IPV6
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ipv6 地址标准
ipv6 地址标准IPv6 地址标准。
IPv6（Internet Protocol version 6）是互联网协议的第六版，它是IPv4的升级版，旨在解决IPv4地址枯竭的问题。
IPv6地址标准是IPv6协议的核心部分，它规定了IPv6地址的格式、分配方式和使用规范。
本文将对IPv6地址标准进行详细介绍，以便读者更好地理解和应用IPv6协议。
首先，IPv6地址的格式是由128位二进制数组成的，通常以8组16进制数表示，每组用冒号分隔。
例如，2001:0db8:85a3:0000:0000:8a2e:0370:7334就是一个IPv6地址。
IPv6地址的格式相对于IPv4的32位地址更加灵活，可以提供更多的地址空间，从而满足互联网设备不断增长的需求。
其次，IPv6地址的分配方式也与IPv4有所不同。
IPv6地址的分配采用了层次化的结构，分为全球单播地址、链路本地地址、站点本地地址和专用地址等不同类型。
全球单播地址是用于全球范围内的通信，链路本地地址和站点本地地址则用于局域网内部通信。
此外，IPv6还引入了无状态地址自动配置（SLAAC）和动态主机配置协议（DHCPv6）等新的地址配置方式，简化了地址配置的流程。
另外，IPv6地址的使用规范也需要我们注意。
IPv6地址的使用需要遵循一定的规范，确保网络的正常运行和安全性。
比如，IPv6地址的路由前缀长度不能小于64位，否则会影响IPv6的一些特性，如无状态地址自动配置和移动IPv6。
此外，IPv6地址的分配和管理也需要考虑到网络的拓扑结构和安全性，避免出现地址冲突和安全漏洞。
总之，IPv6地址标准是IPv6协议的重要组成部分，它规定了IPv6地址的格式、分配方式和使用规范。
了解和遵守IPv6地址标准对于网络工程师和系统管理员来说至关重要，可以帮助他们更好地规划和管理IPv6网络，确保网络的稳定和安全。
希望本文能够对读者有所帮助，让大家更加深入地了解IPv6地址标准的重要性和应用价值。
IPv6
•新技术的出现对IP协议提出了更多的需求
IPv6的特点
• • • • • • • • 巨大的地址空间 编址层次等级 更高效的路由基础 多播使用 高效报头 移动性 更好的安全性 更好的QoS支持
IPv6编址
• IPv4 地址长度：32位 地址空间：232 约42亿 （世界上平均3个人有2个IP地址） • IPv6 地址长度：128位 地址空间：2128 约3.4×1038个 （平均每个人有5×1028个地址，地球上每一粒沙子都有一 个IP地址）
IPv6编址
Ipv6的地址长度为128b，是IPv4地址长度的4倍。 于是IPv4点分十进制格式不再适用，采用十六进制 表示。IPv6有以下3种表示方法：
• 冒分十六进制表示法
• 0位压缩表示法 • 内嵌IPv4地址表示法
冒分十六进制表示法
• 格式：X:X:X:X:X:X:X:X • 每个X表示地址中的16B，以十六进制表示 • 例如： ABCD:EF01:2345:6789:ABCD:EF01:2345:6789 • 每个X的前导0可以省略 • 例如： • 2001:0DBB:0000:0023:0008:0800:200C:417A
IPv6的研究意义
•IPv4取得了极大的成功；
•IPv4地址空间不够、对现有路由技术的支持不够、无 法提供多样的QoS；· •NAT （ 网 络 地 址 转 换 ） 、 CIDR( 无 类 域 间 路 由 ) 、
VLSM （可变长子网掩码）等技术的使用仅仅暂时缓
解了IPv4地址紧张，但不是根本解决方法；
• • • • •
组播用于一到多的连接 任何节点都可以是一个组播组的成员 一个源节点可以发送数据包到组播组 组播组的所有成员收到发往该组的数据包 组播地址在IPv6包中不能用作源地址或出现在任何选路头中
ipv6标准
ipv6标准IPv6标准。
IPv6是下一代互联网协议，旨在解决IPv4地址枯竭和网络安全等问题。
IPv6标准的制定和推广对于互联网的发展至关重要。
本文将介绍IPv6标准的背景、特点和应用前景。
首先，IPv6标准的制定是为了解决IPv4地址枯竭的问题。
随着互联网的快速发展，IPv4地址资源日益紧张，迫使人们寻找新的解决方案。
IPv6采用128位地址长度，远远超过IPv4的32位地址长度，可以为互联网提供更多的地址空间，有效地解决了IPv4地址枯竭的问题。
其次，IPv6标准具有更加安全的特点。
IPv6在设计之初就考虑了安全性，引入了IPsec协议，可以对数据进行加密和认证，提高了网络通信的安全性，有效地防范了网络攻击和数据泄露的风险。
另外，IPv6标准还支持更多的应用和服务。
IPv6协议在网络层提供了更多的功能和特性，例如多播、任播和移动性支持，为互联网的应用和服务提供了更加丰富和灵活的选择，可以满足未来互联网的发展需求。
总的来说，IPv6标准的推广和应用将对互联网的发展产生深远的影响。
随着IPv6的普及，互联网将拥有更加丰富的地址资源、更加安全的通信环境和更加多样化的应用和服务，为人们的生活和工作带来更多的便利和可能性。
在实际应用中，各国和地区都在积极推动IPv6的部署和应用。
政府、企业和学术界都意识到了IPv6的重要性，纷纷制定相关政策和计划，加快IPv6的推广进程。
同时，各大互联网服务提供商也在逐步升级和优化自己的网络设施，以适应IPv6的发展趋势。
总之，IPv6标准的制定和推广是互联网发展的必然趋势。
作为互联网的基础协议，IPv6的普及将为互联网的未来发展奠定坚实的基础，为人们创造更加安全、便捷和丰富的网络环境。
希望各方能够共同努力，推动IPv6标准的全面应用，让互联网更好地造福人类社会。
IPv6技术完整课件
OSPFv3报文包括Hello报文、DD报文、LSR报文、LSU报文和LSAck报 文五种，用于在路由器之间建立邻接关系、交换链路状态信息和维护路 由表。
OSPFv3配置步骤
配置OSPFv3包括启动OSPFv3进程、指定路由器ID、配置网络接口、 定义区域等步骤。
EIGRP for IPv6协议原理与配置
IPv6技术完整课件
汇报人：XX
目 录
• IPv6技术概述 • IPv6地址结构 • IPv6协议栈与报文结构 • IPv6路由协议与配置 • IPv6过渡技术 • IPv6安全与可靠性 • IPv6应用场景与实践
IPv6技术概述
01
IPv6的发展历程
起源与早期发展
IPv6的设计起源于20世纪90年代初，当时IPv4地址空间即将耗尽，IETF（Internet Engineering Task Force）开始着手设计下一代IP协议。
EIGRP for IPv6配置步骤
配置EIGRP for IPv6பைடு நூலகம்括启动EIGRP进程、指定AS号、配置网络接口、定义邻居等步骤。同时，还可以 进行高级配置，如调整参数、优化性能等。
IPv6过渡技术
05
双栈技术原理与实现
双栈技术定义
双栈技术是指在网络设备或 终端上同时支持IPv4和IPv6
协议栈的技术。
隧道技术定义
隧道技术是指将IPv6数据包封装 在IPv4数据包中，通过IPv4网络 进行传输的技术。
实现原理
在隧道的入口将IPv6数据包封装 在IPv4数据包中，并在隧道的出 口将封装的IPv6数据包解封装， 还原成原始的IPv6数据包进行传 输。
实现方式
隧道技术需要在隧道的入口和出 口进行相应的配置，包括隧道的 源地址、目的地址、封装格式等 信息。常见的隧道技术包括手工 配置隧道、自动隧道（如6to4隧 道、ISATAP隧道等）。
OSPFv3配置步骤
配置OSPFv3包括启动OSPFv3进程、指定路由器ID、配置网络接口、 定义区域等步骤。
EIGRP for IPv6协议原理与配置
IPv6技术完整课件
汇报人：XX
目 录
• IPv6技术概述 • IPv6地址结构 • IPv6协议栈与报文结构 • IPv6路由协议与配置 • IPv6过渡技术 • IPv6安全与可靠性 • IPv6应用场景与实践
IPv6技术概述
01
IPv6的发展历程
起源与早期发展
IPv6的设计起源于20世纪90年代初，当时IPv4地址空间即将耗尽，IETF（Internet Engineering Task Force）开始着手设计下一代IP协议。
EIGRP for IPv6配置步骤
配置EIGRP for IPv6பைடு நூலகம்括启动EIGRP进程、指定AS号、配置网络接口、定义邻居等步骤。同时，还可以 进行高级配置，如调整参数、优化性能等。
IPv6过渡技术
05
双栈技术原理与实现
双栈技术定义
双栈技术是指在网络设备或 终端上同时支持IPv4和IPv6
协议栈的技术。
隧道技术定义
隧道技术是指将IPv6数据包封装 在IPv4数据包中，通过IPv4网络 进行传输的技术。
实现原理
在隧道的入口将IPv6数据包封装 在IPv4数据包中，并在隧道的出 口将封装的IPv6数据包解封装， 还原成原始的IPv6数据包进行传 输。
实现方式
隧道技术需要在隧道的入口和出 口进行相应的配置，包括隧道的 源地址、目的地址、封装格式等 信息。常见的隧道技术包括手工 配置隧道、自动隧道（如6to4隧 道、ISATAP隧道等）。
IPV6原理与应用
基本格式和用法是一样的
ICMPv6协议——报文格式
ICMPv6 报文格式 （RFC 2463）
Type：ICMPv6消息的类型 Code：代码，取决于Type值，可将某一类型的ICMPv6消息
细分为更具体的用途 Checksum：校验和，校验的部分包括了ICMPv6数据和
IPv6的包头部分（IPv6包头不含校验） Data：ICMPv6数据
移动和宽带技术的发展要求更多的IP地址 CIDR, VLSM , NAT, 混合地址等技术只能暂时缓解IPv4地
址紧张，但无法根本解决地址问题
为什么要升级到IPv6?
IETF在20世纪90年代提出下一代互联网协议-IPv6
IPv6成为公认的IPv4的升级版本
最本质的改进——几乎无限的地址空间 其他（锦上添花）：
接口ID生成
接口ID可以根据IEEE EUI－64规范将48比特的MAC地址转化为 64比特的接口ID
MAC地址的唯一性保证了接口ID的唯一性 设备自动生成，不需人为干预
接口ID也可由设备随机生成（RFC3041） 手工配置
MAC到EUI-64转换实例
1. MAC 地址：0000:0b0a:2d51 2. 二进制：
IPv6原理与应用
2019-06
课程内容
一、IPv6概述 二、IPv6寻址 三、 IPv6报文结构 四、IPv6基本协议 五、IPv6路由协议 六、IPv6过渡技术
课程议题
一、IPv6概述
需要升级IPv4吗?
以IPv4为核心技术的Internet获得巨大成功 IPv4地址资源紧张
2001：410：：1/64
RS报文 源：FE80::ABCD 目的：FF02::2 RA报文( 前缀为2001：410) 源：FE80::EFGH 目的：FF02::1
ICMPv6协议——报文格式
ICMPv6 报文格式 （RFC 2463）
Type：ICMPv6消息的类型 Code：代码，取决于Type值，可将某一类型的ICMPv6消息
细分为更具体的用途 Checksum：校验和，校验的部分包括了ICMPv6数据和
IPv6的包头部分（IPv6包头不含校验） Data：ICMPv6数据
移动和宽带技术的发展要求更多的IP地址 CIDR, VLSM , NAT, 混合地址等技术只能暂时缓解IPv4地
址紧张，但无法根本解决地址问题
为什么要升级到IPv6?
IETF在20世纪90年代提出下一代互联网协议-IPv6
IPv6成为公认的IPv4的升级版本
最本质的改进——几乎无限的地址空间 其他（锦上添花）：
接口ID生成
接口ID可以根据IEEE EUI－64规范将48比特的MAC地址转化为 64比特的接口ID
MAC地址的唯一性保证了接口ID的唯一性 设备自动生成，不需人为干预
接口ID也可由设备随机生成（RFC3041） 手工配置
MAC到EUI-64转换实例
1. MAC 地址：0000:0b0a:2d51 2. 二进制：
IPv6原理与应用
2019-06
课程内容
一、IPv6概述 二、IPv6寻址 三、 IPv6报文结构 四、IPv6基本协议 五、IPv6路由协议 六、IPv6过渡技术
课程议题
一、IPv6概述
需要升级IPv4吗?
以IPv4为核心技术的Internet获得巨大成功 IPv4地址资源紧张
2001：410：：1/64
RS报文 源：FE80::ABCD 目的：FF02::2 RA报文( 前缀为2001：410) 源：FE80::EFGH 目的：FF02::1
IPv6基本介绍
3、快速部署-6RD
IPv6
ETH0_0 2011::1 PC1 2011::2 ETH0_1
IPv4 CE1
123.1.1.2 ETH0_1 ETH0_1 123.1.1.1 ETH0_0 2011::1
IPv6
BR
ETH0_0 2012::1 PC3 2012::2
CE2 123.1.1.3
PC2 2011::2
3）前缀重新编址（优先时间<=有效时间）
前缀在重新编址期间，链路上是同时存在两个前缀的连接的 优先时间（用旧前缀IPv6地址新建连接） 旧的前缀 有效时间（维持旧连接，为0后不再维持，连接自动老化） 优先时间（旧前缀优先时间为0后新建连接） 新的前缀 有效时间（维持新连接）
3、路由器重定向 主机A
ETH0_1 ETH0_0 FW2 123.1.1.2 10.10.12.1 PC2 10.10.12.2
原理为：当PC1向PC2发送报文时，源地址为2011::2，目的地址为 2011::10.10.12.2，此报文到达FW1后，FW1查看目的地址的前缀为2011::，并根 据它检查NAT64的规则，然后对其进行地址转换，从地址池中选取一个地址，比 如:123.1.1.3来替换IPv6的源地地址2011::2，再根据IPv6的目的地址 2011::10.10.12.2的低32位IPv4地址信息10.10.12.2来替换IPv6的目的地址。 转换结果就是：源地址2011::2123.1.1.3，目的地址2011::10.10.12.2 10.10.12.2；转换后的报文到达PC2后，PC2回复此报文，FW1对其进行逆向转 换。
二、IPv6邻居发现
1、ND协议功能组成：
1）地址解析（替代IPv4中的ARP） 2）无状态地址自动配置 路由器在其相连的链路上发布参数信息，主机捕获消息后，可获得v6 地址的前缀、默认路由、链路参数等 3）路由器重定向 当本地链路上存在一个到达目网络有更好的链路时，路由器需要通告节点 来进行相应的配置改变
IPv6基础知识
IPv6基础知识一、格式1.IPv6=前缀+接口ID.前缀：相当于V4地址中的网络ID（前缀由IANA、ISP和各组合分配）.接口标识：相当于V4地址中的主机ID（接口标识符目前定义为64比特，可以由本地链路标识生成或采用随机算法生成以保证唯一性）2.128位长，用冒号将128比特分割成8个比特的部分，每个部分包括4位的16进制数字。
3.地址前缀长度用“/xx”来表示《》4.举例：-3ffe：1900:1100:0001：d9e6：0b9d：14C6：45ee/66举例：/64 （前64位网段）/128（主机或者还原口loop dack）二、IPv6地址缩写1、每个16位的分段开头的零可以省略2、一个或多个相邻的全零分段可以用双冒号：：表示3、双冒号只能使用一次4.以下是同一个地址不同表示的列子：-0001:0123:0000:0000;0000:ABCD:0000:0001/96（16*8=128）-1:123:0:0:0:ABCD：0:1/96-1:123::ABCD:0:1/96三、IPv6地址的分类1、单播地址（unicast address）链路本地地址（link-local）{二进制前缀：1111111010（IPv6标识：FE80：：/10-FEBF::/10）全局单播（globat unllait ）{二进制前缀：001（IPv62000：：/3-3FFF：：/3）}《拼一个网络是否通cmd——ping IP》四、单播地址1、标识单台设备的地址（仅某个接口）2、IPv6单播地址分类（根据地址范围）：--全局单播地址如：2001：A104:6101:1::EO:F726:4E58--链路本地地址如：FE80::E0:F7026:4E58--站点本地（site-local）如FEC0::E0:F726:4E58--唯一本地地址（unique-local）如FD00::E0:F726:4E58五、全局单播地址（global unicast）2012：：1/64--全局唯一地址（类似于IPv4的公有地址）--带有全球地址的数据包可被转发或者汇总到全球网络的任何部分-rfc3587--全局单播地址层次结构：001/全局路由前缀（45位）/子网ID（16位）/接口ID（64位）--2000：：/3（16进制）--最小2000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000--最大3FFF：FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF:FFFF：FFFF--关于接口ID：之所以叫做接口ID，是因为一个设备可以拥有不止一个IPv6接口，所以标识接口比标识一个设备更准确。
IPV6-技术简介及应用PPT
– 网络元素/终端的双协议栈 – 网络中的隧道技术 – 翻译机制：翻译器是纯IPv4主机和纯IPv6主机之间的中间件
其中双协议栈和隧道技术是主要的方法，而翻译机制 由于效率比较低，只在不同IP版本的元素之间进行通 信时才采用。
2.1 双协议栈技术
IPv6和IPv4是功能相近的网络层协议，两者 都基于相同的物理平台，而且加载于其上的 传输层协议TCP和UDP又没有任何区别。
3.1 发展现状（中国）
我国相关研究机构、高校、厂商及运营商也已陆续开 始跟踪与关注 IPv6技术发展，投入 IPv6技术研发， 并相继建成 IPv6试验床及实验网络，如 6Tnet （ IPv6 Telecom Trial Network ）下一代 IP 电信实验 网、湖南 IPv6实验网、中国电信集团 IPv6实验网、 中国高性能宽带信息网、中国教育与科研 CERNET IPv6试验网和中科院 IPv6城域网等。
1.2.3 IPv6的安全保障
IPv6将IPSec集成到协议内部，从此IPSec将 不再单独存在。IPv6提供了以下安全保障：
– 1、端到端的安全保证 – 2、对内部网络的保密 – 3、通过安全隧道构建安全的VPN – 4、通过隧道嵌套实现网络安全
2. IPV4到I
IPv6技术
主要内容
1: IPV6的概况 2：IPV4向IPV6过渡技术 3: IPV6的发展现状及面临的问题 4：IPV6应用前景
1. IPV6的概况
近年来对Internet的攻击时有发生，其主要 原因就是利用了目前Internet协议TCP/IP中 存在的安全漏洞。IP protocol version6,简 称IPv6，是为了解决现行IP协议存在的问 题而提出来的新版本协议。
IPV6实现了网络层的基本安全，采用IPSec安 全技术。
其中双协议栈和隧道技术是主要的方法，而翻译机制 由于效率比较低，只在不同IP版本的元素之间进行通 信时才采用。
2.1 双协议栈技术
IPv6和IPv4是功能相近的网络层协议，两者 都基于相同的物理平台，而且加载于其上的 传输层协议TCP和UDP又没有任何区别。
3.1 发展现状（中国）
我国相关研究机构、高校、厂商及运营商也已陆续开 始跟踪与关注 IPv6技术发展，投入 IPv6技术研发， 并相继建成 IPv6试验床及实验网络，如 6Tnet （ IPv6 Telecom Trial Network ）下一代 IP 电信实验 网、湖南 IPv6实验网、中国电信集团 IPv6实验网、 中国高性能宽带信息网、中国教育与科研 CERNET IPv6试验网和中科院 IPv6城域网等。
1.2.3 IPv6的安全保障
IPv6将IPSec集成到协议内部，从此IPSec将 不再单独存在。IPv6提供了以下安全保障：
– 1、端到端的安全保证 – 2、对内部网络的保密 – 3、通过安全隧道构建安全的VPN – 4、通过隧道嵌套实现网络安全
2. IPV4到I
IPv6技术
主要内容
1: IPV6的概况 2：IPV4向IPV6过渡技术 3: IPV6的发展现状及面临的问题 4：IPV6应用前景
1. IPV6的概况
近年来对Internet的攻击时有发生，其主要 原因就是利用了目前Internet协议TCP/IP中 存在的安全漏洞。IP protocol version6,简 称IPv6，是为了解决现行IP协议存在的问 题而提出来的新版本协议。
IPV6实现了网络层的基本安全，采用IPSec安 全技术。
ipv6技术原理
ipv6技术原理
IPv6技术原理如下：
1.扩大地址空间：IPv6扩大了地址空间，通过128位地址来表示，相对于IPv4的32位地址而言，地址空间更大，可以满足更多设备的连接需求。
2.简化报头格式：IPv6数据包的报头比IPv4更简洁，在报头中包含了少量的必要信息和一些可选项，可以有效地降低网络延迟。
3.新的地址分配方式：IPv6采用了新的地址分配方式，包括动态分配IPv6地址和通过DHCPv6服务器分配IPv6地址。
4.新的寻址方式：IPv6的寻址方式发生了很大的变化，包括单播地址、组播地址和任播地址等类型的地址。
5.新的路由协议：IPv6采用新的路由协议，如通过邻居发现协议（NDP）来查找连通的节点，并利用路由协议进行路由传输。
6. 支持IPsec协议：IPv6支持IPsec协议，在传输数据的同时可以确保数据的安全性和完整性。
总的来说，IPv6技术通过扩大地址空间、简化报头格式、新增地址分配方式和寻址方式、采用了新的路由协议并支持IPsec协议等，可以有效地提高网络的可靠性和扩展性。
ipv6是什么_ipv6有什么用-
ipv6是什么_ipv6有什么用现在是一个网络的时代，在这个网络时代里，我们处处都会应用到这个网络。
不管我们使用各种电子设备上网工作或者是购物，也不管是娱乐或者是学习等都是需要这样的网络。
对于网络来说，我们可以了解到只要是上网的设备，都会有一个ip地址，这个ip地址有私有和公有之分。
对于ip地址来说，版本也有很多，像ipv4和ipv6这两个。
最近一段时间，国家推行IPv6普及的工作，正式积极展开，多年来反复喊着要普及的IPv6，终于要到来了。
IPv6的概念IPv6是什么？简单理解就是一种新的IP网址协议，给每个联网设备分配一个对应门牌号，帮助每个用户顺利找到对应的互联网应用。
目前主要的的门牌号使用IPv4，比如常用的路由器地址192.168.1.1，但这个地址只有32位（2的32次方），最多只能容纳40亿的门牌号，已经无法容纳现在数百亿的终端设备。
而IPv6则有128位，拥有号称可以给地球每颗沙子都配备一个IP的数百亿地址容量，但这个看上去很美的协议却不能与旧协议IPv4互通操作，这就导致ICP与运营商要想升级都需要大换血，这是个巨大的成本。
一位业内人士透露，光运营商在IPv4基础网络设施十几年来几万亿投资要推倒重来。
但在目前没有足够的门牌号情况下，运营商就采用了动态IP模式，类似于IP池子的共享。
全广东省也就700多万个IP，实际上每天有很多人共用一个IP在联网。
艾媒咨询CEO张毅如是告诉南都记者。
实际上完全能满足用户访问具体互联网内容的需要，只不过没法确定某个IP是某个人。
也因此，无论ICP与运营商都觉得没必要花钱。
但通信专家项立刚并不这么看，其告诉南都记者：IPv4在美国发展起来，其占用IP资源是最大的，对推进IPv6的动力并不大，但中国更加迫切需要。
张毅同样表示，目前中国并没有一台IPv4根服务器，根服务器就是任何网络访问指令的中转站，也是网络世界的主导权所在。
如果升级IPv6，目前全球的根服务器远远不够，中国作为网络用户最多的国家就有更多参与机会。
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!"#$； %$ 能 够 使 用 !"#$ 直 接 路 由 到 指 定 的 &’， 与 &’ 进行端对端的数据通信。因为当 &’ 发生切换的 时候， %$ 与 &’ 之间需要更新动态路由， 所以基于这一结构 的认证、 授权和计费 （ $$$：()*+,-*./(*.#-，()*+#0.1(*.#- (-2 $//#)-*.-3） 比较困难。属于这一类的框架有 %$4$55
［ 0］ 究的热点。移动 !"1# （ W!"1# ：W,C5-8 !"1# ） 是基于 !"1# 的
于路径长度、 流量资源、 转发节点负载、 承载协议、 应用类型、 用户偏好等因素的最优路径选择方法。使用最优路径选择方 法， 提 出 了 基 于 W!"1# 的 层 次 化 移 动 管 理 框 架 （ YIBJ6 :W!"1# ：YIB5J;J :58GAGR45RA- W!"1# ） ， 讨论了该框架在自治 系统 （ Q9：Q;B,=,J,;O 9POB8J） 中的使用和移动管理中的集成 状态转换问题。类似地， 该框架同样适用于具有相似结构的 层次化移动 !"1% 。 $# 层次化移动管理 为了解决由于 W@ 的频繁切换而引起的传输质量下降问 题， 层次化移动管理框架通过向 :Q 隐藏 W@ 的域内切换过
［ ’ \ ]］
， 但是这些草案普遍存在数据转发
过程中的路径优化问题。 本文针对层次化移动管理中的路径优化问题， 提出了基
使用动态地址。这类框架通过使用动态主机配置协 （* ） 议 （ H:Z"：HP=AJ5R :,OB Z,=E5>;GAB5,= "G,B,R,- ） 为域内的 W@
国家自然科学基金项目： 移动 !" 无缝切换技术研究 （ #$%&’$(% ） 。李智伟) 博士生； 司慧勇) 硕士生； 吕卫峰) 副教授。 #）
到 M!&， M!& 根据域内的当前资源信息， 为 &’ 选择一个最 优的 H’ （ LG*F9H’： LG*.F)F H’） ， 并将绑定更新消息发送给 H’ 和 %$ D "’。此后， "’ 发往 &’ 的数据包经过 LG*F9H’ 转发。区别于现存的层次化移动管理框架， LG*F9%&5<=> 具 有如下特征： （6） 控制过程与传输过程分离。 M!& 负责域内地址管理、 资源信息的收集等信令控制过 程， H’ 负责数据的转发等传输过程。这种控制过程与传输 过程分离的结构， 利于系统的模块化建设和分散式部署。 （7） 多维资源信息支持， 选路更加合理。 M!& 对 LG*F9H’ 的选择， 综合考虑了路径长度、 流量资 源、 转发节点的负载等多方面因素， 能够为数据的转发选择最 合适的路径， 而不仅仅是最短的路径。 （8 ） 最优路径的动态选择和调整灵活。 &’ 与 "’ 的通信过程中， 最优路径不是一成不变的， 是 可以动态调整的， 即便是在没有发生 &’ 移动切换的情况。 M!& 可以根据域内资源信息的变化， 适时地调整 &’ 与 "’ 之间的数据转发路径。 ・ ;8・
计算机科学 *$$#+,-. ’’/. ( )
层次化移动管理中的最优路径选择问题 #）
李智伟) 司慧勇) 吕卫峰 （ 北京航空航天大学软件开发环境国家重点实验室) 北京 0$$$(’ ） )
摘) 要) 针对层次化移动管理中的路径优化问题， 提出了基于路径长度、 流量资源、 转发节点负载、 承载协议、 应用类型、 用户偏好等因素 的最优路径选择方法； 使用最优路径选择方法， 提出了基于移动 !"1# 的层次化移动管理框架； 通过对建议框架地址管理的描述， 阐述了 最优路径选择的实现过程。针对层次化移动管理的部署和使用问题， 描述了建议框架在自治系统中的使用方法； 提出了软切换与硬切换 相结合、 层次化移动管理与非层次化移动管理相结合的集成状态转换模型， 为终端系统提供了复杂网络环境下更好的移动性支持。 关键词) 移动 !"1# ， 层次化移动管理， 最优路径
［ ;］
%&5<=> 中的路径优化问题就是最短路径问题， 将路径长度作 为路 径 选 择 的 考 核 指 标。 基 于 这 一 考 虑， E9%&5<=> 将 %&5<=> 中的 &$< 拆 分 为 临 时 家 乡 代 理 （ E%$：E,FG#0(0C %#F, $3,-*） 和网关边界节点 （ H9I’：H(*,J(C9I23, ’#2, ） 两 部分， E%$ 负责域内注册管理， H9I’ 负责对数据包进行截取 转发。因为 E9%&5<=> 要求 H9I’ 是边界网关， 所以一定在域 内数据转发的最短路径上。然而， E9%&5<=> 对 H9I’ 的位置 要求， 在实现了域内最短路径传输的同时， 也限制了 H9I’ 的 分布式处理的能力。 H9I’ 对注册消息的处理、 转发隧道的 管理等操作， 增加了边界网关的处理开销。当 &’ 的数量增 加， H9I’ 容易成为处理上的瓶颈， 特别是在仅有一个边界网 关的情况下。
［ #］ 程的方法， 来减少发往 :Q 的注册消息数量 。已经提出的
W!"1# 允许移动节点 （ W@：W,C5-8 @,S8 ） 在 移动性管理协议， 不同的网络中使用不同 的、 被称为转交地址 （ Z,Q：ZAG8 ,E QSSG8OO） 的临时地址进行双向通信， 并通过一个被称为绑定 更新 （ LN：L5=S5=> NISAB8 ） 的地址注册过程， 将 Z,Q 通知给 W@ 的 家 乡 代 理 或 通 信 节 点 （ :Q [ Z@：:,J8 Q>8=B [ Z,GG86 OI,=S8=B @,S8 ） ， 实现 W@ 在网络切换过程中的持续通信。 W!"1# 的绑定更新过程是网络层消息通知过 如前所述， 程， W@ 的切换过程伴随着注册消息的发送。当 W@ 在大范 围网络环境下快速移动的时候， 频繁的网络切换所引发的大
［ ’］ 能力 是 其 主 要 问 题。 属 于 这 一 类 的 框 架 有 :W!"1% ， ［ (］ ［ _］ ［ 0$ ］ ［ 00 ］ T8-8W!" ， !HW" ， ’‘ F5G8-8OO 和 Z8--;-AG !" 。
在进行远距离通信的时候， 长时间的注册过程将导致切换延 时的增大并造成网络丢包。关于上述问题的解决， 互联网工 程任务组 （ !KT?：!=B8G=8B K=>5=88G5=> TAOV ?,GR8 ） 提出了多个 层次化移动管理草案
［ *］ 量注册消息将导致带宽利用率的显著下降 。此外， 当 W@
层次化 移 动 管 理 框 架 可 根 据 W@ 所 使 用 的 域 转 交 地 址
［ &］ （ ^Z,Q） 的不同 ， 划分为以下 ’ 类：
（0 ） 使用网关地址。这类框架将域内的地址管理结构组 织成树状， 树根作为代理节点 （ 数量通常只有一个） ； 域内的 W@ 使用同一个代理节点， 分配相同的 ^Z,Q （ 代理节点的地 址） ； W@ 与外部节点的双向数据传输通过代理节点转发。因 为只有一个代理节点作为数据转发的网关节点， 所以这种结 构容易出现单点故障和处理瓶颈， 缺乏鲁棒性和大规模支持
， %&5<=>
［ ?］
和 @"&<
［ 68 ］
。
在这类框架中， 锚点的选择直接决定了 &’ 与外部节点 之间的数据传输路径， 所以好的选择方法能够优化数据转发 路径， 提高层次化移动管理的数据传输性能。本文提出的基 于最优路径选择的 %&5<=> 属于这一类。 !" 路径优化问题 %&5<=> 将彼此临近的多个不同网络划分为一个域， 域内 增加一个移动锚点 （ &$<：&#A.B.*C $-/+#0 <#.-* ） 。 &’ 在域 内切换时向 &$< 注册， 在域间切换时向 %$ D "’ 注 册。同
) 738#1(-#) T, O,-18 B48 IAB4 ,IB5J5UAB5,= IG,C-8JO 5= 458GAGR45RA- J,C5-5BP JA=A>8J8=B，B48 ,IB5J;J6IAB4 O8-8RB5,= J8R4A6 =5OJ FAO IG,I,O8S ，CAO8S ,=“ IAB4 -8=>B4，BGA=OJ5OO5,= G8O,;GR8O，E,GFAGS5=>6=,S8O ‘ IAP-,AS ，RAGGP5=> IG,B,R,-O，AII-5RA6 B5,= BPI8O，;O8GO’IG8E8G8=R8 ，8BRD ” D 75B4 B48 O8-8RB5,= J8R4A=5OJ，A 458GAGR45RA- J,C5-5BP JA=A>8J8=B EGAJ8F,GV FAO IG,6 I,O8S E,G W,C5-8 !"1#D 75B4 B48 S8ORG5IB5,= ,E ASSG8OO8O JA=A>8J8=B ，B48 G8A-5UAB5,= ,E ,IB5J;J6IAB4 O8-8RB5,= FAO 8X6 I-A5=8S 5= IG,I,O8S EGAJ8F,GVD T, O,-18 B48 S8I-,PJ8=B A=S 5JI-8J8=BAB5,= IG,C-8JO ,E 458GAGR45RA- J,C5-5BP ， B48 IGARB5R8 ,E IG,I,O8S EGAJ8F,GV FAO S8ORG5C8S 5= Q;B,=,J,;O 9POB8JOD T48 5=B8>GAB8S BGA=O5B5,= J,S8- ,E 4A=S,18GO FAO IG,I,O8S ，R,=6 M,5=8S F5B4 O,EB A=S 4AGS 4A=S,18GO，458GAGR45RA- A=S =,=6458GAGR45RA- J,C5-5BP JA=A>8J8=BOD 75B4 B48 IG,I,O8S J,S8-，B8G6 J5=A-O RA= ,CBA5= C8BB8G J,C5-5BP O;II,GBO 5= R,JI-8X =8BF,GVOD 9+:;.1<8) W,C5-8 !"1# ，:58GAGR45RA- J,C5-5BP JA=A>8J8=B，YIB5J;J6IAB4 ) "# 引言 随着高性能便携式设备的出现和终端用户对互联网服务 需求的不断增长， 基于 !"1# 的移动互联网络和应用服务变得 越来越重要， 基于 !"1# 的移动性管理技术成为近年来广泛研
［ 0］ 究的热点。移动 !"1# （ W!"1# ：W,C5-8 !"1# ） 是基于 !"1# 的
于路径长度、 流量资源、 转发节点负载、 承载协议、 应用类型、 用户偏好等因素的最优路径选择方法。使用最优路径选择方 法， 提 出 了 基 于 W!"1# 的 层 次 化 移 动 管 理 框 架 （ YIBJ6 :W!"1# ：YIB5J;J :58GAGR45RA- W!"1# ） ， 讨论了该框架在自治 系统 （ Q9：Q;B,=,J,;O 9POB8J） 中的使用和移动管理中的集成 状态转换问题。类似地， 该框架同样适用于具有相似结构的 层次化移动 !"1% 。 $# 层次化移动管理 为了解决由于 W@ 的频繁切换而引起的传输质量下降问 题， 层次化移动管理框架通过向 :Q 隐藏 W@ 的域内切换过
［ ’ \ ]］
， 但是这些草案普遍存在数据转发
过程中的路径优化问题。 本文针对层次化移动管理中的路径优化问题， 提出了基
使用动态地址。这类框架通过使用动态主机配置协 （* ） 议 （ H:Z"：HP=AJ5R :,OB Z,=E5>;GAB5,= "G,B,R,- ） 为域内的 W@
国家自然科学基金项目： 移动 !" 无缝切换技术研究 （ #$%&’$(% ） 。李智伟) 博士生； 司慧勇) 硕士生； 吕卫峰) 副教授。 #）
到 M!&， M!& 根据域内的当前资源信息， 为 &’ 选择一个最 优的 H’ （ LG*F9H’： LG*.F)F H’） ， 并将绑定更新消息发送给 H’ 和 %$ D "’。此后， "’ 发往 &’ 的数据包经过 LG*F9H’ 转发。区别于现存的层次化移动管理框架， LG*F9%&5<=> 具 有如下特征： （6） 控制过程与传输过程分离。 M!& 负责域内地址管理、 资源信息的收集等信令控制过 程， H’ 负责数据的转发等传输过程。这种控制过程与传输 过程分离的结构， 利于系统的模块化建设和分散式部署。 （7） 多维资源信息支持， 选路更加合理。 M!& 对 LG*F9H’ 的选择， 综合考虑了路径长度、 流量资 源、 转发节点的负载等多方面因素， 能够为数据的转发选择最 合适的路径， 而不仅仅是最短的路径。 （8 ） 最优路径的动态选择和调整灵活。 &’ 与 "’ 的通信过程中， 最优路径不是一成不变的， 是 可以动态调整的， 即便是在没有发生 &’ 移动切换的情况。 M!& 可以根据域内资源信息的变化， 适时地调整 &’ 与 "’ 之间的数据转发路径。 ・ ;8・
计算机科学 *$$#+,-. ’’/. ( )
层次化移动管理中的最优路径选择问题 #）
李智伟) 司慧勇) 吕卫峰 （ 北京航空航天大学软件开发环境国家重点实验室) 北京 0$$$(’ ） )
摘) 要) 针对层次化移动管理中的路径优化问题， 提出了基于路径长度、 流量资源、 转发节点负载、 承载协议、 应用类型、 用户偏好等因素 的最优路径选择方法； 使用最优路径选择方法， 提出了基于移动 !"1# 的层次化移动管理框架； 通过对建议框架地址管理的描述， 阐述了 最优路径选择的实现过程。针对层次化移动管理的部署和使用问题， 描述了建议框架在自治系统中的使用方法； 提出了软切换与硬切换 相结合、 层次化移动管理与非层次化移动管理相结合的集成状态转换模型， 为终端系统提供了复杂网络环境下更好的移动性支持。 关键词) 移动 !"1# ， 层次化移动管理， 最优路径
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%&5<=> 中的路径优化问题就是最短路径问题， 将路径长度作 为路 径 选 择 的 考 核 指 标。 基 于 这 一 考 虑， E9%&5<=> 将 %&5<=> 中的 &$< 拆 分 为 临 时 家 乡 代 理 （ E%$：E,FG#0(0C %#F, $3,-*） 和网关边界节点 （ H9I’：H(*,J(C9I23, ’#2, ） 两 部分， E%$ 负责域内注册管理， H9I’ 负责对数据包进行截取 转发。因为 E9%&5<=> 要求 H9I’ 是边界网关， 所以一定在域 内数据转发的最短路径上。然而， E9%&5<=> 对 H9I’ 的位置 要求， 在实现了域内最短路径传输的同时， 也限制了 H9I’ 的 分布式处理的能力。 H9I’ 对注册消息的处理、 转发隧道的 管理等操作， 增加了边界网关的处理开销。当 &’ 的数量增 加， H9I’ 容易成为处理上的瓶颈， 特别是在仅有一个边界网 关的情况下。
［ #］ 程的方法， 来减少发往 :Q 的注册消息数量 。已经提出的
W!"1# 允许移动节点 （ W@：W,C5-8 @,S8 ） 在 移动性管理协议， 不同的网络中使用不同 的、 被称为转交地址 （ Z,Q：ZAG8 ,E QSSG8OO） 的临时地址进行双向通信， 并通过一个被称为绑定 更新 （ LN：L5=S5=> NISAB8 ） 的地址注册过程， 将 Z,Q 通知给 W@ 的 家 乡 代 理 或 通 信 节 点 （ :Q [ Z@：:,J8 Q>8=B [ Z,GG86 OI,=S8=B @,S8 ） ， 实现 W@ 在网络切换过程中的持续通信。 W!"1# 的绑定更新过程是网络层消息通知过 如前所述， 程， W@ 的切换过程伴随着注册消息的发送。当 W@ 在大范 围网络环境下快速移动的时候， 频繁的网络切换所引发的大
［ ’］ 能力 是 其 主 要 问 题。 属 于 这 一 类 的 框 架 有 :W!"1% ， ［ (］ ［ _］ ［ 0$ ］ ［ 00 ］ T8-8W!" ， !HW" ， ’‘ F5G8-8OO 和 Z8--;-AG !" 。
在进行远距离通信的时候， 长时间的注册过程将导致切换延 时的增大并造成网络丢包。关于上述问题的解决， 互联网工 程任务组 （ !KT?：!=B8G=8B K=>5=88G5=> TAOV ?,GR8 ） 提出了多个 层次化移动管理草案
［ *］ 量注册消息将导致带宽利用率的显著下降 。此外， 当 W@
层次化 移 动 管 理 框 架 可 根 据 W@ 所 使 用 的 域 转 交 地 址
［ &］ （ ^Z,Q） 的不同 ， 划分为以下 ’ 类：
（0 ） 使用网关地址。这类框架将域内的地址管理结构组 织成树状， 树根作为代理节点 （ 数量通常只有一个） ； 域内的 W@ 使用同一个代理节点， 分配相同的 ^Z,Q （ 代理节点的地 址） ； W@ 与外部节点的双向数据传输通过代理节点转发。因 为只有一个代理节点作为数据转发的网关节点， 所以这种结 构容易出现单点故障和处理瓶颈， 缺乏鲁棒性和大规模支持
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。
在这类框架中， 锚点的选择直接决定了 &’ 与外部节点 之间的数据传输路径， 所以好的选择方法能够优化数据转发 路径， 提高层次化移动管理的数据传输性能。本文提出的基 于最优路径选择的 %&5<=> 属于这一类。 !" 路径优化问题 %&5<=> 将彼此临近的多个不同网络划分为一个域， 域内 增加一个移动锚点 （ &$<：&#A.B.*C $-/+#0 <#.-* ） 。 &’ 在域 内切换时向 &$< 注册， 在域间切换时向 %$ D "’ 注 册。同
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