移动 IP:新兴通信的完整解决方案


如今,世界正以前所未有的方式拥抱连接和通信,这得益于各种基于移动性的设备的应用。移动计算设备,如手机、掌上电脑等,已成为我们日常生活的一部分,因为它们使用方便且高效。

移动 IP(互联网协议)满足了不断增长的移动计算机用户群的需求,这些用户希望在移动过程中连接到互联网并保持通信。

移动 IP(或 MIP)是互联网工程任务组 (IETF) 制定的一项标准通信协议,旨在允许移动设备用户在从一个网络移动到另一个网络的同时保持永久的IP地址。

它能够将信息传输到移动计算机(如笔记本电脑和无线通信)以及从移动计算机传输信息。移动计算机可以将其位置更改为外部网络,并且仍然能够访问和通过移动计算机的家庭网络进行通信。

移动 IP,实现更佳的移动性

移动 IP 是一种支持移动数据和处理无线连接的应用程序的技术。用户现在可以断开办公室中的计算机连接,并在同一办公室或其他地方的另一个站点重新连接。

移动 IP 或 IP 移动性管理 (IP-MM) 是互联网工程任务组 (IETF) 定义的一种开放标准通信协议,它允许移动设备用户在从一个网络移动到另一个网络时无需更改其 IP 地址,因为 IP 地址的更改会中断正在进行的 TCP/IP 通信。移动 IP 是互联网协议 (IP) 的增强,它允许节点更改其到互联网的连接点,而无需更改其 IP 地址。

移动 IP 独立于物理层技术,因为移动功能是在网络层执行的——任何可以支持 IP 的介质都可以支持移动 IP。

移动 IP 网络的组成部分

移动 IP 有三个主要组成部分,如下所述:

  • 移动节点 - 一种设备,例如手机、个人数字助理或笔记本电脑,其软件支持网络漫游功能。

  • 家庭代理 - 家庭网络上的路由器,作为与移动节点通信的锚点;它将来自互联网上的设备(称为对应节点)的数据包通过隧道传输到漫游的移动节点。

  • 外部代理 - 当移动节点漫游到外部网络时,路由器可能充当移动节点的连接点;它将数据包从家庭代理传递到移动节点。

移动 IP 过程分为三个主要阶段:

阶段 I - 代理发现

这是移动节点发现其外部代理和家庭代理的阶段。移动节点首先使用 ICMP 路由器发现消息确定其连接位置。如果其连接位置在本地网络中,则使用正常的 IP 路由进行通信。当移动节点确定其已移动到外部网络时,它会从外部代理获取一个“关照地址”,该地址反映其当前位置。

存在两种类型的“关照”地址:

  • 从外部代理获取的关照地址:外部代理的 IP 地址,该代理在移动节点访问的外部网络上具有接口。

  • 共址关照地址:这表示移动节点在外部网络上的当前位置,并且一次只能由一个移动节点使用。

阶段 II - 注册

在这个阶段,移动节点向外部代理和家庭代理注册其当前位置。如果连接位置被识别为外部位置,则移动节点会查找外部代理并在外部位置和外部代理处注册自身,而外部代理会依次通知家庭代理并在自身与家庭代理之间创建隧道。在此阶段,移动节点向外部代理发送注册请求消息,该代理将消息转发到家庭代理。家庭代理在使用家庭地址和“关照”地址映射更新其注册表后发送回复。下图描述了这些消息的流程。

因此,成功的移动 IP 注册建立了在移动节点漫游时传输数据包到和来自移动节点的路由机制。

阶段 III - 隧道

这是家庭代理建立到关照地址的互惠隧道以在移动节点漫游时将数据包路由到移动节点的阶段。移动 IP 从网络接收信息的方法称为隧道。

它有两个主要功能:

  • 封装数据包以到达隧道端点。

  • 当数据包传递到该端点时进行解封装。

在注册阶段之后,家庭代理现在封装所有打算发送到移动节点的数据包,并通过隧道将这些数据包转发到外部代理。外部代理解封装数据包并将它们转发到移动节点。来自移动节点的返回路径按照标准 IP 路由原理,其中外部代理充当移动节点的网关。

更新于: 2020-07-07

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