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1、分布式移动管理(DMM)-现有研究基础和差距分析小组成员:曹潮 1301120548 孙骏亚 1301120214本文基于 DMM 需求分析，介绍了三种移动 IP 协议，并且分析了现有协议与 DMM 解决方案需求的差距。目录介绍几种移动 IPV6 协议移动 IPV6 协议的 DMM 表现DMM 解决方案的要求与实际应用的差距分析移动管理功能：锚定功能（AF）：为代理节点分配 IP 地址，这是一个控制层面的功能。网络位置管理功能（LM）：管理并且追踪一个移动节点的位置，这也是一个控制层面的功能。路由管理功能（RM）：根据地理位置信息，优化数据包传送的路径，这个功能可分为控制层面和数据层面两个方面

2、的功能。现有的移动 IPV6 协议1.移动 IPV6 协议（MIPV6）2.代理移动 IPV6 协议（PMIPV6）3.层次移动 IPV6 协议（HMIPV6）这三种协议都是集中式的协议，然而经过多年发展，它们都有了分布式的特性，在 DMM 环境下检验这些分布式特性有利于实际应用。MIPV6MIPV6 是一个基于主机的移动管理协议。不论移动主机当前位于家乡网络还是外地网络，都可以通过家乡代理寻址，当移动主机位于家乡网络时，发送给移动主机的分组采用传统的路由机制传输，当移动主机离开家乡网络到达外地网络时，将其转交地址中的一个向家乡代理注册，家乡代理通过隧道发送至移动主机的转交地址。PMIPV6由

3、于现有的移动 IP 技术大部分都是基于移动主机的解决方案，当网络中有大量用户时，需考虑优化分配网络资源的问题，故考虑开发基于网络的移动性解决方案。PMIPV6 是基于网络的移动性管理协议，也即由网络负责管理 IP 移动性，移动节点不参与任何移动性管理。PMIPv6 中引入两个特殊的网络实体移动接入网关(MAG)和区域移动锚点(LMA)。在 PMIPV6 中，区域移动锚点（LMA）提供了锚定功能(AF)；区域移动锚点（LMA）提供位置管理服务器（LMs）功能，移动接入网关（MAG）提供位置管理客户端（LMc）功能。HMIPV6为了减少与外部网络的信令交互，减少切换中断时间，提出了 HMIPV6。

4、HMIPV6 提出了一个新的实体即移动锚点（MAP）来管理局部网络。此外，HMIPV6 还提出了以下两个概念：区域转交地址 RCoA：移动节点在外地网络得到的地址。链路转交地址 LCoA：基于默认路由器通告在移动主机接口上配置的地址。在 HMIPV6 中，在移动锚点（MAP）上的位置管理代理为位置管理服务器（LMs）和位置管理客户端（LMc）之间提供了代理功能；移动锚点也为 LMA 和移动节点到其本身之间的隧道提供了路由管理功能（RM）。几种 IPV6 协议的 DMM 表现需求分析介绍几种扁平化网络现有移动 IPV6 协议在 DMM 环境下的表现需求分析现在已经有许多部署移动锚点和移动性解决方

5、案，本文的目的在于分析这些解决方案能否在 DMM 环境下使用。为了减小研究范围，我们的分析主要集中于下列需求：1.以移动主机为基础的解决方案和以网络为基础的解决方案都要被考虑到；2.解决方案应该能够在几个可行的移动锚点中选择最合适的；3.移动管理应该被原有的 IP 地址所了解（为了保持 IP 地址的连续性）。接下来将以 WIFI 网络架构为例介绍几种扁平化网络WIFI 架构在本图中，最左边的 RG 为家庭网关，提供了第二层的接入稳定性和第三层的路由功能。在图中间的位置上，移动节点连接到 WIFI 接入点（AP）上，这些 AP 由 WLAN管理器（WLC）管理，其主要作用包括：分配 AP 的频谱

6、资源，布置第三层路由功能，连接到接入路由。最后，在图的右边位置，接入点直接连接到接入路由上。扁平化网络扁平化网络是指减少接入层到核心层之间层次，使得使用者不论在网络的哪个位置都能得到快速的服务的一种模式。WIMAX 也是一种典型的 IP 扁平化网络解决方案，可以同时为以主机为基础的或者以网络为基础的移动 IPV6 协议提供支持。现存的移动 IPV6 协议可以做的更为扁平化，我们接下来将介绍几种现存的移动 IPV6 协议在 DMM 环境下的表现。几种移动 IP 协议的 DMM 表现1.以移动主机为基础的 IP 协议的 DMM 表现2.以网络为基础的 IP 协议的 DMM 表现以移动主机为基础的

7、IP 协议的 DMM 表现MIPV6 和 NEMO 是两种以移动主机为基础的移动 IP 协议。它们利用家乡代理为移动节点提供移动性支持。在这些方案中，家乡代理提供了锚定功能（AF），路由管理功能（RM），和网络位置管理服务器功能（LMs）。而移动主机则拥有网络位置管理客户端功能（LMc）和路由管理功能（RM），来维持家乡代理和本身之间的隧道。MIPV6/NEMO 架构在 MIPV6/NEMO 布置移动锚点时，可以使用很多个家乡代理，并且布置家乡代理与每个移动节点逻辑相邻，如上图所示，MN1 和 HA1 相邻，MN2 和 HA2 相邻。MIPV6 或者 NEMO 不阻止一个移动节点同时使用多个家

8、乡代理。在 DMM 环境下部署移动协议的目的是避免集中式锚点带来的次优路由选择，MIPV6 的路由优化（RO）可以使得 IP 网络更加扁平化。默认情况下，MIPV6 和 NEMO 使用双向隧道（BT）模式，在这个模式下，数据流会在传递之前封装。在路由优化（RO）模式下，允许移动节点直接在通信对端（CN）上更新自己的当前位置信息，从而发送消息时使用直接路径。在图中，MN1 使用 BT 模式，而 MN2 使用 RO 模式RO 模式的缺点RO 模式只支持 MIPV6。因为安全性问题，并没有支持 NEMO 协议的标准。RO 模式需要额外的信号。这也额外增加了协议开销。RO 模式需要通信节点双方的支持。

9、虽然有以上这些缺点，但是 RO 模式确实减少了家乡代理的流量。HMIPV6HMIPV6 是另外一个基于移动主机的 IPV6 协议，它可以进一步减少集中性移动部署。它可以减少总的移动信号，并且通过建立新的分层结构管理本地移动信号来提升总的切换表现。移动锚点（MAP）距离移动节点较近，可以用来管理本地移动业务。它主要为家乡代理和移动节点提供位置管理功能和路由管理功能。特别的，一个局部区域网络可以有多个 MAP 来供 HMIPV6 选择，来满足诸如最小距离需求、额外的移动性需求等等。HMIPV6 架构MN1 使用它的全球HOA 和 CN1 通信，使用 RCOA 和CN2 通信。HMIPV6 性质当使

10、用 HMIPV6 时，移动节点有两种暂时的地址：区域转交地址(RCOA)和本地转交地址（LCOA）。RCOA 绑定在一个 MAP 上，充当家乡代理的角色，这样，当移动节点在一个 MAP 管理的区域内漫游时，就不需要让家乡代理更新地址。LCOA 则绑定在接入路由层。使用 HMIPV6 可以支持一些路由优化方法，当移动节点和其他移动节点通信时，若在整个通信过程中它没有离开本地区域，则可以使用 RCOA 作为其源地址。以网络为基础的 IPV6 协议-PMIPV6PMIPV6 是以网络为基础的 IPV6 协议在以网络为基础的协议里，由本地移动锚点(LMA)提供锚点功能(AF)，路由管理功能(RM)和位

11、置管理服务器功能(LMs)；由移动接入网关(MAG)提供位置管理客户端功能(LMc)。PMIPV6 的架构与 MIPV6 相似，如在 LMA 和 MAG 之间的移动信号和路由消息，与在 MIPV6 中移动节点和家乡代理之间的消息相似。PMIPV6以网络为基础的 IPV6 协议-PMIPV6一个简单但是非最优的去中心化方法是设立多个区域移动锚点(LMA)，并且使用一些选择标准让移动节点选择这些锚点。这与之前讨论过的以主机为基础的 IPV6 协议相似。这样做的好处是可以让 LMA 离移动节点更近，从而优化路由。但是，只要移动节点开始移动，路径就会偏离最优化路由。以网络为基础的 IPV6 协议-PM

12、IPV6与以移动主机为基础的 IPV6 协议相似，以网络为基础的 IPV6 协议也有一些解决非最优路由的方法：1.本地路由扩展(Local Routing extensions):这种方法可以在下列三种情况下优化路由：（1）当通信的两个节点连在同样的 MAG 和 LMA 上时；（2）当通信的两个节点连在不同的 MAG 上但是 LMA 相同；（3）当通信的两个节点连在不同的 LMA 上但是 MAG 相同。在这三种情况下，在两个节点之间的数据流不通过 LMA，这样就可以提供一些路径优化方法。但是局限在于，这种方法只能作用于移动节点之间的通信。2.LMA 运行时分配(LMA runtime assi

13、gnment):这种方法作用于在 MAG 和 LMA 之间的代理绑定更新期间，可以用来平衡负载，也可以优化路由。DMM 解决方案与实际应用的差距分析本章主要讨论在几种 IPV6 协议在 DMM 环境下的限制，以及目前的 IPV6 协议与 DMM 解决方案的要求的差距。主要包括以下内容：（1）分布式处理过程；（2）可绕过网络层移动性支持；（3）锚点发现问题；（4）部署 LMA 问题；目前，也有部分问题得到了解决，如下：（1）IPV6 部署问题；（2）兼容性问题；（3）安全性问题；分布式处理由 DMM 提供的 IP 移动性、网络接入性和路由管理解决方案必须能够进行分布式处理，这样，流量才能避免通过

14、远离最优路径的锚点。一个 DMM 解决方案是否能够满足分布式处理取决于以下几个功能：1.多锚点：一个移动节点应该能够使用多个锚点处理不同会话进程的通信。2.动态锚点分配：可以在会话进行的过程中切换锚点。在这个过程中，移动节点必须有能力选择更合适的源地址。然而，不同的会话使用不同的移动锚点可能会带来网络管理问题。目前的移动节点配置文件，默认一个移动节点连接在一个移动锚点上。大部分基于移动主机的和基于网络的 IP 协议都支持多锚点功能，然而，大多数协议只支持在会话开始时提供最优化锚点，而无法在会话进行的过程中动态分配锚点，这是目前 DMM 需求和实际应用的一个差距。避开网络层移动性支持避开网络层的

15、移动性支持要求 DMM 解决方案应该具有下列功能：1.动态分配锚点：一个移动节点可以同时拥有多个会话层进程，它们有的使用锚点 IP 地址，有的使用本地 IP 地址。2.多 IP 地址管理：这个功能要求一个移动节点在拥有多个 IP 地址的同时，为满足应用、会话、服务的需求来选择最优地址。多 IP 地址管理允许移动节点基于应用的需求选择合适的地址。然而，现有的机制并不允许移动节点获取 IP 地址的性质，这是目前实际应用和 DMM 需求中的一个差距。锚点发现问题目前，并没有有效的机制去确定现有节点是否可以作为锚点。但是，现在确实已经有了一些锚点发现办法，如动态家乡代理地址发现(DHAAD)，在路由广

16、播中使用家乡代理标志，即说明发送这条路由广播的节点也在这条链路中作为家乡代理来使用。部署 LMA 问题当配置一个基于网络的 DMM 解决方案时，往往需要配置很多个 LMA 并且动态选择其中最优的一个，这就要求了在控制层上有一定的中心化。目前，并没有很好的解决方案提供控制层和数据层的分离。IPV6 部署问题DMM 解决方案的基础应该为 IPV6，对 IPV4 的支持不是最主要的因素，不应该因为需要支持 IPV4 而削减功能。目前来看，所有的解决方案都支持 IPV6，也有少部分解决方案支持 IPV4，如 MIPV6/NEMO，MOBIKE，SIPTO 等等。DMM 的这个需求在实际应用中是被满足的。兼容性DMM 协议应该能够与现存网络、主机和路由器兼容，目前的 DMM 协议都能做到这一点。安全性DMM 不应该产生新的安全问题，或者增加现存问题的安全风险。目前的移动协议都有良好的安全机制。比如说，MIPV6 有保护家乡代理和移动节点的绑定更新过程的安全特性，也有保护数据包传输的安全机制。谢谢！