第5章 移动IP

5.1 概述

5.1.1 移动IP的出现背景

因特网的飞速发展和移动设备（笔记本电脑、掌上电脑）的大量涌现，推动了人们对移动设备接入网络的研究，人们不再满足于单一的、固定的因特网接入方式，而是希望能够提供灵活的上网方式，移动设备用户希望能够和桌面固定用户一样接入同样的网络，共享网络资源和服务。无线互联网的发展，要求IP网络能够提供对移动性的良好支持。

根据IP地址结构和寻址模式的特点，每一个IP地址都归属一个网络，当把一台桌面计算机从一个网络移动到另一个网络时，首先要从原网络上断开，再连接到新的网络上，并且还要重新配置IP地址。这样的方式对于一个需要频繁移动的移动设备来说，显然不能适用。

在IP网络中，路由决策是由目标IP地址的网络前缀部分决定，这就意味着拥有同一条链路接口的所有网络节点的IP地址必须拥有相同的网络前缀。移动节点对于通信有这样一个要求，即它可以将自己的接入点（Point-Of-Attachment，POA）从一条链路转向另一条链路，但同时必须保持已有通信不中断，并且在新的链路上使用与原来相同的IP地址。根据现有的IP技术，当一个节点改变链路时，其IP地址的网络前缀必然要发生改变，这就意味着基于网络前缀的路由算法无法将数据包传送到节点的当前位置。移动IP提供了一种机制，使得一个移动节点可以连接到任意链路，但同时可以不必改变其永久IP地址。

移动IP是因特网针对节点的移动特性在网络层提出的一种解决方案。事实上，可以将移动IP看作一种路由协议，它在特定节点建立路由表，以保证IP数据包可以被传送到那些未连接在家乡链路上的节点处。

5.1.2 移动IP设计目标及设计要求

移动IP协议作为节点移动性带来的若干问题的一种解决方案，其设计应当满足以下几点基本要求。

（1）一个移动节点在改变其链路层的接入点之后应当仍然能够与其他节点进行通信，这意味着基于网络前缀的路由算法不能继续使用。

（2）一个移动节点通信时，应当只需要使用其家乡（永久）IP地址，无论其当前的接入点在哪里，都意味着那些需要改变IP地址的解决方案是不可行的。

（3）一个移动节点应当能够与那些没有移动IP功能的固定设备进行通信，而不需要修改协议。

（4）考虑到移动节点通常是使用无线方式接入，涉及无线信道带宽、误码率与电池供电等因素，应尽量简化协议，减少协议开销，提高协议效率。

（5）移动节点不应比Internet上的其他节点面临新的或更多的安全威胁。

基于以上几点要求，移动IP的设计目标如下。

（1）包括移动IP在内的所有协议都需要传送网络中各种节点的路由更新。因此，移动IP的一个设计目标就是使得这些更新的规模和频率尽量小。

（2）移动设备的内存和处理器的处理能力通常都是有限的，因此，移动IP的设计应当尽量简洁，以保证这些设备上的相关软件的实现较为简易。

（3）由于IPv4地址空间的有限性，移动IP的设计应当尽量避免出现一个节点同时拥有多个地址的情况。如果使用的是IPv6地址，则不需要考虑这一点，因为IPv6的地址空间要远大于IPv4。

5.1.3 移动IP的发展历史

移动IP的研究始于1992年。1992年，IETF成立移动IP工作组，并开始制定移动IPv4的标准草案。研究IPv4的主要文档包括RFC 2002（定义了移动IPv4），RFC 1701、RFC 2003与RFC 2004（定义了移动IPv4中的3种隧道技术），RFC 2005（定义了移动IPv4的应用）以及RFC 2006（定义了移动IPv4的管理信息库MIB）。1996年6月，IESG通过了移动IP标准草案，同年11月公布建议标准。