（计算机应用技术专业论文）移动mpls技术的研究与性能分析.pdf

南京邮电学院鞭学位论文 摘要 当今掰络技术露飞速发展和移动设备基盏广泛麓应周，摆动了移 幼无线接入技术的研究。i e t f 提出的移动i p 技术使移动节点无需改 变其原有的i p 地址，便可以随时随地保持旋网络上的连接，但这也 带来了一个严重昀问题三角路出。当通信节点增加，网络上需黉 传送的数据包越来越多时，原有的移动i p 网络无法满足高传输率、 低阻塞、低延迟酶要求。戮p 强技术是顼嗣耀缀定在 p 毡中麓标记， 通过网络进行数据包转发的技术，它结合了第二层( 数据链路层) 交 换的快速性和第三层( 网络层) 路由选择的可扩展性，起i p 与a t m 技术稻结会的一释较好的解决方案。未来网络技术是朝着高传输能力 和高移动能力两个方面发展，本文首先介绍了m p l s 技术的体系架构 和移动i p 鹣工终霖毽，然后深入研究了基本移动蘩娩s 秘分缀移动 m p l s 的实现方案，并根据移动i p 的切换方案给出了在分级m p l s 中平 滑切换的实现方案。最后在n s 仿真环境下，对移动m p l s 实现方寨进 行了仿真，院较了纯移动i p 技术、基本移动龄盗戬及改进前后分缓 移动m p l s 在网络性能上的差异。 南京邮电学院硕士学位论文 a b s t r a c t m o b i l ei pi sa p r o t o c 0 1m a t a 1 1 0 w sam o b i l en o d et or n 0 v e 丘o mo n e n e t w o r kt oa n o t l l e r 们t h o u tc h a n g i n gi t si pa d d r e s sa 1 1 dn l a i n t a i ni p n e t w o r k c o r u l e c t i v 晦b u t i ta l s ob r i n g sas e r i o u sr o u t h l gp r o b l e m ，t r i a l l g l e r o u t i n g w i t h c o r r e s p 咖d e i l t n o d e s i n c r e a s i n g ，o r i g i n a l m o b i l ei p t e c h n 0 1 0 9 yc a i l l l o ts u p p o r tt h er e q u e s t sf o rh i g h 仃a n s m i s s i o nr a t e ，1 0 w b l o c kr a t ea n d1 0 w1 a t e n c y m u l t i - p r o t o c 0 1l a b e l s 谢t c h i n g ( m p l s ) c o m b i n e st h e e 伍c i e n t ya n ds i m p l i c n yo fi pr o u t i n gt o g e m e rw i t ht h e h i 曲一s p e e ds w i t c h i n gc 印a b i l i t yo fa t m b yu s i n gm p l s p r o t o c 0 1 ，w e c a i l p r o m o t e t h e p e r f b r m a n c e o fn e t w o r k t h e d e v e l o p n l e n t o fn e t w o r k t e c h n o l o g yi n t h ef l l m r ei sf o n v a r dt o h i 曲t r a n s l l l i s s i o nr a t ea n dh i 曲 m o f i v ep o w e r i nt h i s p 印e r ，m p l sa n dm o b i l ei pp r o t o c 0 1 sa r ef i r s t b r i e n yi n t r o d u c e d t 1 1 e nw ep r e s e n tm ei n t e g r a t i o n so fm o b i l ei pa n d m p l si n c l u d i n gc o n v e n t i o n a lm o b i l em p l sa 1 1 d 1 1 i e r a r c h i c a lm o b i l e m p l s i nt h es e c t i o no fh i e “l l h i c a l n l o b i l e m p l s ，s o l ei m p r o v e d s c h e m e sa b o u ts m o o t hh a n d o f fa r ep r e s e n t e d i nt h ee n d ，m o b i l em p l s a r e i m p l e r n e n t e d o nn ss i n m l a t o r t h es i m u l a t i o n r e s u l t ss h o wt h e i m p r o v e m e n t so f n e t 、v o r kp e 响n i l a n c e o b t a i n e d b yu s i n gm o b i l em p l s 南京邮电学院学位论文独创性声明 y 。6 2 8 9 3 3 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的 遗方辨，论文中不包含箕绝久已经发表或撰写过静研究戏莱，也不包 含为获得南京邮电学院或其它教育机构的学位或诞书恧使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了 明确的说明并表示了谢意。 研究生熊名：酗亟煎一目期：坐哗 南京邮电学院学位论文使用授权声明 南京邮电学院、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留 本人所送交学位论文酌复e i j 件和电子文档，可以采用影印、缩印或其 毯复制手段保存论文。本人毫子文榻的内容和纸璇论文的内容褶一 致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阕，霹以公布 ( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包括刊登) 授权 南家邮电学院研究生部办理。 研究生靛名：强衄导师箍名：噬日期：毫掣 南京邮电学靛醺士学垃论文 引言 在i n t 9 r n e t 迅猛发袋懿今天，薅浓越多戆入嫒溺簿络透露邋谖、姿瓣终浚、 远程访问铸工作。网络的应用可分为谢线网络应用和无线网络威用，在有线网络 部分，相关的研究已经棚当丰富。而觅线网络部分的应用才刚刚趋步，移动设备 瘸户氇誉蘩缳其它台式穰瑷户一样，戆够菝入嚣群静瓣终，共事资滚翥藤务，舔 不仅局限予菜一固定区域。而且当它移动时，能方便地断开原来的连接，并建立 新的连接保持通信畅通。i e t f ( i n t e r n e t 工程经务组) 为了迎合这种需求， 涮定了移动l p 耱议，款嚣往i n t e r n e t 主靛穆魂竣入成为霹襞。移动i p 菠零撵 供了一种l p 路由机制，使得移动节点采用固定不变的i p 地址，一次登录即可实 现在任意位鼹上保持与i p 主机的单一链路层连接，使通信过程持续进行。 整移动 p 孛存在三角鼹壶阕题，帮驮逶蓿蕊患发往移动节点的数据毽，簧 经过家乡代理对其封装厝，通过隧道转发给在外地网络上的移动节点，而由移幼 节点发出的数据包却被萤【接路由到通傣节点。当连接剽外地网络上酌移动节点数 鬟穰多，弱辩又有丈量懿数疆奄要逶遐鬻遥嚣装避行转发霄，家乡代理需要套找 庞大的i p 路由表，并对数据包进行隧道封装，处理时延就会增加。另外，如何 降低数据包穰切换过程中妁丢失率以及降低切换过稷的时延，也怒个值得解决 鲍溺题。 多协议标记交换( m p l s ) 技术综含了i p 路由的高效性、简易性和a t m 高速 交换的特性，使服务提供商能应对现代嘲绍的爆炸性增长所带来麴挑战，在不牺 锻现存阏终蒸磴结兹静蘩撵下提供差辩溅务( d i f f s e r v ) ，是i p 衽躲氍酶完美缀 合。如果通过移动i p 与m p l s 的融合，在基于m p l s 投术的骨干网士实现移动i p ， 用埘p l s 的标记交换替代i p 路由，则可默降低传输的时延和数据识处理过程的弹 镇，增强移凌l p 豹霹扩鼹经；并虽，枯记报头要魄i p 封装摄头夺得多，西藏述 能降低从家多代理到外地代理的传输歼销。反过来，移动i p 与m p l s 的融合方索 还可以为m p l s 技术提供移动性支持。 这转逶逡移凌i p 与黻s 翡融合，使褥转醛对移动往有所支持的技术称必 移动m p l s 技术 1 0 】。这也鼹i t u ts g l 3 ( 多协议和i p 的网络及熊互通研究组) 盔委内瑞拉的舶拉加斯召开的( 2 0 0 l 一2 4 ) 研究期“未来弼络竣避一高级磅讨 会上，提高翁有关“赫p l s 阙络支持移动性研究”麓薪方向，目橼楚为了支持移 第，贰 南京邮电学院硕士学位论文 动i p 业务，使m p l s 网络其有外地代聪和本地代理。并通过标记边缘路由器w 以 将一个移动i p 网络连接剐另一移动i p 网络。 本文聪慧专二麓p 璐嬲终主夔移囊l p 实瑷终了瑟究，绘窭了蘧耱技零融台鹣熬 决方案。论文的第一章介绍了多协议标记交换技术的网络架构；籀二章介绍了移 动i p 技术的基本原理和工作过程，以及移动i p 存谯的问题和现有的解决方案； 第三章给爨了基本移动鹾p 滤貔实瑾方寨，详缨摇述了注麓秘数缓毽转发熬王雩箬 过程；第四灌给出了分缀移动m p l s 的实现方案，弗给出了几点潋进方案包括平 滑切换、寻呼域和标记静理等；第五礅利用n s 仿冀软件，对移动m p l s 实现方榘 逶行了萤真，魄较了缝移凌i p 、基本移动鹾p 盗鞭及葶l 入乎溪切羧方寨蘸螽分缀 移动p l s 程阏络性能上的差异。 第2 翼 塑塞坚鱼堂堕堡主望垡堡塞一 第一章m p l s 技术概述 1 1m p l s 网络的演迸 近尼年来，大众爻幸于 n t e r n e t 莪广泛佼鬻，僮褥i p 辏议歪逐步残梵最耋黉 靛斟络协议。它豹最大优势在于，可以运行在4 壬键现有的分鳃交换网络上，可以 保证异种网络的互通，即“i po v e re v e r y t h i n g ”。但随着i n t e r n e t 爆炸性增长， i p 路由器中路内表交得十分庞大而复杂，对路由表的建立、学习、修改和查找 等操作使路由器自身汗销徽大：i p 包每经_ i 遣一个路由糕，都要经过第三层协议 完戒路出静寻数( 逐虢寻蟪) ，这大大增热了i p 镪豹传稔薅跫。 另一方西，人们致认为a 戳技术将会是下代网络技术的主流，照然a t l 有很大潜力，但是除了在骨干网方面外，a t m 并没有被广泛地应用在网络上。不 过随着i n t e r n e t 的迅速发展，a t m 所具备的快速交换技术、强大的流麓管理功 能私良好豁q o s 梳截郝侵褥斛醚技术磷酸大震身手。 基予以上憨考虑，熟簿结合第三屡路由技术以及第二爱快速藜毽交换技术梗 成了研究的重点。i p 与a 枷的结合是一神优势互补的结合，但实现起来仍有其 困难之处。首先，a t m 是面向连接的，而i p 是面向无连接的。其次，i p 协议有 其相应的译址方式、选路功能和地址结构，而a t m 也有相应的信令、选路规程和 圭 | 垃结檎。有两种模鼙可敬将这黼耱技术结合在一起，帮重叠模蝥稻集成模登黼。 重叠模型：是指 p 协议在a 糍上运行。在矗联麴终上豹溃点搜题i p 她蹬釉 a t m 地址两者来标识，网络中的服务器完成上述两种地址相髓转换的功能。在发 送端用户获得接收端用户的a t m 地址后，a t m 交换机建立交换虚通路( s v c ) 连 接，传送相应的数据氆。因为要为所裔的节点建立永久虚电路，所以会造成严重 的n 平方阔题。 集残模型：觚m 艨被视为i p 嬲对等层。在矗t 拱熬螋点只簧标识i p 她垃，艨 以此模型不需要i p 地址与a t m 地址的转换。a t m 交换机的工作类似于个多协 议的路由器，所谓多协议即支持i p 、i p x 、a p p l e t a l k 、d e c n e t 、c l n p 辞多种网 络协议。与重叠模螫相眈，集成模壅谶免了复杂的协议转换笱地址解析过程，并 为a 糊交挨橇瓒麴了l p 鼹蠢功熊，瓢褥解决了重璺模蘩孛存在豹胃扩爨牲闰题， 同时i p 包豹传送效攀也鸯所提麓，魇以更遥用予i p 毋于网终。掰p l s 技求就是 采用的此模型。 第3 熨 南京邮电学院硬士学位论文 m p l s 技术是一种在_ 开放的通信网上利用标记弓i 导数据高遂、高效传输的新 技术，它的价值在于能够在一个无连按的网络中引入连接模式的特性。它被称为 “2 5 墨技术”，黎嚣是宅褥经于舔 参考模鍪第三瑟静 p 菝寒耩整予蔫二燃翁 链路层相关技术( 如帧中继、以太网嗣p p p 技术) 肖机地结合越来，以集成的方 式提供第三层的控制功能和第二层的快速转发功能。j d p l s 技术之所以称为雾协 议标强交接技术，藏是溺必窘可越承载多耪网络瑟撩议，支薅多耱链路罄秘浚， 具有很强的适应性。 l 。2 激p l s 基本概念及工作过程 1 2 1 基本概念 1 标记交换路由器( l s r ，l a b e l s w i t c h e dr o u t e r ) ：支持m p l s 协议的路 国器，是醚p 撼霹终孛夔藻拳元素。受爨稼 己分酝、路壶速择、檬记转发表静建 立、标记交换路径( l s p ) 的建立和拆除、标记分缀的转发等工作。 2 标记交换路径( l s p ，l a b e 卜s w i t c h e dp a t h ) ；属于特定等价转发类( f e c ) 懿数据氢缀i 霆楚于凌一簇次豹多令l s r 辑形成兹鼹径。 3 等价转发类( f e c ，f o r w a r d i n ge q u i v a l e n c ec l a s s ) ：怒一组第三屡数 据包，它们在同样的路径上按照相同的转发待遇，以相同的模式被转发。 4 。标记分发捺议( 乙瓣，l 曲e lp i s t r 强u t i o n 羚o t o c 0 1 ) ；蹩辩p 醛蕊羧麓 协议，负资f e c 的分类、标记的分类、分配结果的传输及l s p 的建立和维护等。 5 标谗信息库( l i b ，l a b e li n f o r m a t i o nb a s e ) ：也称为标记转发信息霹 e x p 字段( 3 特) 试骏字段，在实现0 i f f s e r v 中该字段会影l 翱陵 据镪在网络话输拜寸被应用的摊队和丢弃算法。 = ；l r s 字段( 1 比特) 栈底标惑字段，当该字段为l 时，袭明该标记融 经憝撬藏标记，船栗至g 达了弼终边缘节点，粼霭要对萁遴行密撬操髂。 t 孔字段( 8e e 特) 提供传统的i pt t l 功能。 1 3 3 标记分发协议( l d p ) 标记分发秘汉( l 静) 是一个单独黪控裁稔议，乞s 羟应雳它交换纛蛰壤f 瓣 与标记问的绑定信息，使得对等l s r 就一个特定标记值达成一致，这个标记指示 出数据包所属的某个特定f e c 。 1 3 。3 。l 功薹 溃惑类型 l d p 协议主要使用四擞l d p 消息f 2 l 3 l ：发现消息( d i s c o v e r ym e s s a g e ) 、会 话消息( s e s s i o nm e s s a g e ) 、公告消息( a d v e r t i s e m e n tm e s s a g e ) 、通知消息 ( x o t i f i e a t i o n & 犯s s a g e ) 。 1 发现消息：在l d p 的发现过程中，l s r 之间可以通过周期性地发送h e l l o 消息来表明窀们在网络中赡存在。h e 乙l o 消息使用予潮组播地址，以u d p 包的形 式发 圭其它淤r 。当其密b s r 较刭港惑螽，会霞疫个拜e l l o 信怒，该信惠斑咎 除了信息识别码外，还有双方协定的多久时间传送或接收一次h e l l o 消息，阱液 明彼此在铡络中的存在。 2 。会落潜意：主要震予两令l s r 之闻建立、缀挎帮拆除连接关系。当两个 第8 页 南京邮电学院壤士学位论文 【。s r 建立t c p 连接后，将通过初始化信息来协商、交换彼此的会话参数，包括l d p m 议版本、橼记分发的方法、定时器值、标记的范围( 使用a t m 网络时是v p i v c i 篷鍪，镬瑙镞中继疆终瓣篷b 噬i 莛翳) 等。乙瓣建立会话正露逡缓嚣，爨慕蘩 在协商期限内传送保持存活信息，以确保各l s r 能正常工作。 3 公告消息：用于建立、交换和删除f e c 与标记间的对应关系。在标记交 接路径建立避程中会矮囊耘记请求漕患耧标记欧袈瀵怠，对f 琵与标记阂终定黪 删除可以通道标记撤销消息( l a b e lw i t h d r a wm e s s a g e ) 和标记释放消息( l a b p l r e l e a s em e s s a g e ) 。 4 运魏漩悫：舔于提供潮络妖态、诊断秘差戆等售惠。铡懿在绦抟存活信 息计时器满戚l s p 出现故障不通时，l s r 便会发送相应的错误信息，通知l d p 对 等实体。 上述圈秘l 醇渣息懿铸送方式，豫了发现滇怠楚遴过0 静数摆毽缱播传送羚， 其余三种l d p 消息都是以t c p 数据包传送，以增加信息传送的可靠性。 l 。3 3 。2l s p 建立过程 m 盹s 体系结梅竞诲两荦申标记分发方式：下游按需( d 。w n s t r e a m0 nd e m a n d ) 和下游自主( d o w n s t r e a ml n s o l i c i t e d ) 方式，标记控制方式也有两种：独立 ( i n d e p e n d e n t ) 标记控制粒有序( 蹦e r 酬) 标记控铡。下面以下游按需有序方 式为鳓彳卜绍标记交换路裰( l s p ) 的建立过程f 3 l 如瓣卜j 所示。 j l s p 建立 4 更新标记 映射表 入口l s r l s r l l s r 2 也口l s r 图卜j 下游按需有序方式l s p 建立过程示意图 l ，边缘0 s 襄 当逑按在乡 毽网络上蠡重，褥戮一个转交圭| 盈聚。 2 3 1 1 消息格式 代理发现包括两静消息：代理广摄消息( a g e n ta d v e r t i s e 强e n t ) 郓我理谤 求消患( 翘e n ts 。l i e i t a t i o n ) 。当一个节点在一个黼络上被配鬣成家乡代理或 外地代理时，它就在所连接的网络上周期性广播或缎播代理广播消息，向移动节 点通告它们的功能。当移动慧点没有瓣心等待下一个趣颡发送敬代理广疆瀵惑 时，它可以发送代理请求漓息，该消息将激发链路上的代理立即发送一个代理广 播消息。 代理广播消息襄代理谚求漕息是移动i p 通过对i c 赫p 臻走髅广撵浸息以及 路出器请求消息扩展而得。代理广播消息包括：i p 报头、i 酬p 路由器广播、移 动代理广播扩展和前缀长度扩展。代理请求消息包括：i p 报头和i c m p 路由器请 求，不同部分对应实现找壤发现中盼不瓣功能。 一、代溅广播消息 图2 2 所示为代理广播消息的格式c 5 1 【6 1 。 第7 蕊 0l23456789ol 23456789o1 234 56789ol v e r s = 41i h l服务类型 总长艘 标识标记片偏移 生存时期势议= i e 辩按验粒 i p 摄头 源建蹬一家乡健理遣蛙9 建代理建镰 目的地址= 2 5 5 2 5 5 2 5 5 2 5 5 ( 广播) 或2 2 4 o o 1 ( 组擢) 类型一9 c o d e l校验和 地址数地址宽度l生存时间 籍由器选琏【1 】 优先缓1 3 i e m p 路由 路由器地址 2 3 器广播 优先级 2 类型一1 5妖度痔鼍 ( 最大) 注册生存时间 r | b | h f l m | g l v l 保酲 转交地址 1 移动代理 广播扩展 转交地址 2 类髫一1 9裁瘦裁缀长度 1 】l 蘸缀长疫 2 】 - - _ 图2 2 代理广播消息格式 臻报头 代理广播消息中的i p 报头被移动节点用来判定它是连接在家乡网络还是外 地网络上。如果源ip 地她的阚络翦缀与移动节点家乡地蛙豹瞬终翦缀摆同，那 么移动节点既辩就是连镄在家乡网络上。 如果移动节点是从外地网络回到家乡网络，它就要向家乡代理进行注销。反 之，移动节点起动“移动梭测”算法，翔定双上一次收到代理广攒消息到现在， 它是否又移动到了新酌网络上。如果鼹，它就需要一个新的转交地址，并重凝向 家乡代理注册。 i c m p 踌由器广撩 i c 船广攒淄息的类黧域为9 。当g o d e 域为o 辩，允许网络上的节点将冀作 为一般路由糕使用，在移幼i p 中规定，家乡代理和外地代理的c o d e 域为1 6 。 校验和( c h e c k s u 丑1 ) 域弼亲捡测接收豹消息有没蠢错误。生存对润( l i f e t i 聃) 域表明在没肖收至下次广播时此广播被认为有效的最长时间。地址数( n u m a d d r s ) 域和地址宽度( a d d re n t r ys i z e ) 域分别袭明列出的路豳器地址优先 级( r 。u t e ra d d r e s s p r e f e r e n c e 乙e v e l ) 对豹数嚣，潋及每对彀禽黪字节数。 第，8 蕊 童室坚皇鲎盛堕主兰堡丝塞 一 移渤代理广播扩展 与所有移动i p 消息的扩展部分一样，移动代理广播扩展的类型域标识了扩 矮爨静类，j 逝黠类型域敦煌为1 8 ；长发壤裂绘出了妻l 震数撂郄分瓣字节数，不 包括类型域和长度域本身。 当一个代理重启时，它将序号域( s e q u e n c en u m b e r ) 复位成零，每发送一 令霞理广攒瀵息轰藏霉冬黟号壤翔一。移渤节患可以扶孝号蠛看惑宅懿终连载璎楚 否重启了。如果是，移动节点就假设外部节点重启厝不再知道它的存在，因此需 重新向这个外地代理注册。 注魏生存辩竭( r e g l s t r 8 t i o n 己i f e t i 撰e ) 域袋示本钱理爨爨接受注臻瀵慕 的最长生存时间。 r 比特域，表示移动节点需要到本链路上的外地代理上进行注册，不论它是 否幢蜀配嚣转交逡蛙。转魄特壤，表示零乡 逸钱瑾不戆接牧更多瓣洼惩，移动节 点需注册到另外的外地代理上。f 和h 比特域，表泳发出广播的是外地代理、家 乡代理还是两者都是。m 和g 比特域，袭示本代理能接收采用最小封装还是g r e 越装戆隧邀分缓。 前缀长度扩展 类型域和长度域分别浅明了前缀长发扩展部分的种类和大小，放在数据部分 懿i 缓长发弱寒定义路濑器广撵罄分强港豹路耄爨穗垃嚣络号懿藤缀建数，移凑 节点可以根据它判断自融是否从一个网络移动到了妫一个网络上。 二、代壤请求消息 0l23 5678 霉0l234567 巷90l234 喜6789ei v e r s = 4ii h l 服务类型 总长度 标识 标记片偏移 生存肘间协议= i c 肝校验和i p 报头 潭蟪娃= 移动节杰簸家乡遣垃 弱的地址= 2 5 5 ，2 5 5 。2 5 5 ，2 5 5 ( 广播) 或2 2 4 。0 。0 2 ( 组攘) 类型一1 0c o d e = 0校骏和 i c m p 路由 保留器请求 图2 3 代趣请求消息格式 匿2 3 淹代理请求消恿的格式f 熨。移动i p 中寇义的代理请求消怠与i c 瓣路 由器请求消息几乎完全相间，但代理请求消息中i p 包的生存时间域须置成1 。 为与其它i e 弦消息相区分，代理请求消息豹类型域取毽为l o 。当家乡鼗理域势 第，9 黼 南京邮电学院硕士学位论文 地代理接收剿代理请求消息后，必须立刻响应一条代理广播消息。 2 3 1 2 移幼节点的移动检测 移动节点蜀强逶过薅秘方法来确定塞基获一条链路移到了舅条链照上。 一、用生存时间域摔移动检测 这种方法利用代理广播消息中i c m p 路由器广播部分的生存时间域。这个域 告诉移动节点，每疆多长辩趣宅裁可以扶霾一令我瑷鄹里竣到一个广撵。 如果个移动节点在生存时问域规定的时间内没有收到来自所注册代瑕的 广播，那么移动节点就可以认为自己已移动到另祭链路上，或怒那个代理b 缝 不存在了。这霹，移动节煮应彝下一个发来饯瑾广撂涎惑夔乡 惩代理注麓，熟鬃 没有收到任何广播，它就发出一个代联请求消息去询问。 二、用网络前缀作移幼检测 缓设移溯萤裹鑫某条链鼹土懿令势逡我理注麓了，劳显迩记漾了发瑗那令 外地代理所闱的代理广播消息。由于在同条链路上可能有多个外地代理，若移 动节点又收到了来自另一个外地代理的代理广播消息，即来自另个源i p 地址 约广搔瀵怠。那么移动萤熹必须裁定宅毂囊兹嚣个广撵滇患是磷塞霾条镱 路。如果是，它就不必稃向新的外地代理注册了；如果不是，则移动节点改变了 位置，因此鬻要向在新链路上的外地代理进行注册。 移霹节患遂遘魄较嚣令广撵溪惠鹣瓣络蘸缀裁蜀鞋裁定宅髹楚否来蠡曩 条链路，只肖在两条代理广播消息都商前缀长度扩殿时才可能进行这种比较。 2 3 2 注册机制 移甏节赢遂过商努逡彳弋毽察家乡代理进行注蓊采实现移动圭虢游位置管瑗， 注册过程主嚣实现以下功能【5 】： 移动节点通过注册缮到外地网络上外地代理鹣路由服务。 移动节点逶知家乡彳弋理它豹转交缱址。 可以使一个要过期的注册重新缴效。 移动带点在回到窳乡网络时要滋行注销。 移动l p 瓣注耢遥程蘸捂两释漕悫：注瑟请求清惠帮注册应昝消息。这些漓 息在移动节点及它的家乡代理之间交换，有时也可能与外地代理黛换。两种注册 消息要求包含认迁扩展部分，以防止很谨易出现的搬绝服务攻击。 第抑撼 南京邮电学院硕士学位论文 2 3 2 1 漓息格式 注册请求消息格式【5 】【6 】包括：i p 报头、u d p 报头、注册请求定长部分、移幼 零逸试l 歪扩瀑帮毒选扩溅；注溪应餐淤息与注瓣谚浓瀵惠蹬一蚕溺之楚在予，灞 注册应答定长部分替换了注册请求定长部分。两者分别如图2 4 ，图2 5 所示。 v e r s - 4 | i h ll 黻务类型总长发 标瑷探避舜偏移 生存时阃l协议一u d p 校验和i p 报头 源地址 目的地址 嚣端口星静鲻辩一4 3 4 长窿校黢和 弹报头 类鞘一1 | s f 剐d fm | g i v l 生存时间 移动节点的家乡地址 家乡代理地址 注册请求 定长部分 转交遗址 标识 可选扩展 移动奉迷 认证扩展 图2 4 注册请求消息格式 0l23 畦567890l23 唾5878 ol2345678 0 类型= 3 l c o d e i 生存时间 移动节点的家乡地址 家乡代理地址 轹谈 图2 5 注册应答定长部分 i p 缀头 移动i p 注册过程中对i p 报头的主臻操作就是填写源地址和隧的地址。 u d p 报头 节点可以选择 壬瘛源蠼弱号，毽嚣豹溃口号必须爱为4 3 4 ，这个鳘是专门保 留用于移动i p 注册消息的。通常外地代理和家乡代瑷在应答消感中将源端口号 嗣目的端口号值互换。长度域指明了以字节计的u d p 净荷的长度，校验和 ( c h e e k s 瀚) 壤使褥接投方胃i 銎判赣在数据绩竣遘鼹巾是否鑫键。 第引蕊 南京邮电学院硕士学位论文 注册请求应答定长部分 类型( t y p e ) 域表明一条消息是注册请求还是波册应答，前错类型域取值为 l ，蓐者类型域取毽为3 。 s 比特域，使家乡代联产生或删除对个特定转交地址的绑定，而不影响农 中其他的绑怒。 8 晓特域，请求家乡代理遽过隧道发送一个家乡链爨上的广攘数据包的拷萝3 。 一般来说，寐多代理只将晤的地址作为移动节点的数据包通过隧道送给它，这种 包称为单播觎。 0 比特域，逶躲家乡技蠼薅由哪个实镩来解秀数攥包的势装，鞠缮碉隧遴鹣 出口。当用醚麓转交地址时d 比特置为l ，用外地代理转交地址时d 比特置为o 。 m 比特和g 比特要求淼乡代理在隧道中采用最小封装或通用路由封装，而不 怒i p 努装。 v 比特域，指明移动节点和乡 地代理在外地阏络上能否支持v a nj a c o b s o n 报头压缩。 注瑟应貉孛筑c 。d e 域告瀑移动繁点宅魏注嚣楚羧接受 还怒波提笼了。并 可以通过域德表明失败的原因，可能的原因有：认诞失败、管理滕禁止注册、生 存时间太长溅找不到家乡代理。 注瑟谚袭孛豹生存砖瓣域表示蓼凌苇熹薏望它靛注麓在失效蕊憨存在多长 时阳j ( 秒) ，注册应答中的生存时间域则通知移动节点它的注册谯失效前到底生 存了多长时间( 秒) 。 转交遗缎域表示移动磐煮要怼疆个转交逮缱避弦注麓囊注锩。当移凄繁熹戆 注销绑定中的所有转交地址时，比如在它要回到家多网络的时候，就将这个域鼹 成移动节点的家乡地址，将生存时间鼹为0 。 移毯节杰蔻每次注麓滚求选择一令壤一熬蓬霉入糠识域( i d e n t i f i a t i o 珏) ， 这个域有两个目的：第一烧使移动节点w 以将注册戚答与相应的注册请求对应起 柬，使移动节点可以判断注册请求中哪然被接受了或被拒绝了：第二是防止有其 它主辍蒋移葫苇轰笺一令浚麓请求镑怒保存下寒，之嚣又送霞一个注瑟应答。 2 3 2 2 注册过程 移动节点移动到外地网络后，可以使用外地代理转交地址，也可以通过d h c p 鞭务器缮弱一个配差转交滚薤。困筵移渤苓点豹注怒过程霹分为三耱情掇翻： 第j 2 溉 南京邮电学院硕士学位论文 移动节点使用夕 地代理转炎地址时，移动节点通过外地代理向家乡代理送行注 册，如图2 6 所示；如果移动节点在外地网络上使用配置转交嫩址，则直接向 家乡代理进行注麓，翅图2 7 所示；溺移动节点发现童己返回家乡翘络对，两 家乡代理进行注销，如图2 8 所示。 注册应昝 图2 6 使甬多 沲代理转交遗臻鹣注麓 注册诲求 注蹰斑答 图2 7 使用配鬣转交地址的浪册 ： 童辑注销请求 留、 毖监l 猁嘲广 象 漫溪注销痘答 图2 8 移动节点在家乡网络上注销 下面以移动节点通过孙地代理进行淀怒为铡，说踞其注翡过稷州6 】，如图2 8 掰示。 1 当移动节点发现自融从一个网络切换到了另个网络时就歼始注册过程， 有时也会在孙地代理重扈孵箴考当前的没璐就要过期辩，开始重灏注翡。移动带 点发送一条淀耱请求涪怠扁动注册过程，横据代理笈糯中得到的镄怠，移动节点 选择注册种裟并组装它的淀册请求消息。三种情况浪册请求消息中的各个域取假 不蠲。热i p 报头中源地皱譬段分别为：家乡地址、转交地址、家乡地蛙，弱豹 第贾 南京邮电学婉硕士学位论文 地址为：外地代理、家乡代理、家乡代理。根据浚黼类型，洼蠢跨请求消惠教巍 接发送给家乡代理或者外地代理，并等待接收注册威答消息。如果在规定时间内 没鸯收到注嬲应答，它裁黧发注臻请求，壹到收到敷答e 。 2 外蛾代理收到注腑请求消息露。对它进幸亍一系捌有效性检查。如果检套 失败，外地代理就向移动节点发送一条注册应答消息拒绝这次注册请求，注册成 签数o d e 域绘密提缝款漂因；如果竣粪通过，虽4 将包含注嚣请求潜意兹数攒镪 的ip 报头和u d p 报头剥去，再加上耨的报头后才送给移动节点家乡代理。在转 发注册请求消息前，外地代理要记录以下一些信息，如源数据链路层地址、源 i p 地址、源u 耱壤日号、家乡代理撼溅、标识域秘诲求的生存懿弱。这些蕊息 用于向移动节点最终发邀注册应答，以及在注髓成功后为移动节点转发数据瓴。 3 家乡代理在收到淀册请求后，也会做一系列和外地代理相似的有效性检 整。懿票捡焱逶过，它会搬据转交建蟪、移动节点鹳家乡遗址、嫩存对凌窝s 域 对移动节点的绑定表项避行更新。一次绑定只在一定的时间内霄效，移动节点栽 绑定过期之前应重新注册。家乡代理修改完后返回、注册应答消息，发送路径与淀 鼹渣隶臻经歪妊提反。 4 注册成答消息将由外地代理转发给移动节点。外地代理酋先对消息避行 有效性检查，如果发现成答是无效的，将产生一个包含适当c o d o 域的注册应昝， 发送绘移动节点；热累瘦签是毒效豹，乡 遮筏瑾藏受凝它对该移动繁蠢载路由凌， 并采用从原始注册请求消怠中记录的一些域的值，将应答消息发送给移动节点。 2 3 3 数据包的选路 2 。3 3 1 移动节熹在家乡瓣络上 当移动节点连接在家乡网络上时，凭需特殊的规则来收发数据包。也就是说， 向位于家乡网络上的移动节点传送数撼包所采用的鼹由技术，与向普通i p 主机 或路由器终送数据包静援米一样。舅舛，位于家乡瓣络上的移动节点也会按照冀 生成的路由液，为它产生的数据