软件新技术专题论文大作业.docx
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软件新技术专题论文大作业
广西工学院鹿山学院
软件新技术专题论文
系别：
计算机科学与技术
专业班级：
计软092
姓名：
学号：
二〇一二年六月八日
互联网新技术
——移动互联网技术综述
摘要移动性是互联网发展方向之一，移动互联网的基础协议能支持单一无线终端的移动和漫游功能，但这种基础协议并不完善，在处理终端切换时，存在较大时延且需要较大传输开销，此外它不支持子网的移动性。
移动互联网的扩展协议能较好解决上述问题。
文章首先介绍移动互联网的基本目标，然后介绍移动互联网的基础协议工作原理，最后介绍能提高移动互联网工作性能的扩展协议
0、引言
随着网络技术和无线通信设备的迅速发展，人们迫切希望能随时随地从Internet上获取信息。
针对这种情况，Internet工程任务组（IETF）于1996年开始制定支持移动Internet的技术标准。
目前，移动IPv6的正式标准（MIPv6-RFC3775[1]）和相关标准：
移动IPv6的快速切换（FMIPv6-RFC4068[2]）、层次移动IPv6的移动性管理（HMIPv6-RFC4140[3]）、网络移动（NEMO-RFC3963[4]）已经出台，相关的各项开发工作都在进行中。
下一代移动通信的核心网是基于IP分组交换的，而且移动通信技术和互联网技术的发展呈现出相互融合的趋势，故在下一代移动通信系统中，可以较为容易地引入移动互联网技术，移动互联网技术必将得到广泛应用。
1、移动互联网的目标
传统IP技术的主机不论是有线接入还是无线接入，基本上都是固定不动的，或者只能在一个子网范围内小规模移动。
在通信期间，它们的IP地址和端口号保持不变。
而移动IP主机在通信期间可能需要在不同子网间移动，当移动到新的子网时，如果不改变其IP地址，就不能接入这个新的子网。
如果为了接入新的子网而改变其IP地址，那么先前的通信将会中断。
移动互联网技术是在Internet上提供移动功能的网络层方案，它可以使移动节点用一个永久的地址与互联网中的任何主机通信，并且在切换子网时不中断正在进行的通信。
达到的效果如图1所示。
图1移动互联网的目标
2、移动互联网的基础协议
移动互联网的基础协议为移动IPv6协议（MIPv6），IETF已经发布了MIPv6的正式协议标准RFC3775[1]。
MIPv6支持单一终端无需改动地址配置，可在不同子网间进行移动切换，而保持上层协议的通信不发生中断。
在MIPv6体系结构中，含有3种功能实体：
移动节点（MN）、家乡代理（HA）、通信节点（CN）。
其中MN为移动终端；HA位于家乡子网，负责记录MN的当前位置，并将发往MN的数据转发至MN的当前位置；CN为与MN通信的对端节点。
MIPv6的主要目标是使MN不管是连接在家乡链路还是移动到外地链路，总是通过家乡地址（HoA）寻址。
MIPv6对IP层以上的协议层是完全透明的，使得MN在不同子网间移动时，运行在该节点上的应用程序不需修改或配置仍然可用。
每个MN都设置了一个固定的HoA，这个地址与其当前接入互联网的位置无关。
当MN移动至外地子网时，需要配置一个具有外地网络前缀的转交地址（CoA），并通过CoA提供MN当前的位置信息。
MN每次改变位置，都要将它最新的CoA告诉HA，HA将HoA和CoA的对应关系记录至绑定缓存。
假设此时一个CN向MN发送数据，由于目的地址为HoA，故这些数据将被路由至MN的家乡链路，HA负责将其捕获。
查询绑定缓存后，HA可以知道这些数据可以用CoA路由至MN的当前位置，HA通过隧道将数据发送至MN。
在反方向，MN首先以HoA作为源地址构造数据报，然后将这些报文通过隧道送至HA，再由HA转发至CN。
这就是MIPv6的反向隧道工作模式。
若CN也支持MIPv6功能，则MN也会向它通告最新的CoA，这时CN就知道了家乡地址为HoA的MN目前正在使用CoA进行通信，在双方收发数据时会将HoA与CoA进行调换，CoA用于传输，而最后向上层协议递交的数据报中的地址仍是HoA，这样就实现了对上层协议的透明传输。
这就是MIPv6的路由优化工作模式。
建立HoA与CoA对应关系的过程称为绑定（Binding），它通过MN与HA、CN之间交互相关消息完成，绑定更新（BU）是其中较重要的消息。
3、移动互联网的扩展协议
3.1移动IPv6的快速切换
基本的MIPv6解决了无线接入Internet的主机在不同子网间用同一个IP寻址的问题，而且能保证在子网间切换过程中保持通信的连续，但切换会造成一定的时延。
移动IPv6的快速切换（FMIPv6）针对这个问题提出了解决方法，IETF已经发布FMIPv6的正式标准RFC4068[2]。
FMIPv6引入新接入路由器（NAR）和前接入路由器（PAR）两种功能实体，增加MN的相关功能，并通过MN、NAR、PAR之间的消息交互缩短时延。
MIPv6切换过程中的实验主要是IP连接时延和绑定更新时延。
决定要进行切换时，MIPv6首先进行链路层切换，即通过链路层机制首先发现并接入到新的接入点（AP），然后再进行IP层切换，包括请求NAR的子网信息、配置新转交地址（NCoA）、重复地址检测（DAD）。
通常IP层切换需要较长时间，造成了IP连接时延。
针对这个问题，FMIPv6规定MN在刚检测到NAR的信号时就向PAR发送代理路由请求（RtSoPr）消息用于请求NAR的子网信息，PAR响应以代理路由通告（PrRtAdv）消息告之NAR的子网信息。
MN收到PrRtAdv后便配置NCoA。
这样，在MN决定切换时只需进行链路层切换，然后使用已配置好的NCoA即可连接至NAR。
MN连接至NAR后并不意味着它能立刻使用NCoA与CN通信，而是要等到CN接收并处理完针对NCoA的BU后才能实现通信，造成了绑定更新时延。
针对这个问题，FMIPv6规定MN在配置好NCoA并决定进行切换时，向PAR发送快速绑定更新（FBU）消息，目的是在PAR上建立NCoA-PCoA绑定并建立隧道，将CN发往PCoA的数据通过隧道送至NCoA，NAR负责缓存这些数据。
当MN切换至NAR后，立即向它发送快速邻居通告（FNA）消息，NAR便得知MN已完成切换，已经是自己的邻居，把缓存的数据发送给MN。
此时即使CN不知道MN已经改用NCoA作为新的转交地址，也能与MN通过PAR-NAR进行通信。
CN处理完以NCoA作为转交地址的BU后，就取消PAR上的绑定和隧道，CN与MN间的通信将只通过NAR进行。
此外，PAR收到FBU后向NAR发送切换发起（HI）消息，作用是进行DAD以确定NCoA的可用性，然后NAR响应以切换确认（HAck）消息告知PAR最后确定可用的NCoA，PAR再将这个NCoA通过快速绑定确认（FBack）消息告诉MN，最终MN将使用这个地址作为NCoA。
采用上述方法，FMIPv6切换延迟比基本MIPv6缩短10倍以上，工作流程如下：
1）MN检测到NAR信号；2）MN发送RtSoPr；3）MN接收PrRtAdv，配置NCoA；4）MN确定切换，发送FBU；5）PAR发送HI，NAR进行DAD操作；6）NAR回应Hack；7）PAR向MN发送FBA，同时建立绑定和隧道，将发往PCoA的数据通过隧道送至NCoA；8）MN向NAR发送FNA；9）NAR把MN作为邻居，向它发送从PAR隧道过来的数据；10）CN更新绑定后，删除PAR上的绑定和隧道，CN将数据直接发往NCoA。
3.2层次移动IPv6的移动性管理
若MN移动到离家乡网络很远的位置，每次切换时发送的绑定要经过较长时间才能被HA收到，造成切换效率低下。
为解决这个问题，IETF提出层次移动IPv6（HMIPv6），发布了正式标准RFC4140[3]。
HMIPv6引入了移动锚点（MAP）这个新的实体，并对MN的操作进行了简单扩展，而对HA和CN的操作没有任何影响。
按照范围的不同，将MN的移动分为同一MAP域内移动和MAP域间移动。
在MIPv6中引入分级移动管理模型，最主要的作用是提高MIPv6的执行效率。
HMIPv6也支持FMIPv6，以帮助MN的无缝切换。
当MN进入MAP域时，将接收到包含一个或多个本地MAP信息的路由通告（RA）。
MN需要配置两个转交地址：
a）区域转交地址（RCoA），其子网前缀与MAP的一致；b）链路转交地址（LCoA），其子网前缀与MAP的某个下级AR的一致。
首次连接至MAP下的某个AR时，将生成RCoA和LCoA，并分别进行DAD操作，成功后MN给MAP发送本地绑定更新（LBU）消息，将其当前地址（即LCoA）与在MAP子网中的地址（即RCoA）绑定，而针对HA和CN，MN发送的BU的转交地址则是RCoA。
CN发往RCoA的包将被MAP截获，MAP将这些包封装转发至MN的LCoA。
如果在一个MAP域内移动，切换到了另一个AR，MN仅改变它的LCoA，只需要在MAP上注册新的地址，不必向HA、CN发送BU，这样就能较大程度地节省传输开销，由此可见，MAP本质上是一个区域家乡代理。
在MAP域间移动时，MN将生成新的RCoA和LCoA，这时才需要给BU发送HA和CN注册新的RCoA，当然也需要发送LBU给新区域的MAP。
域内移动和域间移动的注册过程如图2所示。
图2HMIPv6的注册过程
因此，只有RCoA才需要注册CN和HA。
只要MN在一个MAP域内移动，RCoA就不需要改变，使MN的域内移动对CN是透明的。
3.3子网移动
网络移动性（NEMO）工作组研究将移动子网作为一个整体在全球互联网范围内变换接入位置时的移动管理和路由可达性问题。
移动网内部的网络拓扑相对固定，通过一台或多台移动路由器连接至全球的互联网。
网络移动对移动网络内部节点完全透明，内部节点无需感知网络的移动，不需要支持移动功能。
IETF已发布NEMO的正式标准RFC3963[4]。
NEMO网络由一个或多个移动路由器、本地固定节点（LFN）和本地固定路由器（LFR）组成。
LFR可接入其他MN或MR，构成潜在的嵌套移动网络。
NEMO的原理与MIPv6类似，当其移动到外地网络时，MR生成转交地址CoA，向其HA发送BU，绑定MR的HoA和CoA，并建立双向隧道。
CN发往LFN的数据将路由至HA，经路由查询下一跳应是MR的HoA，HA便将数据用隧道发至MR，MR将其解封装后路由至LFN。
反方向上，所有源地址属于NEMO网络前缀范围的数据都将被MR通过隧道送至HA，HA负责将其解封装路由至CN。
值得注意的是，HA上必须有NEMO网络前缀范围的路由表，即HA需要确定发往LFN的数据的下一跳是MR的HoA。
有两种途径建立该路由表：
a）在BU中携带NEMO网络前缀信息；b）在MR与HA间通过双向隧道运行路由协议。
RFC3963[4]中只提出了基本的反向隧道工作方式，没有解决三角路由问题，特别是在NEMO网络嵌套的情况下，需要多个HA的隧道封装转发，效率不是很高。
为此，针对NEMO路由优化的相关工作正在进行中。
3.4应用中的技术整合
在移动IPv6中引入上述扩展协议后，移动互联网可以提供对单一终端和子网的移动性支持，并且在移动过程中支持终端、子网的快速切换和层次移动性管理。
其架构如图3所示。
图3移动互联网的架构
此结构下的移动互联网在处理切换时，传输时延等开销较小，能做到无缝切换，可承载丰富的多媒体业务，提供良好的用户服务。
4、结束语
移动IPv6协议能支持单一终端在不同子网间移动切换，保持上层通信的不中断，但其切换速度和效率不是很高。
移动IPv6的快速切换这一扩展协议提高了终端在不同子网间切换速度，降低了切换时延。
层次移动IPv6的移动性管理这一扩展协议，降低了切换产生的数据传输代价，提高了切换的效率。
以上三种协议协同工作，可作为用户无线终端移动接入互联网的解决方案。
更进一步，NEMO为子网提供移动性支持，而子网内的节点不需要支持移动功能。
这一特性可广泛用于交通运输等方面，可为旅客提供访问互联网的业务。
移动互联网技术为无线接入互联网的用户提供了移动支持，为用户提供了极大方便。
但还有很多细节需要完善，如快速切换、层次移动、子网移动三者的结合、子网移动的路由优化等问题，这些将是移动互联网技术下一步的研究方向。
浅谈移动互联网技术
我们现在日常生活中都少不了用手机直接进行即时信息查询，或者用手机QQ客户端、飞信客户端与别人进行通信，或者将自己即时拍摄的照片上传到某个网站上，这些生活中的应用都是实用的移动互联网。
从起源上说，移动互联网是移动通信技术与互联网技术融合的产物。
从本质上说，移动互联网是一种新型的数字通信模式。
广义的的移动互联网是指用户使用蜂窝移动电话、PDA或者其他手持设备，通过各种无线网络，包括移动无线网络（例如2G、3G移动通信网络）和固定无线接入网等接入到互联网中，进行话音、数据和视频等通信业务。
移动互联网的意义在于它融合了移动通信随时随地随身和互联网开放、共享、互动的优势，代表了未来网络的一个重要发展方向，改变了人们的生活方式，蕴藏着巨大的商机。
移动互联网的基本结构和结构特点
从层次上看，移动互联网可分为：
终端\设备层、接入\网络层和应用\业务层。
其最大的特点是应用和业务种类的多样性（继承了互联网的特点），对应的通信模式和服务质量要求也各不相同：
在接入层支持多种无线接入模式，但在网络层以IP协议为主；终端种类繁多，注重个性化和智能化，一个终端上通常会同时运行多种应用。
世界无线研究论坛（WWRF）认为移动互联网是自适应的、个性化的、能够感知周围环境的服务。
它给出的移动互联网参考模型如下：
各种应用APP通过开放的应用程序接口API获得用户交互支持或移动中间件支持；互联网协议簇负责网络层到链路层的适配功能；操作系统完成上层协议与下层硬件资源之间的交互；硬件\固件则指组成终端和设备的器件单元。
注：
移动中间件层有多个通用服务元素构成，包括建模服务、存在服务、移动数据管理、配置管理、服务发现、时间通知和环境监测等。
互联网协议簇主要有IP服务协议、传输协议、机制协议、联网协议、控制与管理协议等。
移动互联网的接入方式
移动互联网支持的无线接入方式，根据覆盖范围的不同，可分为无线个域网（WPAN）接入、无线局域网（WLAN）接入、无线城域网（WMAN）接入和无线广域网（WWAN）接入。
1.WPAN主要用于家庭网络等个人区域网场合，以IEEE802.15为基础，被成为接入网的“附加以公里”。
其中，蓝牙是目前最流行的WPAN技术，其典型通信距离为10m，带宽为3Mbit/s;其他技术，如超宽带（UWB）技术侧重于近距离高速传输;而Zigbee技术则专门用于短距离的低俗数据传输。
2.WLAN主要用于商务休闲和企业校园等网络环境，以IEEE802.11标准为基础，也就是众所周知的Wi-Fi网络，支持静止和低俗的移动。
其中802.11g的覆盖范围约100m，带宽为54Mbit/s。
Wi-Fi技术成熟，目前处于快速发展中，已在机场、酒店、校园等公共场所得到了广泛的应用。
3.WMAN是一种新兴的适合于城域接入的技术，以IEEE802.16标准为基础，常被称为WiMax网络，支持中速移动，视距传输可达到50km，带宽可至70Mbit/s。
WiMAX可以为高速数据应用提供更出色的移动性，但在互联互通和大规模应用方面上存在很多亟待解决的问题。
4.WWAN是指利用现有的移动通信网络（如3G）实现互联网接入，具有网络覆盖范围广、支持高速移动性、用户接入方便等优点。
基站覆盖范围可达到7km，室内应用带宽可达到2Mbit/s,但在高速移动时仅支持384kbit/s的数据传输。
目前三种主流3G制式分别是WCDMA、CDMA2000和TD-SCDMA，已在世界范围内展开应用，其共同目标是实现移动业务的宽带化。
此外，现在以GPRS、EDGE等数据通信技术为代表的2.5G移动通信还没有退出历史舞台，WWAN是目前使用最广泛的移动互联网接入方式。
移动互联网的关键技术
移动互联网的关键技术在于以下几个方面：
移动性管理：
支持全球漫游，移动对终端和移动子网是透明的；
多种接入方式：
允许终端接入方式的多样性；
IP透明性：
网络层使用IP协议簇，对底层技术不构成影响；
个性化服务：
提供用户指定信息；
安全性和服务质量保证：
提供网络安全、信息安全和用户服务质量保证；
寻址与定位：
保证各用户通信地址的唯一性，能够全球定位，以提供与位置相关的服务；
由于篇幅关系，这里仅介绍移动性管理技术，主要分析对IP的移动性管理。
移动性管理技术是移动互联网中最具挑战性的技术之一，包含位置管理、切换管理，使得网络能够对移动终端进行定位以及传递呼叫，并在移动过程中保持连接。
注：
位置定位包括位置注册、更新和呼叫转移，涉及的技术包括移动代理发现、转交地址的形成与使用、移动侦测和绑定更新等；
切换管理解决终端在同一个小区内或不同小区之间的信道切换问题，涉及的技术包括同一网络内的水平切换和不同网络间的垂直切换等。
对移动性的支持需要通过不同层的协议来实现，考虑到网络层均采用的IP协议，因此对IP的移动性管理将有助于实现异构网中的各种移动性支持。
IETF提出的移动IP协议是实现这一目标的核心技术。
其原理是让移动主机使用一对IP地址（本地地址和转交地址）实现对移动性的支持，其中引入了本地代理和外地代理这两个实体，并使用了隧道技术。
注：
隧道是指将一个数据包封装在另一个数据包的净荷中进行传送的路径，建立在本地代理和外地代理之间。
当移动主机在本地网络时，使用本地地址及标准IP协议和对端通信主机进行通信。
当移动主机移动到外地网络时，其通信流程如下：
移动主机通过外地代理获得一个转交地址，并向代理发送消息注册该地址；
对端通信主机通过标准IP路由机制，向移动主机的本地地址发送IP数据包；
移动主机的本地代理截取该数据包后，将其进行封装，通过隧道技术将它们转发给外地代理或移动节点本身；
移动主收到数据包后，用那个标准IP路由机制与对端通信主机进行连接。
移动IP存在的主要问题是“三角路由”问题，即对端通信主机发给移动主机的数据包必须经过本地代理，而移动主机发给对端通信主机的数据包则直接发送，导致效率降低。
另外还有一个问题即域内频繁移动带来频繁的切换，由此导致大量的注册信息传输而影响网络性能。
针对上述问题，目前已有移动IPv6和微观移动IP等多种改进和完善技术方案。
移动互联网的发展现状及前景
在最近几年里，移动通信和互联网成为当今世界发展最快、市场潜力最大、前景最诱人的两大业务。
它们的增长速度都是任何预测家未曾预料到的。
迄今，全球移动用户已超过15亿，互联网用户也已逾7亿。
中国移动通信用户总数超过3.6亿，互联网用户总数则超过1亿。
这一历史上从来没有过的高速增长现象反映了随着时代与技术的进步，人类对移动性和信息的需求急剧上升。
越来越多的人希望在移动的过程中高速地接入互联网，获取急需的信息，完成想做的事情。
所以，现在出现的移动与互联网相结合的趋势是历史的必然。
目前，移动互联网正逐渐渗透到人们生活、工作的各个领域，短信、铃图下载、移动音乐、手机游戏、视频应用、手机支付、位置服务等丰富多彩的移动互联网应用迅猛发展，正在深刻改变信息时代的社会生活，移动互联网经过几年的曲折前行，终于迎来了新的发展高潮。
未来的几年移动互联网将继续以技术进步和市场需求为驱动，加强创新和融合，在移动化、宽带化、个性化和可信可管性方面取得进一步的突破，为用户提供过多更好的服务。
云技术概念
摘要
在飞速发展的今天，互联网成为人们快速获取、发布和传递信息的重要渠道，它在人们政治、经济、生活等各个方面发挥着重要的作用。
因此网站建设在应用上的地位显而易见，它已成为政府、企事业单位信息化建设中的重要组成部分，从而倍受人们的重视。
计算机将具备更多的智能成分，它将具有多种感知能力、一定的思考与判断能力及一定的自然语言能力。
除了提供自然的输入手段（如语音输入、手写输入）外，让人能产生身临其境感觉的各种交互设备已经出现，虚拟现实技术是这一领域发展的集中体现。
今天人们谈到计算机必然地和网络联系起来，一方面孤立的未加入网络的计算机越来越难以见到，另一方面计算机的概念也被网络所扩展。
二十世纪九十年代兴起的在过去如火如荼地发展，其影响之广、普及之快是前所未有的。
从没有一种技术能像一样，剧烈地改变着我们的学习、生活和习惯方式。
全世界几乎所有国家都有计算机网络直接或间接地与相连，使之成为一个全球范围的计算机互联网络。
人们可以通过与世界各地的其它用户自由地进行通信，可从中获得各种信息。
人们已充分领略到网络的魅力，大大缩小了时空界限，通过网络人们可以共享计算机硬件资源、软件资源和信息资源。
“网络就是计算机”的概念被事实一再证明，被世人逐步接受。
其中云计算更是近几年才出现的新兴技术。
它主要是分布式计算技术的一种，其最基本的概念，是透过网络将庞大的计算处理程序自动分拆成无数个较小的子程序，再交由多部服务器所组成的庞大系统经搜寻、计算分析之后将处理结果回传给用户。
透过这项技术，网络服务提供者可以在数秒之内，达成处理数以千万计甚至亿计的信息，达到和“超级计算机”同样强大效能的网络服务。
关键词：
网络新技术云技术
一综述与调研报告
“云技术”是一个很时尚的概念，它既不是一种技术，也不是一种理论。
准确说，云计算仅描述了一类棘手的问题，因为现在这个阶段，“计算与数据”跷跷板的平衡已发生变化，即已经到“移动计算要比移动数据要便宜的多（Movingcomputationischeaperthanmovingdata）”。
1.1云技术的数据的分化
“数据”变得越来越臃肿，用经济的眼光看，“数据”应该“固定”下来。
想像一下，复制1PiB（1PiB=1024TiB）数据的成本以及存储这些数据的成本，数据变来变去而导致的“一致性”问题。
诸如搜索、推荐和社会关系网络等这些“新兴”的服务是很耗费“数据”的，例如，看似一个简单搜索请求，却依赖于一个规模极为庞大的索引数据，处理后输出却很小。
输入输出的数据规模远远小于计算的数据处理规模，几百个KiB相对几个PiB，保守点“1:
1000,000”。
1.2云计术的利用
“云计术”代表了一个时代需求，反映了市场关系的变化，谁拥有更为庞大的数据规模，谁就可以提供更广更深的信息服务，而软件和硬件影响相对缩小。
按照云计术的最普通的和最雄心勃勃的解释，它的目标是把一切都拿到网络上。
云就是网络。
网络就是计算机。
当如此众多的机构分布在全国各地和世界各地的时候，当如此众多的人在移动中或者在家里工作的时候，为什么不把你的一些数据和处理需求交给第三方，使用手机、移动电脑或者其它设备访问在整个网络上的一切东西呢?
你的数据将由口令保护，就像在本地网络上一样并且能够在整个网络上加密。
这个处理任务能够让第三方虚拟化计算机农场完成，最大限度地使用处理器的能力，大量减少机构和更广泛的团体的碳排放量。
云计术是使用与日益增长的Linux、高性能计算和虚拟化等有关的技术实现的一个领域。
对于IBM和惠普等公司来说，大型计算机的复苏和刀片式服务器的发展（这两者都要归功于Linux的应用）以及数据中心在能力、数据和处理器利用率方面的效率已经使云计算成为现实。
1.3云技术的村
谷歌和互联网已经显示了这种方法。
全世界的数据都能够或多或少地不断地在网络上访问。
网络已经成为虚拟实现的MarshallMcLuhan所说的地球村。
他在60年代写道：
“后文艺时代的人的电子媒介将把世界变成一个村或者部落。
在那里，每一件事情对于每
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