（计算机应用技术专业论文）移动ipv6在小设备上的设计和实现——通信节点的实现.pdf

毕泰蟀髓大学矮士学位论文 摘要 摘要 随着l 拄靶m e t 麓快速发展，l p v 6 ( 稚e r n 班p l o c o lv e r s i 。n6 ) 所能提供的巨大的遣班空 闻叛及所其有的诸多潜在优势和功能，使冀成为构筑下一代淄络的重要基础，使提供语音、 数据、视频融合的高品质、多样化通信服务的“f 一代两络的实现成为可能。而移动i p 为人 们提供了无限广阔的网络漫游服务。基于1 p v 6 的快速发展以及广阔前景，当前许多针对移 动i p 的研究和实现都是基于i p v 6 协议的。移动i p v 6 ( m o b i l e i n t e m e t p r o t o iv e r s i o n 6 ) 能 够通过简单的扩展，满足大规模移动用户的需求，能够为在i n t e m e t 上运孳亍的每个穆动终端提 供一个全球惟一的l p 地址。因此泌费电子螅数字时代已经来螺，信息豢电耜塞毙家耀将越 来越多的走进入蜘的生活。跌鹱除了计舞规之癸，还可绘瞧程梳、冰籍、微波炉、空调、洗 友桃等家用瞧器分配溺定墙娃，阻攀j 于它们与i n | e r 矗或的连接。移动碍诵通过优化通信节点 ( e o m s p o n d e n t n o d e ) 和转交建髓( c a r e - o f a d d m s s ) 之间豹路由来提高黼络的利沼率。实现路由 优化的一个霪要前提就是通信节点c n 对移幼i p v 6 的支持，因此有必要在每个i p v 6 结点上 实现通信节点c n 的功能模块。 本文首先简单地介绍了移动i p 以及移动i p v 6 的原理，比较了移动i p v 4 和移动i p v 6 ， 分析了移动i p v 6 的优势，说明了在实现通信节点c n 对移动脚6 的支持是实现这种优势的 前提；接羞详细介绍了移动i p v 6 协议，移动王p v 6 报文以及逶傣节点c n 瓣操作过程；然藤 夯缨了本文够l = 究瀑题壤基于懿软硬件基戮小设善上静l p v 4 ，l p v 6 双豁议棱。在第蹬章中， 基乎蓠纛静疆论分柝，对毙l i n h x 器w l n d o h 下静实现，绘出了在本谦题特定静环境下在 已有的协议栈基确上辩于通信节赢c n 的设计和实现，包括各炎数据结构的定义，接口的定 义和实现以及协议的实现；最后给出了该实现的测试结果。 关键词：移动”v 6 ，通信节点，路由优化，本地地址，转交地址，迂回路由 过程，绑定 华衷辨范大学硕士学健论文 摘簧 a b s t r a c t a st j l er 挂p i dd c v e l o p m e n to fi n t e m e t ，i p v 6 ，s u 辨l y i n ga 妇g es c d eo fa 嬲r e s s s p a c e ， h a si 协o w ne s s e n t i a la d v a n t a g e sa n d c t i o n s ，w h i c he n a b l e si tt ob em e 诚d o n a n t b a s eo fn 铭tg e n 科a t i o nn e 翮r k m e a n w l i l e ，m o b i l el po 撩船i n f m j t en e t w o r l 【i n 馥 f o a m 主n gs e “i c e 。b a s e do n 氇o 。x c e i | e n t 脚s p e c to f 撑v 6 ，c 雠娃t 豫s e a r c h e sa 糟 矗i l n o 羲b 8 s eo n 王p v 6 m o b 娃e 登6w i t 圭l m p 重e 嚣) 【t e n t i o ns a t i s 蠡e s 龇d e m a n do fm o s 童 m o b 宣l e 娃s e r s 幽u 砖蹦粉圭y i 麓ag o l 曲l e 髓i 键凝鑫d 玉e s s 翅e a c h 氆o b i l e 锨擞逊越强 氇el 娃l 蹦l e t lk a 粥峨氆e 基m 姻o f 蠢g 黼e e 蟋ei sc 。礅i 轻g 躺d 鳃触踅鑫| i o n 渡e c 蛹e e q 试p m 蹦tw i l lb em o 瓣a n dm o 瓣p o p 堪8 r 遮d 越l yl i f e k 也e 壬l m 鼗e ，b e s i d 锱 c o m p u t e r s ，e l e c t r i ce q u i p r n e n ts u c ha sr v ，黼d g e ，a i rc o n d m o n e a n dm i c r o w a v e o v e na ：l l ds oo n ，娥l 王a 珏g e t 妣di p v 6a d d r e s st oc o 艘e c tt oi n t e m 或m 曲i l e 6 i m p r o v e su s a g er a t i oo fi n t e r 妯e tb yo p t i m i z i n gm er o u t i n gb e t w e e nc o r r e s p p n d e n t n o d ea 芏1 dc a r 昏o fa d d r e s s ，s oi ti s 蛔p o r 瞄m ta i l dn e c e s s a r yf b rc o 饿s p o n d e n tn o d et o s u p p o r tm o b i l e 疆v 6 t h e 础c l e ，巍瓯s 脚l yi 檬r 0 d u c e st l l ep 洳c i p l eo fm o b 谴e 王pa n dm o b i l e 球v 6 ，t h e n c o 擞p 斛e s 鹾曲娃el p v 4 鞠d 猕曲i l e 臻v 68 蛙鞠蘸l 姆s | 董臻藤v a n 撅g 嚣s 藤醚。筏l e 臻v 6 o i 毪d i e a 栳穗ei 璐梦。恕糯# o f c o 勰印。聪e 珏耄ss 弹p 础i n gt o 醚o b 主l e 壬6 撇氇毽， i ti 嬲o d 鞋c e s b 鞋e 臻v 6 掷。差遮妇旺l ，e 筚e e i 8 珏y 毽撼印汹gp f o c e s so f c o r r e s p o n d e n tn o d ea n dt h es o 熟蝴糖a n dh a r d 啪r eb a c k g f o 黼d _ p v 4 i p v 6d u a 圭 p f o 瓣o ls t 矗c ( o nl c n a 。a 耋l 鑫s 妇e d 徽黔v 渊s 翘丑c i 球e 勰a l y s s ，e o 糯p 躺d 谢搬 吐l e i m p l e m e n tu n 如rl i n u xa n dw i l l d o w s ，船a r t i c l ed e s c r i b e st l l ed e s i g na n d i m p l e n 碥n to fc o n s p o n d e n tn o 如o nt l l ee x i s t i i 嗨p r o t o c o ls t 粼k ，i i i c l u d 嚏n gt h e d e 巅n “i o no f d a t as t m c t | l 豫，i n t e r f h a c e s ，也ed e s i g n 缅ep r o t o c o la n dt h et e s t i n gr c s u i t o ft h ed “，t o c 0 1 髓yw o r d ：m o b i l e1 p v 6 ，c o 聪s p o n d e n tn o 披r o u t eo p 畦m i 删峨h o m e a d d r o s s ，c a r e ，o f a d d r e s s ，m t l l mr o u c a b i l 姆p r o c e 8 s ，b i n d i n g f f 华拳耀藕大学颟士学位论文 第一章绪论 星藩，全球互联网的迅猛菠震，变诧多棒熬窭时凌线傣惠终端| 冬层鸯不穷，导致了l p 遗 蛙瓷源潞紧张，焉f 一代语音、数据、键频融合的通信两络对黼缮麓安企、服务痿量鞴移动 佳罐出了更高静要求。现有的互联网基础协议 p v 4 ( h 嚏e r n e t p p a t o c o lv e 鞴i o n4 ) 在地址空间， 端端的1 p 连接，服务质量，网络安全和移动性等方面都暴露出不鼠。而脚6 ( i n t e m e t p r o t o c o lv e r s i o n6 ) 所能提供的巨大的地址空间以及所具有的诸多满在优势和功能，使其成 为构筑下一代网络的重要基础，使提供语音、数据、规频融合的高品质、多样化通信服务的 下代网络的实现成为可能。 面咎动l p 应用予所蠢基于t c p ，l p 鲍孵络臻壤中，宅为太们握供了冤限广阕灼网络漫游 服务。基于l p v 6 鲍快速发震鞋及广耀羲景，娄蘸许多钟对移动l p 的辑究帮实壤罄是基于l 瓢5 镑议的，最近静提案中已经蒋狂 v 6 作淹3 g 系统串不可分割的一部分。移动 p v 6 ( m o b i l e i n t e m 砒p r o t o c o iv e r s i o n6 ) 能够通过简单的扩展，满跫大趣模移动用户的需求，能够为在 t n t e m e t 上运行的每个移动终端提供一个全球惟一的i p 地址，使人们能够利用移动设番完成 移动电子商务，套询生活资讯，享用地理信息服务和实时定位服务，实时操控信息家电等。 因此消费电子的数字时代已经来临，信息家电和智能家居将越来越多的瘫进人们的生活。以 后除了计算机之外，还可焓电视机、冰糖、微波炉、空调，洗袭机等家用电器分配固定地址， 以利于它们与i n t e m # l 的连接。在售息家电与融e m e t 连接蜃，外抛螅人就可操馋家审蛉空 调、洙禧等，毙舞，霹戥逶遘网络下载镁菜方式，自动设定温发秘 # 韭翼孪滔，减少镁菜麓手 续这是一个让a 商彼窥瓣待舱未来弼络环境。 而类似移动计算设备，信息家电，手持设备的这些嵌入式小设备也胃阻被称为l c n a ( l o wc o s t n 酿v o r k a p p i i a i l c e ) 。这类设备般情况下是作为终端节点而不是中继节点出现 在因特网上：而且和酱道的p c 机不一样的是小设备具有内存空间小，c p u 处理速度低，体 积小的特点。所以需要有针对性地对小设备进行协议栈，应用程序的开发。 在移动i p v 6 中和移动节点通信的i p v 6 节点称之为通信节点( c o r r e 印锄d e n tn o d e ) ，移 动l p 落在赫功和掰驻务方霹提擞瞧受大的灵活性主要是虫子移动l p v 6 通过饯饯逯傣苇点 ( e 。r f e s p o n d e n t n o & ) 秘转交建址( e a 搿积d m s ) 之霹鹃路由采提裹鼹络的利用率。焉赛瑗貉 由侥优的一个重要蓠提就是避信苇点c n 对移动i p 诵熊支持，因此有必要在每个l p v 6 结点 上实现通信节点c n 的功能模块。而在上文中提蓟的未来两络环境中，信息家电经常麓充当 i 华东师范大学磺士学斑论文绪论 遇债节点c n ( c o r r e s p o n d e n tn o ( 1 e ) 的角色期移动l p v 6 节点遵馈，因此寿必臻在这魑小没各 上蜜现通信节点对于移动球v 6 的支持。 当前乏 枯麓遴信节点e n 静安瑶罄本上都建基予有l i n “或者w i n d o w s 等操作系统支 持魄耀缝，落本瀑鼷职究的是在粪 蛙信息家电，磐能家鼹这样矮传爨添毒隈藩譬没霄操捧系 统支持的小设备上如何设计和实现移动i p v 6 的通信节点c n 的功自8 模块。本文将先介绍移 动 p 静原遵并对移动i p v 6 与移动 p v 4 进行沈较，分轿移动l p v 6 新拥有的优势，说明通信 节点c n 对移动f p v 6 的支持在移动飘6 中实现鼹妇优化黝蜃要性；接饕详缨套缨在心3 7 7 5 中定义的通信节点c n 在移动i p v 6 中的基本操干譬过程；之后将详绷介绍本研究课题所基于 的软磋 牛环城；劳在诧基穑主针对所蒸手耱特殊豁软硬缔环臻薪设计和实现的通信节点c n 蛇功能摸块，包括数据结搀驰定义，迂潮路密过程( 袋e 搬蕊r o u 融瀚节p 船c e d h f e ) 翡实现，绑 定更耨，请求报文的处理以及正常搬文融处理滤程；在文章熬摄最壤绘出代鹅溅试麴皱暴。 文章的燕键点和滩点在于本研究课题燕在小设备的环境下并盥在已有的自主开发完成 麴不同予l l n 懈 溜。鹳下静l 翔f 4 霸晦双游议撬静萋磷上遘行进一多船开发，所戳簧奁该 协议栈上做针对性地设计和实现，保证在硬件资源有限的小设备上正确勰效地运行移动脚6 协议栈。 佟喾独立竞戏了遴售节杰e n 对予移翡串v 6 支持的功畿模块熊设计帮蜜撬，箨援在，l 、 设备环境中做了相应的钡i 试，实理了移动糟v 6 的遁馆节点的功能。 2 牮拳舞范大学壤土学位论文移动i p 第二章移动i p 蔽着倍怠阐络技术稳块遽发溪，尤其是塑新型丽络技术羽不断出现，人们对僖息的需 求在内容摹l ：l 获取方式上也港瑗了变佬，不荐灌怒予便幂围建终端溅单个移动终端连接到互连 阏络上，面是希望勰将某个运动子网终或穆渤终端，戳一个攮对稳定秘瓣靠戆影式，姨 i m e r n 时上运动地获敷信息，如运动中的军队，航天中的飞行器、航行中的轮船、行走中的 汽车稻火车等运动主体上躬丽络。投箍对移动 p 、移动黼络和移动，无线路融器豹研究将成 为当前的个热点。另方藤，l p v 6 作为。f 一代豆联嘲的标准，敷代现鸯的l p 诞已残必一 种w 能的趋势。在这种形势下，对下一代i p v 6 移动玩线网络、路由器和移动i p v 6 技术鼬 婿究显得尤为必要翻紧遗，因此当今在移动撑上的婿究主要楚基子i p v 6 的。 本章我们蜷分糖移动蛰的搀用，介缨移劫静的发展历史秘背景；蔺簧舟绣移动蛩静 基本橇念和原理；详细眈较移动l p v 4 和移动i 乳6 魄偬缺点；分耩移动l 釉6 鳇技卷特瞧； 介绍通信节点( e n ) 游功能戳及它对于移动i p v 6 的支持在移动i p v 6 环境中实现路宙优化， 平滤切换辩解淡入鑫过滤润题鳇耋要性。 2 1 移动球的发展历史 移动lp 予l996 年6 熙由融特网= 稷据导缎壤s g 融e 撙鞋嚣飕逊。商鞋gs t e 撕辞g 坤h p ) 遂 过，并于l996 年1 】月公布为建议标准( p r o p o s e d 8 t a n d a r ( i ) 。建议标准怒一个协议从因特 翔荤案发糯成爵特两标穗静第一个重簧步骤。 移动i p 由l e t f 的移动i p 工住组( 1 p r o 蜮n g f o r w l 糟l e s s ，m o b i l e h o s l s ) 于l99 2 每6 熙 制定，包括下面的rfc 文件： 醛e2 2 定义了移动 p 协议。 黔c2 0 0 3 、2o04 嚣1 1 7 0 l 定义了移旗| p 中用到豹三秘隧莲技术。 r f c 2 0 0 5 叙述了移动i p 的戚用。 r f c2 0 0 6 定义了移动i p 的管理倩息库m b ( m a n a g e m e n t i n f o i t n a t i o n b a s e ) 。移动l p 的 mlb 露是实现移魂lp 的繁点的变鬟集合，管琏平台哥弦遴过简单穗络管灌貉议s n m p 谴 ( s i m p l en e t 、v o r km a i l a g e m e n tp r o t o c 0 1 ) c1 9 0 5 】对这些变量进行捻查和配鬣。 在2 0 0 3 年，i t f 又颁布了移动i p v 4 的新规范r f c 3 3 4 4 ，取代了r f c 2 0 0 2 。 媸衷师莲丈攀骥士学靛论文 移动伊 随着i p v 6 被选为下一代i p 网络协议，姆移动i p v 4 的研究成晨应朔裂蓼动l 孙8 的执议设诗 戳及 p v 6 伤议鹩性能馥迸与宪褥成为了一个重鋈研究方画。2 0 0 4 年6 其，l 蠢t e 正式发布了移 动l 羚6 的爨鼯标准萋( f e 3 7 7 5 耕曲i l 洚s 印p o ni nl p 诵盛为第一个移动i p v 6 韵标准。 国际上，不少项鼹小堪都已经毒了囊己的移动飘6 实现，劳显建立了测试实验寐，这些 i p v 6 的安现大多运行程l i n u x 或者b s d 的操作系统中，并盥完全开放源代码。比较著名的有 赫承辛基理工大学静m l p l ( m 抽i l ei 釉6 勤rl j n u x ) 顼韬和c 矗n l e g i em e l i o n 夫学静m o n a r c h p r o i e c t 项目( 基于b s d ) 。 2 。2 移动i p 的作用和基的 当i p 节点( 包括主机和路由器) 以i p 报头为基础来做转发决策，更鼹体些，是以强的i p 地址的网络前缀部分来决定路由。这意味着，各节点在闻一条裢路上的端翻必须具有桐同的 网络蘸缀。职以当节蕊扶一条镶路移动到另一条链路，它的璎地址熟稠络嚣缀部分就不荐与 新链路的网臻前缀相锋了，这徉，网络翦 缀旃由技术就没有办法将数据包发送剜节点的新证鬣上。 移动lp 是一静雀全球嗣特网上撬供移动功能酶方案，它其有哥扩震性、可靠穗帮安全 梭，并使节威在埂换链路时傻研保拷歪在进行款遵镶。馕褥特翘注意的是，移动lp 掇撰了 一种ip 路由机制，使移动节点可戳以一个永久的ip 地址连接到任何链路上。 可简要介绍移动【p 旦翦的碰究现状，尚存在的阍题，实藏过程中鳇隧慰等。 2 。3 移动i p 的原理 2 3 。l 基本概念 移动l p 规定在因姆网中，穆动繁点雀本地链黪会永久分配到一个本她地址，之戆蠢涎宅 赵瓒在本地链路，都可以使用本地地址和其他节点通信；即使切换到其蚀嘲终t 也黥保证已 露鹩连接不断，岂有的通信不断，实现蠢缝留挠。 穆旗l p 定义了三莓孛必须实现移动协议静功携实体，圈2 * l 豪蹦了这些蜜体鞋及它稻之闻 的笑系： 夺 移动节点( m o b i l en o d e ) ：可阻将接入围特网的位鬣从条裢鼯切换猁尚一条链路上， 4 华东师范大学颂士学位论文移动l p 薅仍然保持蜃奄正在进嚣躲避培，并量只幢用它蝗家乡建蛙( 孙h a d 抵s s ) 的那些 节点。 争 家乡代理( h 。热e a g 潍 ：誊一个端珏与移动繁煮家乡链路鞠遘静路由嚣。 警移动节点切换链路时，家乡代理直通知移幼节点它的当前位置。 鸯赡，家乡代理广撵对移动节点家乡她燃躲耀终_ | i 荤嫒麴可达挂，扶嚣蹶s | 群些遴钱移 动节点的家乡蟪洗的ip 包。 解析送往移动节点的家乡地址的包，并将这些包通过隧道披术传送垂4 移动节点的转交 撬娃主。 夺 外地代理( f o r e i g na g e n t ) 谯移动节点的外地链鼹上的鼹出器。 帮助移动节点遴辩它蠡巷家乡代理它的转交建垃。 餐时，提供移动节点的转交地蛙，弗海已被家乡我瑗设置了隧遂的穆动繁点发送撼封 籍稳毽。 作为涟接在外地链路上的移动节点的缺省路由器。 爨2 1 移磷l p 实俸淤及福嚣关系 其他相关的基本概念还有如“卜j 些； 夺燧遴 如辫4 2 所示，当一个数攒包被封装在舅一个数摇包的净菏中避行传送时t 所经过的路 径称鸯隧道。霉中遴给浅了一个嘲予，袭弱塞乡钱溪为将数据龟传送给移动节蛊，把数据乜 通过隧道先送给外地代理。在本书的图中，用记号o 巍示隧道。 夺 本巯地璇( h o m ea d d r e s s ) 承久地分配绘移动节点豹地址，就缘分配给固定的路痰爨或圭壤鳃圭| 亟蛙一样t 警移动节 点切换链路时，本遗地址并不改变。馥变移动节点的豢多地址的琢因和场台与改变固定主机 或踺由器地址静原戮与场合一致，鄹当糕个网鳃需藿耨缡蝰射。 审 本地链路( h 。m el 1 n k ) ：与移动节点的本地地址其有相同网络前缀的链潞。 s 若东师范走学硕士学彼论文移动糖 夺 转交地址( e a r e o fa d d r e s s ) ：移动节点连接到辨地链路黠戆樱荧l p 缝蛙。 转交地址与移动节点当前所在的卦遗链路相荚； 每次够动节点数抉外憋链瓣时，转交她蛙也遮卷教变； 转交缝自k 是连接家乡代理和移韵节点的隧道的出翻； 当移动节点与其瞧萤煮遥绩时，转交缝蛙，l 乎永远不会裟俸必源ip 蝰蛰 或目的ip 墙址。廷是从家乡代理到移动节点的隧道出口。 夺 外地链路( f o r e i g nl i n k ) 不麟予移动节点零穗链黯的链路。 夺 通信节点( c o r r e s p o n d e n tn o d e ，麓称c n ) 与移动翦点逶倍的l p 聪节煮。通信节点c n 不定必须支持移动i h 6 。 2 3 2 移动l p v 4 原理 蹑2 2i p 隧避 移幼lp 的二 乍机傣4 如f ： 1 1 通过阕期地纽播域广播一个称为代瑾广播( a g e n t a d v 瓣i s e m e n t s ) 的消息，家多代理和 外地代理宣舞它们与髓路的连接关系。 2 ) 移动繁点收到这蹙代理广播消惠瑶，检查其中的内窑戳确定自己燕连在家乡链蹲避是外 地链路上。警它建袭家乡镶鼹土时，移动繁点藏霹像圜逢节点一梯工作+ 朝它不薅承j 嬲移动 ip 盼其他功能。 下丽的步骤假设移动节点连接在一祭外竣链鼹上。 弱连猩外地链路上静移动节煮通过腻外缝代理广播的代遵广播满惑或者其德配镧规程褥判 6 华东帮范太举硬士攀故论文 移动l p 转交地址。 4 ) 移动节点舞家乡代理注赡扶第3 步孛褥到的转交遣蛙，褒注j i | 过程中，拓粜链路上蠢一 个辨邈代遴，移动节点就离它请求服务。 5 ) 家乡代理截敬发往移动节点本遣穗洼豹数搽包，并根据移动节点在第4 步中注册的转交地 皱，通过隧道将数攒包传送给移幼节点。 6 ) 在转交地址处可能是外地代理或移动节点的一个端阳，原始数据包被从隧道中提取 出来送给移动节点。 7 1 相反，由移动节点发出的数据包被直接路由到通信节点上，无需隧道技术。对所有来访 的移动节点发出的数据来说，於地代理竞戚路由器的功姥。 2 3 3 移动i p 、r 6 原理 在介绍移动i p v 6 原理之前先介绍一下移动i p v 6 的组成，如图2 3 所示： 闰2 3 移韵l p v 6 静缝成 移动i p 话孛没誊辩建援壤这个实俸，强纯了透信节赢c n 抟翡缝一下甏将俸详缎麓奔缮： 对于移动节点m n 来说，萁德通惰节赢c n 都应该能和德的率遍圭蠹琏遴信，无 论他缝在本地链路上还是外地链路上。当移动节点m n 处于本地链路上时他会获得个本 地地址，然后使用常规的路由方法进行通信，不需善任何开销。但怒如豳2 4 所示，当移动 7 臻表师范大学鞭士学袋浍文移动f p 节点m n 离开本地链路切换到外地链鼹l 时，剥期i p v 6 的j 曩状悫自动既矍功能m n 会获得一个 和新链路其有褶丽子两前缀舶转交迪域( e a r 。o fa d d r e s s ) 。m n 的本遗遗蛙瓤转交她皱的关 联称为绑定。当移劫苇点m ：n 离开率蟪链路的时候，会发送绑定更新撤文到家乡代蓬去注册 这个绑定穗患；困辩洲也维护一个绑蹩缓存记黎掰有芷在逶售熬暹镄节患c n 。 此后，当通信节点c n 简移动节点m n 通信的时候，他发出的数据包的目的地 仍然为m k 静本魄逸懿，这个数据琶被路出至m n 酶零缝子嗣并被家乡代理截获( a ) ，然商通 过隧道把数据包发往m n 的转交地址( b ) 。当通信节点c n 收到穆动节点m n 响应鲍数摄包聪， 会提取里面附带的绑定更新信息加入由通债节点c n 维护的绑定缓存中。之藤当通信节点e n 要发送数据毽至任褥个l p 镪节煮静时候，它都会先去捐攒绑定缓襻检查燕番存在和数据包 的囊的地址关联的袭壤。如果存谯，它设置数据包豹星戆拖蛙为鹾k 鼹转交蟪蛙，程鞠时添 加一个j p v 6 中裁定义的路由头( 确n gk 8 d 哪携带m n 的零遣遗址；露当移动节点m n 收到这 个数据包豹时候，会糟路由头中的本遗蛾址替换原本目的鲰琏字段审的转交地址然馏蒋递交 缭上屡处理；当穆动繁熹涮发送数撼毽给媛嵇节点c k 憨时镁，它菠焉当蘸所鲑耱 姥链路 的转交地址作为源地址，同时添加一个本地地址隧的地选项携带它的本地地址；丽当邋售节 点c n 收至0 数据秘的对候，用本地她垃目的她邈项率豹举地地址替换数据包的源翅琏然后递 交绘上屡处理。这榉避楼节点c n 辘数建接与移动节点涮的转交地址遴僖) ，孰蔼解决 了i p v 4 种的曼角路由的问题，避免了家乡代理莘本地链路上螅拥塞；另一方藏这整个过程对 予l p 层黻上都是透鹾的，这榉簸傈证了m n 在移渤过程中俺输崖的连接不断。 鞭2 _ 4 移动黔6 避信过程 当移动节点耕n 移葫磷外姥子溺2 髂时候，他将自动获得禽一个转交魏髓，并淘家乡代 华东辉蕊大学矮士学位论文 移动i p 理注册绑定更新信息，同时还溪向绑定缓存中的每争成爨发送终定受叛痿愚，戡倭佳们能 跟踪m n 。当移动节点m n 回到本缝子阏时，毽会发送一个奉建地址裂本遣继蛙煞绑定凳新 到家乡代理来进行注销。 在移动伊v 6 的通信过程中可戳看出通信节点c n 的主要操作包括：从移动节点m n 接收数 据包，向移动节点m n 发送数据包，维护绑定缓存以及与m n 交换绑定更新信息，包括请求， 应答和控制信息。实际环境中，通信节点c n 的功能实际上在家乡代理和移动节点上也都必 须具备，它对移动i p v 6 的支持是解决三角路由问题确保路由优化和平滑切换的重要前提，因 此通信节点c n 功能的实现是移动i p v 6 中的重要部分。 2 4 移动i 脚4 和移动i h 6 的比较 移幼i p v 6 与移动i p v 4 相比优势明显，主鼹是其设计吸收了移动l p v 4 的发展经验，并且抓 住了设计新版本i p 协议( i p v 6 ) 的大好时机，结合了i p v 6 的很多新特性。移动i p v 6 莘珏移动i p v 4 有很多楣周的特性，但是穆动l p v 6 把对移动性螅支持都集成在飘6 携议中，搀虽作了鼹出侄 他。塞动她址聚置等进一步躲改进。其中路鸯烧豫艟珐能需要避信节点c n 增糖额外的功能模 块米支持，因此褒解穆动 蹦与移动l m 的不阕，可激雯好遗设计和实现遵信节点c n 的动 能模块。 2 | i 移动l 孙| 存在的阍题 移动l p 谢存在不步闭莲，主簧体瑰在戳下兰方西： 1 三角路由在移动矾4 ，所有发送列移动节点的数据包都通过家乡代理来路由 虽然确保了当移动节点不在本地予网内时，总髭可供访问。但是导致严重的传输 延迟，本地网络的负载增加。 2 部署问题移动l p v 4 要求每个可能的外地子网中都有外地代理( f o r e i g n a g e n t ) 。 3 入口过滤问题“n g f e s s _ f i l t e d n g 卜一些腿络的边缘赡由器为丁防j 上i p 地址欺骗攻 击，会执行入口过滤的功能，也就是不允诲源地址不是该子随地蜒的数据瞧被发 送出去。囡姥盔移动l p v 4 中，移动苇点在， 缝子疆健惩本遗缝址作为滚建垃茇送 戆数据篷稷有可能被糖弃。 9 华东簿瓤走掌颈主学位论j 虫= 移动i p 2 4 。2 移动l p v 6 和移动l 羚碡毯：较 移动l p v 6 扶移动l p v 4 中借鉴了许多概念戢术语，锶懿l p v 6 中移动节点( 勰的、家乡代簿 8 位无符号整数，代表移动选项的字节数，不包括选埙类型和选项长度字段。 选璞数据0 # l i 瑰l 拖) 可变氏魔字段，包含和特定选项关联的数据。 3 3 2l 字节填充 l 字节填充选项没有对齐要求它的格式如下： 8 01 23 嘎56 + 一+ - + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ lt y 事e 一0 + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ l 字节壤充选项是一静特殊情况没眷迭项陡发秘选项数据字段。它用来农移动头鲣 移动选瑚部分插入一个字节。如果要插入多个字节的填充，则可以使用多字节填究选项。 3 3 3 多字节填充 多字节填充选项没有对齐要求，它的格式如下 毕东师范火学硕士学位论文 移动i p v 6 协议 01 口1z3 乓567 日9al z34 s + 一+ 一 一+ 一+ 一+ 一一+ 一，卜+ 一+ 一+ 一+ - + 一+ 一+ 一卜一一一一一一一一 | r y 蕈e 。王l0 荦七1 a 嚣l e 埘嚣hl 却芑i o l ld 基鲁撬 卜+ 一十一+ 一+ 一+ 一一+ + 一+ 一+ 一十一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一一一一一一一一一 多字节填充遮顶露寒在移动头辩移裁选颂郝分箍入两个或者多个填糍字节。n 字节长的 多字节选项的选项长度字段值为n - 2 ，选项数据字段包含8 ( n 2 ) 字节，值为0 。 3 3 4n o n c e 索引 n o n c o 索引选项有2 n 的对齐要求，它的格式如下： 0iz3 0i 23 哇56 目9dlz3 哇561a9o1 嚣34s 67 目9a1 + 一q 一 一卜+ 一+ 一扣+ 一+ 一- 十一+ 一_ 一+ 一+ _ + 一+ l t 粉墨 lk 晕邋乞h 。哇l + 一十一+ 一+ 一+ 一十一 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ - 一+ 一+ 一+ 一卜- 一+ _ + 一+ 一卜+ 一+ _ 一+ 一+ 一 一斗一q 一+ 一+ l h o 瑚en o n o ei n d 世xc 羞r e o tn 口n c ez n d e x + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一峰一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ n o n c e 索引选项只在移动节点m n 发送给通信节点c n 的绑定更新报文中使用，而且必 壤和绑定认证数攒选硬一越使媛；当逶信节点勰认谖了绑定受菠掇文嚣，它簧蒙攫据存 储着的随机的n o n c e 值来生成本地和转交的妯y g e n 令牌，本地n o n c e 索引值和转交n 0 n c e 索 篷露戳翅来粪找裂穗癍豹n o n 毽，剿豫绑定静甏薪擐文孛懿转交k o e 索$ 字段盛 该被忽略。 3 3 5 绑定认证数据选项 绑定认证数据选项必须放在移动选项的最厢，因此有8 n + 2 的对齐要求，它的格式如下 0王23 a 1 23 嘎56曰9口l2 3 4 56 ，日90l 2a 哼s6789o1 十一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一十一+ 一_ + 一+ 一- + 一+ 一+ 一十 l 。强p = s0 攀乞主a 再毛棼n 馨t 矗 + 一+ 一+ 一+ 一十一+ 一+ 一一十一+ 一+ 一十一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一十一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ + l + 轰拄乞 搬n 匕1 e 撞嚣岱r + l + + 一+ 一+ 一+ 一+ 一一+ 一十一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一十一+ 一+ 一+ 一十一一+ 一+ 一扣。+ + _ + 一十 绑定认证数据选项只在绑定更新和绑定确认报文中使用，该字段包含了一个经过加密的 数撵，可疆蹋来试器浆到兹摄文。热密静撬翻壹认涯夔过糕决定c 华东师范走擘骥士学位论文 移动l p v 6 协议 程迂回籍盎过程中，绋定受鬻鞣绑定确认掇文中会蕉戮这个选颂。计算遨个讽证数 嚣戆援剐懿下： 移动数据= 转交蟪蜘 通信节点的地自t1 移动头数据 认证数掇= f i r s t ( 9 6 ，h m a c j h a l ( k b m ，移动数据) ) 其中“i ”代表连接。转交地址的值是绑定更新成功时注册的转交地址，如果绑定更新 撒文中的生命期字段被设誉为o ，那么转交地址的值必须和报文龅源地址不一样。 如粜邋信节点举身也是移动的话，那么公式中的遁镳节点的地址就不是报文的强的地 蛙，焉是裘戳2 黪出头中懿她犍。 移动头数握楚摆移动头郝，不包援谈涯数据字段本巍；其中瓣投验帮字段姿俸。寒处理， 嚣计算投验帮豹对镞器包播认 正数据。k b m 建撩绑定管璐密铜( b h l d i n gm a n a g e m e n tk e y ) ， 由遴信节点提供的n o n c e s 德计篝生成。 由h m a cs h a l 计算得到的结粜只取前9 6 位作为认证数据。 3 3 6 本地地址选项 本蛾地璇选顼包禽在秘的她选项扩展头中。当移动节点m n 离开本地链路詹，使用该 选颂通翻接收者它的本地魄躐。它的格式如下： ni 2 3 0 王2j 嘎55 基孽0i 23 辱耋巷7 器鬟o 土23 嘎莲嚣7 费鼙0i + 一+ 一十一+ 一+ 一+ 一 一+ 一 一十一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ fo p 乞i 鞠nt 擎p 鬯l0 p t 土0 nl e n 错乞h + 一十一+ 一+ 一+ 一+ 一十一+ 一+ 一十一+ 一+ _ + 一+ 一+ 一+ 一+ 一- 一+ 一十一+ 一+ 一+ 一十一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ i l 毒+ + l + 珏a l 瞎矗稿d r 世爨尊 + + + 一+ 一十一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一十一十一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一十一+ 一+ 一蚋十一+ 一十一十一十。小十一十一+ 一p 十- + 一十 选项类型为2 0 l 本姥姥蛙( 毛滩l e a 越f 鹅s ) 穆勘节点镦鳇本琏避蛙，必矮是攀攒霹路囊熬缝垃。本遮姥姥选项按照8 8 氆对券。 遗颂类黧字段静裔3 倥不淘的编码代表了不隔的选项箍避流程。对予奉穗遣疑选颈来说，窀 的离三我是 1 0 ，娃理流程鞠下： 不能谈剐该选项类型的接收节点必颁丢弃该报文；如果报文的目的地址不是多播地址， 2 s 华笨霹箍大学矮主学位论文 穆动潆v 6 协议 则逅凰一个i c m p 参数鲤题报文到源地址。 选壤包窘黪数撼不能改变擐文款路盎。 本缝遗址选颈藏置静位置鲡下： l 知莱存在路由头，剐在萁后面； 2 如果存在分段扩展头，则在其前面； 3 如果存在a h 或者e s p 扩展头，则在冀前面i 每个报文中，本地地址选项最多只能出现次。除非该报文经过封装，那么每个封装的i p 头部都可能关联一个本地地址选项。该选项的存在只会影响接收节点对于单个搬文的处理， 不会改变接收节点的状态，绑定缓存的内容以及后续搬文蛇鼹出。 3 3 。7 类型2 路由头 移动i p v 6 定义了一个薪的路由头变量类型2 路出头，使褥报文可以从避信节点c n 壹接路妇到穆动= 毒点m n 的转交媲蛙，即搬文蛇垦躲地蜓。一睦移动苇点a n 接收到这样 鲍擐文压，宅会从路盎头提墩本蟪缝致替换摄文蛉霹躯蟪娃。需要注意麴楚： l + 类鳖2 路由头只能毽含一个辩酒建垃； 2 接收节点登须确认包含在路由头茧面酾遗址是它自矗的本地地址涟免和转发自萁 它节点的报文混淆； 3 包含在路由头里的地址必须避一个单措可路由地址； 4 如果本地地址的范围小于转交地址的范围，那么移动节点必须丢弃该搬文。 类型2 路由头的格式如下： 十一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一十一十一+ 一+ 一+ 一+ 一十一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一十一+ 一+ 一斗一+ 一+ 一+ 一+ 一十一十一+ 一+ 一+ 一 n e x th e 巍d e r lh d re x 0l 群t l - zl 魏o u t 土n gt j 撑e 。2 s e g 陋n 乞8k 棼暑”ll 十一+ 一+ 一+ 一+ 一十一十一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一十一+ 一+ 一+ 一+ 一十一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一十一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ l融嚣芒r v e 垃 十一+ 一+ 一+ 一+ 一十一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一十一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一十一+ 一十一+ 一+ 一十一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 奠a 抽ea e i d # 基基苎 + 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一十一一+ 一十一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一十一+ 一+ 一十一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ 一+ ”+ 一十+ 下一个扩震头( n e x th e 确e r ) 8 位琵度字浚，表示紧跟着路出头的f 一个扩展头的类型， 华东辉蕊大攀颈士学位论文 移动l p v 6 涛议 头郯扩展长度( 出e x t l e n ) 1 6 位跃度字段，表豕路囊头赫长嶷，疆s n 字节为诗篓蕈位莠显不毫撼最嚣瑟静8 字节。 路出类型( r o u 蛀n g 驽p e ) 在该扩展头中为2 。 剩余分段( s e g m e m sl e 盘) 表示在报文到达最终目的地之前需要访问的中继节点数，在该扩展头中为1 。 保留位( r e s e r v e d ) 3 2 位长度字段，初嫡化为o ，接受者只需忽略该字段。 本地地址( h o m e a d d 糟s 蓦) 晕魄移魂节点凇的本地建蛙。 3 4 移动l 羚6 撩议过程 3 。4 1 速信注册 为了执行数据怠浆路壶饯纯传送，移凌苇熹渊秘透信节点c n 将执行遴信注j l | 。这一过 穗壶班下几个郝分组藏： 迂两路由过程僻e 乱l mr o m a b 谢t yp r o c e d u r e ) 为了证明通过移动节点m n 的本地地址和转交地址均可对其进行访问，移动节点m n 和 通信节点c n 将执行进回路由过程。需要通过该证明来防范各种连接劫持和拒绝服务攻击。 在执行执行迂回路由过程时，移动节点m n 套向通信节点c n 发送两个不同的测试数据包。其 中个通过家乡代理进行发送，而另一个则直接发送给邋信节点c n 。通信节点将响应发送 绘测试数据包，薅旦每个响应酆包含一个蚋密令壤。当迁囵路圭过程宠戏之羼，c n 苇点就 可以认为凇发送过来懿绑定受巍溃患是霹靠戆，并盈霹跬将数据瞧发送裂瓣的转交邈皴。 该过程建移动球v 6 基于安全谯考虑增魏的功能，它胃懿耱止欺骗主梳臀充凇离本蟪代瑾斌 c n 节点发送虚假的绑定更新消息，而在这个绑定更新消息中，欺骗主机可能会将绑定韵转 交地址指定到非原m n 节点的另外个主机上。 交换绑定更新( b i n d i n gu p d a t e ) 和绑定应答( b j n d i n g a c k n 。w l e d g e n l e m ) 完成迸同路由过程之后，移动节点m n 将向通信节点c n 发送一条移动i p v 6 2 7 华东好蕊大学璐士学位论文 移动l 孙6 潞议 绑定更勰清意。绑定匿薪消惠髓舍镁嗣避信节点e n 在逶豳路韵过程中所发送的稍密令牌计 算的身份验醴数据。由通信镬点验证套份验证数据。这一验证并不属于强触密身份骏e ，健 是数防范文茹数教澎类黧。翅暴髓身份验证数据有效，酃么逶信节煮c n 将在萁绑寇缓存中 为移动节赢m n 添加一个条目，并发送一条绑窝应答滴息。收到绑定应昝滇息时，移动节 点k 烈将在冀绑建受菠列袭中为逶僚节点e n 添搬个落秘。 3 4 2 移动i p v 6 和t c p 连接 缓浚眷赢a 是一个移动肇点渊，瓣节惑棼楚一个支持移动 戳6 静遴信节斑e n 。节 点a 在连接鳓其本地链鼯时褥配置褥潮一个零地她饿。节赢a 与节点8 建立t c p 滤攘。当 节点a 漫游划外地链路时，将发生娃下过程： 1 ，在发璇节点a 新连接的链路茇生变纯并获襻了转交遗址后，节点a 将与其家多代理交 换一组缫定熨毅和绑定应誉消息。家乡代理在其绑定缓存中为节点a 添艇一个袈疆， 篇双保存其本蟪地继和转交地巯。遮称兔本地注册。 2 。在这个侧子中，节点b 晦节点a 发遴现褰罩c p 建接灼一个t c p 段。出子节点b 还寒 得到节点a 西受改位鹫的信息，黼诧节点b 蒋该t c p 段发往节点a 的本地地址a 3 。蹰为家多代理糊存节点a 本遗避蜒螅一个绑定缓存条弱，所以家乡代理会拦截粥p 疑 并将其歉在隧道上发送给节煮a 的转交薅簸。 4 在接收翔家乡代理遁过隧遂砖输的w p 段之后，繁点a 开始避簿遵镶注懋，髓捂迂回 路由j 建稳鞋及缀定受瑟鞫绑定澎答港塞鹣交换。在遴抒逶接注瓣瓣，在移动节点帮逐僖 节点润发送的t c p 段蘧过家乡投理进行双疯隧道传嬷。当究成了遵攘没辨之感，移蘸 节点在其绑定簧凝剥袭孛拥有逶镶繁点熬个条鼙，瓣避售节点强其绑蹙缓眷串麴誊移 动爷熙韵一个条耳。 s 。 苇焦a 魏节点b 使用鼹宙缆豫交换嚣续翦怒薹段。 如果节点b 不支持移动i p v 6 ，那么通信注册过摆将失败，而凰所有谯节点a 和节点b 阁祷送的髓p 段将进行竣划鞋遵传赣。 漫游时，起初畿移动节点的地址釉邋信节点的遗址闯建立的t c p 连接将原封不动a 在 步骤l 孛霹黢会鸯些w p 段被丢雾，冀闻当= _ l 掌点a 发我链路交健黠会产生延迟，袋驳一 个新的转交蟪泣，并弑括本迪渡蓊。艇楚，这婆段会由黼p 进符羹凝傣辕。 举东师范大举硕士学位论文 移动i p v 6 协议 3 5 通信节点c n 的操作 3 5 1 绑定缓存 支持移动i p v 6 路由优化的节点必须为每个和它正在通信的移动节点m n 维护个绑定 缓存，存拔龋畦的转交遗皱。如果发送的数据毫的疆圭| 羲速娃在绑定缓存每存在一壤，就使 用绑定缓存中的地址。在r f c 3 7 7 5 中定义的