4. Обзор протокола мобильного IPv6
4.1. Принципы работы
Предполагается, что мобильный узел всегда адресуем своим домашним адресом независимо от того, подключен ли он в текущий момент времени к своему домашнему линку, или находится вне дома. «Домашний адрес» — это IP-адрес, присвоенный мобильному узлу на его домашнем линке с точностью до префикса домашней подсети. Когда мобильный узел находится дома, пакеты, адресованные на его домашний адрес, маршрутизируются на домашний линк этого мобильного узла, используя традиционные механизмы маршрутизации Internet.
Когда мобильный узел подключен к какому-то внешнему линку вне дома, он адресуем также с помощью одного или нескольких временных адресов. Временный адрес — это IP-адрес, ассоциированный с мобильным узлом и имеющий префикс подсети конкретного внешнего линка. Мобильный узел может получить свой временный адрес с помощью традиционных механизмов IPv6, таких как бесконтекстная или контекстная автоконфигурация. До тех пор, пока мобильный узел остается в этом месте, пакеты, адресованные на этот временный адрес, будут маршрутизироваться к мобильному узлу. Мобильный узел может также принимать пакеты с нескольких временных адресов, например, когда он перемещается, но все еще достижим на предыдущем линке.
Ассоциация между домашним адресом и внешним адресом мобильного узла известна под названием «привязки» (binding) для мобильного узла. Находясь вне дома, мобильный узел регистрирует свой основной временный адрес в маршрутизаторе в своей домашней сети и просит этот маршрутизатор выполнять для мобильного узла функции «домашнего агента». Мобильный узел выполняет эту регистрацию привязки путем посылки домашнему агенту сообщения «Binding Update» (обновление привязки). Домашний агент отвечает мобильному узлу, возвращая сообщение «Binding Acknowledgement » (подтверждение привязки). Работа мобильного узла специфицируется в разд. 11, а работа домашнего агента — в разд.10.
Любой узел, осуществляющий обмен информацией с мобильным узлом, упоминается в данном документе как «узел-корреспондент» (correspondent node) мобильного узла, и может представлять собой либо стационарный, либо мобильный узел. Мобильные узлы могут предоставлять узлам-корреспондентам информацию о своем текущем местоположении. Это происходит посредством регистрации в узле-корреспонденте. Для того чтобы авторизовать установление привязки, как часть этой процедуры, выполняется проверка обратной маршрутизируемости (return routability test). Работа узла-корреспондента специфицируется в разд. 9.
Имеются два возможных режима обмена информацией между мобильным узлом и узлом-корреспондентом. Первый режим, двунаправленное туннелирование, не требует от узла-корреспондента поддержки протокола Mobile IPv6 и этот режим доступен даже в том случае, если мобильный узел не зарегистрировал своей текущей привязки в узле-корреспонденте. Пакеты от узла-корреспондента маршрутизируются домашнему агенту и затем туннелируются мобильному узлу. Пакеты от мобильного узла к узлу-корреспонденту сначала туннелируются («туннелируются в обратном направлении») домашнему агенту и затем обычным образом маршрутизируются из домашней сети узлу-корреспонденту. В этом режиме домашний агент для перехвата любых IPv6-пакетов, адресованных на домашний адрес (или домашние адреса) мобильного узла на домашнем линке, использует механизм proxy Neighbor Discovery. Каждый перехваченный пакет туннелируется на основной временный адрес мобильного узла. Это туннелирование осуществляется с помощью IPv6-инкапсуляции [15].
Второй режим, режим «оптимизации маршрута», требует, чтобы мобильный узел зарегистрировал свою текущую привязку в узле-корреспонденте. Пакеты от узла-корреспондента могут маршрутизироваться прямо на временный адрес мобильного узла. При посылке пакета на любое место назначения IPv6, узел-корреспондент проверяет свои кэшированные привязки на предмет наличия элемента с адресом места назначения пакета. Если кэшированная привязка для этого адреса места назначения найдена, то узел использует новый тип заголовка маршрутизации IPv6 [11] (см. разд. 6.4) для маршрутизации пакета мобильному узлу по пути временного адреса, указанного в этой привязке.
Маршрутизация пакетов непосредственно на временный адрес мобильного узла позволяет использовать самый короткий путь обмена информацией. Она устраняет также перегрузку домашнего агента мобильного узла и домашнего линка. Кроме того, уменьшается влияние любой возможной ошибки домашнего агента или сетей, находящихся на пути к нему и от него.
При маршрутизации пакетов непосредственно мобильному узлу узел-корреспондент устанавливает поле Destination Address в заголовке IPv6 равным временному адресу мобильного узла. Для передачи требуемого домашнего адреса к пакету добавляется также новый тип заголовка маршрутизации IPv6 (см. разд. 6.4). Подобным образом, мобильный узел устанавливает поле Source Address в IPv6-заголовке пакета равным его текущему временному адресу. Для передачи своего домашнего адреса мобильный узел добавляет новую опцию места назначения IPv6 «Home Address» (см. разд. 6.3). Включение домашних адресов в эти пакеты делает использование временного адреса прозрачным выше сетевого уровня (например, на транспортном уровне).
Протокол Mobile IPv6 обеспечивает также поддержку нескольких домашних агентов, и, кроме того, ограниченную поддержку реконфигурации домашней сети. В этих случаях мобильный узел может не знать IP-адреса своего собственного домашнего агента, и префиксы домашней подсети могут даже меняться со временем. Механизм, известный под названием «dynamic home agent address discovery» (динамическое определение адреса домашнего агента) позволяет домашнему агенту динамически определить IP-адрес домашнего агента на его домашнем линке, даже когда мобильный узел находится вне дома. Мобильные узлы могут также узнать новую информацию относительно префиксов домашней подсети с помощью механизма «mobile prefix discovery » (определения мобильного префикса). Эти механизмы описываются начиная с разд. 6.5).