移动IP详解

移动 IP 允许设备在网络间移动时保持 IP 地址不变，实现无缝连接。

核心问题

• IP 地址既标识主机又标识位置。
• 移动到新网络后，原 IP 地址不再有效。
• 需要在改变位置的同时保持连接。

三个关键实体

归属网络：归属代理(HA) 维护移动节点的位置信息
外地网络：外地代理(FA) 帮助 MN 通信
         移动节点(MN) 移动到外地网络

关键术语

术语	说明
移动节点（MN）	移动的主机，拥有归属地址
归属代理（HA）	归属网络中的路由器 / 代理
外地代理（FA）	外地网络中的路由器 / 代理
归属地址	MN 的永久 IP 地址（在归属网络分配）
转交地址（CoA）	MN 在外地网络的临时地址

1. 代理发现

FA 定期发送代理公告(Agent Advertisement)
MN 收到公告，发现自己在外地网络
MN 获得转交地址(CoA)

2. 注册

MN ──注册请求──→ FA ──转发──→ HA
HA 更新绑定表：归属地址 → CoA
MN ←──注册应答── FA ←──应答── HA

3. 通信过程

通信对端 → 移动节点（去程经隧道）：

CN → 归属代理(HA) → 隧道封装 → 外地代理(FA) → 移动节点(MN)
封装：新IP头(CoA) + 原IP头(MN归属地址) + 数据

移动节点 → 通信对端（回程直接）：

MN → FA → 直接转发 → CN（不需要经过 HA）

三角路由问题

CN → HA → FA → MN    (去程绕道 HA)
MN → FA → CN         (回程直接) 

路由优化

CN ←→ MN    (直接通信，不经过 HA)

关键改进

1. 路由优化：CN 知道 MN 的 CoA，直接发送。
2. 无需外地代理：MN 自己获取 CoA。
3. 返回路由可达：安全验证机制。

工作过程

1. MN 获得 CoA
2. MN 向 HA 注册（绑定更新）
3. MN 向 CN 发送绑定更新
4. CN 缓存 MN 的 CoA
5. CN 直接向 CoA 发送数据

外地代理转交地址（FA CoA）

• 外地代理的 IP 地址。
• 多个 MN 可共享一个 FA CoA。
• FA 负责解封装和转发。

配置转交地址（Colocated CoA）

• MN 自己获得的外地网络 IP 地址。
• MN 自己处理隧道解封装。
• 每个 MN 需要独立的 IP 地址。

IP-in-IP 隧道

原始包:   [ IP头(MN地址) | 数据 ]
隧道封装后: [ IP头(CoA) | IP头(MN地址) | 数据 ]
             (外层)        (内层)