技术与市场
2018年第25卷第1期
技术应用
关于
IP=
的移动性管理关键技术分析
王江
(广州大学华软软件学院，广东广州510990)
摘要:移动IPv6技术是IP=协议与移动通信网络相结合的产物，该技术将最终取代移动IP=技术，成为移动通信服务 领域的支撑技术之一。而移动IP=技术的运用必须借助移动性管理来实现，对IP=的移动性管理关键技术进行研究具 有重要意义，必须得到充分的重视。
关键词：移动IPV6技术；移动性管理；层次移动IPV6管理doi:10.3969/j.issn. 1006 -8554.2018.01.0401
研究开发和应用移动IPv6的背景和意义
互联网是当前信息网络技术高度发展后的产物，它在过去 数十年间取得了广泛应用，并且给人们的生活和工作方式带来 了巨大的改变，人类社会更是因此进人了互联网时代。互联网 使人们的信息交流与共享变地更为便利，世界各地的人们可以 通过互联网来及时了解到各种资讯，并且充分享受网络所带来 的乐趣。随着当前社会生产和生活节奏的加快，各种便于携带 的智能移动转动也变地非常普及，比如智能手机、平板电脑等 等。这些智能移动终端的使用者希望自己可以通过访问移动 互联网来及时获取各种资讯，获得如同有线接人网络一样的服 务质量。因此，传统基于有线信息网的互联网访问模式已经逐 渐难以满足人们对信息交流与获取的需求，亟需将互联网的接 人从固定终端扩展到移动终端上，这种发展趋势促使了移动互 联网的诞生，而且已经成为了新一代通信网络的标志。互联网的主要功能就是实现网络用户的接人，进而达到信 息资源的充分交流和共享，而要落实这一点，就必须借助TCP/
IP协议。在这一协议体系中，IP地址是用户终端接人的唯一
标识，终端只有位于I地址所标识的网络中才能正确收发数 据信息。现有的I地址都是以网络为单位组织的，固定的网 络IP地址只能存在于一个固定的网络中，当移动终端漫游到 一个新网络时，就必须对其网络接口的I地址进行及时变更。 这种特性使得移动终端不能在移动过程中使用I协议来收发 数据。
为了解决以上问题，相关技术人员及时推出了移动I解 决方案。移动I
技术是传统互联网技术与移动通信技术相互
融合的产物，当使用该技术时，移动用户可以在不变更I地址 的情况下就实现跨网络漫游，而且能够充分保障相关的访问权 限不会随着位置的改变而改变。在使用移动I地址时，移动 终端节点能够在不改变网络I地址的情况下，就在移动中与 其他节点进行数据沟通，同时保障已建立的连接不会中断。
对于当前的互联网而言，其使用的移动协议主要为IPv4 协议，但该协议有一个重大缺陷，即网络地址资源受限。随着 网联网用户规模的不断扩大，尤其是移动互联网用户数量的高 速增长，这个缺陷所带来的危机也日益严峻。为了彻底解决这 一问题，互联网工程任务组提出了 IV协议，该协议最大可支 持128位的地址长度，进而使得地址资源的上限被大幅度提 升，确保了更多设备可以接人互联网。在此基础上，通过将
IP=协议与移动终端相结合，就诞生了移动IPv6技术，该技术
将最终取代IV技术，成为移动通信服务领域的支撑技术之一。 2
基于层次移动IPv6的切换技术
在移动互联网中，移动终端需要在随时变更接人点的过程 中继续确保连接有效，而这就需要移动性管理方案必须能够实 时追踪到移动终端的准确位置。相比移动IPv4,移动IPV中 采用了路由优化措施，可以允许通信对端将数据包直接路由到 移动节点的转交位置。因为此过程需要向众多潜在的通信对 端进行注册，所以注册开销将比较大。此外，当发生移动切换 时，因为家乡代理和通信对端到移动节点间的距离往往都不 近，所以从移动节点发出绑定更新请求到收到对应的确认回复 信息间会需要一个较长的迂回时间，而由此产生的时延将会对 通信性能和质量造成严重影响。
为了解决以上问题，层次移动IV管理技术被开发出来， 该技术首先需要对网络进行层次性划分，当移动节点在特定层 次的区域内移动时，可以在该区域内产生一个本地代理（即移 动锚点）来进行临时管理。这样就将巧妙地将移动终端节点的 移动切换问题转换成了一个区域切换问题。当发生区域切换 时，移动节点不再需要向家乡代理和通信对端节点进行注册， 而是只需要向最近位置的移动锚点注册即可，进而也就大大减 小了绑定注册的开销和时延。
在实际工作中，层次移动IV虽然降低了注册开销和时 延，但它又产生了一个新的延时问题，即因区域切换而造成的 绑定更新延时。如果移动终端节点需要进行区域切换时，由此 会产生一个较长的时延，这一问题在用户因快速移动而频繁进 行区域切换时会被进一步放大，进而给通信质量造成不利影 响。因此，区域间切换产生的长时延是该技术下一步需要重点 克服的难题之一。3
多级的层次移动IPv6
上文已经提到，层次移动IV可以有效解决因绑定注册 而带来的开销和时延增大问题，但在该技术体系下，层次区域 内的移动锚点需要维护区域内全部移动节点的位置信息，并承 担起对这些节点的位置管理和数据转发职责。在这种情况下， 为移动锚点确定一个合适的工作区域就成为了难题。如果区 域范围设定地过小，那么移动节点就需要进行频繁的绑定注 册，使得通信质量的提升非常有限。但如果范围确定的太大， 一个移动锚点所需要管理的移动节点数量就太多，进而可能超
103技术应用
TECHNOLOGY AND MARKET
Vol. 25,No. 1,2018
出锚点自身的负载能力，甚至导致锚点所在区域内的所有移动 节点的通信质量降低。
为了解决这一问题，多级的层次移动IPv6技术（如图1所 示）被提出，该技术可以在层次移动IP=的基础上，对移动区 域做进一步的细分，使得管理区域被分为多个层次，移动节点 的绑定注册更新信息也会逐级向上提交。当移动节点需要进 行移动切换时，可以针对切换的具体情况，实现由低层锚点向 高层锚点乃至于家乡代理和通信对端进行注册，进而就极大地
提升了移动切换注册的灵活性，降低了注册的开销和时延问
题。然而在多级的层次IPv6体系中，因为采用了固定中心点 的结构，所以依然存在过载和单点失效问题，并且这种缺陷在 高层的锚点中会被进一步放大突显。同时，该技术也带来了一 些新的问题，比如从通信对端发送过来的数据需要经过层层转 发才能达到移动节点，而这就会导致数据传输开销增大，增大 了网络的负担。对于部分位置相对固定的移动节点而言，这种 额外的数据传输开销更是影响通信性能提升的重要因素之一。
图1
4 IPv6移动性管理中的认证机制
多级的层次移动体系
以在移动节点与家乡代理间建立安全联盟，进而实现对注册绑 定更新和确认消息的认证。与此同时，因为移动节点的通信对 端具有很大的不确定性，所以移动节点与通信对端间的认证比 较难以实现，而是这也是移动IP=中认证机制所亟需解决的 难题之一。
参考文献：
[1] 秦华，张泽.基于SDN的IP=移动性管理机制研究[J].
软件导刊，2017, 16(7):165 -169.
[2] 龚刚.基于移动IP=的移动性管理研究[J].硅谷，2011，
(9) ：98.
[3] 宋彦民.基于移动IP=的移动性管理研究[J].价值工
程，2010,29(17):153 -154.
[4] 赵金龙，高仲合，贾圣文.改进的移动切换管理方案
[J].通信技术，2010, '（（U):#\"〗 -10%.
[5] 齐恒.移动 IPV6[J].科技资讯，2010(34):9 -11.
[2] 王震.10 kV配电线路防雷措施研究分析[J].工程技术
(文摘版），2016(12).
[3] 段建华.对配电线路防雷保护措施的探讨[J].城市建设
理论研究（电子版），2012(6).作者简介：梁捷（1983 -),男，广西柳州人，本科，助理工程师,研究方 向：防雷装置。
移动技术的运用必须借助移动性管理来实现，而这 又会产生以下安全风险:第一，中断。当人侵者对系统进行攻 击时，会造成系统的存储和计算资源被占用，使得其不能正常 工作。比如人侵者可以发送大量伪造的绑定更新消息，使得网 络资源被这些无用的数据所消耗，进而对正常的绑定更新消息 传输造成影响，严重地就会造成移动的路由优化机制失 效。第二，窃取。人侵者可以假冒正常用户来对流量进行分析 或者获取网上传输的数据。比如通过伪造绑定更新消息，使家 乡代理或者通信对端保存的地址变成一个伪造地址，进而使人 侵者可以被伪装成为一个“合法”的用户，达到窃取数据的目 的。第三，篡改。人侵者通过对移动节点的绑定更新和绑定确 认信息进行拦截并实施修改。第四，伪造。人侵者可以冒充正 常用户向系统发送伪造数据，进而达到重定向攻击的目的。
为了消除以上由于IP=移动性管理带来的安全隐患，可(上接第102页）
速，配电网很容易遭受雷电袭击，为了提高配电网的稳定性与 可靠性，要加强防雷设计。一方面要对配电网进行科学合理的 选址、设计，选址绝缘性能高的材料;另一方面要安装防雷装 置，提高配电网结构的防雷水平。参考文献：
[1]刘彩娜.配电网线路防雷系统的保护研究[J].中国信息
化，2013(4).
104