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隨著移動通信技術的發展,任何移動節點都可以與IP核心網進行無縫的連接,從而形成無線網絡。就目前來看,數據連接的方法多種多樣,如:WLAN、藍牙和GSM等。其中在移動無線網絡中的實現過程中,移動IP技術最為關鍵。移動IP一般包括移動節點、歸屬和外埠,其中歸屬和外埠又稱為本地與外地,統稱為移動。移動節點(mobilenode)指的是在移動環境下工作的一些安有移動信息接收和無線網卡的計算機通訊設備,由此這些設備具備了移動通訊和無線通訊的功能。簡單點的說,就是這些設備具有了長久IP地址的移動終端。歸屬(homeagent)又稱作本地,也就是說這是在本地鏈路上的路由器。同理,外埠(foreignagent)又稱外地,就是在外部鏈路上的路由器。移動IP的原理如下:首先移動節點歸屬是信息的入口,相比較而言,外埠就是信息的出口。一般先經過歸屬進行數據包的封裝,然后傳達給外埠。當外埠接收到數據包之后,進行數據的解開并將其傳遞給移動節點。一般來說,數據包在隧道內時,路由環會將它重新放回到隧道的入口處。由此,需要在數據包上加封IP的報頭。一旦歸屬將廣播包傳遞到了移動節點那里,就需要對其進行重新封裝。值得注意的是,歸屬向移動節點進行傳送時的本地地址是里層隧道,相反的,歸屬往移動節點轉交時的地址是外層隧道。當解封的IP報頭獲得得到了數據之后,就會報告移動節點,綜上,這就是節點向移動節點發送數據的全過程。
2移動通訊中移動IP節點技術的實現
2.1移動IP節點的關鍵技術
在移動通訊中,移動IP節點技術實現的需要依靠的技術有很多,其中關鍵的技術就是隧道技術(Tunneling)。隧道技術的種類包括IP的IP封裝、IP的最小封裝和通用路由封裝。RFC2004是這樣定義IP的最小封裝的:IP的最小封裝是一種可以選擇的隧道,其主要目的是為了能夠減少實現隧道所需要的額外字節數,這個過程需要去掉IP的IP封裝中的內層IP報頭和外層IP的報頭的冗余部分才能實現。
2.2移動IP節點的工作過程
通常情況下,移動IP的工作過程分為三個階段:發現、注冊和數據包傳送。在發現階段主要是由本地和外地進行周期性地廣播消息,這樣鏈路上的所有節點才能夠接收到這個消息,并對其進行檢查且決定它的連接方式是本地鏈路還是漫游鏈路。一般情況下,如果是漫游鏈路,移動節點就可以從廣播消息中得到需要轉交的地址。與此同時,移動節點依據IP報頭來由此判斷自己所處的位置,如果原IP地址的網絡前綴和移動節點的本地地址的網絡前綴相同,那么就可以確定移動節點處于本地鏈路上。由此,移動節點可以根據從廣播消息中得到ICMP路由器廣播部分的生存區域,并由這個階段去通知移動節點從同一個處接收到一個廣播的平均時間。
2.3移動IP節點的工作方式
移動IP節點主要有5個方面的基本工作方式,包括搜索、注冊、注銷、接受和發送數據包,接下來將對這五個方面進行詳細的分析。
2.2.1搜索
搜索是指在保證移動節點能夠正常運作的前提下,采用搜索的方式進行移動節點的尋找,從而能夠得出自己所在的位置。移動IP節點在這個過程中完成三個功能:首先是分析出自己當前的位置是位于本地鏈路上還是外地鏈路上;其次,檢查自己是否已經切換到了鏈路上;最后,如果自己已經位于外地鏈路上了,就可以獲取外地鏈路上的轉交地址。一般來說,在這個過程中需要由搜索完成兩條簡單的消息,分別是廣播消息和請求消息。通常,本地會通過廣播消息來進行移動節點功能的宣布,即當節點處于鏈路上時,才能夠成為本地的服務器,從而廣播消息,確定鏈路是否存在。這時就會出現兩種結果,當存在,移動節點就可以在廣播消息時獲得本地服務器的地址,相反的,當移動節點不能夠廣播消息時,才可以發送請求消息。由于請求消息希望能夠發送廣播消息,在一定的時間內,移動節點就會通過轉換鏈路來發送廣播。由此,這種請求消息的選擇是十分必要的。
2.2.2注冊、注銷制度
當完成搜索過程之后,才可以進行移動IP的注冊。這時,雖然移動節點已經明確了自己的位置,但是注冊是一個必不可少的環節。一般來說,注冊的時間比較長,移動節點卻不能移動自己的位置,而且當注冊過期時,移動節點需要重新進行注冊。注冊的過程是要先將從外地鏈路上獲得的轉交地址移交給歸屬,使得過期的注冊重新生效,然后等到重新回到本地鏈路上時,就可以進行注銷操作了。
2.2.3傳遞數據包的選路
一般數據包的選路是要根據移動節點的位置來進行開展的,這也是移動IP內重要的技術之一。首先要分析以下兩種情形,即移動節點處于外地鏈路上和移動節點處于本地鏈路上。如果移動節點位于外地鏈路中,那么就應該選擇配置轉交和轉交地址。相對的,如果移動節點獲得了外地鏈路內的轉交地址,就可以把這個地址報告給歸屬。這樣,外地鏈路上的移動節點就會進行數據包的發送和數據包的接收這兩大內容。
作者:賈曉濛單位:渤海大學