移动IP的工作原理

移动IP的工作原理

一、移动IP的概念：
移动IP是网络层的一种通信协议，使计算机在不改变IP地址的前提下，可以实现跨越不同的网段进行网络通信。

移动IP和动态IP的区别：
动态IP是指在局域网中的计算机可以通过DHCP动态的获取IP地址，不需要用户在计算机网络的设置中指定。

二、移动IP涉及的主要概念：
（1）移动节点：具有无线网络通信功能，并且可以到处移动的通信设备，比如：手机，笔记本电脑
（2）本地链路：移动节点最初所处的链路，移动节点IP与本地链路具有相同的网络前缀
（3）本地代理：是位于本地链路上并具有代理功能的路由器
（4）外部链路：网络前缀跟本地链路不相同的其他链路
（5） 外部代理：是位于外部连路上并具有代理功能的路由器
（6） 转交地址：移动节点移动到外部链路上时所获得的IP地址，转交地址与外部链路具有相同的网络前缀。
（7）隧道：当移动节点移动到外部链路上，本地代理会中途截获数据包（数据包的目的地址为移动节点本地IP地址）本地代理将截获的数据包进一步的封装（数据包的源地址为本地代理的IP地址，目的地址为转交地址）发送给外部代理，由外部代理解压，转交给移动节点，由移动节点对数据进行处理。

三、移动IP的工作原理
移动IP的工作原理大体分为三部分：
（1）代理发现
（2）转交地址注册/转交地址的取消
（3）数据收发

3.1代理发现：

（1）本地代理或者外部代理会在他们自己的链路上通过定期的广播或采用多播的形式发送代理广告，代理广告中包含该代理的IP地址
（2）移动节点收到代理广告信息，说明节点所处的链路存在代理
（移动节点将自身的IP地址与获得的代理广告中代理的IP地址进行对比，如果两个IP地址具有相同的网络前缀，则移动节点在本地链路，否则在外部链路）
（3）当判断出移动节点已经从本地链路移动到外部链路时，会从外部代理发送的代理广告中的转交地址栏中获取一个转交地址。

3.2转交地址的注册

转交地址注册：移动节点将在外部链路上获得的转交地址告知本地代理
（1）移动节点将注册请求数据包发送给外部代理，（该注册请求数据包主要包括：移动节点的本地IP地址，移动节点转交IP地址，移动节点的本地代理IP地址以及注册生命周期）
（2）外部代理收到注册请求以后，进行有效性检查，如果检查请求无效，外部代理向移动节点发送注册回复，拒绝该请求，如果检查请求有效，外部代理将注册请求中继给本地代理。
（3）本地代理收到注册请求，进行有效性检查，如果检查无效，本地代理向外部代理发送注册回复，拒绝该请求，外部代理将拒绝请求消息中继给移动节点，如果检查有效，本地代理在本地映射表中添加移动节点的本地IP地址与转交地址的映射，然后将这个映射关系向外部代理发送，外部代理将映射关系记录下来，将注册答复消息中继给移动节点。

3.3转交地址的取消

转交地址的取消：当移动节点从外部链路回到本地链路时，移动节点向本地代理发送取消注册的请求
（1）移动节点向本地代理发送取消注册请求
（2）取消请求的数据包的转交地址变成移动节点的本地IP地址
（3）本地代理收到该消息，将映射表中移动节点的本地IP地址与转交地址对应关系删除。
3.3数据的接收：

（1）本地代理截取目的地址为移动节点本地IP的数据包
（2）本地代理以转交地址为目的地址，将获得的数据包进一步的封装，封装时，源地址为本地IP地址，目的地址为转交地址
（3）外部代理接收到本地代理发送的数据包，将数据包进行解封装，获得内部数据包（目的地址为本地IP地址的数据包）交给路由软件处理，路由软件会根据数据包的目的地址和路由表中的信息，选择一个合适的接口发送给移动节点（此时移动节点和外部代理在同一个链路上）
3.3数据的发送：

采用反隧道技术：
（1）移动节点将要发送的数据包（源地址为移动IP的本地IP地址，目的地址为目标计算机IP地址）进行进一步封装，封装后的数据包的源地址为转交地址，目的地址为外部代理地址
（2）外部代理收到数据包以后，发现源地址为自己提供的转交地址，外部代理对数据包进行解包，再进一步封装，这次封装的数据包的源地址为外部代理地址，目标地址为移动节点本地代理地址
（3）本地代理收到数据包以后，对数据包进行解压，将得到源IP数据包，根据路由发送到目标计算机。