介绍了移动IPv6的工作机制,提出一个移动IPv6和无线局域网(WLAN)集成的设计方案,以实现移动终端在无线局域网之间无缝切换,并建立实际的实验环境对移动IPv6进行测试

李晓潮

林晓鹏

郭东辉

Xiamen University Institutional Repository

第 47卷 第 1期 电讯技术 Vo.l 47 N o. 12007年 2月 Telecommun icat ion Eng ineer ing Feb. 2007文章编号: 1001- 893X ( 2007) 01- 0090- 03移动 IPv6在无线局域网中的实现*林晓鹏1, 2, 李晓潮2, 郭东辉2( 1. 厦门海洋职业技术学院,厦门 361012; 2. 厦门大学,厦门 360005)摘 要:介绍了移动 IPv6的工作机制,提出一个移动 IPv6和无线局域网 (WLAN )集成的设计方案,以实现移动终端在无线局域网之间无缝切换, 并建立实际的实验环境对移动 IPv6进行测试。关键词:移动 IPv6; 无线局域网; 移动切换中图分类号: TN915 文献标识码: AImplementation ofMobile IPv6 overWLANLIN X iao- p eng1, 2, LI X iao- chao2, GUO Dong- hu i2( 1. X iamen Ocean Co llege, X iamen 361012, Ch ina; 2. X iamen Un iversity , X iamen 361005, Ch ina )Abstract: Themechanism ofmob ile IPv6 is introduced. A mode l of integration ofmob ile IPv6 and w irelessLAN (WLAN ) is provided in order thatmobile term ina ls realize seam less handover. A test bed is a lso established to test themob ile IPv6 imp lem entation.Key words: mob ile IPv6; WLAN; handover从上世纪 90年代开始经过十余年的发展,IPv6[ 1]作为下一代因特网的协议已得到广泛的认可,并进入了实用化的阶段。同时,随着无线局域网(WLAN )技术的成熟及应用, 局域网上越来越多的主机采用无线技术接入因特网,而且随着因特网和移动通信网的融合[ 2], 移动用户将会成为因特网的主要终端。为了在下一代的网络中支持移动用户终端, IETF制订了移动 IPv6协议 (mobile IPv6)[ 3 ],其目的是为移动用户提供无缝透明的连接, 即无需人工干预,移动节点可以在 IPv6子网中切换而继续保持原有的通信。移动 IPv6已成为 IPv6协议不可分割的一部分,成为 IPv6的根本功能之一。1 移动 IPv6的工作机制IPv6在制订时就力求从根本上解决移动性的问题, 在支持移动用户上, IPv6具有以下的特点:IPv6有 128位的地址空间, 可以为所有移动用户提供全球地址;采用邻居发现机制,路由器同期性地发布路由公告,通过公告信息,移动节点可以判断自身是否移动到新的子网中; 实现了无状态地址自动配置, 移动节点在不同的 IPv6子网间切换时, 移动节点可以根据当前子网的前缀和本身网卡的 MAC(M edia Access Control)地址信息自动生成一个全球地址,实现无逢透明的切换; 加强了认证和加密特性, 提高了安全性能。由于使用了自动地址配置和路由器公告, 移动节点 (M ob ile Node, MN )在不同的子网间移动时, 虽然其地址会发生变化,但对于通信双方的应用程序而言,这个切换过程是无缝透明的,原有的通信仍可保持。2 移动 IPv6在无线局域网中的实验系统随着无线局域网技术的成熟和应用,无线终端用户将成为网络中的主要用户,如何在用户的移动过程中保持通信的畅通是一个现实的问题。我们的方案是在无线网上采用移动 IPv6技术, 以实现用户在不同 IPv6子网之间的无缝透明切换,网络拓扑如图 1所示。共建立了 3个 IPv6子网,其网络前缀分别是:90* 收稿日期: 2006- 06- 18; 修回日期: 2006- 11- 12第 47卷 第 1期 电讯技术 Vo.l 47 N o. 12007年 2月 Telecommun icat ion Eng ineer ing Feb. 20073ffe: 3217: 4000: 1: : /64, 3ffe: 3217: 4000: 2: : /64, 3ffe:3217: 4000: 3: : /64,在后两个子网中分别有一个无线接入点 ( Access Po in,t AP),网络之间通过两个路由器相连。MN为一台便携式计算机, CN ( CorrespondentNode)和路由器为兼容机 (主频 133MH z, 64M内存 ),配置如下:MN: 家乡地址 ( Home Address)为 3ffe: 3217:4000: 2: : 2 /64,安装有 Orinoco Silver PCM ICA无线局卡 (支持 IEEE802. 11b协议,传输速度 11M b it / s), 可通过 AP接入网络链路。CN:属于子网 3ffe: 3217: 4000: 1: : /64中的一台主机,地址为: 3ffe: 3217: 4000: 1: : 3。路由器:子网通过路由器相连, 其中 Router1兼作为 MN的家乡代理 (Home Agen,t HA)。AP:接入点采用 Orinoco AP - 1000。两个接入点设置成工作于不同的频率,以避免执行冲突检测而延长响应时间, AP1工作频率为 2. 412 GH z, AP2工作频率为 2. 422 GH z。接入点的网络名配置成相同的名称 hom enet。MN、CN的路由器的操作系统采用 R edhat 7. 2(内核为 2. 4. 10) , 支持 IPv6。MN、CN和路由器上安装有 M IPL软件包, 版本为 m ipv6- 0. 9- v2. 4. 7。路由器上安装有路由公告守护进程 radvd ( RouterADVertisement Daemon) ,安装完软件包后在 MN、CN和路由器上要对相应的配置文件进行设置[ 4]。图 1 移动 IPv6在无线局域实现的拓扑图3 实验测试过程按图 1连接并配置好网络, 启动路由路上的mob ile- ip6和 radvd,在 MN和 CN上启动 mobile-ip6,在 MN上执行 ifconf ig查看 MN的地址信息,可以发现 MN有 2个 IP地址,分别为 3 ffe: 3217: 4000:2: : 2 /64和 3ffe: 3217: 4000: 2: 202: 3 ffe: 5b2d: 4884/64,其中前一个为设定的 IP地址, 后一个地址是根据网络前缀和 MAC地址自动产生的,这两个地址都是全球唯一的。当移动节点在子网之间移动时, 可以采用多种方法来测试系统的工作状况。3. 1 在家乡网络的测试( 1)用 ping6进行网络连通性测试让 MN在家乡网络 3 ffe: 3217: 4000: 2: : /64上p ing6 CN的地址:# p ing6 3ffe: 3217: 4000: 1: : 364 by tes from 3ffe: 3217: 4000: 1: : 3: icmp _seq = 1ttl= 62 t ime= 5. 07m s64 by tes from 3ffe: 3217: 4000: 1: : 3: icmp _seq = 2ttl= 62 t ime= 5. 04m s( 2)在 MN上用 iw conf ig查看网卡的工作频率# iw con fig eth0在显示的信息中可以看到网卡的工作频率:Frequency = 2. 412 GH z从工作频率和 ping6的信息, 可以说明这时 MN是通过家乡网络接入 IPv6网络, 并能正常工作。3. 2 在外乡网络的测试( 1)用 ping6进行网络连通性测试在进行 p ing6测试的同时, 将 MN从家乡网络移动到外乡网络,测试 MN在不同网络的切换过程。当在切换过程中 p ing6中断, 当切换成功后, ping6继续,出现以下信息:64 bytes from 3ffe: 3217: 4000: 1: : 3: icmp _seq= 95 ttl= 62 t ime= 6. 11m s64 bytes from 3ffe: 3217: 4000: 1: : 3: icmp _seq= 96 ttl= 62 t ime= 6. 09m sp ing6的切换延迟如图 2所示。图 2 移动 IP v6的切换延迟( 2)用 iw config查看网卡的工作频率# iw con fig eth091第 47卷 第 1期 电讯技术 Vo.l 47 N o. 12007年 2月 Telecommun icat ion Eng ineer ing Feb. 2007在显示的信息中可以看到网卡的工作频率发生变化:F requency = 2. 422 GH z从工作频率的变化可以证明, 这时 MN已经接入外乡网络。( 3)查看 MN的 IP地址在 MN上用 ifconfig查看地址信息, 可以发现MN增加了一个新的 IP地址:3 ffe: 3217: 4000: 3: 202: 3ffe: 5b2d: 4884 /64该地址是根据路由器的 radvd公告信息中的外乡网络前缀与 MN的 MAC地址产生。( 4)在 HA中用 m ipd iag查看地址绑定信息# m ipdiag - cM obile IPv6 B inding cacheH ome Address: 3ffe: 3217: 4000: 2: : 2Care- of Address:3ffe: 3217: 4000: 3: 202: 3ffe: 5b2d: 4884Lifetime Type: 9333. 3 实验分析上面的测试结果表明:当移动节点在不同的子网间移动时, MN能获得一个新的全球地址 CoA( C are- of Address) , 保持与 CN的网络连通; 根据MN的当前位置, HA中的地址绑定消息能自动得到更新; MN上无线网卡的工作频率能根据接入点的工作频率自动调整。整个实验系统实现了 MN在不同网络之间的无缝切换。4 移动 IPv6的研究展望在解决移动用户的网络接入问题上,移动 IPv6有很大的优势, 但作为一个新兴的技术, 移动 IPv6还需要在一些方面做进一步的完善。( 1)快速切换问题从实验结果可以看到,当用户在不同的网络之间进行切换时, 通信将出现中断, 数据包将会丢失,因此如何实现移动用户的快速切换, 以减小切换延迟时间, 保证数据的完整性, 是移动 IPv6的一个关键技术[ 5]。( 2)安全性移动 IPv6的安全问题,主要来自于地址绑定机制和移动 IPv6路由优化机制。如用户伪装[ 7], 攻击方伪造移动用户的地址绑定作息, 而该信息如果被移动用户的家乡代理接受, 攻击方就可以截取用户的信息,因此移动 IPv6的安全机制是一个重要的研究方向。( 3)网络优化多个无线网络可能会共同覆盖一个公共区域,当移动用户处于这个公共区域时,采取何种策略,能实现从多个无线网络中选择一个最优接入, 也是一个重要的研究课题。5 结 论随着因特网和移动通信网的融合, 移动 IPv6具有广泛的发展前景。我们的实验结果表明: 在WLAN环境中, 移动 IPv6可以很好地支持移动用户, 实现子网之间的切换。但移动 IPv6也存在一些问题,如通信安全保障、如何实现低延迟的快速切换和平滑切换问题等,这些都有待于进一步开展研究工作。参考文献:[ 1] RFC2460, Internet P ro to co l Version6( IPv6) Spec ifica tion[ S].[ 2] dra ft- ietf- m obile ip- ipv6- 24. tx t, M ob ility support inIPv6[ s].[ 3] Thom as T N ie lsen. IPv6 for Future W ire less Netw orks[ J] . W ire less Personal Comm un ications, 2001, ( 17 ):237- 247.[ 4] M ob ile- IPv6- HOWTO Rev ision1. 2[ EB /OL ]. http: / /www. tldp. org /, 2004.[ 5] Deguang Le, Donghui Guo, Box iWu. M ob ile IPv6 inWLAN M ob ile Netwo rks and its Im plem entation[ C ]  .The 14 th IEEE 2003 Internationa l Sym posium on Persona,l Indoor and M obile Rad io Communications P roceeding s( Vo .l 2). Be ijing, 2003: 1430- 1433.作者简介:林晓鹏 ( 1978- ),男, 厦门海洋职业技术学院讲师, 厦门大学物理系博士研究生, 主要研究方向: 神经网络及其应用、网络资源管理 , (电子信箱 ) pengx lin@ yahoo. com. cn;李晓潮 ( 1970- ),男,博士,讲师, 主要研究方向:神经网络及其应用、扩谱通信、嵌入式系统;郭东辉 ( 1967- ) ,男, 教授、博导, 主要研究方向: 神经网络及其应用、集成电路。92

移动IPv6在无线局域网中的实现

http://dspace.xmu.edu.cn/bitstream/handle/2288/19163/%e7%a7%bb%e5%8a%a8IPv6%e5%9c%a8%e6%97%a0%e7%ba%bf%e5%b1%80%e5%9f%9f%e7%bd%91%e4%b8%ad%e7%9a%84%e5%ae%9e%e7%8e%b0.pdf?sequence=1&isAllowed=y

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