基于IPv4的移动IP功能的研究与实现

论文摘要

当前,随着计算机网络和移动通信技术的发展,人们对普适计算的需求越来越高,越来越多的计算机用户希望自己的计算机也能象手机一样实现强大的漫游功能,方便的访问各种网络资源。但是作为使用最为广泛的网络协议栈TCP/IP 在设计之初并未考虑到将来的移动性问题,因此它不能对移动提供透明的支持。为了使IP 提供对移动的支持,IETF 制定了用于解决移动主机在不中断通信的情况下接入网络的一种技术——移动IP(Mobile IP)。本文详细地描述了移动IP,介绍了与它有关的技术并给出了一个具体实现的方案。论文首先简要介绍了TCP/IP 网络的层次结构及IP 协议,讨论了传统IP 协议对移动支持的不足及对其进行改进的办法之间的比较,然后详细介绍了移动IP 中的技术细节包括:隧道技术、代理发现、注册过程和数据包的路由等,并简要介绍了移动IPv6 技术,接着讨论了一下现有移动IP 的不足以及急待解决的一些重要技术如快速切换技术等。最后,论文以扩展RedHat Linux 的IP 部分为例介绍了移动IPv4 的具体实现,并建立了实验环境对Linux 下的支持移动IPv4 的实验系统进行了测试。论文最后总结了整个研究工作的心得,提出了下一步工作的建议。本课题是基于863 项目“面向信息与智能设备的嵌入式软件平台”的嵌入式Linux 平台的实现为依托的研究。作为项目的一部分论文以扩展IPv4 协议为例详细介绍了移动IPv4 协议及其实现,为最终在嵌入式设备上实现移动IP 功能作好理论和实践上的准备。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的背景
• 1.2 为什么选择移动IPv4
• 1.3 课题研究的依据及意义
• 1.4 本人所作的工作
• 1.5 课题研究内容
• 第二章 IPv4 协议概述
• 2.1 TCP/IP 的网络层次结构
• 2.2 IP 协议
• 2.2.1 IP 分组的格式
• 2.2.2 IP 地址（IPv4）
• 2.2.3 IP 路由选择
• 2.3 ICMP 协议
• 2.4 ARP 协议
• 2.5 IPv6 简介
• 2.6 本章小结
• 第三章 移动IPv4 工作机理
• 3.1 移动IP 的产生
• 3.2 移动IP 解决的问题
• 3.3 移动IP 要达到的目标和设计要求
• 3.4 移动IP 中的术语
• 3.5 移动IP 的工作机制
• 3.6 移动IPv6 简介
• 3.7 移动IP 的应用
• 3.8 本章小结
• 第四章 移动IP 关键技术
• 4.1 隧道技术
• 4.1.1 “隧道”在移动IP 中的作用
• 4.1.2 IP 的IP 封装
• 4.1.3 最小封装
• 4.1.4 通用路由封装
• 4.1.5 三种隧道技术的比较
• 4.2 代理发现机制
• 4.2.1 代理通告和请求消息
• 4.2.2 移动检测
• 4.2.3 总结
• 4.3 注册
• 4.3.1 注册消息
• 4.3.2 注册认证扩展
• 4.3.2 注册过程
• 4.4 数据包的路由
• 4.4.1 移动节点在家乡链路上时包的选路
• 4.4.2 移动节点在外地链路上时包的选路
• 4.4.3 移动节点发送数据包的路由
• 4.4.4 移动节点收发广播和组播
• 4.5 本章小结
• 第五章 移动IP 中存在的问题分析
• 5.1 路由优化问题
• 5.2 外地代理的平滑切换问题
• 5.3 网络性能问题
• 5.4 QoS 保障问题
• 5.5 移动IP 中TCP 的性能
• 5.6 移动IP 对其他协议的支持
• 5.7 其他有待解决的问题
• 5.8 本章小结
• 第六章 移动IP 功能的实现
• 6.1 概述
• 6.2 基本实现目标
• 6.3 技术背景
• 6.4 内核部分的实现
• 6.4.1 IP 处理总体流程
• 6.4.2 代理发现机制的实现
• 6.4.3 注册过程的实现
• 6.4.4 数据包的路由
• 6.5 测试环境和方法
• 6.5.1 VMWare 虚拟机软件
• 6.5.2 网络环境搭建和配置
• 6.5.3 测试过程
• 6.6 本章小结
• 第七章 结束语
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文