PersonalCorpus 版 (精华区)

发信人: lofe ()感激生活(), 信区: Network
标  题: IPv6对移动IP的支持
发信站: 哈工大紫丁香 (Sat Sep  2 20:19:41 2000), 转信


IETF Mobile IP Working Group　　　　　　　　　　　　　　David B. Johnson
INTERNET-DRAFT　　　　　　　　　　　　　　　　Carnegie Mellon University
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 Charles Perkins
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Sun Microsystems
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　25 June 1999
　　　　　　　　　　　　Mobility Support in IPv6
　　　　　　　　　 <draft-ietf-mobileip-ipv6-08.txt>
Status of This Memo
　 This document is an Internet-Draft and is in full conformance with
　 all provisions of Section 10 of RFC 2026.
　 Internet-Drafts are working documents of the Internet Engineering
　 Task Force (IETF), its areas, and its working groups.　Note
　 that other groups may also distribute working documents as
　 Internet-Drafts.
　 Internet-Drafts are draft documents valid for a maximum of six months
　 and may be updated, replaced, or obsoleted by other documents at
　 any time.　It is inappropriate to use Internet-Drafts as reference
　 material or to cite them other than as "work in progress."
　 The list of current Internet-Drafts can be accessed at
　 http://www.ietf.org/ietf/1id-abstracts.txt.
　 The list of Internet-Draft Shadow Directories can be accessed at
　 http://www.ietf.org/shadow.html.
Abstract
　 This document specifies the operation of mobile computers using IPv6.
　 Each mobile node is always identified by its home address, regardless
　 of its current point of attachment to the Internet.　While situated
　 away from its home, a mobile node is also associated with a care-of
　 address, which provides information about the mobile node's current
　 location.　IPv6 packets addressed to a mobile node's home address are
　 transparently routed to its care-of address.　The protocol enables
　 IPv6 nodes to cache the binding of a mobile node's home address with
　 its care-of address, and to then send any packets destined for the
　 mobile node directly to it at this care-of address.　To support this
　 operation, Mobile IPv6 defines four new IPv6 destination options,
　 including one that MUST be supported in packets received by any node,
　 whether mobile or stationary.
Johnson and Perkins　　　　　Expires 25 December 1999　　　　　 [Page i]
INTERNET-DRAFT　　　　　 Mobility Support in IPv6　　　　　 25 June 1999
　　　　　　　　　　　　　　　　Contents
Status of This Memo　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　i
Abstract　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 i
 1. Introduction　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 1
 2. Comparison with Mobile IP for IPv4　　　　　　　　　　　　　　　　 3
 3. Terminology　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　6
　　 3.1. General Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .　　6
　　 3.2. Mobile IPv6 Terms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .　　7
　　 3.3. Specification Language　. . . . . . . . . . . . . . . . .　　8
 4. Overview of Mobile IPv6　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　9
　　 4.1. Basic Operation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .　　9
　　 4.2. New IPv6 Destination Options　. . . . . . . . . . . . . .　 11
　　 4.3. Conceptual Data Structures　. . . . . . . . . . . . . . .　 13
　　 4.4. Binding Management　. . . . . . . . . . . . . . . . . . .　 17
 5. New IPv6 Destination Options　　　　　　　　　　　　　　　　　　　19
　　 5.1. Binding Update Option Format　. . . . . . . . . . . . . .　 19
　　 5.2. Binding Acknowledgement Option Format . . . . . . . . . .　 23
　　 5.3. Binding Request Option Format . . . . . . . . . . . . . .　 27
　　 5.4. Home Address Option Format　. . . . . . . . . . . . . . .　 29
　　 5.5. Mobile IPv6 Destination Option Sub-Options　. . . . . . .　 31
 6. Modifications to IPv6 Neighbor Discovery　　　　　　　　　　　　　33
　　 6.1. Modified Router Advertisement Message Format　. . . . . .　 33
　　 6.2. Modified Prefix Information Option Format . . . . . . . .　 34
　　 6.3. New Advertisement Interval Option Format　. . . . . . . .　 36
　　 6.4. New Home Agent Information Option Format　. . . . . . . .　 37
　　 6.5. Changes to Sending Router Advertisements　. . . . . . . .　 39
　　 6.6. Changes to Sending Router Solicitations . . . . . . . . .　 40
 7. Requirements for IPv6 Nodes　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 42
　　 7.1. Requirements for All IPv6 Hosts and Routers . . . . . . .　 42
　　 7.2. Requirements for All IPv6 Routers . . . . . . . . . . . .　 42
　　 7.3. Requirements for IPv6 Home Agents . . . . . . . . . . . .　 42
　　 7.4. Requirements for IPv6 Mobile Nodes　. . . . . . . . . . .　 43
 8. Correspondent Node Operation　　　　　　　　　　　　　　　　　　　45
　　 8.1. Receiving Packets from a Mobile Node　. . . . . . . . . .　 45
　　 8.2. Receiving Binding Updates . . . . . . . . . . . . . . . .　 45
　　 8.3. Requests to Cache a Binding . . . . . . . . . . . . . . .　 46
Johnson and Perkins　　　　　Expires 25 December 1999　　　　　[Page ii]
INTERNET-DRAFT　　　　　 Mobility Support in IPv6　　　　　 25 June 1999
　　 8.4. Requests to Delete a Binding　. . . . . . . . . . . . . .　 47
　　 8.5. Sending Binding Acknowledgements　. . . . . . . . . . . .　 47
　　 8.6. Sending Binding Requests　. . . . . . . . . . . . . . . .　 48
　　 8.7. Cache Replacement Policy　. . . . . . . . . . . . . . . .　 48
　　 8.8. Receiving ICMP Error Messages . . . . . . . . . . . . . .　 49
　　 8.9. Sending Packets to a Mobile Node　. . . . . . . . . . . .　 50
 9. Home Agent Operation　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　52
　　 9.1. Receiving Router Advertisement Messages . . . . . . . . .　 52
　　 9.2. Dynamic Home Agent Address Discovery　. . . . . . . . . .　 53
　　 9.3. Primary Care-of Address Registration　. . . . . . . . . .　 55
　　 9.4. Primary Care-of Address De-registration . . . . . . . . .　 57
　　 9.5. Intercepting Packets for a Mobile Node　. . . . . . . . .　 58
　　 9.6. Tunneling Intercepted Packets to a Mobile Node　. . . . .　 60
　　 9.7. Renumbering the Home Subnet . . . . . . . . . . . . . . .　 61
10. Mobile Node Operation　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 65
　　10.1. Sending Packets While Away from Home　. . . . . . . . . .　 65
　　10.2. Receiving Packets While Away from Home　. . . . . . . . .　 67
　　10.3. Movement Detection　. . . . . . . . . . . . . . . . . . .　 68
　　10.4. Forming New Care-of Addresses . . . . . . . . . . . . . .　 71
　　10.5. Sending Binding Updates to the Home Agent . . . . . . . .　 72
　　10.6. Dynamic Home Agent Address Discovery　. . . . . . . . . .　 73
　　10.7. Sending Binding Updates to Correspondent Nodes　. . . . .　 74
　　10.8. Sending Binding Updates to the Previous Default Router　.　 76
　　10.9. Retransmitting Binding Updates　. . . . . . . . . . . . .　 77
　 10.10. Rate Limiting for Sending Binding Updates . . . . . . . .　 77
　 10.11. Receiving Binding Acknowledgements　. . . . . . . . . . .　 77
　 10.12. Receiving Binding Requests　. . . . . . . . . . . . . . .　 78
　 10.13. Receiving ICMP Error Messages . . . . . . . . . . . . . .　 79
　 10.14. Receiving Tunneled Router Advertisements　. . . . . . . .　 79
　 10.15. Using Multiple Care-of Addresses　. . . . . . . . . . . .　 80
　 10.16. Routing Multicast Packets . . . . . . . . . . . . . . . .　 81
　 10.17. Returning Home　. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .　 82
11. Constants　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 83
12. IANA Considerations　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 84
13. Security Considerations　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 85
　　13.1. Binding Updates, Acknowledgements, and Requests . . . . .　 85
　　13.2. Home Address Option . . . . . . . . . . . . . . . . . . .　 85
　　13.3. General Mobile Computing Issues . . . . . . . . . . . . .　 86
Johnson and Perkins　　　　 Expires 25 December 1999　　　　　[Page iii]
INTERNET-DRAFT　　　　　 Mobility Support in IPv6　　　　　 25 June 1999
Changes from Previous Version of the Draft　　　　　　　　　　　　　　88
Acknowledgements　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　90
References　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　91
Chair's Address　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 93
Authors' Addresses　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　94
Johnson and Perkins　　　　　Expires 25 December 1999　　　　　[Page iv]
INTERNET-DRAFT　　　　　 Mobility Support in IPv6　　　　　 25 June 1999
1. Introduction
　 This document specifies the operation of mobile computers using
　 Internet Protocol Version 6 (IPv6) [5].　Without specific support
　 for mobility in IPv6, packets destined to a mobile node (host or
　 router) would not be able to reach it while the mobile node is away
　 from its home link (the link on which its home IPv6 subnet prefix is
　 in use), since routing is based on the subnet prefix in a packet's
　 destination IP address.　In order to continue communication in spite
　 of its movement, a mobile node could change its IP address each time
　 it moves to a new link, but the mobile node would then not be able
　 to maintain transport and higher-layer connections when it changes
　 location.　Mobility support in IPv6 is particularly important, as
　 mobile computers are likely to account for a majority or at least a
　 substantial fraction of the population of the Internet during the
　 lifetime of IPv6.
　 The protocol operation defined here, known as Mobile IPv6, allows a
　 mobile node to move from one link to another without changing the
　 mobile node's IP address.　A mobile node is always addressable by
　 its "home address", an IP address assigned to the mobile node within
　 its home subnet prefix on its home link.　Packets may be routed to
　 the mobile node using this address regardless of the mobile node's
　 current point of attachment to the Internet, and the mobile node may
　 continue to communicate with other nodes (stationary or mobile) after
　 moving to a new link.　The movement of a mobile node away from its
　 home link is thus transparent to transport and higher-layer protocols
　 and applications.
　 The Mobile IPv6 protocol is just as suitable for mobility across
　 homogeneous media as for mobility across heterogeneous media.　For
　 example, Mobile IPv6 facilitates node movement from one Ethernet
　 segment to another as well as it facilitates node movement from an
　 Ethernet segment to a wireless LAN cell, with the mobile node's IP
　 address remaining unchanged in spite of such movement.
　 One can think of the Mobile IPv6 protocol as solving the "macro"
　 mobility management problem.　More "micro" mobility management
　 applications -- for example, handoff among wireless transceivers,
　 each of which covers only a very small geographic area -- are
　 possibly more suited to other solutions.　For example, in many
　 current wireless LAN products, link-layer mobility mechanisms allow a
　 "handoff" of a mobile node from one cell to another, reestablishing
　 link-layer connectivity to the node in each new location.　As long
　 as such handoff occurs only within cells of the mobile node's home
　 link, such link-layer mobility mechanisms are likely to offer faster
　 convergence and lower overhead than Mobile IPv6.　Extensions to the
　 Mobile IPv6 protocol are also possible to support a more local,
　 hierarchical form of mobility management, but such extensions are
　 beyond the scope of this document.
Johnson and Perkins　　　　　Expires 25 December 1999　　　　　 [Page 1]
INTERNET-DRAFT　　　　　 Mobility Support in IPv6　　　　　 25 June 1999
　 The protocol specified in this document solves the problem of
　 transparently routing packets to and from mobile nodes while away
　 from home.　However, it does not attempt to solve all general
　 problems related to the use of mobile computers or wireless networks.
　 In particular, this protocol does not attempt to solve:
　　-　Handling links with partial reachability, such as typical
　　　 wireless networks.　Some aspects of this problem are addressed
　　　 by the movement detection procedure described in Section 10.3,
　　　 but no attempt has been made to fully solve this problem in its
　　　 general form.　Most aspects of this problem can be solved by the
　　　 workaround of restricting such networks to only one router per
　　　 link, although there are still possible hidden terminal problems
　　　 when two nodes on the same link (on opposite sides of the router)
　　　 attempt to communicate directly.
　　-　Access control on a link being visited by a mobile node.　This
　　　 is a general problem any time an untrusted node is allowed
　　　 to connect to any link layer.　It is independent whether the
　　　 connecting node uses Mobile IP, DHCP [2], or just "borrows" an IP
　　　 address on the link.
Johnson and Perkins　　　　　Expires 25 December 1999　　　　　 [Page 2]
INTERNET-DRAFT　　　　　 Mobility Support in IPv6　　　　　 25 June 1999
2. Comparison with Mobile IP for IPv4
　 The design of Mobile IP support in IPv6 (Mobile IPv6) represents a
　 natural combination of the experiences gained from the development
　 of Mobile IP support in IPv4 (Mobile IPv4) [16, 15, 17], together
　 with the opportunities provided by the design and deployment of a new
　 version of IP itself (IPv6) and the new protocol features offered
　 by IPv6.　Mobile IPv6 thus shares many features with Mobile IPv4,
　 but the protocol is now fully integrated into IP and provides many
　 improvements over Mobile IPv4.　This section summarizes the major
　 differences between Mobile IPv4 and Mobile IPv6:
　　-　Support for what is known in Mobile IPv4 as "Route
　　　 Optimization" [18] is now built in as a fundamental part
　　　 of the protocol, rather than being added on as a optional
　　　 set of extensions that may not be supported by all nodes
　　　 as in Mobile IPv4.　This integration of Route Optimization
　　　 functionality allows direct routing from any correspondent node
　　　 to any mobile node, without needing to pass through the mobile
　　　 node's home network and be forwarded by its home agent, and thus
　　　 eliminates the problem of "triangle routing" present in the base
　　　 Mobile IPv4 protocol [16].　This integration also allows the
　　　 Mobile IPv4 "registration" functionality and the Mobile IPv4
　　　 Route Optimization functionality to be performed by a single
　　　 protocol rather than two separate (and different) protocols.
　　-　Support is also integrated into Mobile IPv6 -- and into IPv6
　　　 itself -- for allowing mobile nodes and Mobile IP to coexist
　　　 efficiently with routers that perform "ingress filtering" [6].　A
　　　 mobile node now uses its care-of address as the Source Address in
　　　 the IP header of packets it sends, allowing the packets to pass
　　　 normally through ingress filtering routers.　The home address
　　　 of the mobile node is carried in the packet in a Home Address
　　　 destination option, allowing the use of the care-of address in
　　　 the packet to be transparent above the IP layer.　The ability
　　　 to correctly process a Home Address option in a received packet
　　　 is required in all IPv6 nodes, whether mobile nor stationary,
　　　 whether host or router.
　　-　The use of the care-of address as the Source Address in each
　　　 packet's IP header also simplifies routing of multicast packets
　　　 sent by a mobile node.　With Mobile IPv4, the mobile node
　　　 had to tunnel multicast packets to its home agent in order to
　　　 transparently use its home address as the source of the multicast
　　　 packets.　With Mobile IPv6, the use of the Home Address option
　　　 allows the home address to be used but still be compatible with
　　　 multicast routing that is based in part on the packet's Source
　　　 Address.
Johnson and Perkins　　　　　Expires 25 December 1999　　　　　 [Page 3]
INTERNET-DRAFT　　　　　 Mobility Support in IPv6　　　　　 25 June 1999
　　-　There is no longer any need to deploy special routers as
　　　 "foreign agents" as are used in Mobile IPv4.　In Mobile IPv6,
　　　 mobile nodes make use of the enhanced features of IPv6, such
　　　 as Neighbor Discovery [14] and Address Autoconfiguration [23],
　　　 to operate in any location away from home without any special
　　　 support required from its local router.
　　-　Unlike Mobile IPv4, Mobile IPv6 utilizes IPsec [9, 10, 11] for
　　　 all security requirements (sender authentication, data integrity
　　　 protection, and replay protection) for Binding Updates (which
　　　 serve the role of both registration and Route Optimization in
　　　 Mobile IPv4).　Mobile IPv4 relies on its own security mechanisms
　　　 for these functions, based on statically configured "mobility
　　　 security associations".
　　-　The movement detection mechanism in Mobile IPv6 provides
　　　 bidirectional confirmation of a mobile node's ability to
　　　 communicate with its default router in its current location
　　　 (packets that the router sends are reaching the mobile node, and
　　　 packets that the mobile node sends are reaching the router).
　　　 This confirmation provides a detection of the "black hole"
　　　 situation that may exist in some wireless environments where the
　　　 link to the router does not work equally well in both directions,
　　　 such as when the mobile node has moved out of good wireless
　　　 transmission range from the router.　The mobile node may then
　　　 attempt to find a new router and begin using a new care-of
　　　 address if its link to its current router is not working well.
　　　 In contrast, in Mobile IPv4, only the forward direction (packets
　　　 from the router are reaching the mobile node) is confirmed,
　　　 allowing the black hole condition to persist.
　　-　Most packets sent to a mobile node while away from home in
　　　 Mobile IPv6 are tunneled using an IPv6 Routing header rather than
　　　 IP encapsulation, whereas Mobile IPv4 must use encapsulation
　　　 for all packets.　The use of a Routing header requires less
　　　 additional header bytes to be added to the packet, reducing the
　　　 overhead of Mobile IP packet delivery.　To avoid modifying the
　　　 packet in flight, however, packets intercepted and tunneled
　　　 by a mobile node's home agent in Mobile IPv6 must still use
　　　 encapsulation for tunneling.
　　-　While a mobile node is away from home, its home agent intercepts
　　　 any packets for the mobile node that arrive at the home network,
　　　 using IPv6 Neighbor Discovery [14] rather than ARP [19] as is
　　　 used in Mobile IPv4.　The use of Neighbor Discovery improves
　　　 the robustness of the protocol (e.g., due to the Neighbor
　　　 Advertisement "override" bit) and simplifies implementation
　　　 of Mobile IP due to the ability to not be concerned with any
　　　 particular link layer as is required in ARP.
Johnson and Perkins　　　　　Expires 25 December 1999　　　　　 [Page 4]
INTERNET-DRAFT　　　　　 Mobility Support in IPv6　　　　　 25 June 1999
　　-　The use of IPv6 encapsulation (and the Routing header) removes
　　　 the need in Mobile IPv6 to manage "tunnel soft state", which was
　　　 required in Mobile IPv4 due to limitations in ICMP for IPv4.　Due
　　　 to the definition of ICMP for IPv6, the use of tunnel soft state
　　　 is no longer required in IPv6 for correctly relaying ICMP error
　　　 messages from within the tunnel back to the original sender of
　　　 the packet.
　　-　The dynamic home agent address discovery mechanism in Mobile IPv6
　　　 uses IPv6 anycast [8] and returns a single reply to the mobile
　　　 node, rather than the corresponding Mobile IPv4 mechanism that
　　　 used IPv4 directed broadcast and returned a separate reply from
　　　 each home agent on the mobile node's home link.　The Mobile IPv6
　　　 mechanism is more efficient and more reliable, since only
　　　 one packet need be sent back to the mobile node and since the
　　　 mobile node is less likely to lose one of the replies because no
　　　 "implosion" of replies is required by the protocol.
　　-　Mobile IPv6 defines an Advertisement Interval option on
　　　 Router Advertisements (equivalent to Agent Advertisements in
　　　 Mobile IPv4), allowing a mobile node to decide for itself how
　　　 many Router Advertisements (Agent Advertisements) it is willing
　　　 to miss before declaring its current router unreachable.
　　-　The use of IPv6 destination options allows all Mobile IPv6
　　　 control traffic to be piggybacked on any existing IPv6 packets,
　　　 whereas in Mobile IPv4 and its Route Optimization extensions,
　　　 separate UDP packets were required for each control message.
Johnson and Perkins　　　　　Expires 25 December 1999　　　　　 [Page 5]
INTERNET-DRAFT　　　　　 Mobility Support in IPv6　　　　　 25 June 1999
3. Terminology
3.1. General Terms
　　　IP
　　　　 Internet Protocol Version 6 (IPv6).
　　　node
　　　　 A device that implements IP.
　　　router
　　　　 A node that forwards IP packets not explicitly addressed to
　　　　 itself.
　　　host
　　　　 Any node that is not a router.
　　　link
　　　　 A communication facility or medium over which nodes can
　　　　 communicate at the link layer, such as an Ethernet (simple or
　　　　 bridged).　A link is the layer immediately below IP.
　　　interface
　　　　 A node's attachment to a link.
　　　subnet prefix
　　　　 A bit string that consists of some number of initial bits of an
　　　　 IP address.
　　　interface identifier
　　　　 A number used to identify a node's interface on a link.　The
　　　　 interface identifier is the remaining low-order bits in the
　　　　 node's IP address after the subnet prefix.
　　　link-layer address
　　　　 A link-layer identifier for an interface, such as IEEE 802
　　　　 addresses on Ethernet links.
　　　packet
　　　　 An IP header plus payload.
Johnson and Perkins　　　　　Expires 25 December 1999　　　　　 [Page 6]
INTERNET-DRAFT　　　　　 Mobility Support in IPv6　　　　　 25 June 1999
3.2. Mobile IPv6 Terms
　　　home address
　　　　 An IP address assigned to a mobile node within its home link.
　　　home subnet prefix
　　　　 The IP subnet prefix corresponding to a mobile node's home
　　　　 address.
　　　home link
　　　　 The link on which a mobile node's home subnet prefix is
　　　　 defined.　Standard IP routing mechanisms will deliver packets
　　　　 destined for a mobile node's home address to its home link.
　　　mobile node
　　　　 A node that can change its point of attachment from one link to
　　　　 another, while still being reachable via its home address.
　　　movement
　　　　 A change in a mobile node's point of attachment to the Internet
　　　　 such that it is no longer connected to the same link as it was
　　　　 previously.　If a mobile node is not currently attached to its
　　　　 home link, the mobile node is said to be "away from home".
　　　correspondent node
　　　　 A peer node with which a mobile node is communicating.　The
　　　　 correspondent node may be either mobile or stationary.
　　　foreign subnet prefix
　　　　 Any IP subnet prefix other than the mobile node's home subnet
　　　　 prefix.
　　　foreign link
　　　　 Any link other than the mobile node's home link.
　　　home agent
　　　　 A router on a mobile node's home link with which the mobile
　　　　 node has registered its current care-of address.　While the
　　　　 mobile node is away from home, the home agent intercepts
　　　　 packets on the home link destined to the mobile node's home
Johnson and Perkins　　　　　Expires 25 December 1999　　　　　 [Page 7]
INTERNET-DRAFT　　　　　 Mobility Support in IPv6　　　　　 25 June 1999
　　　　 address, encapsulates them, and tunnels them to the mobile
　　　　 node's registered care-of address.
　　　care-of address
　　　　 An IP address associated with a mobile node while visiting a
　　　　 foreign link; the subnet prefix of this IP address is a foreign
　　　　 subnet prefix.　Among the multiple care-of addresses that a
　　　　 mobile node may have at a time (e.g., with different subnet
　　　　 prefixes), the one registered with the mobile node's home agent
　　　　 is called its "primary" care-of address.
　　　binding
　　　　 The association of the home address of a mobile node with a
　　　　 care-of address for that mobile node, along with the remaining
　　　　 lifetime of that association.
3.3. Specification Language
　 The keywords "MUST", "MUST NOT", "REQUIRED", "SHALL", "SHALL NOT",
　 "SHOULD", "SHOULD NOT", "RECOMMENDED", "MAY", and "OPTIONAL" in this
　 document are to be interpreted as described in RFC 2119 [3].
Johnson and Perkins　　　　　Expires 25 December 1999　　　　　 [Page 8]
INTERNET-DRAFT　　　　　 Mobility Support in IPv6　　　　　 25 June 1999
4. Overview of Mobile IPv6
4.1. Basic Operation
　 A mobile node is always addressable by its home address, whether it
　 is currently attached to its home link or is away from home.　While
　 a mobile node is at home, packets addressed to its home address are
　 routed to it using conventional Internet routing mechanisms in the
　 same way as if the node were never mobile.　Since the subnet prefix
　 of a mobile node's home address is the subnet prefix (or one of the
　 subnet prefixes) on the mobile node's home link (it is the mobile
　 node's home subnet prefix), packets addressed to it will be routed to
　 its home link.
　 While a mobile node is attached to some foreign link away from home,
　 it is also addressable by one or more care-of addresses, in addition
　 to its home address.　A care-of address is an IP address associated
　 with a mobile node while visiting a particular foreign link.　The
　 subnet prefix of a mobile node's care-of address is the subnet prefix
　 (or one of the subnet prefixes) on the foreign link being visited by
　 the mobile node; if the mobile node is connected to this foreign link
　 while using that care-of address, packets addressed to this care-of
　 address will be routed to the mobile node in its location away from
　 home.
　 The association between a mobile node's home address and care-of
　 address is known as a "binding" for the mobile node.　A mobile node
　 typically acquires its care-of address through stateless [23] or
　 stateful (e.g., DHCPv6 [2]) Address Autoconfiguration, according
　 to the methods of IPv6 Neighbor Discovery [14].　Other methods
　 of acquiring a care-of address are also possible, such as static
　 pre-assignment by the owner or manager of a particular foreign link,
　 but details of such other methods are beyond the scope of this
　 document.
　 While away from home, a mobile node registers one of its care-of
　 addresses with a router on its home link, requesting this router
　 to function as the "home agent" for the mobile node.　This binding
　 registration is done by the mobile node sending to the home agent
　 a packet containing a "Binding Update" destination option; the
　 home agent then replies to the mobile node by returning a packet
　 containing a "Binding Acknowledgement" destination option.　The
　 care-of address in this binding registered with its home agent is
　 known as the mobile node's "primary care-of address".　The mobile
　 node's home agent thereafter uses proxy Neighbor Discovery to
　 intercept any IPv6 packets addressed to the mobile node's home
　 address (or home addresses) on the home link, and tunnels each
　 intercepted packet to the mobile node's primary care-of address.
　 To tunnel each intercepted packet, the home agent encapsulates the
Johnson and Perkins　　　　　Expires 25 December 1999　　　　　 [Page 9]
INTERNET-DRAFT　　　　　 Mobility Support in IPv6　　　　　 25 June 1999
　 packet using IPv6 encapsulation [4], with the outer IPv6 header
　 addressed to the mobile node's primary care-of address.
　 Section 10.15 discusses the reasons why it may be desirable for
　 a mobile node to use more than one care-of address at the same
　 time.　However, a mobile node's primary care-of address is distinct
　 among these in that the home agent maintains only a single care-of
　 address registered for each mobile node, and always tunnels a mobile
　 node's packets intercepted from its home link to this mobile node's
　 registered primary care-of address.　The home agent thus need not
　 implement any policy to determine which of possibly many care-of
　 addresses to which to tunnel each intercepted packet, leaving the
　 mobile node entirely in control of this policy by which of its
　 care-of addresses it registers with its home agent.
　 It is possible that while a mobile node is away from home, some nodes
　 on its home link may be reconfigured, such that the router that was
　 operating as the mobile node's home agent is replaced by a different
　 router serving this role.　In this case, the mobile node may not
　 know the IP address of its own home agent.　Mobile IPv6 provides a
　 mechanism, known as "dynamic home agent address discovery", that
　 allows a mobile node to dynamically discover the IP address of a home
　 agent on its home link with which it may register its care-of address
　 while away from home.　The mobile node sends a Binding Update to the
　 "Mobile IPv6 Home-Agents" anycast address for its own home subnet
　 prefix [8] and thus reaches one of the (possibly many) routers on
　 its home link currently operating as a home agent.　This home agent
　 rejects the mobile node's Binding Update, but returns in the Binding
　 Acknowledgement in response a list of all home agents on the home
　 link.　This list of home agents is maintained by each home agent on
　 the home link through use of the Home Agent (H) bit in each home
　 agent's periodic unsolicited multicast Router Advertisements.
　 The Binding Update and Binding Acknowledgement destination options,
　 together with a "Binding Request" destination option, are also used
　 to allow IPv6 nodes communicating with a mobile node, to dynamically
　 learn and cache the mobile node's binding.　When sending a packet
　 to any IPv6 destination, a node checks its cached bindings for an
　 entry for the packet's destination address.　If a cached binding for
　 this destination address is found, the node uses an IPv6 Routing
　 header [5] (instead of IPv6 encapsulation) to route the packet to
　 the mobile node by way of the care-of address indicated in this
　 binding.　If, instead, the sending node has no cached binding for
　 this destination address, the node sends the packet normally (with
　 no Routing header), and the packet is subsequently intercepted and
　 tunneled by the mobile node's home agent as described above.　Any
　 node communicating with a mobile node is referred to in this document
　 as a "correspondent node" of the mobile node, and may itself be
　 either a stationary node or a mobile node.
Johnson and Perkins　　　　　Expires 25 December 1999　　　　　[Page 10]
INTERNET-DRAFT　　　　　 Mobility Support in IPv6　　　　　 25 June 1999
　 Since a Binding Update, Binding Acknowledgement, and Binding Request
　 are each represented in a packet as an IPv6 destination option [5],
　 they may be included in any IPv6 packet.　Any of these options can be
　 sent in either of two ways:
　　-　A Binding Update, Binding Acknowledgement, or Binding Request can
　　　 be included within any IPv6 packet carrying any payload such as
　　　 TCP [21] or UDP [20].
　　-　A Binding Update, Binding Acknowledgement, or Binding Request can
　　　 be sent as a separate IPv6 packet containing no payload.　In this
　　　 case, the Next Header field in the last extension header in the
　　　 packet is set to the value 59, to indicate "No Next Header" [5].
　 Mobile IPv6 also defines one additional IPv6 destination option.
　 When a mobile node sends a packet while away from home, it will
　 generally set the Source Address in the packet's IPv6 header to one
　 of its current care-of addresses, and will also include a "Home
　 Address" destination option in the packet, giving the mobile node's
　 home address.　Many routers implement security policies such as
　 "ingress filtering" [6] that do not allow forwarding of packets that
　 appear to have a Source Address that is not topologically correct.
　 By using the care-of address as the IPv6 header Source Address,
　 the packet will be able to pass normally through such routers,
　 yet ingress filtering rules will still be able to locate the true
　 topological source of the packet in the same way as packets from
　 non-mobile nodes.　By also including the Home Address option in each
　 packet, the sending mobile node can communicate its home address to
　 the correspondent node receiving this packet, allowing the use of
　 the care-of address to be transparent above the Mobile IPv6 support
　 level (e.g., at the transport layer).　The inclusion of a Home
　 Address option in a packet affects only the correspondent node's
　 receipt of this single packet; no state is created or modified in the
　 correspondent node as a result of receiving a Home Address option in
　 a packet.
4.2. New IPv6 Destination Options
　 As discussed in general in Section 4.1, the following four new IPv6
　 destination options are defined for Mobile IPv6:
　　　Binding Update
　　　　 A Binding Update option is used by a mobile node to notify
　　　　 a correspondent node or the mobile node's home agent of
　　　　 its current binding.　The Binding Update sent to the mobile
　　　　 node's home agent to register its primary care-of address is
　　　　 marked as a "home registration".　Any packet that includes a
　　　　 Binding Update option MUST also include either an AH [9] or
Johnson and Perkins　　　　　Expires 25 December 1999　　　　　[Page 11]
INTERNET-DRAFT　　　　　 Mobility Support in IPv6　　　　　 25 June 1999
　　　　 ESP [10] header providing sender authentication, data integrity
　　　　 protection, and replay protection.　The Binding Update option
　　　　 is described in detail in Section 5.1.
　　　Binding Acknowledgement
　　　　 A Binding Acknowledgement option is used to acknowledge receipt
　　　　 of a Binding Update, if an acknowledgement was requested
　　　　 in the Binding Update.　Any packet that includes a Binding
　　　　 Acknowledgement option MUST also include either an AH [9] or
　　　　 ESP [10] header providing sender authentication, data integrity
　　　　 protection, and replay protection.　The Binding Acknowledgement
　　　　 option is described in detail in Section 5.2.
　　　Binding Request
　　　　 A Binding Request option is used to request a mobile node to
　　　　 send to the requesting node a Binding Update containing the
　　　　 mobile node's current binding.　This option is typically used
　　　　 by a correspondent node to refresh a cached binding for a
　　　　 mobile node, when the cached binding is in active use but the
　　　　 binding's lifetime is close to expiration.　No authentication
　　　　 is required for the Binding Request option.　The Binding
　　　　 Request option is described in detail in Section 5.3.
　　　Home Address
　　　　 A Home Address option is used in a packet sent by a mobile
　　　　 node to inform the recipient of that packet of the mobile
　　　　 node's home address.　For packets sent by a mobile node while
　　　　 away from home, the mobile node generally uses one of its
　　　　 care-of addresses as the Source Address in the packet's IPv6
　　　　 header.　By including a Home Address option in the packet, the
　　　　 correspondent node receiving the packet is able to substitute
　　　　 the mobile node's home address for this care-of address when
　　　　 processing the packet, thus making the use of the care-of
　　　　 address transparent to the correspondent node.　If the IP
　　　　 header of a packet carrying a Home Address option is covered
　　　　 by authentication, then the Home Address option MUST also be
　　　　 covered by this authentication, but no other authentication is
　　　　 required for the Home Address option.　The Home Address option
　　　　 is described in detail in Section 5.4.
　 Sub-options within the format of these options MAY be included after
　 the fixed portion of the option data specified in this document.　The
　 presence of such sub-options will be indicated by the Option Length
　 field within the option.　When the Option Length is greater than the
　 length required for the option specified here, the remaining octets
　 are interpreted as sub-options.　The encoding and format of defined
　 sub-options are described in Section 5.5.
Johnson and Perkins　　　　　Expires 25 December 1999　　　　　[Page 12]
INTERNET-DRAFT　　　　　 Mobility Support in IPv6　　　　　 25 June 1999
4.3. Conceptual Data Structures
　 This document describes the Mobile IPv6 protocol in terms of the
　 following three conceptual data structures:
　　　Binding Cache
　　　　 A cache, maintained by each IPv6 node, of bindings for other
　　　　 nodes.　The Binding Cache MAY be implemented in any manner
　　　　 consistent with the external behavior described in this
　　　　 document, for example by being combined with the node's
　　　　 Destination Cache as maintained by Neighbor Discovery [14].
　　　　 When sending a packet, the Binding Cache is searched before the
　　　　 Neighbor Discovery conceptual Destination Cache [14] (i.e., any
　　　　 Binding Cache entry for this destination SHOULD take precedence
　　　　 over any Destination Cache entry for the same destination).
　　　　 Each Binding Cache entry conceptually contains the following
　　　　 fields:
　　　　　-　The home address of the mobile node for which this is the
　　　　　　 Binding Cache entry.　This field is used as the key for
　　　　　　 searching the Binding Cache for the destination address of
　　　　　　 a packet being sent.　If the destination address of the
　　　　　　 packet matches the home address in the Binding Cache entry,
　　　　　　 this entry SHOULD be used in routing that packet.
　　　　　-　The care-of address for the mobile node indicated by
　　　　　　 the home address field in this Binding Cache entry.　If
　　　　　　 the destination address of a packet being routed by a
　　　　　　 node matches the home address in this entry, the packet
　　　　　　 SHOULD be routed to this care-of address, as described in
　　　　　　 Section 8.9, for packets originated by this node, or in
　　　　　　 Section 9.6, if this node is the mobile node's home agent
　　　　　　 and the packet was intercepted by it on the home link.
　　　　　-　A lifetime value, indicating the remaining lifetime
　　　　　　 for this Binding Cache entry.　The lifetime value is
　　　　　　 initialized from the Lifetime field in the Binding Update
　　　　　　 that created or last modified this Binding Cache entry.
　　　　　　 Once the lifetime on this entry expires, the entry MUST be
　　　　　　 deleted from the Binding Cache.
　　　　　-　A flag indicating whether or not this Binding Cache entry
　　　　　　 is a "home registration" entry.
　　　　　-　A flag indicating whether or not this Binding Cache entry
　　　　　　 represents a mobile node that should be advertised as a
　　　　　　 router in proxy Neighbor Advertisements sent by this node
　　　　　　 on its behalf.　This flag is only valid if the Binding
Johnson and Perkins　　　　　Expires 25 December 1999　　　　　[Page 13]
INTERNET-DRAFT　　　　　 Mobility Support in IPv6　　　　　 25 June 1999
　　　　　　 Cache entry indicates that this is a "home registration"
　　　　　　 entry.
　　　　　-　The value of the Prefix Length field received in the
　　　　　　 Binding Update that created or last modified this Binding
　　　　　　 Cache entry.　This field is only valid if the "home
　　　　　　 registration" flag is set on this Binding Cache entry.
　　　　　-　The maximum value of the Sequence Number field received
　　　　　　 in previous Binding Updates for this mobile node home
　　　　　　 address.　The Sequence Number field is 16 bits long, and
　　　　　　 all comparisons between Sequence Number values MUST be
　　　　　　 performed modulo 2**16.
　　　　　-　Recent usage information for this Binding Cache entry, as
　　　　　　 needed to implement the cache replacement policy in use in
　　　　　　 the Binding Cache and to assist in determining whether a
　　　　　　 Binding Request should be sent when the lifetime on this

--
※ 修改:．haojs 于 Sep  2 20:16:05 修改本文．[FROM: bbs.hit.edu.cn]
--
※ 转寄:．武汉白云黄鹤站 bbs.whnet.edu.cn．[FROM: bbs.hit.edu.cn]

--
☆ 来源:．哈工大紫丁香 bbs.hit.edu.cn．[FROM: haojs.bbs@bbs.whnet.]
※ 修改:·lofe 於 09月03日17:13:19 修改本文·[FROM: 202.118.226.15]