移动技术篇1
【摘 要】为了满足移动节点在移动中保持其连接性,移动IP技术随之产生。主要介绍移动IP的概况极其关键技术,根据现行状况分析移动IP技术中存在的问题及其基本解决方案。
【关键词】移动IP;隧道技术;三角路由;路由切换
一、引言
随着Internet的飞速发展和移动计算机日益广泛的应用,推动了对移动计算机无线接入的研究,即移动Internet的研究。像其它台式机用户一样,移动计算机用户希望接入同样的网络,共享资源和服务,而不局限于某一固定区域。且当它移动时,也能方便地断开原来的连接,并建立新的连接。IETF(Internet工程任务组)为了迎合这种需求,制定了移动IP协议,从而使Internet上的移动接入成为可能。
二、移动IP概述
移动IP节点拥有两个IP地址。一个是归属地址,是移动节点与归属网连接时使用的地址,不管移动节点移至网络何处,其归属地址保持不变。二是转交地址,就是隧道终点地址,转交地址可能是外区转交地址,也可能是驻留本地的转交地址。通常用的是外区转交地址。在这种地址模式中,外区就是隧道的终点,它接收隧道数据包,解除数据包的隧道封装,然后将原始数据包转发到移动节点。
三、移动IP的关键技术
1.发现
移动IP通过扩展现有的“ICMP路由器发现”机制来实现发现。发现机制检测移动节点是否从一个网络移动到另一个网络,并检测它是否返回归属链路。当移动节点移动到一个新的外埠链路时,发现机制也能帮助它发现合适的外埠。
2.隧道技术
隧道技术在移动IP中非常重要。移动IP使用IP的IP封装、最小封装和通用路由封装(GRE)三种隧道技术。
(1)IP的IP封装
由RFC2003定义,用于将IPv4包放在另一个IPv4包的净荷部分。其过程非常简单,只需把一个IP包放在一个新的IP包的净荷中。采用IP的IP封装的隧道对穿过的数据包来说,犹如一条虚拟链路。移动IP要求归属和外埠实现IP的IP封装,以实现从归属到转交地址的隧道。
(2)IP的最小封装
由RFC2004定义,是移动IP中的一种可选隧道方式。目的是减少实现隧道所需的额外字节数,通过去掉IP的IP封装中内层IP报头和外层IP的报头的冗余部分完成。与IP的IP封装相比,它可节省字节(一般8byte)。但当原始数据包已经过分片时,最小封装就无能为力了。在隧道内的每台路由器上,由于原始包的生存时间域值都会减小,以使归属在采用最小封装时,移动节点不可到达的概率增大。
四、移动IP存在的问题
1.三角路由问题及解决方案
通信主机(CH)发往移动主机(MH)的分组必须经过本地(HA),而从MH发往CH的分组是直接发送的,两个方向的通信不是同一路径,产生“三角路由”问题,这在MH远离HA,CH与MH相邻的情况下效率尤其低下。
在移动IP中,所有发往MH的分组都需经过HA,但由于不一定是最佳路由,所以需要对移动IP进行路由优化。当HA收到CH发往MH的分组后,HA通知CH关于MH的捆绑信息(即MH目前的FA地址),CH对分组封装并建立与外地(FA)之间的隧道,分组在隧道中透明传输。捆绑信息的传送通过一个明确的端口号完成。假如MH又移动了,新的FA将把更新的捆绑信息传送给老的FA,保证分组传送到新FA,而且HA随后也得到更新的捆绑信息,以后的分组传送将直接由CH发往新的FA。路由优化的移动IP对CH的要求较高,CH必须具备获取捆绑信息、包封以及建立隧道的能力,因此要对CH协议栈进行较大的修改。
2.路由切换问题及解决方案
路由切换问题指从MH离开原先的外地网络开始,到HA接收到MH的新的注册请求为止的这段时间内,由于HA不知道MH的最新的转交地址(COA),所以它仍然将属于MH的IP包通过隧道发送到原先的外地网络,导致这些IP包被丢弃,使得MH与CH间的通信受到影响(特别是在切换频繁或者MH到HA的距离很远时)。路由切换过程分两个阶段:移动检测阶段和重新注册阶段。完成上述两个阶段后,MH可以与CH继续通信,但是在这段时间内的丢包可能会与高层协议相互作用,进一步恶化通信性能。就是说移动检测、重新注册以及与上层协议的相互作用这3个因素共同决定了MH进行切换时的通信性能。
针对这些问题,可以通过分层的移动IP实现本地注册,即只有当MH移出该区域时,MH才需要重新向HA注册。这种方案降低了MH重新注册的时延,因此改进了移动IP的切换性能。
五、移动IP技术的优势及发展前景探析
(一)传输速率的改进
新的数据通信时代的到来,使得移动数据传输能力大为增强,同时受环境的限制越来越少,无论室内室外、手持还是摆放、行走还是开车,数据传输的业务数据均能达到较高的水平,移动数据的高速传输,对移动终端网络化、智能化的发展起到了极大地推动作用,很多功能不需要重启主机、不需配置硬件环境等,均能轻易实现,具有良好的市场空间。
(二)移动IP将作为4G时代的主流技术
随着3G技术的日益成熟,人们开始将目光转向4G技术的研发。目前,4G技术已经问世,其发展方向和目标着眼于提高移动设备无线访问Internet的主干宽带和Internet的速率,其无线连接速率将会达到目前移动上网速率的300倍,***速率可达5-10Mbits/s。这一目标的实现,将有利于从宽带的CDMA向全IP网络演进,并使移动IP技术成为4G时代的主流技术。
【参考文献】
[1]杨鑫,陈俊亮.网络对移动性的支持及其研究[J].中国数据通信,2004(5).
[2]叶敏华,刘雨,张惠民.Mobile IP中的切换技术[J].电讯技术,2003,(12).
[3]IETF Internet Draft.Mobile IPv4 Regional Registration[S].
[4]邱玲,朱近康等.第三代移动通信技术[M].北京:人民邮电出版社,2001.
移动技术篇2
在全球信息网(WWW, Word-Wide Web)热潮的推波助澜下,造就了互联网的普及与个人电脑产业的快速增长,而移动电话更在近几年内强势攻占大众市场,成为每个人随身的移动信息工具,令人忍不住去想象一种结合互联网的连结性、个人电脑的运算能力与小型装置的携带便利特性于一身的新技术会带来什么样新的应用。我们已经在体验这项技术,甚至已经对我们日常生活带来了改变:上下班通勤时间我们随时带着iPod听着音乐,出差时拿着个人PDA回复客户的E-mail,还是跟着车上全球定位系统(GPS, Global Positioning System)的引导带领到各个风景点享受美好周末?
全球正在体验这场移动风潮,目前全球移动电话使用人口已突破22亿,预计在2009年底,全球将一举超过30亿的移动电话使用人口(数据来源:拓产业研究所)。目前市面上各种PDA、智能手机(SmartPhone)、随身多媒体播放器(PMP, Portable Media Player)已经随处可见。整合式移动设备和智能手机的市场正在持续成长,不断推陈出新。我们在硬件装置上看到了长足的进步,从单色灰阶到高彩屏幕,更轻更薄,电池续航力的提升,更大更高分辨率的屏幕,大容量的储存媒体,并且加上了多媒体播放与数字照相的功能,这些进步将带给新的应用更多的可能性。
***:全球整合式移动设备出货情况
资料来源:IDC;全球整合式移动设备(converged mobile device)市场未来市场潜力评估(2006/10)
在日本,NTT DoCoMo与Sony将无线感应芯片与移动电话进行整合,通过非接触式的感应进行消费购物或是移动票券,又更进一步的改变移动电话使用的方式。各项新服务不断再加强移动电话对于使用者的黏着性,未来移动电话无疑是移动终端技术的主要舞台。
而在网络这方面,无线宽带网络(如:WiFi与3G)更是无所不在,无线上网的速率也不断的在提升当中。通过互联网的连结,移动终端的数据内容来源将更加的丰富,不再受限于存储于单机之上的数据内容,目前最为热门的应用即为视频串流,通过移动电话观看各种节目的实时转播。未来当移动电话运算能力与带宽充足之后,以背景***之方式,将多媒体内容直接存储在移动电话上,使用者想要观赏的时候再进行播放,提供更大的便利性,但相关的议题将包含付款方式与数字版权管理(DRM, Digital Rights Management, DRM)等技术。未来无线网络费率的降低、带宽的提升以及无接缝网络技术的成熟,对于使用者的成本降低,增进使用者的方便,都将有助于移动网络服务的发展。
但移动终端技术本质上是一种结合手持硬件、无线宽带网络与移动应用软件的总称,当我们有了随处可及的网络、拥有绝佳运算能力的携带装置,但整个技术正差临门一脚,我们缺乏一个新的杀手级移动应用。回头来看,移动终端技术的杀手级应用始祖当推个人信息管理(PIM, Personal Information Management),不但成功的将个人数字助理打入了移动商务市场,成为繁忙的商务人士不可或缺的必备功能,今日连给一般大众使用的移动电话上也可看到精简版个人信息管理功能的身影。
然而商务族群占整个消费族群的比例不高,我们希望下一个杀手级应用将是能将移动应用带出商务市场,能吸引到一般消费者,真正贴近大众生活需求的新应用,可以预见的是传统在互联网上的应用,将会通过与新的移动技术的混搭,激荡出不同的火花,举例而言,通过全球定位系统可根据使用者身处的地理位置,提供周遭生活设施的信息,或者通过RFID或移动条形码(QR Code)存取周遭商品信息,查询网络上其它使用者的意见;而未来移动装置的互连机制,将克服掉现有各种异质网络之间的互通限制,打破现在各种通信协议的界线,颠覆现有的移动通信基础架构,将各式各样不同的软硬件装置连结在一起,共享信息与运算资源,将如同点对点通信(Peer-to-peer communication)对传统互联网带来的技术变革一样。
另外一个值得注目的应用趋势是移动娱乐,掌上型电玩虽然不是新鲜事,早在十几年前,任天堂的GameBoy早就为任天堂赚进不少钞票,现今移动电话上的 Java 小游戏已经是大家打发无聊琐碎时间的良伴,然而新一代的携带式游戏主机,像是任天堂的NDS与SONY的PSP,都不约而同的加入存取无线网络的功能,可以一同联机进行游戏或是上网存取数据的功能,加上更为进步的硬件,组合这些特点所带来的娱乐性是否创造出新的数字娱乐面貌,并再掀起一股在过去互联网上出现的多人***角色扮演游戏(MMORPG, Massively-Multiplayer Online Role-Playing Game)热潮。
当新的应用正在兴起,然而我们也不能不忽视新的问题将随之而来,移动装置的安全性将成为必须思考的课题。2004年底,第一只专门感染移动电话的恶意攻击程序出现后,威胁这些移动装置的恶意攻击程序时常在近两年的报导上曝光,无疑的,移动终端技术的成功不仅将便利带入人群,也同样的将网络上的威胁带给这群对技术和网络安全课题较不熟悉的一般大众,而移动装置也可能比过去的信息装置存放了更为私密的个人信息,如:地理位置、购物记录、电话名单等。而商业上的应用使得商务人士通过移动装置存取公司机密数据的频率提高,这些都将成为有心人士觊觎的目标,手持移动装置也较一般的信息设备承担着较高的失窃风险,一旦遗失,损失硬件事小,损失上面的数据反而成本更高,若无适当的保护机制加以备份或加密,将使得更多的重要信息暴露在危险之中。
我们可以看到这些技术将变得越来越不那么“硬梆梆”,慢慢的这些技术将不再“看得见”,但它们却依旧存在,融合在日常生活之中,成为推动人类进步的动力,这些技术将信息更有效的与日常生活结合在一起,人们将更有余力把注意力放在更具创造力的事物上。而未来将有更多其它领域的人才一同加入这块市场的探索,且让我们拭目以待。
移动技术篇3
【摘 要】移动Agent技术是一种全新的计算机网络技术,这种技术可根据控制结点的位置进行迁移。很快的执行各个资源的任务,它结合了人工智能的计算机分布方式,能灵活、智能、高兼容性的在网络之间互相传输,已经成为计算机分布系统最有活力的发展方向,本文主要对这种技术进行了系统的探讨和分析。
【关键词】移动agent 应用 计算机网络 分布式
移动Agent技术的出现弥补了原有分布技术的不足。移动Agent技术的出现是Internet发展的结果。作为一种新技术,在网络管理中被称为“未来网络发展命脉”,这种技术的发展得到各计算机网络部门的认可,研究人员已经把研究方向转向了Agent技术的开发。
一、移动agent技术概述
移动Agent技术,可以进行自主迁移和***运算。可以作为一个单独的用户,在网络上执行程序,完成指定任务以后,实现技术的位置前移。这种技术的计算模式有降低网络负载、克服网络延迟、包装不同协议、异步及自主执行、动态适应环境、自然的异构性、健壮性和容错性等优点。
移动agent的执行
利用这种技术可以实现自主迁移,从一台主机移动到另一台主机,自主完成指定任务。它与传统网络服务模式相比具有自主运行的特点。还可实现多种结点互相迁移,从源机出发,根据自身携带的任务确定完成的路线,实现主机之间的互相融通。每一个站点都需要资源和服务,执行任务以后,通过软件的易购,实现网络环境中自由移动。这种移动方式能够降低分布式计算中的网络负载、提高通信效率,实现动态网络环境变化,安全性和兼容性较好。可从一个节点到另一个节点自己执行任务。一个Agen会自动返回结点进行报告(***1)所示,技术本身具有迁移的能力(***2)所示。
移动agent技术特点
移动Agent 技术的特点表现为以下三个方面:
1.移动Agent技术能够自主执行任务,在计算机网络中漫游,不依赖操作平台,可以从一台主机移动到另一台主机,在移动过程中保持内部状态不变,在移动计算机数据的基础上减少网数据的流量,降低了网络负载量。
2.在执行过程中,能够适应外界的变化,在异步操作时,具有***用户***执行操作的功能。可实现异步自主操作。
3.这种技术的智能性在于具有合作求解及管理通信的能力,技术实施环境的适应性非常强,能够自主完成数据库的运算和推理。
二、移动agent体系技术的两个执行标准
移动Agent技术有两种标准:MASIF标准、FIFA标准。
MASIF标准,首先规定了通用概念模型,在运行过程中运用了移动Agent系统的所有抽象概念,针对位置或域名,代码库和通信基础实施一定的保障。其最大的贡献是定义了两个标准构架,实现接口定义语言在操作过程中的返回值。
FIFA标准,它不仅制定相应的规范,还把智能规定成代名词。对FIPA实施环境有一定的要求,包括:参考模型、平台、管理的活动、管理内容语言和服务本体。
(一)远程过程调用和消息传递
利用这种技术能够实现调用RPC利用令一台计算机,在客户端与服务器间建立一个通道,客户在这个通道上发送一个参数请求,在接到请求后,经过服务器处理传送结果给客户端。移动Agent发到信息传送站点后,根据任务的需要完成激活,断掉客户端和服务器间的网络,进行自主地工作,这种操作增加了服务器之间的异步操作。
(二)远程计算、过程存储、applet和servlet
这种方式是对RPC方法的一个扩展,在执行任务过程中不仅需要服务器中的参数,还要求服务器把执行代码进行返回,并且把存储SQL数据加载到关系数据库。Applet和Servlet进行本地运行的过程中要把servlet上载到WEB服务器中,在不同的网络上与物理设备进行捆绑,实现运行中的代码转移。移动agent的代码非常灵活,可以从客户端向服务器单方向传递代码。
(三)进程移动
这个过程不允许自主的选择数据迁移时间和地点,可以说是一个封闭的过程,在运行中要考虑信息的安全性。移动agent在运行中,要按照自己的特殊应用标准进行运行,可以移动到具有特殊资源的信息库,实现平台对外开放的模式,还能够保证信息具有一定的安全性。
(四)特殊应用解
以往的特殊应用是特殊管理者信息源,客户自己进行,要在网络运行中实现。但相对移动agent技术来说,在应用过程中灵活性和易操作性较强。这种技术能够实现agent技术互相辅助。移动agent技术的优点是在相同的网络上,使分布式应用范围更有效、更容易和更具有安全性。
三、结束语
移动Agent 技术可以理解成分布式计算模型, 这种技术在发展中会成为Internet上的主要技术模式。把两种技术进行结合,能够加速Internet的发展,在为移动Agent 提供了一个良好的运行环境的基础上,对移动Agent技术进行应用,实现网络智能化指日可待。
参考文献:
[1]吕建,张鸣,廖宇等.基于移动Agent技术的构件软件框架研究[J].软件学报,2000,11(8):1018-1023.
[2]吕玉海,徐学洲.移动Agent技术的发展[J].西安电子科技大学学报(自然科学版),2002,29(3)
[3]吕建,陶先平,马晓星等.移动Agent技术的研究与应用[J].电子学报,2005,33(z1):2413-2417.