传统IP技术的主机使用固定IP地址和TCP端口号进行相互通信。通信期间其IP地址和TCP端口号须保持不变，否则通信将无法持续。移动IP主机在通信期间可能需要在网络上移动，其IP地址会经常发生变化，若采用传统方式，地址的变化将导致通信中断。为解决此问题，移动IP技术应用了蜂窝移动电话呼叫原理，使移动结点采用固定不变的IP地址，一次登录即可实现任意位置上保持与IP主机单一链路层的连接，使通信能够持续下去。
1.有关移动IP技术的几个重要概念
●移动代理（Mobility Agent）。移动代理分为归属代理和外区代理两类。归属代理是归属网上的移动代理，它至少有一个接口在归属网上。其责任是当移动结点移动到外区网时，截收发往该点的数据包，并使用隧道技术将这些数据包转发到移动结点的转交结点。外区代理位于移动结点所在的当前外区网上，它负责解除原始数据包的隧道封装，取出原始数据包，并将其转发到该移动结点。
●移动IP地址。移动IP结点拥有两个IP地址。一是归属地址，是移动结点与归属网连接时使用的地址，不管移动结点移至网络何处，其归属地址保持不变。二是转交地址，定义为隧道终点地址，转交地址可能是外区代理转交地址，也可能是驻留本地的转交地址。通常用的是外区代理转交地址，在这种地址模式中，外区代理就是隧道的终点，它接收隧道数据包，解除数据包的隧道封装，然后将原始数据包转发到移动结点。
●位置登记（Registration）。移动结点必须将其位置信息向其归属代理进行登记，以便能被找到。有两种不同的登记规程。一种是通过外区代理，移动结点向外区代理发送登记请求报文，然后将报文中继到移动结点的归属代理；归属代理处理登记请求报文后向外区代理发送登记答复报文（接收或拒绝登记请求），外区代理处理登记答复报文，并将其转发到移动结点。另一种是直接向归属代理进行登记，即移动结点向其归属代理发送登记请求报文，归属代理处理后向移动结点发送登记答复报文。
●代理发现（Agent Discovery）。被动发现，即移动结点等待本地移动代理周期性的广播代理通告报文。
●主动发现。即移动结点广播一条请求代理的报文。
2.移动IP工作原理
移动代理（即外区代理和归属代理）通过代理通告报文广播其存在。移动结点通过代理请求报文，可有选择地向本地移动代理请求代理通告报文。
当移动结点获悉这些代理通告后，分辨其在归属网上还是在某一外区网上。当移动结点检测到自己位于归属网上时，则不需移动服务就可工作；若移动结点从登记的其他外区网返回归属网时，通过交换其附带的登记请求和登记答复报文，移动结点需要向其归属代理撤销其外区网登记信息；当移动结点检测到自己已漫游到某一外区网时，它获得该外区网上的一个转交地址。这个转交地址可能通过外区代理的通告获得，也可能通过外部分配机制而获得，如DHCP（一个驻留本地的转交地址）。
离开归属网的移动结点通过交换其附带的登记请求和登记答复报文，向归属代理登记其新的转交地址，另外它也可能借助于外区代理向归属代理进行登记。
发往移动结点归属地址的数据包被其归属代理接收，归属代理利用隧道技术封装该数据包，并将封装后的数据包发送到移动结点的转交地址，由隧道终点（外区代理或移动结点本身）接收、解除封装，并最终传送到移动结点。
在相反方向使用标准IP路由机制，移动结点发出的数据包被传送到目的地，无需通过归属代理转发。无论移动结点在归属网内还是在外区网中，IP主机与移动结点之间所有数据包都是用移动结点的归属地址，转交地址仅用于与移动代理联系，而不被IP主机察觉。
3.移动IP存在的问题
IPv4在设计时未考虑网上结点的可移动性。IETF提出两种移动IP技术标准：一是基于IPv4的移动IPv4，二是基于IPv6的移动IPv6。虽然移动IPv4得到发展，但因其本身构造限制，存在某些无法克服的障碍，使其实际上已无法进行大规模应用。移动IPv4存在的主要问题有以下4种：
1）“三角路由”问题。通信主机（CH）发往移动主机（MH）的分组必须经过本地代理（HA），而从MH发往CH的分组是直接发送的，两个方向的通信不是同一路径，将产生“三角路由”问题，这在MH远离HA，CH与MH相邻的情况下尤其严重，通信效率低下。(www.xing528.com)
2）切换问题。切换问题是指从MH离开原先的外地网络开始，到HA接收到MH新的注册请求为止的这段时间内，由于HA不知道MH的最新的转交地址，所以它仍将属于MH的IP通过隧道发送到原先的外地网络，导致这些IP包被丢弃，使得MH与CH间的通信受到影响（特别是在切换频繁或MH到HA的距离很远时）。
3）域内移动问题。在小范围内MH的域内频繁移动将会导致频繁切换，从而导致网络中产生大量的注册报文，严重影响网络的性能。
4）QoS问题。移动环境下由于无线网络拓扑结构和资源动态变化和不可预测，并且由于资源有限、有效带宽不可预测、差错率高，从而在移动IP上提供QoS保证变得很困难。
4.移动IPv6
移动IPv6是IPv6的重要组成部分。移动IPv6较好解决了路由优化和安全性问题，使得对移动性的支持成为IPv6网络的基本功能，并简化了网络部署，提高了数据包转发性能，增强了网络可运营与可管理能力。它非常适合用来承载未来移动通信网络的数据业务。IETF在2004年发布了移动IPv6的最新建议标准RFC3775。
移动IPv6的主要优势有：
（1）取消外地代理（FA）
移动IP中可能会有多个MH共享一个FA的IP地址，即FA的转交地址，以缓解IPv4地址资源紧张的问题。在这种情况下，经HA转发的数据包还要再经过FA才能转交给MH。IPv6中，MH在外地网络中可找到一台默认路由器为其提供路由服务，地址自动配置，使MH可方便地获得转交地址，因此不再需要FA，从而减少一次转发。
（2）路由优化
移动IPv6定义两种移动结点（MN）和通信结点（CN）的通信方式。一种是双向隧道方式。这种方式无需CN对移动IPv6的支持，MN发出的数据包通过隧道发送到HA，从HA到CN采用正常路由；从CN发往MN的数据包被HA截获，再由HA通过隧道发送到MN。另一种是路由优化，它要求CN支持移动IPv6，若CN发现其绑定缓存中有MN的绑定，CN使用IPv6类型2路由头将数据包发送到绑定更新消息中指定的转交地址COA。MN检查类型2路由头中的IP地址，判断数据包的正确性，然后将数据包交给上层应用处理，从而解决迂回路由的问题，实现最优路径。
另一方面，MN用目的地可选报头来携带“家乡地址”，发送数据时，使用转交地址作为所发送的IP报头中的源地址，这样，数据包就能正常通过具有“入口过滤”功能的路由器。MN的“家乡地址”被携带在数据包的“家乡地址”目的地选项中，当CN接收数据包时，就能自动地把数据包的源地址替换成“家乡地址”目的地选项中的家乡地址，使得转交地址的使用对IP以上各层透明化。
（3）安全功能
移动IPv6使用ARP过程来实现密钥的动态分配，并使用IPSec满足绑定更新时的所有安全需求，包括发送者认证、数据完整性保护、重传保护等。当移动节点和其默认路由器通信时，移动检测机制为移动结点提供双向检测功能，可以有效避免“黑洞”安全问题。
（4）邻居发现协议
为减小与第二层的差别，使用IPv6 Neighbor Discovery替代ARP提高协议健壮性。邻居发现协议增强了移动的管理能力，如移动结点转交地址自动配置、移动结点和移动代理间相互发现、通过网络地址前缀发现简化移动检测过程等。
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