【正文】 即從 CN 到 MN 的數(shù)據(jù)包需要經(jīng)過 HA 的轉(zhuǎn)發(fā) ， 由此可以看出其經(jīng)過的路徑不是最佳路由 ， 顯然路由效率低下 。 畢業(yè)院校： 中國人民解放軍 西安通信學(xué)院 第 2 頁 202118 z 隧道 圖 1 MN CH Inter FA HA 移動 IP原理圖 位置存儲方案 如果采用位置存儲方案 ， 則不需要 HA 和 FA， 只需將 MH的初始位置信息保存在 HA 的位置 存儲器 （ LM： Location Memory） 中 。 同時 MH 把它在 FA 處獲得的 CoA 直接通過 HA 的 LM進(jìn)行注冊 。這樣 ， 如果 CN 向 MN 發(fā)送數(shù)據(jù)包 ， 那么它可以直接在 HA 的 LM 中獲得 MN 的 CoA， 從而可以達(dá)到 CN 與 MN 直接通信的目的 。 但是實現(xiàn)該方案需要兩個前提 ：（ 1） CN 必須具有查找 LM 的功能 ， 而這就必須對 CN 的通信軟件協(xié)議進(jìn)行針對性的改進(jìn) ；（ 2） 如果 LM 不在本地網(wǎng)絡(luò) ，那么這就要求 CN 必須首先對 LM 的當(dāng)前位置進(jìn)行查詢 ， 顯然這使得該方案的問題更為突出 ，實現(xiàn)起來更加困難 。 信 息綁定方案 信息綁定方案要求 CN 必須具有一個綁定的信息表 ， 也就是要把 MN 的 CoA 和 HA 進(jìn)行綁定 。這樣 CN 就可以通過隧道直接將數(shù)據(jù)包發(fā)送到 MN 的 CoA， 而不用經(jīng)過 MH 的本地網(wǎng)絡(luò) ， 也不用通過 HA 轉(zhuǎn)發(fā) 。 如果 CN 沒有 MN 的相應(yīng)綁定信息 ， 那么它將按照一般路由機制首先將數(shù)據(jù)包發(fā)往 HA， HA 再將收到的數(shù)據(jù)包通過隧道轉(zhuǎn)發(fā)到 MN 的 CoA， 并同時將 MN 的 CoA 的相關(guān)信息告知 CN。 CN 可以通過收到的信息對 MN 的綁定信息進(jìn)行保存 ， 從而獲得 MN 的 CoA。 路由優(yōu)化方案在技術(shù)上應(yīng) 該滿足 ： CH 到 MH 方向的分組采用直接路由；用來傳輸數(shù)據(jù)和信令信息而產(chǎn)生的負(fù)荷盡量?。? MN 在網(wǎng)絡(luò)中切換時產(chǎn)生分組丟失盡量少。除了在技術(shù)上優(yōu)化，路由優(yōu)化方案還應(yīng)該具有可行性，在 CH 不應(yīng)對操作系統(tǒng)做太大的改動，并且與 畢業(yè)院校： 中國人民解放軍 西安通信學(xué)院 第 3 頁 202118 上層協(xié)議包括 TCP/IP 可以共存。 移動 IPv4 中的路由優(yōu)化（ ROMIPv4） ROMIPv4中 [3]，定義了四種類型消息用于管理移動節(jié)點的綁定信息：綁定警告消息、綁定請求消息、綁定更新消息和綁定確認(rèn)消息。在 ROMIPv4中， CH含有 MN的綁定緩存，即根據(jù)綁定緩存 圖 311 通信節(jié)點 (CH) 歸屬地 (HA) 外地代理（ FA） 因特網(wǎng) 移動節(jié)點 (MN) MIPV4與 ROMIPV4路由示意圖 D分組的目的地址， S分組的源地址， d封裝報文的目的地址， s封裝報文的源地址， CH通信節(jié)點， HA歸屬代理， FA外地代理， CoA轉(zhuǎn)交地址 知曉 MN 在網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渲袑嶋H的位置（ CoA）， CH 封裝其發(fā)往 MH 的分組。根據(jù)分組s=HA d=CoA S=CH D=MH 凈荷 s=HA d=CoA S=CH D=MH 凈荷 S=CH D=MH 凈荷 畢業(yè)院校： 中國人民解放軍 西安通信學(xué)院 第 4 頁 202118 后分組頭部的目的地址（即 CoA），路由器將分組直接發(fā)往 MN 而不經(jīng)過 HA。另外， MN在網(wǎng)絡(luò)中從一個外地子網(wǎng)漫游到另外一個子網(wǎng)時，舊的外地代理如果具有 MH的綁定緩存，也可以將收到的分組轉(zhuǎn)發(fā)給 MH，這樣就減少了移動節(jié)點漫游時造成的分組丟失，實現(xiàn)了軟切換。另外，在傳輸層， MH始終采用歸屬地址作為通信地址，所以實現(xiàn)了移動的透明性。圖 1 為 MIPv4 示意圖。在 ROMIPv4中，每個分組經(jīng)過封裝后，都增加了 20個字節(jié)的負(fù)荷 [4] ，消耗了更多的鏈路帶寬；在 CH 和 MH中對分組分別進(jìn)行封裝和解封裝處理，產(chǎn)生一定的延遲； CH 時通過 HA 發(fā)送綁定更新消息使其更新綁定緩存， HA一旦出現(xiàn)故障，整個通信就會被迫中斷；用于移動性管理的信令信息都是采用控制分組（ CPU）分組，增加了整個網(wǎng)絡(luò)的負(fù)荷。另外，要實現(xiàn) ROMIPv4， CH必須支持移動 IP，并且能夠處理綁定更新消息，且具有封裝功能。 反向路由（ Reverse Routing） 反向路由協(xié)議與 MIPv4[5]一樣支持主機的移動性 [6]，而且與 ROMIPv4相比較，以更簡單的形式實現(xiàn)了優(yōu)化。當(dāng) MH 漫游到外地網(wǎng)絡(luò)時，向 CH 發(fā)送注冊消息（含有 MH 的歸屬地址和轉(zhuǎn)換地址信息），此消息到達(dá) CH 所屬的子網(wǎng)時，被此子網(wǎng)的路由器截獲，更新其路由表，刪除注冊消息。當(dāng)從 CH 發(fā)出的以 MH 歸屬地址為目的的分組到達(dá)路由器時，路由器根據(jù)針對 MH 的入口改變 IP 分組的目的地址為移動節(jié)點的轉(zhuǎn)換地址， 之后將分組路由到MH。實現(xiàn)了路由優(yōu)化。這里需要說明的是，實現(xiàn)此功能的路由器列表中，移動節(jié)點的入口格式修改為：（目的地址，下一跳路由器，出口，轉(zhuǎn)換地址），而且，“下一跳路由器”與“出口”是與“轉(zhuǎn)換地址”相關(guān)聯(lián)，而不再是與“目的地址”相關(guān)聯(lián)。圖 2 是反向路由中路由器對分組進(jìn)行地址交換處 理的示意圖。 圖 321 地 CH MN 凈荷 址 CH CoA 凈荷 交 CH CoA 凈荷 換 圖二 反向路由中的地址交換 可以看出，反向路由方案實現(xiàn)起來比較簡單，只需增加 CH所屬子網(wǎng)出口的路由器功能；處理移動節(jié)點注冊消息、更新路由表和地址轉(zhuǎn)換即可；對分組處理上不需要封裝和解封裝，減CH 畢業(yè)院校： 中國人民解放軍 西安通信學(xué)院 第 5 頁 202118 少了分組處理時間；實現(xiàn)了操作上的透明性。不難看出，當(dāng) MH 從一個網(wǎng)絡(luò)漫游到令外一個網(wǎng)絡(luò)時，發(fā)往 MH 舊的轉(zhuǎn)交地址的分組無法再被 MH 接收，造成分組丟失，無法實現(xiàn)軟切換。所以，此方案只適合允許少量分組丟失的應(yīng)用，而且不適合 MH 在網(wǎng)絡(luò)中頻繁切換。 MIPV6方案 一般方案 IPV6 協(xié)議本身就支持移動 IP 路由優(yōu)化 [7]。作為更高版本的 IP 協(xié)議， IPV6 與 IPV4的區(qū)別之一就是分組頭部中減少了不經(jīng)常用的域，將某些域移到擴(kuò)展頭部。 IP V6 對分組頭部擴(kuò)展進(jìn)行了嚴(yán)格的定義。 MIPV6 的這些特點，其中與路由有關(guān)的擴(kuò)展頭部包括 。[1]目的選項頭部 此頭部包含僅被分組的最終目的端和路由頭部列出的中間目的端所檢查的選項。在 MIPV6中，目的選項包括：綁定更新選項、綁定確認(rèn)選項、綁定請求選項以及歸屬地址選項。 [2]路由頭部 類似于 IPV4 中松 /嚴(yán) [8]源路由選項和記錄路由選項。在 MIPV6 中，路由頭部列出了分組必須經(jīng)由的路由器（中間目的地），以及分組到達(dá)的最終目的端。含路 由頭部的分組必須經(jīng)由列表中的中間目的地到達(dá)最終目的地。分組在路由頭部中列出中間目的地，相鄰倆個中間目的地之間采用網(wǎng)絡(luò)前綴的路由方法。 分組的歸屬地址選項和路由頭部實現(xiàn)了移動的透明性和路由優(yōu)化。 CH 只需要了解歸屬地址選項。在從 CH 到 MH 方向上分組發(fā)送的時候，第一個分組可能會出現(xiàn)三角路由。 CH在發(fā)送第一個分組時，如不了解移動節(jié)點的轉(zhuǎn)交地址，則按普通的 MIPV4路由方案首先將分組發(fā)到 HA,再由其 封裝路由到 MH。 MH 接收到分組時，發(fā)送綁定更新消息到封裝分組的源（ MH），使其更新綁定，根據(jù)此綁定， CH將轉(zhuǎn)交地址作為唯一的中間目的地址，將歸屬地址作為最終目的地址。這樣，之后的分組就可以通過利用路由頭直接路由到移動節(jié)的源地址點。在 MH 到 CH方向上，發(fā)送的分組在傳輸層上以 MH的歸屬地址作為分組的源地址，在網(wǎng)絡(luò)層，將 MH 的轉(zhuǎn)交地址作為分組的源地址，在分組中增加歸屬地址選項攜帶其歸屬地址信息。當(dāng)分組到達(dá) MH 時，對分組進(jìn)行處理，將源地址恢復(fù)為歸屬地址傳給網(wǎng)絡(luò)層以上的協(xié)議。這樣就實現(xiàn)了移動的透明性。 MH 在 網(wǎng)絡(luò)中切換時，發(fā)送 MH 的分組會丟失，MIPV6 本身并不支持移動節(jié)點在網(wǎng)絡(luò)中的軟切換，文 [9]作為 MIPV6 的擴(kuò)展，提出了實現(xiàn)移動節(jié)點軟切換的方案，文 [10]中定義了一種緩沖機制來減小分組在移動節(jié)點切換時丟失的可能性。 MIPV6 中的路由優(yōu)化充分利用了 IPV6 的擴(kuò)展頭部，而且用于移動性管理的消息可以 畢業(yè)院校： 中國人民解放軍 西安通信學(xué)院 第 6 頁 202118 在分組的擴(kuò)展頭部中捎帶（在通信節(jié)點之間由分組發(fā)送的情況下），不需要占用額外的網(wǎng)絡(luò)資源。而且 IPV6 規(guī)定，只有那些在目的地址（包括中間目的地址和最終目的地址）出現(xiàn)的節(jié)點才可以檢查路由頭部。所以在從通信節(jié)點到移動節(jié)點的 分組中的路由頭部不會被途徑的任何路由器檢查。根據(jù)上述，在 MIP V6 中，只有移動節(jié)點檢查分組的路由頭部。所以，分組在途中并不需要路由器的特殊處理。這樣就減少了分組在中間路由器中的滯留時間。在整個通信過程中只需要 HA 短時的功能支持，不會在移動節(jié)點的歸屬網(wǎng)絡(luò)造成擁塞，或因 HA 的故障而使通信中斷。隨著網(wǎng)絡(luò)中移動節(jié)點的增多， MIPV6 的這些較 ROMIPV4 沒有的優(yōu)勢會更加明顯。 IETF提出了分層移動 IPv6 （ Hierarchical Mobile IPv6，簡稱 HMIPv6），把鄰近的 IPv6網(wǎng)絡(luò)劃分為不同的 域，每一個域由一個或多個移動錨點（ Mobility Anchor Point，MAP） 來管理， 當(dāng) MN頻繁切換時， 使綁定更新（ Binding Update， BU）處理局部化，可減少網(wǎng)絡(luò)開銷。但 是當(dāng) MN增多時， 需要在移動 IPv6的協(xié)助下解決因 MN 改變 IP地址的問題，而不會造成連接中斷，且未來無線 設(shè)備的使用數(shù)量將呈級數(shù)增長。 當(dāng)這些無線設(shè)備移動 到其他域后，在現(xiàn)行的移動 IPv6中的家鄉(xiāng)代理（ HA）就 需要協(xié)助維持 Correspondent Nodes （ CNs） 及 Mobile Nodes（ MNs）之間大量數(shù)據(jù)的傳輸，這會造成 HA相當(dāng)大 的額外負(fù)擔(dān)。 因此，我們提出了 HPROM模型來改善由 HA及早主動告知 CN， 讓 CN知道 MN的 Care of Address（ CoA），由 CN直接向 MN的 CoA傳送信息，以減少借助 HA的 tunneling處理， 這樣就能減輕 HA的 tunneling負(fù) 擔(dān)。 也就是說， 我們所設(shè)計的 HPROM主要讓 HA發(fā)送 “ ICMP Mobile Node Handoff Message”給 CN，讓 CN提前 知道 MN已不在其 Home Network里， 如果 CN要傳送數(shù) 據(jù)給 MN，可以直接傳送給 MN 所在地新的 CoA。 為了檢 驗 HPROM的性能，我們使用了 Network Simulator2[1] 來 模擬 HPROM的運行， 并設(shè)計出兩個實驗來比較 HA上 的 HPROM與移動 IPv6Route Optimization[2] 的性能，從 其模擬結(jié)果中可以看出 HPROM能改善 HA的性能。 分層移動 IPv6 在 HMIPv6網(wǎng)絡(luò)中， 一個 MN配置了兩個轉(zhuǎn)交地址（ Care of Address，簡稱為 CoA），即區(qū)域轉(zhuǎn)交地址 （ RCoA）和鏈路轉(zhuǎn)交地址（ LCoA）。 移 動到外地域的 MN 通過 RCoA 與 CN和 HA 進(jìn)行通信， 接收所有的報 文，然后通過隧道傳送給 MN。 如果 MN只是在域內(nèi)改 變了地址，只要向 MAP注冊新的地址，而 RCoA 不需 要改變，這樣 MN