断。本文主要探讨了基于蓝牙的移动IP 技术。

移动IP 技术

移动IP 的网络结构

移动IP 的3 个基本功能: ①代理搜索, 移动节点通过代理搜索确定它当前位置并获得一个转交地址; ②注册, 通过注册过程, 移动节点向外地代理发送请求服务消息, 并把它的转交地址通知给本地代理; ③数据转发, 当移动节点与外地网络联接时, 为它发出的数据包或发往它的数据包进行路由选择。

移动IP 协议将IP 地址标识与寻址功能分开,利用2 个IP 地址来分别表示: 即用于标识移动主机的IP 地址为本地代理地址; 用于标识主机当前所在位置和选路的IP 地址为转交地址(CoA: care of address)。在移动IP 技术下, 移动用户可以使用一个固定的IP 地址在任何地点采用任何方式联接到因特网上, 当移动用户移动到另外一个网络或者子网时, 移动用户可以在不改变IP 地址的情况下仍保持通信。移动IP 的网络结构如图1 所示。

移动IP 的工作原理

移动IP 工作原理的步骤如下。①本地代理和外地代理不停地向各自网内发送代理通告(agent advertisement) 消息, 以表明自己的存在, 移动节点接收并根据这些消息判断自己是在本地网还是在外地网上。②如果移动节点发现自己仍在本地网上, 则不启动移动功能, 如果是从外地重新返回的, 则向本地代理发出注册取消的功能消息, 声明自己已回到本地网中; 如果移动节点检测到已移到外地网, 则获得一个转交地址(有2 种类型, 即外地代理的IP 地址和通过某种机制与移动节点暂时对应起来的网络地址) , 也是移动节点在外地暂时获得的新的IP 地址,然后移动节点向本地代理注册, 表明自己已离开本地网, 把获得的转交地址通知本地代理。③注册以后, 发往移动节点的数据包经过本地代理使用"IP隧道"发给外地代理后再转交给移动节点(如使用前面1 种转交地址) 或直接交给移动节点本身(如使用后面1 种转交地址)。这样, 即使移动节点已由一个子网移到另一个子网, 移动节点的数据传输仍能继续进行。④移动节点发往外地的数据包使用一般的IP 选路方法发送, 不必通过本地代理。

基于蓝牙的移动IP

利用蓝牙技术可以实现移动用户的无线接入,将移动蓝牙用户接入因特网有2 种方式: 蜂窝IP 技术和移动IP 技术。

蓝牙系统中蜂窝IP 的工作原理

蜂窝IP 技术主要是利用蓝牙独特的组网方式,可以使得7 个移动蓝牙用户同时通过一个固定网络节点与因特网相联。在蓝牙系统中应用蜂窝IP 的工作原理如下。

移动蓝牙用户需要无线接入时, 它将发出查询命令, 当基站能够接受新用户时, 联接就建立起来了, 这时移动蓝牙用户将通过基站向蓝牙代理发送登记请求, 蓝牙代理经过验证返回一个包含分配给移动蓝牙用户的临时的IP 地址、代理服务器端口地址以及DN S 地址的分组, 移动蓝牙用户收到这个分组后, 就可以采用该IP 地址向因特网收发数据, 也可以与本局域网内其它的移动蓝牙用户通信。

当移动蓝牙用户移动位置时, 并且如果移动蓝牙用户的接收信号强度(RSSI) 小于某个门限值时,它将发出查询命令, 查找是否有更近的基站存在, 如果有, 将与新的基站建立联接, 这时移动蓝牙用户将通过新的基站向蓝牙代理发送登记请求, 蓝牙代理获得一个包含临时IP 的新地址、代理服务器端口地址以及DN S 地址的分组, 移动蓝牙用户通过该IP地址向因特网收发数据。但是, 由于可供接入的固定节点并不是随时随地都存在, 因而蜂窝IP 不能实现移动蓝牙用户随时随地都能接入因特网。

蓝牙系统中移动IP 的工作原理

本地代理(移动蓝牙用户所在的本地网上的路由器) 和外地代理(移动蓝牙用户当前所在网络上的路由器) 不停地向网上发送代理消息, 以证明自己的存在。移动蓝牙用户接收到这些消息后, 确定自己是在本地网还是在外地网。

如果移动蓝牙用户发现自己是在本地网, 并且收到的是本地代理发来的消息, 则不启动移动功能;如果仍然收到外地代理发来的消息, 则向本地代理发送注消原位置(外地网) 命令, 声明自己已经回到本地网。如果一个移动主机进入外部网点时, 它与所在地的外地代理联系, 并进行登记, 外地代理再与用户的本地代理联系, 并把转交地址传送给本地代理。一个发往移动用户的数据包到本地代理局域网时,本地代理截获该数据包, 然后本地代理将数据包进行IP 封装, 通过隧道把它发往具有转交地址的外地代理。外地代理接收后, 进行解封, 取出其中的数据再发往蓝牙移动用户。这样即使移动蓝牙用户已经从一个子网移动到另一个子网, 移动蓝牙用户的数据通信仍然能够继续。移动蓝牙用户发往外地的数据包则不必通过本地代理, 而是按照通常的选路方法发送。