移动IP系统技术白皮书

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概述
　　
　　 由于计算机通信的需要，所有基于IP的设备都必须设置IP地址，否则，这些设备之间的通信将无法进行。随着用户移动需求的增加，原先TCP/IP的局限性就突现出来，那就是一个子网内的移动终端进行了跨网段的漫游之后，到了另外的子网中将无法使用原先在家网中固定的IP地址进行通信。
　　
　　 众所周知，新需求的出现必然将推动新技术的发展，移动IP技术就是随着用户对移动的需求而发展起来的。移动IP技术将使移动对于用户来讲完全透明，用户可以使用固定的IP地址在不同的网段之间漫游，而不会造成任何的不便，网络将由此进入一个全新的移动时代。
　　
　　 移动IP
　　
　　 什么是移动IP？
　　
　　 移动IP是IETF(Internet Engineering Task Force)制定的扩展IP网络移动性的系列标准，该标准是使连接到任何网络上的移动终端使用一个固定的IP地址并能够持续接收IP包的技术。RFC2002 IP Mobility Support是移动IP的主要标准，其中详细描述了移动IP的构架和工作机制。
　　
　　 为什么使用移动IP？
　　
　　 同样是解决终端移动通信的问题，但是与无线局域网（WLAN）和动态主机配置协议（Dynamic Host Configuration Protocol）相比，移动IP具有独到的优势。
　　
　　 无线局域网（WLAN）主要提供局域网内部较小范围移动通信服务，它受到无线接入点（AP）覆盖范围的限制，一般局限于一幢大楼内或一定范围的小区。如果无线局域网（WLAN）内部被划分为几个不同的网段，靠无线局域网（WLAN）技术本身是不能实现跨越网段不间断的移动通信。
　　
　　 动态主机配置协议（DHCP）可以提供更大范围内的移动通信。如果用户移动到一个新的网段，它将通过当地的动态主机配置协议（DHCP）服务器获得一个分配的IP地址，然后使用这个IP地址进行通信。但是TCP通信是靠IP地址建立连接的，IP地址的改变就会使一切基于TCP的通信中断。
　　
　　 在移动IP系统中，移动终端始终使用固定的IP地址进行通信，这样在移动过程中可保证已经建立的TCP连接不会中断。由于使用固定IP地址，使得移动IP实现网络位置的移动对用户使用来讲是透明的，同时由于移动IP和网络介质无关，因此可以实现异质网络间的无缝漫游，使用移动IP技术可以突破无线局域网（WLAN）的地域范围限制，并且克服了跨网段时使用动态主机配置协议（DHCP）方式所造成的通信中断等问题。
　　
　　 移动IP协议的原理
　　
　　 移动IP协议工作原理大致如下图：
　　
　　 1.移动终端在家网时，仍按传统的TCP/IP方式进行通信，不需要使用移动IP协议。
　　
　　 2.移动终端漫游到一个外地网络时，仍然使用固定的IP地址进行通信。为了能够收到通信对端发给它的IP数据包，移动终端需要向家代理注册当前的位置地址，这个位置地址就是转交地址。移动IP可以通过两种方式获得转交地址——外代理的地址和动态配置一个地址。
　　
　　 3.家代理接受来自转交地址的注册后，会构建一条通向转交地址的隧道，将截获的发给移动终端的IP数据包通过隧道送到外网转交地址处。
　　
　　 4.在转交地址处解除隧道封装，恢复出原始的IP数据包，最后送到移动终端，这样移动终端在外网就能够收到这些发送给它的IP数据包。
　　
　　 5.移动终端在外网通过外网的路由器或者外代理向通信对端发送IP数据包。
　　
　　 6.当移动终端来到另一个外网时，只需要向家代理更新注册的转交地址，就可以继续通信。
　　
　　 7.当移动终端回到家网时，移动终端向家代理注销转交地址，这时移动终端又将使用传统的TCP/IP方式进行通信。
　　
　　
　　天畅（FreeNET Builder）移动IP
　　
　　 天畅（FreeNET Builder）移动IP系统是西安西电捷通无线网络通信有限公司自主开发的移动IP系统，整个系统由移动IP服务器和天畅（FreeNET Builder）移动IP客户端软件两部分组成。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　 网络拓扑优化
　　
　　 天畅（FreeNET Builder）移动IP服务器集成了RFC2002中定义的家代理和外代理两者的功能。天畅（FreeNET Builder）移动IP服务器具有自动判断注册的移动终端是本网的移动终端还是来访的移动终端的机制，根据判断的结果进行相应的处理。一个网段中只需要一台天畅（FreeNET Builder）移动IP服务器就可以既支持本网的移动终端又支持来访的移动终端，而不需要分别设置一台家代理和一台外代理。
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　
　　 全向隧道
　　
　　 天畅（FreeNET Builder）移动IP服务器支持全向隧道，即同时支持正向隧道与反向隧道，这样移动终端在外网时发出的所有IP数据包会首先通过隧道送回家网，解除隧道封装后从家网路由到通信对端。使用全向隧道可以避免包过滤路由器因检查到源地址和所在网络不一致而阻止移动终端在外网发送的IP数据包。

　　隧道路由机制
　　
　　 天畅（FreeNET Builder）移动IP服务器使用路由机制，为每一条隧道建立一个独立的路由策略，由此确保了只有已经通过认证并注册成功的移动终端的IP数据包才能通过隧道，其它IP数据包会被移动IP服务器抛弃。这种方式减轻了隧道带来的安全隐患。
　　
　　 切换机制
　　
　　 当移动终端从家网漫游进入外地移动IP服务器所在的网络时，天畅（FreeNET Builder）移动IP服务器能够立即检测到有移动终端接入，通过自身机制判断进入本网的移动终端是本网移动终端返回还是来访的移动终端，并向移动终端发送当前状态信息，由此移动终端可以检测到网络位置的改变，此信息反馈回家网的天畅（FreeNET Builder）移动IP服务器，服务器会将原先路由表项按照移动终端的当前位置进行修改，由此完成了移动终端从家网向外网的切换。
　　
　　 支持快速切换
　　
　　 天畅（FreeNET Builder）移动IP服务器支持移动终端在不同外地网络间的快速切换。天畅（FreeNET Builder）移动IP服务器通过隧道分段管理来支持移动终端在外网之间的快速切换，移动终端从一个外地网进入另一个外地网后，可以直接同外地上层的天畅（FreeNET Builder）移动IP服务器进行注册和认证，这样移动终端发生在不同外网间的切换时，发送的注册消息报文无需每次都得到家网天畅（FreeNET Builder）移动IP服务器的确认，大大减少切换时延，保证了快速切换。
　　
　　 透明漫游
　　
　　 使用天畅（FreeNET Builder）移动IP客户端软件的用户，在跨网段漫游过程中移动对于用户是透明的，用户的网络浏览、查收邮件、网上实时聊天等操作不受移动的影响。
　　
　　 操作平台
　　
　　 天畅（FreeNET Builder）移动IP客户端软件Wireless Spread5.1以上版本可在以下平台上使用：Windows 95、Windows 98、Windows Me、Windows2000、WindowsNT 、Linux等操作系统上，用户界面友好清晰，易于配置，非常适合普通用户使用。
　　
　　 网络支持
　　
　　 天畅（FreeNET Builder）移动IP客户端软件独立于底层的网络媒质，既可以适用于无线环境，也适用于有线环境，而且支持异质网络间的切换，并且当移动终端有多个网络接口同时工作时，天畅（FreeNET Builder）移动IP客户端软件能够最优化选择移动IP使用的网络接口。
　　
　　 认证机制
　　
　　 天畅（FreeNET Builder）移动IP客户端软件占用很少的系统资源，并且不影响其它应用软件的正常使用。天畅（FreeNET Builder）移动IP客户端软件同天畅（FreeNET Builder）移动IP服务器之间具有经过加密的安全的身份认证机制，保证移动IP系统的安全性与可靠性。

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天畅（FreeNET Builder）移动IP系统适用案例
　　
　　 移动办公模式
　　
　　 使用天畅（FreeNET Builder）移动IP系统能够让终端用户在不同网段的IP网络之间漫游，并且不需要重新设置IP地址，用户在外地上网时同样可以通过互联网接入到自己企业网取得所需信息，这样用户可以在移动过程中保持不间断的网络联接，以及跨网段后仍能够正常工作。
　　
　　
　　随时接入网络模式
　　
　　 在公众场合安装天畅（FreeNET Builder）移动IP系统，可以在不必考虑如何分配IP地址的情况下使漫游的终端用户快速接入互联网，并享受与用户在家网中一样的网络服务，如查阅公司局域网内部文件、查收公司邮件、网上购物等。
　　
　　 适合使用的场合举例：
　　
　　 1)用于展会现场
　　
　　 在展览会现场使用天畅（FreeNET Builder）系统，能够将现场用户的各类需求，以第一速度反馈会公司总部，获得公司从技术到服务的全方位实时的支持，不但可以提高办事效率，同时不会因为某方面的人员没到展览会现场而给公司带来损失。
　　
　　 2)用于现场救护
　　
　　 对于在城市某处发生的突发事件，医护人员到达现场后，使用车载的终端设备，通过接入天畅（FreeNET Builder）移动IP系统，可以获得伤员的血型、病史、药物过敏反映等个人信息，为有效的现场救护争取到宝贵的时间，同时在将伤员送往医院的途中，医护人员可以通过天畅（FreeNET Builder）移动IP系统同本医院服务器联系，针对伤员情况提前安排医院的抢救工作，甚至在救护现场就可以通过自己医院的天畅（FreeNET Builder）移动IP系统实时的获得全球专家关于有效救助的意见。
　　
　　
　　
　　
　　
　　 无线局域网应用模式
　　
　　 无线局域网环境由于其用户移动性强的特点，更能发挥FreeNet 移动IP系统的优势。例如：
　　
　　 某个大型酒店，铺设了基于802.11的WLAN环境，也出于自身要求划分了若干的子网。此时应用FreeNet 移动IP系统，用户就可以在整个酒店内轻松漫游，从客房到会议室到餐厅……，享受无限制移动办公的便捷。对酒店自身员工和外来客户都带来了轻松与方便。