移動IPv6關鍵路由技術分析

　隨著Internet技術的迅猛發展，為滿足不斷增長的使用者需求，TCP/IP正從IPv4向下一代互連網協議IPv6逐步演化，作為網路層協議的移動IP將在IPv6中為網路節點提供更加完善的移動性支援。目前，IETF(Internet Engineering Task Force)移動工作群組將把制定移動IPv6標準作為移動IP工作群組議程的主要研究課題，並取得了一系列的進展。

1　移動IPv6的基本工作機制

　　移動IPv6是在繼承移動IPv4諸多優點的基礎上，利用IPv6協議族中增加的許多新特點而進行設計的。在移動Ipv6路由機制中沿用了許多移動IIPv4的基本概念，如繼續採用移動主機、家鄉代理、家鄉地址、轉交地址、家鄉鏈路和外地鏈路，但不再採用外地代理的概念。移動IPv6的路由技術在高層功能上基本與移動IPV4相似，都具有代理髮現、註冊、隧道技術和資料包選路等主要功能。移動IPv6基本工作流程如下：

　　(1)當移動主機連任家鄉鏈路上時，採用通常的IP定址機制對發往移動主機的資料包或由移動主機發出的資料包進行選路。

　　(2)移動主機採用IPv6版的路由器發現(Router Discovery)機制來判斷移動主機當前的位置和移動主機是否發生鏈路切換。

　　(3)當移動主機移動到外地鏈路時，通過採用移動IPv6定義的地址自動設定方法獲得外地鏈路的轉交地址。

　　(4)移動主機將最新轉交地址通知家鄉代理和相關的通訊節點。

　　(5)知道轉交地址的通訊節點直接將資料包發往移動主機，不知道轉交地址的其發送資料包的機制與移動IPV4路由機制相同，即將資料包先路由到家鄉代理，再經隧道轉寄至移動主機。

　　(6)當位於外地鏈路的移動主機發送資料包時，移動主機通過ICMPv6路由器發現機制獲得一台預設路由器，通過該路由器轉寄資料包至目的主機。

2　移動IPv6的關鍵路由技術

　　1.移動IPv6代理髮現

　　移動IPv6利用IPv6鄰節點搜尋功能中ICMPv6路由器發現機制，來完成以下主要功能：

　　*判定移動主機當前的位置，是位於家鄉鏈路還是外地鏈路；

　　*判定移動主機是否存在鏈路切換；

　　*移動主機移動至外地網路時獲得轉交地址。

　　在該路由器發現機制中定義了兩條報文：路由器請求和路由器廣播。在路由器廣播報文中包括IPv6前序、ICMPv6路由器廣播(固定部分)和首碼資訊可選項三大部分，從可選項的網路首碼域可以判斷移動主機當前位置和進行移動檢測。移動主機檢查接收到的廣播訊息中的網路首碼，如果與移動主機家鄉地址首碼相同，則移動主機串連在家鄉網路，此時應通知家鄉代理已返回家鄉鏈路；如果沒有一個網路首碼與移動主機的家鄉網路相同，則移動主機就一定連在外地鏈路上，此時移動主機從最近接收的廣播訊息中的剛絡首碼與先前收到的對比，來決定移動主機位置是否移動。

　　2.獲得轉交地址

　　由於移動IPv6中沒有外地代理的既念，所以移動主機只能採用配置轉交地址。移動主機可以通過兩種方法獲得轉交地址：被動地址自動設定和主動地址自動設定。通過ICMPv6路由器廣播報文中定義的M位元的取值來選擇採用哪種方法：

　　*M=0時，採用被動地址自動設定，通過DHCPv6和PPP的IPv6配置協議由伺服器向移動主機提供轉交地址；

　　*M=1時，採用主動地址自動設定，從ICMPv6路由器廣播報文中得到外地鏈路的網路首碼，再加上移動主機與外地鏈路的介面標記(48bit的物理地址或MAC地址)相連，形成自己的轉交地址。

　　移動主機可以同時擁有一個或多個轉交地址，但僅有一個轉交地址被註冊為“主轉交地址”。

　　3.綁定管理

　　移動主機的家鄉地址和轉交地址之間的關聯稱作移動主機的一個綁定(Binding)。在移動IPv6綁定管理機制中定義了三種訊息：“綁定更新”、“綁定認可”和“綁定請求”，都放在目的地可選前序(IPv6的一個擴充前序)中。這三種訊息用於移動主機和家鄉代理或通訊節點之間進行通訊，也能使通訊節點及時瞭解和緩衝與移動主機轉交地址之間的綁定。

　　當一個移動主機配置了一個新的轉交地址並決定要使用該地址作為它的主轉交地址時，移動主機通過發送給家鄉代理一個“綁定更新”訊息來註冊這個新的綁定。移動主機周期性地重發“綁定更新”訊息，直到家鄉代理髮回應答訊息。

　　通訊節點可以主動發送一個“綁定請求”訊息到移動主機，要求移動主機向它發送“綁定更新”訊息，以得到移動主機的當前轉交地址和緩衝最新綁定。以後通訊節點就可以利用移動主機的主轉交地址直接向移動主機發送資料包，而不必經過家鄉代理轉寄。

　　4.動態家鄉Proxy 位址發現

　　當移動主機向家鄉代理註冊“主轉交地址”時，它可能不知道家鄉鏈路上能夠具有家鄉代理功能的路由器的地址。或者當移動主機離開家鄉鏈路之後，原來的家鄉代理出現故障或路由器出現重新設定。為此，移動主機向家鄉網路發送“ICMP家鄉Proxy 位址發現請求”訊息，該資料包IP前序的源地址欄位中使用移動主機的轉交地址。在家鄉鏈路上接收到請求訊息的家鄉代理將返回“家鄉Proxy 位址發現應答”訊息，在訊息中給出自己的IP地址，另外也給出了家鄉鏈路上其他家鄉代理IP地址的列表。

　　移動主機在接收到“ICMP家鄉Proxy 位址發現應答”訊息之後，就向發送此訊息的家鄉代理源地址發送“綁定更新”以進行註冊；另外，由於移動主機能夠從應答訊息中得到家鄉鏈路上其他家鄉代理的地址，所以移動主機將按著家鄉代理的列表順序來發送“綁定更新”訊息。

　　如果家鄉鏈路上的某個家鄉代理上有一個合法的註冊，那麼移動主機在進行新的註冊時，必須首先對這個家鄉代理進行註冊更新。如果這個註冊過程失敗或被拒絕，那麼移動主機就要向家鄉鏈路上其他的家鄉代理進行註冊。如果移動主機不知道家鄉鏈路上其他家鄉代理的地址，那麼它將執行“動態家鄉Proxy 位址發現”機制。

　　5.資料包選路

　　(1)通訊節點向移動主機發送資料包。當通訊節點中緩衝移動主機轉交地址的綁定時，就可以利用IPv6選路前序中目的可選項直接將資料包發往移動主機。此時採用的是從源節點到移動主機的一條最佳化路徑。

　　當通訊節點不知道移動主機的轉交地址時，路由資料包的方法與移動IPv4相同，即家鄉代理截獲資料包，然後通過隧道技術發送到移動主機。

　　(2)移動主機向通訊節點發送資料包。所有的IPv6路由器都具有ICMPv6路由器發現功能。當移動主機位於外地鏈路時，可以從路由器廣播訊息中任選一台作為預設路由器，配置相應的路由表，所發出的資料包均通過該路由器選路。

　　網路中許多路由器都具有入口過濾規則的限制：不允許源地址不正確的資料包通過。當移動主機在外地發送資料包時，通常它將使用當前的轉交地址作為資料包前序中的源地址，按照傳統規則這些資料包將會被丟棄。而在移動IPv6定義了一個附加的IPv6目的地選項即“家鄉地址”選項，使採用轉交地址作為IPv6前序的源地址的資料包將正常通過。

3　移動IPv6對IPv6通訊節點和路由器的要求

　　作為IPv6協議棧的一部分，移動IPv6路由技術的實現對IPv6的通訊節點和路由器提出了一些特殊的要求：

　　1.對IPv6通訊節點的要求

　　每個IPv6節點在任何時刻都可能成為一個移動主機的通訊節點；每個IPv6節點必須能夠處理包含在IPv6資料包中目的地可選項即“家鄉地址”選項；每個IPv6節點應能處理接收到的“綁定更新”選項，並能返回“綁定應答”選項；每個IPv6節點應能進行綁定管理。

　　2.對IPv6路由器的要求

　　每個IPv6路由器都支援鄰節點搜尋功能，支援ICMPv6路由器發現機制；每個IPv6路由器應能夠以更快的速率發送“路由器廣播訊息”；在移動主機的家鄉鏈路上至少應該有一個路由器作為它的家鄉代理。

4　結束語

　　本文深入討論了移動IPv6的基本工作機制和關鍵路由技術。由此可見，移動IPv6的實現在汲取了移動IPv4的設計經驗和諸多優點的基礎上，利用了IPv6協議族中許多的新思想、新特徵，發展成為IPv6協議不可分割的一部分，從而為Internet提供了更加完善的移動性支援。移動IPv6路由技術的提出也為全IP網路建設提供新的思路和途徑，在IMT-2000標準中已明確規定，第三代移動通訊系統必須支援移動IPv6分組業務。這將促使IP技術和無線通訊技術在深層次上的融合，即在統一IP通訊網路平台上傳輸話音、資料、視頻、映像、訊息等綜合業務，真正實現話音和資料在業務上的融合，創造難以估量的產業機會和商業前景。

轉自http://www.net130.com/CMS/Pub/network/network_manage/22720.htm