分離機(jī)制移動(dòng)性管理中部署子網(wǎng)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)與測試

李 杰張?zhí)靾@

(1:長春建筑學(xué)院，長春 130699;2:富奧汽車零部件股份有限公司研發(fā)中心，長春 130013)

0 引言

隨著各種移動(dòng)終端的高速發(fā)展，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用日漸普及，用戶在一個(gè)大的區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)需求已被基于網(wǎng)絡(luò)的代理移動(dòng)IPv 6協(xié)議滿足.同時(shí)，隨著Wi－Fi手持終端的快速增長和對(duì)因特網(wǎng)接入需求的增長，能夠管理一組節(jié)點(diǎn)在一個(gè)大區(qū)域內(nèi)的移動(dòng)性技術(shù)備受關(guān)注.分離機(jī)制移動(dòng)性管理系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)管理的模式，結(jié)合代理移動(dòng)IPv 6的身份與位置分離，設(shè)計(jì)提出控制與數(shù)據(jù)分離和接入與核心分離[1－2].本文在此基礎(chǔ)上提出了對(duì)一組節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性的支持的方法，該方法能對(duì)分離機(jī)制網(wǎng)絡(luò)中的一組節(jié)點(diǎn)進(jìn)行移動(dòng)性管理，并提出對(duì)該系統(tǒng)可以進(jìn)行的下一步工作.

1 系統(tǒng)方案

分離機(jī)制移動(dòng)性管理系統(tǒng)中部署子網(wǎng)移動(dòng)，是一種使得分離機(jī)制移動(dòng)性管理系統(tǒng)支持一組節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)性也就是子網(wǎng)移動(dòng)的方案，它是對(duì)分離機(jī)制移動(dòng)性管理系統(tǒng)的擴(kuò)展，實(shí)現(xiàn)了對(duì)子網(wǎng)移動(dòng)的支持[3－4].本文給出了對(duì)分離機(jī)制移動(dòng)性管理系統(tǒng)的擴(kuò)展內(nèi)容、實(shí)體功能以及相應(yīng)的信令流程.

這里仍然使用分離機(jī)制移動(dòng)性管理系統(tǒng)中AGW，CGW，DGW，LMS，以及GMS等實(shí)體，而接入終端則是一組節(jié)點(diǎn)——移動(dòng)子網(wǎng)，本文中的移動(dòng)子網(wǎng)由MR及其附屬的MNN組成，這里的MNN是隸屬于MR的節(jié)點(diǎn)，只能跟隨MR一起移動(dòng)，不可以單獨(dú)移動(dòng)，MNN使用屬于移動(dòng)子網(wǎng)的移動(dòng)子網(wǎng)前綴(Mobile Network Prefix，MNP)來配置地址.

下面對(duì)移動(dòng)子網(wǎng)的接入和離開的流程分別進(jìn)行描述，這里以移動(dòng)子網(wǎng)接入網(wǎng)為例來描述.移動(dòng)子網(wǎng)接入和離開的具體步驟如下:

步驟1:MR接入到AGW 1，AP檢測到MR的接入，于是發(fā)送日志消息給AGW 1;

步驟2:AGW 1收到日志消息后，判斷節(jié)點(diǎn)的接入類型，是移動(dòng)路由器還是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)，并獲得相應(yīng)接入節(jié)點(diǎn)的ID;

步驟3:AGW 1向CGW 1發(fā)送PBU消息，PBU消息中新增MNP選項(xiàng)和R標(biāo)志位，并建立相應(yīng)的BUL;

步驟4:CGW 1收到PBU消息后進(jìn)行解析，如果合法，則向DGW 1發(fā)送隧道建立請(qǐng)求消息(TxReq)，該消息中也新增MNP選項(xiàng)以及R標(biāo)志位.同時(shí)CGW 1上建立相應(yīng)的BCE;

步驟5:DGW 1收到TxReq消息后進(jìn)行解析，建立一條由DGW 1指向AGW 1的隧道，并向CGW 1返回一個(gè)隧道確認(rèn)消息TxAck，并建立相關(guān)的TCE，添加與HNP和MNP相關(guān)的路由.同時(shí)，查詢DGW1上的地址池，為HNP和MNP分配相應(yīng)的核心地址，并將HoA與核心地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系、MNP與核心地址的對(duì)應(yīng)關(guān)系注入到DGW1的內(nèi)核中，同時(shí)也將這兩對(duì)映射關(guān)系包含在映射更新消息中發(fā)給GMS，來進(jìn)行最新的記錄;

步驟6:CGW 1收到TxAck消息后，便向AGW 1發(fā)送包含HNP和R標(biāo)志位的PBA消息;

步驟7:AGW 1收到PBA消息后，解析出HNP，通過路由通告RA通告給接入節(jié)點(diǎn)，同時(shí)建立由AGW1指向DGW1的隧道的另一端，并添加關(guān)于HNP和MNP的路由，MR收到HNP后根據(jù)EUI－64來生成家鄉(xiāng)地址.

2 系統(tǒng)測試

2.1 測試環(huán)境

本文所使用的測試環(huán)境中，全部實(shí)體均為內(nèi)核為2.6.29.5的Linux操作系統(tǒng)，gcc版本為4.1.2.

2.2 功能測試

功能測試主要是對(duì)系統(tǒng)流程中出現(xiàn)的各個(gè)信令進(jìn)行測試，這里對(duì)主要的信令進(jìn)行介紹.

(1)代理綁定更新消息

AGW 2收到日志消息后，便向CGW 2發(fā)送PBU消息，使用移動(dòng)頭類型為5表示PBU消息，R標(biāo)志位為1，表示接入的是MR，并且包含MNP選項(xiàng)，選項(xiàng)內(nèi)容為“3ffe:3240:8007:2010::”;

(2)隧道添加請(qǐng)求消息

CGW 2在收到PBU消息后，便向DGW 2發(fā)送隧道請(qǐng)求消息，使用移動(dòng)頭類型為9表示TxReq消息.如MR的HoA“6ffe:3240:8007:200:212:f 0ff:fe8d:c5cd”及MNN的家鄉(xiāng)地址“3ffe:3240:8007:2010:222:faff:feed:9866”;

(3)代理綁定確認(rèn)消息

CGW 2收到TxAck消息后，便向AGW2發(fā)送代理綁定確認(rèn)消息PBA，使用移動(dòng)頭類型為6來表示PBA消息，在PBA消息中包含為MR分配的家鄉(xiāng)網(wǎng)絡(luò)前綴HNP“6ffe:3240:8007:200::/64”，R表示接入的是子網(wǎng);

(4)映射更新

當(dāng)DGW2收到TxReq消息并進(jìn)行解析后，由于DGW2是與LMS2集成在一起的，因此DGW2上的LMS的功能會(huì)給MR及MNN的家鄉(xiāng)地址分配相應(yīng)的核心地址，在將這兩對(duì)映射關(guān)系注入到內(nèi)核的同時(shí)，也將它們通過映射更新消息發(fā)送給GMS進(jìn)行更新.使用移動(dòng)頭類型為13來表示映射更新.

3 結(jié)語

本文在分離機(jī)制移動(dòng)性管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，依據(jù)文獻(xiàn)[2]提出的思想，提出了分離機(jī)制移動(dòng)性管理系統(tǒng)中對(duì)子網(wǎng)移動(dòng)的支持的方法.描述了系統(tǒng)流程，并在WLAN環(huán)境下，部署實(shí)驗(yàn)環(huán)境，對(duì)軟件進(jìn)行了功能測試.下一步需要進(jìn)行的工作包括如下幾個(gè)部分:

(1)本文目前僅支持移動(dòng)路由器(MR)及其附屬節(jié)點(diǎn)LFN的移動(dòng)性，可以在下一階段參考文獻(xiàn)[2－4]中提出的方法，實(shí)現(xiàn)在分離機(jī)制移動(dòng)性管理系統(tǒng)中對(duì)嵌套子網(wǎng)以及訪問移動(dòng)節(jié)點(diǎn)(VMN)的移動(dòng)性的支持;

(2)結(jié)合分離機(jī)制移動(dòng)性管理系統(tǒng)認(rèn)證授權(quán)實(shí)現(xiàn)，可以在目前的系統(tǒng)中部署AAA，實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)子網(wǎng)的認(rèn)證和授權(quán);

(3)出于對(duì)分離機(jī)制移動(dòng)性管理系統(tǒng)中接入網(wǎng)及核心網(wǎng)對(duì)安全性的考慮，可以通過部署IPSec VPN進(jìn)行保護(hù);

(4)如果移動(dòng)路由器包含多種無線接口，如3G，Wi－Fi，可以考慮與多接口技術(shù)的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多家鄉(xiāng)、異構(gòu)切換以及流移動(dòng).

[1]洪毅清.分離機(jī)制移動(dòng)性管理設(shè)計(jì)與關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)[D].北京:北京交通大學(xué)，2009.

[2]唐建強(qiáng)，劉 穎，周華春，張宏科.一種身份與位置分離環(huán)境下基于網(wǎng)絡(luò)的安全移動(dòng)性管理協(xié)議[J].電子與信息學(xué)報(bào)，2013(1):151－156.

[3]宋 飛，翟建偉，張思東，張宏科.面向社交網(wǎng)絡(luò)的智能通信平臺(tái)研究[J].計(jì)算機(jī)工程，2013(6):7－11.

[4]梁文波，董 平，張宏科.基于CAPWAP的集中配置管理機(jī)制的研究與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，2012(11):69－72.