移动ip地址

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移动IP路由器技术的基本原理与工作过程

互联网的广泛应用、移动用户的不断增加，使移动IP路由技术的研究显得特别

重要。IETF的建议提供了移动IP协议，但却没有提供优化路由，它存在路由的

“三角形”问题。因此，只有解决IETF建议的路由“三角形”问题及其复杂性问题，

移动IP路由技术才可以有效地同现有的网络兼容，实现真正的移动优化路由。

移动IP路由技术还处于发展阶段，许多技术还有待于深入研究和探讨，这里从

目前使用的移动IP路由技术出发，简要介绍移动IP路由技术的基本原理和工作

过程，并对路由优化进行分析总结。

移动IP路由技术

技术背景

1996年IETF提出了RF2002移动IP协议。它提出的背景是由于当时盛行的

IP协议并不能满足用户以移动方式接入企业网和互联网的要求。因为在IP协议

中，假定任何一个端点的设备都是固定的（即IP地址唯一），那么在通信时，只

要将目的端的IP地址嵌入目的地址域，与数据包一同打包封装，然后传送到目

的端即可。但在移动环境中，若通信端点的一方为移动用户，IP协议就无法准

确地将数据包送到移动主机。移动IP协议的出现，使该问题迎刃而解。

移动IP协议的基本思想是：将IP地址标志与寻址功能分开，用两个IP地址

分别表示。用于标志移动主机的IP地址为本地代理地址，用于标志主机当前所

在位置的IP地址为接管地址CoA（CareofAddress）。那么移动主机如何进行路

由寻址，又用到了哪些路由技术？下面作详细分析。

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运用协议要经常谈到几个通信实体：移动主机MH（MainHost）、本地网络

HN（HomeNetwork）、外地网络FN（ForeignNetwork）、本地代理HA

（HomeAgent）、外地代理FA（ForeignAgent）及接管地址CoA

（CareofAddress）。这里我们仅对接管地址CoA进行详细分析。

CoA地址的作用与获取

路由技术最基本的原理是移动主机（MH）登记到本地代理（HA），在本地代

理（HA）与外地代理（FA）之间建立数据通道来实现数据包的路由功能。接管

地址（CoA）是指移动主机漫游到外地网络（FN）后所获得的临时地址，为移动

主机和本地网络（HN）通信提供了一个通道，它是通道的终点。因此正确获取

接管地址（CoA）是关键的步骤。要获得接管地址通常有两种渠道：一是直接以

外地代理（FA）的IP地址作为接管地址（CoA），移动主机利用它来登记，此时，

FA就是通道的终点，负责接收数据包、解除封装、再发给移动主机。这种地址

模式可以使多个移动主机共享一个CoA，使用率较高。二是临时分配给移动主机

的IP地址。它是通过外部（如DHCP）获得的外地网络中的一个暂时地址。此

时移动主机自身是通道终点，自行解除封装，取出数据包。在这种模式下，一个

CoA仅能被一个移动主机使用，使用率较低。CoA是数据包路由的核心，但它是

一种动态的地址，也就是说当移动主机更换网络时，CoA也就随即改变。

寻找移动代理

当移动主机进入网络时，必须找到一个移动代理以便获得最新的CoA。移动

主机有两种寻找代理的方法：一是被动发现，移动主机等待移动代理周期性的广

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播代理通告报文。二是主动发现，移动主机广播一条请求代理的报文。两种方法

中的任何一种都可使移动主机识别出代理，并获得CoA。但第二种方法只有在移

动主机没有收到代理通告报文，并且无法获得CoA时才使用。

登记规程

有了CoA，移动主机必须向本地代理（HA）登记当前的CoA，以便HA能准

确地转发数据包，登记规程在不同网络中有不同方式。一种是通过FA进行登记，

移动主机向FA发送登记请求报文，FA处理请求报文，并转发至HA，HA处理登

记请求，发送登记答复给FA，FA处理答复，并转发至移动主机；另一种是移动

主机直接向HA请求登记，HA处理后向移动主机发送登记答复。

移动IP的工作过程

移动主机在不同子网间漫游，其数据包的通信过程如下：

（1）本地代理和外地代理不停地向网上发送代理广告

（AgentAdvertiment）消息，以声明自己的存在。

（2）移动主机收到这些消息，确定自己是在本地网还是在外地网。

（3）如果移动主机发现自己仍在本地网，即收到的是本地代理发来的消息，

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则不启动移动功能。如果是从外地网络重新返回的，则向本地代理发出取消注册

的消息，声明自己回到了本地网。

（4）当移动主机检测到它移动到外地网时，则获得接管地址（CoA）。

（5）然后移动主机向本地代理登记，表明自己已离开本地网，把所获得的

接管地址通知本地代理。

（6）登记完毕后，所有发给移动主机的数据包被本地代理截获，经本地代

理封装后，通过隧道发到外地网络的外地代理FA（第一种CoA地址）或移动主

机自身（第二种CoA地址）。第一种情况下，外地代理再把数据包转发给移动主

机。此时，数据包在不同子网间传送成功。

（7）移动主机发送数据到一般的IP主机时，按正常的IP寻址方法发送，

不必通过本地代理。出现的问题

在上述工作过程中，有效地解决了移动主机在子网间漫游通信的问题。但是，

却在路由上存在着问题。当移动主机发送数据时，不管它是在本地网络还是在外

地网络，它始终保留了它的本地网络地址，当它发送数据包时，可以用通常的

IP协议发送。反之，当一般IP主机给移动主机发送数据包时，首先到达移动主

机的本地代理（HA），HA再根据收到的移动主机当前的接管地址CoA（假定为

第一种地址），将数据包发往外地网络，由外地代理最终将数据包发给移动主机，

这就出现了路由的“三角问题”。最差的情况是当发送数据包的一般IP主机靠近

移动主机所在的外地网络或移动主机已经漫游到发送主机所在的网络时，发送的

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数据包却仍要先到达移动主机的本地代理，再由本地代理发到外地代理，最后到

达移动主机，这不仅增大了传输延迟，同时对一些延迟敏感的业务如音频、视频

等造成极大的损害。其次，数据包在网络中运行时间过长，浪费了网络资源，增

加了网络负担。优化路由

为了减小传输延迟、减轻网络负担，必须对路由进行优化。一种最具代表意

义的思想是隧道技术。隧道技术本身是指移动主机登记后，发送主机发送数据包

到本地网络，本地代理截获数据包后，将它作为净负荷封装在转发的数据包中，

生成一个新的数据包，该数据包数据部分是净负荷，报头中，以本地代理的IP

地址作为源地址，以接管地址CoA作为目的地址，完成封装，然后按常规的IP

路由方式，通过隧道转发到处于隧道终点的接管地址处，解除隧道封装后，取出

原始数据包，再发送至移动主机。当接管地址是临时分配的驻留地址时，移动主

机自己是隧道终点，它自身解除隧道封装，取出原始的数据包。

在路由优化中如果将隧道技术应用到发送数据包的一般IP主机上，执行各种工

作，那么就会省去本地代理的转发，解决了“三角形”问题。也就是说当本地代理

收到IP主机发往移动主机的数据后，向IP主机发出绑定请求，通知IP主机关

于移动主机的捆绑信息（包括本地代理地址、CoA和注册生存时间），随后，IP

主机对数据包进行封装，并建立与CoA处的隧道，数据包在隧道中透明传输，

到达隧道终点后，解除封装，传给移动主机。如果移动主机又移动了，新的CoA

实体会把更新的捆绑信息传给老的CoA实体，而且本地代理也随后得到更新的

捆绑信息，它再通知IP主机新的捆绑信息，之后传送的数据包直接由IP主机发

往新的CoA处。这样保证了数据包的网间通信，同时，减少了转发环节，消除

了路由三角形，实现了路由的优化。

这一思想是优化路由的基本思想，但如果在实践中应用会遇到许多问题，如

对IP主机要求条件太高，它必须具有能够获取捆绑信息、能够封装数据及能够

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建立隧道的能力，对现有的互联网用户而言，实现难度太大。另外，外地代理的

平滑切换、网络安全等也都是亟待解决的问题。

另一种路由优化的思想是引入一个新的通信代理CA（CommunicateAgent），

专门负责管理IP主机与移动主机通信时的寻址、隧道建立、数据传输等工作。

它大大缩短了传输路径，减小了传输延迟，减轻了IP主机的负担，实现起来简

单，对现有的互联网用户而言，不必进行太大的改动，就可以实现移动IP的功

能，应用前景广阔。

1引言

当今世界，因特网的网络规模正以惊人的速度不断扩大，同时移动通信也在

突飞猛进的向前发展。越来越多的移动用户都希望能够以更加灵活的方式接入到

因特网中去，而不受到时空的限制。移动IP技术正是适应这种需求而产生的一

种新的支持移动用户和因特网连接的互连技术，它能够使移动用户在移动自己位

置的同时无需中断正在进行的因特网网络通信，因此成为当前业界研究的热点问

题。

2基本工作原理

传统的IP技术是针对固定节点之间的相互通信而言的，不再适用于移动节

点，因此IETF的网络工作组在1996年10月提出了RFC2002标准，其中较为详

细地阐述了移动IP的原理、实现以及各种细节问题。简单地讲，移动IP就是能

让网络节点在移动的同时不断开连接，并且还能正确收发数据包。

（1）功能实体

在移动IP中定义了三种功能实体：

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*移动节点：是指一个主机或路由器，当它在切换链路时可以不改变IP地址

而仍能保持正在进行的通信。

*本地代理：是指一个连接到移动节点本地网络的主机或路由器，它保存有

移动节点的位置信息，当移动节点离开本地网络时能够将发往移动节点的数据包

传给移动节点。

*外地代理：是指移动节点当前的所在的外地网络上的一个主机或路由器，

它能够把由本地代理送来的数据包转发给移动节点。

（2）工作机制

在移动IP协议中，每一个移动节点都有一个唯一的本地地址，当移动节点

移动时它的本地地址是不变的，在本地网络链路上每一个本地节点还必须有一个

本地代理来为它维护当前的位置信息，这就需要引入转交地址。当移动节点连接

到外地网络链路上时，转交地址就用来标识移动节点现在所处的位置，以便进行

路由选择。移动节点的本地地址与当前转交地址的联合称做移动绑定或简称绑

定。当移动节点得到一个新的转交地址时，通过绑定向本地代理进行注册，以便

让本地代理即时了解移动节点的当前位置。

当移动节点连接在本地网络链路上时，移动节点的工作机制和固定节点一

样，不运用移动IP功能。当移动节点到外地网络链路上时，它通常情况下使用

一个称做“代理发现”的规程在外地链路上发现一个外地代理，并向这个外地代理

进行注册，把这个外地代理的IP地址作为自己的转交地址，移动节点通过这种

方式获得转交地址的情况较为普遍。但在有些子网中可能没有配备代理节点，这

时就需要采用其它方法如DHCP（动态主机配置协议）或是手工配置的方法在外

地链路上获得一个临时IP地址作为自己的转交地址。移动节点通过上述两种方

法获得转交地址后，再通过注册规程把自己的转交地址告诉本地代理。这样当有

发往移动节点本地地址的数据包时，本地代理便截取该数据包，并根据注册的转

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交地址，通过隧道将数据包传送给移动节点。但是由移动节点发出的数据包是可

以直接选路到目的的节点上的，无需隧道技术。

3代理发现

移动IP是使用扩展的“ICMP路由器发现”机制作为代理发现的主要机制。代

理发现机制能够使移动节点检测出它是在本地网络链路上还是外地网络链路上，

并且当移动节点移动到一个新的网络链路上时，代理发现机制还能为它找到一个

合适的外地代理。代理发现有两种消息：一种是代理发送的周期性的代理广告消

息，另一种是移动节点发送的代理请求消息。

本地代理和外地代理在自己所连接的网络上周期性地广播代理广告消息，以

声明自己的存在。移动节点监听到这些消息后，就可以判断自己是在本地网络上

还是在外地网络上，并且判断有哪些本地代理或是外地代理连接在它目前所在的

网络上，如果移动节点发现自己仍在本地网络上，即收到本地代理发来的代理广

告消息，则不启动移动IP功能。如果是从外地网络返回本地网络，则向本地代

理进行注册。如果移动节点检测到它已移动到一个新的外地网络上，则通过注册

获得转交地址，移动节点得到这人转交地址后再通过绑定向本地代理进行注册，

以便让本人代理存储移动节点的当前位置。

如果移动节点在一段时间内没有收到相应的代理广告消息，则应向它所在的

网络发送代理请求消息，以便让链路上的所有代理立即广播代理广告消息。

4注册

移动IP的注册过程一般是在代理发现机制完成之后进行的。一旦移动节点

发现它的网络接入点从一条链路切换到另一条链路时，它就要进行注册。另外，

由于注册信息有一定的生存时间，所有即使移动节点没有发生移动也要进行注

册。

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移动IP的注册功能有：1、移动节点通过注册可以得到外地链路上外地理代

理的路由服务；2、移动节点通过注册可以把它的转交地址通知本地代理；3、移

动节点通过注册可以使一个要过期的注册重新生效；4、在先前不知道本地代理

的情况下，移动节点可以通过注册动态地得到本地代理的地址；5、移动节点可

以同时注册多个转交地址，此时本地代理将把发往移动节点本地地址的数据包通

过隧道发往移动节点的每个转交地址。

移动IP注册包括两种注册消息：注册请求和注册应答。注册消息放在UDP

的数据部分，UDP数据段则放在IP包的净荷中。

移动IP的注册过程是用于通知本地代理通过隧道向移动节点发送数据包的。

如果不采用安全保障措施，又有一个恶意主机用户故意发送一条假注册请求消息

给本地代理，那么所有的数据包就有可能全部送到恶意用户那里。因此安全性问

题就成为移动IP技术中的重要组成部分，它通过注册消息结构中的扩展字段对

注册消息进行安全认证。

5隧道技术

隧道技术是移动IP技术中的重要内容，隧道技术有三种：IP的IP封装、IP

的最小封装和通用路由封装。

IP的IP封装由RFC2003定义，用于将整个原始IPv4数据包放在另一个IPv4

数据包净荷部分中。它在原始IPv4数据包的现有报头前插入了一个外层IP报头，

外层报头中的源地址和目的地址分别标识隧道中的两个边界节点。内层IP报头

（即原始IPv4数据包报头）中的源地址和目的地址则分别标识原始数据包的发

送节点和接收节点。移动IP要求本地代理和外地代理实现IP的IP封装，以实现

从本地代理至转交地址的隧道。

IP的最小封装由RFC2004定义，是移动IP中可选的隧道方式。它通过将IP

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的IP封装中内层IP报头和外层IP报头的冗余部分去掉，以减少实现隧道所需的

额外字节数。但使用这种封装技术有一个前提，就是原始的数据包不能已经被分

片，因为IP的最小封装技术在新的IP报头和净荷之间插入了一个最小转发报头，

它不保存有关分片的情况。

通用路由封装由RFC1701定义，是移动IP采用的最后一种隧道技术。除了

IP协议，它还可以支持其它网络层协议，它允许一种协议的数据包封装在另一种

协议数据包的净荷中。

6路由选择

通过以上的介绍，我们已经知道移动IP的路由选择方式。当一个移动节点

移动到外地网络上时收发数据的情况：

1）首先通信节点发送数据包到移动节点的本地代理。

2）本地代理根据转交地址将数据包经隧道转发到移动节点的外地代理；

3）最后外地代理将数据包交给移动节点；

4）由移动节点发出的数据包发送到外地代理；

5）外地代理直接将数据包路由到通信节点。

但是我们不难发现，如果通信节点和移动节点都在同一个外地网络上时，通

信节点发出的数据包就要绕一个大弯，因此要进行网络路由的优化。采用路由优

化的主要障碍是安全问题，如果移动节点直接将转交地址告诉通信节点，而没有

进行有力的安全认证，那么很容易遭到简单的拒绝服务。因此IETF的移动IP工

作组在IPv6中对各个方面进行了补充和完善。

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7移动IPv6技术

移动IPv6技术是在IPv4的基础上发展起来的，因此它有许多新的特点。

移动IPv6在协议中定义了三种操作实体：移动节点、通信节点和本地代理，

不再有外地代理的概念。当移动节点离开本地链路时，可利用IPv6的增强功能

来所访问的外地链路的子网前缀。移动节点的本地代理得到转交地址后，使用IP

得到转交地址。转交地址是在移动节点访问外地链路时获得的IP地址，它的子

网前缀就是它所访问的外地链路的子网前缀。移动节点的本地代理得到转交地址

后，使用IPv6的“邻居发现”机制来截获发往移动节点的数据包。它在本地链路上

广播无理由的邻居广播消息，接收到这个消息的其它节点就要修改自己的邻居缓

存，使移动节点的转交地址与本地代理的链路层地址进行关联，这样将来发往移

动节点的数据包就可以直接被路由到移动节点上，而不再发向移动节点的本地代

理，因此可以减轻网络的负担，也解决了IPv4协议中存在的路由迂回问题。

移动IPv6中还新增了四种目的地选项：绑定更新、绑定认可、绑定请示和

本地地址。当移动节点离开本地链路时，它要向本地链路上的一个路由器注册自

己的一个转交地址，并把它作为自己的本地代理。进行注册时，移动节点先向本

地代理发送绑定更新消息。绑定更新消息中的转交地址就是移动节点的数据包利

用IPv6封装协议来封装时，IPv6封装的外部报头的目的地址就是移动节点的主

转交地址。当通信节点需要更新某个绑定时，还可以发送一个绑定请求消息到移

动节点，移动节点再返回一个绑定更新消息。如果移动节点离开本地链路时，原

来作为它本地代理的路由器被别的路由器替换，这时移动节点就要利用IPv6中

的“动态本地代理地址发现”机制动态地在本地链路上发现一个新的本地代理的

IP地址。当移动节点在外地链路上发送数据包时，它就把当前的转交地址作为数

据包报头中的源地址，并在数据包中增加本地地址这个目的地选项。这样由于转

交地址与外地链路具有相同的子网前缀，移动节点发送的数据包就可以顺利通过

具有入口滤功能的路由器。当通信节点接收包含这一选项的数据包时，能够自动

地把源地址替换成本地地址目的选项中的本地地址，这样就可以保证移动节点位

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置的透明性。

8结束语

目前移动IP技术还处在发展阶段，还有许多需要完善的地方。但是它的出

现将无疑带来一次新的通信领域的革新，它带给人们的将是无所不在无时不有的

网络通信服务，因此它的发展前景相当乐观。

1基于IPv4的移动IP

1.1基本通信流程

基于IPv4的移动IP定义三种功能实体：移动节点（mibilenode）、归属代理

（homeagent）和外埠代理（foreignagent）。归属代理和外埠代理又统称为移动

代理。移动IP技术的基本通信流程如下：

（1）远程通信实体通过标准IP路由机制，向移动结点发出一个IP数据包；

（2）移动结点的归属代理截获该数据包，将该包的目标地址与自己移动绑

定表中移动结点的归属地址比较，若与其中任一地址相同，继续下一步，否则丢

弃；

（3）归属代理用封装机制将该数据包封装，采用隧道操作发给移动结点的

转发地址；

（4）移动结点的拜访地代理收到该包后，去其包封装，采用空中信道发给

移动结点；

（5）移动结点收到数据后，用标准IP路由机制与远程通信实体建立连接。

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在移动IP协议中，每个移动节点在“归属链路”上都有一个唯一的“归属地

址”。与移动节点通信的节点称为“通信节点”，通信节点可以是移动的，也可以

是静止的。与移动节点通信时，通信节点总是把数据包发送到移动节点的归属地

址，而不考虑移动节点的当前位置情况。

在归属链路上，每个移动节点必须有一个“归属代理”，用于维护自己的当前

位置信息。这个位置由“转交地址”确定，移动节点的归属地址与当前转交地址的

联合称为“移动绑定”（简称“绑定”）。每当移动节点得到新的转交地址时，必须

生成新的绑定，向归属代理注册，以使归属代理及时了解移动节点的当前位置信

息。一个归属代理可同时为多个移动节点提供服务。

当移动节点连接在归属链路上（即链路的网络前缀与移动节点位置地址的网

络前缀相等）时，移动节点就和固定节点或路由器一样工作，不必运用任何其它

移动IP功能；当移动节点连接在外埠链路上时，通常使用“代理发现”协议发现一

个“外埠代理”，然后将此外埠代理的IP地址作为自己的转交地址，并通过注册规

程通知归属代理。当有发往移动节点归属地址的数据包时，归属代理便截取该包，

并根据注册的转交地址，通过隧道将数据包传送给移动节点；由移动节点发出的

数据包则可直接选路到目的节点上，无需隧道技术。

为了支持移动分组数据业务，移动IP应解决代理发现、注册和隧道封装三

项技术。

1.2代理发现

移动IP通过扩展现有的“ICMP路由器发现”机制来实现代理发现。代理发现

机制检测移动节点是否从一个网络移动到另一个网络，并检测它是否返回归属链

路。当移动节点移动到一个新的外埠链路时，代理发现机制也能帮助它发现合适

的外埠代理。

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（1）代理布告（agentadvertiment）

在所连接的网络上，归属代理和外埠代理定期广播“代理布告”消息，以宣告

自己的存在。代理布告消息是ICMP路由器布告消息的扩展，它包含路由器IP地

址和代理布告扩展信息。移动节点时刻监听代理布告消息，以判断自己是否漫游

出本地网络。若移动节点从自己的归属代理接收到一个代理布告消息，它就能推

断已返回归属，并直接向归属代理注册，否则移动节点将选择是保留当前的注册，

还是向新的外埠代理进行注册。

（2）代理请求（agentsolicitation）

拜访地代理周期性地发送代理布告消息，若移动节点争需获得代理信息，它

可发送一个ICMP“代理请求”消息。任何代理收到代理请求消息后，应立即发送。

代理请求与ICMP路由器请求消息格式相同，只是它要求将IP的TTL域置为1。

1.3注册

移动节点发现自己的网络接入点从一条链路切换到另一链路时，就要进行注

册。另外，由于注册信息有一定的生存时间，所以移动节点在没有发生移动时也

要注册。移动IP的注册功能是：移动节点可得到外埠链路上外埠代理的路由服

务；可将其转交地址通知归属代理；可使要过期的注册重新生效。另外，移动节

点在回到归属链路时，需要进行反注册。

注册的其它功能是：可同时注册多个转交地址，此时归属代理通过隧道，将

发往移动节点归属地址的数据包发往移动节点的每个转交地址；可在注销一个转

交地址的同时保留其它转交地址；在不知道归属代理的情况下，移动节点可通过

注册，动态获得归属代理地址。

移动IP的注册过程一般在代理发现机制完成之后进行。当移动节点发现已

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返回归属链路时，就向归属代理注册，并开始象固定节点或路由器那样通信，当

移动节点位于外埠链路时，能得到一个转交地址，并通过外埠代理向归属代理注

册这个地址。

移动IP的注册操作使用UDP数据报文，包括注册请求和注册应答两种消息。

移动结点通过这两种注册消息，向归属网络注册新的转发地址。

1.4隧道技术

隧道技术在移动IP中非常重要。移动IP使用IP的IP封装、最小封装和通用

路由封装（GRE）三种隧道技术。

（1）IP的IP封装

由RFC2003定义，用于将IPv4包放在另一个IPv4包的净荷部分。其过程非

常简单，只需把一个IP包放在一个新的IP包的净荷中。采用IP的IP封装的隧道

对穿过的数据包来说，犹如一条虚拟链路。移动IP要求归属代理和外埠代理实

现IP的IP封装，以实现从归属代理到转交地址的隧道。

（2）IP的最小封装

由RFC2004定义，是移动IP中的一种可选隧道方式。目的是减少实现隧道

所需的额外字节数，通过去掉IP的IP封装中内层IP报头和外层IP的报头的冗余

部分完成。与IP的IP封装相比，它可节省字节（一般8byte）。但当原始数据包

已经过分片时，最小封装就无能为力了。在隧道内的每台路由器上，由于原始包

的生存时间域值都会减小，以使归属代理在采用最小封装时，移动节点不可到达

的概率增大。

（3）由RFC1701定义，是移动IP采用的最后一种隧道技术。除了IP协议外，

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GRE还支持其它网络层协议，它允许一种协议的数据包封装在另一种协议数据包

的净荷中。在某些应用中，GRE防止递归封装的机制也非常有吸引力。

2移动IP在cdma2000中的应用

在3G移动通信中，cdma2000核心网可向移动用户提供基于简单IP的公网/

专网接入业务和基于移动IP的公网/专网接入业务。

当用户采用简单IP方式接入时，将会从业务接入提供商那里分配到一个动

态的IP地址。该用户

可在一定地理范围内的网络中，保持所分配的IP地址；当用户移动出上述地理

范围时，则不再保持该IP地址。

当用户采用移动IP方式接入时，可使用静态IP地址，也可使用动态IP地址，

这主要取决于其归属IP网络。在cdma2000网络范围内或其它网络范围内，用户

可任意移动，并能保持同一IP地址。在cdma2000系统中，移动IP应用的关键

在于要引入一个支持移动IP外埠代理（FA）功能的分组数据服务节点（PDSN）。

2.1基于移动IP的网络参考模型

基于移动IP的cdma2000分组核心网络包括分组控制功能（PCF）、分组数据

服务节点（PDSN）、认证受权和计费（AAA）以及归属代理（HA）。其中，PCF主

要用于建立、维护和终止链路层到PDSN的连接，与无线资源控制（RRC）共同

请求和管理无线资源，以便在移动台之间转发数据包。PDSN主要用于建立、维

护和终止链路层与移动台的PPP会话，执行对移动用户分组数据会话的认证、授

权和计费，将移动台的IP地址映射成唯一的链路层连接或标识，按照QoS要求

标记并处理数据包。PDSN还增加FA（外埠代理）功能，负责提供隧道出口，并

将数据解封装，发往移动台。AAA负责管理用户，包括用户权限、开通业务等信

息。目前AAA采用的主要协议为RADIUS，因此也可称做RADIUS服务器。HA负

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责将分组数据通过隧道技术发送给移动用户，并实现PDSN之间的宏移动管理。

PDSN通过R-P接口连至无线网络（RN）。移动终端与PDSN之间的链路层协议采

用PPP协议，网络层协议则采用IP。

2.2cdma2000中的移动IP技术

移动台通过空中接口连至具有PCF的基站。移动台经由PPP连至cdma网络

后，它与PDSN之间的链路层连接宣告建立。PPP连接初始化后，PDSN发送一条

代理广播消息到移动台，移动台产生移动IP注册请求；PDSN采用AAA协议，将

该请求消息发往HA，从归属代理返还的消息中，提取移动IP注册应答消息，并

将它发至移动台。

在同一PDSN内，RN之间的切换通过将先存的R-P链路转移到新的RN，并

终止与原RN的连接实现，，在不同PDSN之间切换时，业务信道将被转移到新的

RN，并在新RN与新PDSN之间，创建一个新的分组业务会话标识，关闭旧的PDSN

连接。通过会话标识，新PDSN识别出这是一个新的R-P链路，而不是原链路。

若系统支持移动IP的路由优化，则附带的更新消息将被发往相关主机，主机便

开始向新的PDSN传输数据包。

3移动IP协议的发展：IPv6

随着人们对移动通信业务的需求日益迫切，用户的入网注册、路由选择、安

全防护以及对移动用户的支持，已使IPv4协议的局限性暴露出来，并成为IPv6

产生和发展的必要趋势。

移动IPv6技术是在IPv4的基础上发展起来的。它定义了移动节点，通信节

点和归属代理三种操作实体。由于IPv6地址空间巨大，而且每台路由器都要求

实现路由器搜索，所以不再有外埠代理的概念。四种新的IPv6目的地选项包括

绑定更新、绑定认可、绑定请求和归属地址。为了实现“动态归属代理地址发现”

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机制，IPv6定义了两种ICMP消息类型：归属代理地址发现请求消息和归属代理

地址发现应答消息。另外还定义了两种“邻居发现”选项：宣告消息间隔和归属代

理信息选项。

在移动IPv6技术中，在与外埠链路连接的移动节点上，可同时采用隧道和

源路由技术传送数据包。另外，移动IPv6的高层功能也包括代理搜索、注册和

选路。

移动IPv6通过ICMPv6路由器搜索，确定它的转交地址。移动节点不仅将转

交地址告诉归属代理，而且还告诉各通信伙伴，以使它们发出的数据包可也移动

IPv6中一样路由，实现路由优化，而不全是三边路由。移动IPv6选路报头以及

AH、ESP等基于SKIP和基于ISAKMP/Oakley的穿越放火墙方案，不但简化到移动

节点的路由选择，还保证路由优化的安全性。

4结束语

因特网的迅猛发展远远超出人们的最初预想，快速地影响着人们的日常生

活。到2004年，每10人中会有4人使用移动电话上网冲浪。分组型的GPRS、

EDGE和cdma2000-1X都仅仅是通向全移动多媒体的第一步，WCDMA和

cdma2000-3X的3G移动网络将使数据传输速率提高到2Mb/s甚至更高。移动世

界正大步向全IP网络演进，因特网将被装入每个人的口袋之中