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4.6 移动IP (答案见原书 P210)

news 2025/10/11 6:32:28

第4章网络层 (续)

4.6 移动IP (答案见原书 P210)

01. 下列关于移动IP工作原理的描述中,错误的是( C )

题目原文

下列关于移动IP工作原理的描述中,错误的是( )
A. 移动IP的基本工作过程可以分为代理发现、注册、分组路由与注销4个阶段
B. 节点在使用移动IP进行通信时,归属代理和外部代理之间需要建立一条隧道
C. 移动节点到达新的网络后,通过注册过程把自己新的可达信息通知外部代理
D. 移动IP的分组路由可以分为单播、广播与多播
[选项D应与移动IP无关]
正确答案：C

题目解析

考点分析： 本题考察移动IP的核心工作流程，特别是注册过程的目的。
错误选项分析 (C. …把自己新的可达信息通知外部代理)：
- 这是错误的。
- 注册 (Registration) 过程的核心目的是：移动节点通过外部代理 (Foreign Agent, FA)，向其归属代理 (Home Agent, HA) 进行注册。
- 注册的内容是告诉归属代理：“我现在漫游到了一个新的网络，我当前的转交地址是 xx.xx.xx.xx（由外部代理分配），请将发往我归属地址的数据包都截获并转发到这个转交地址来。”
- 所以，注册是向归属代理报告自己的新位置，而不是通知外部代理。外部代理只是一个中转站和本地服务的提供者。
正确选项分析：
- A: 正确，这四个是移动IP的主要工作阶段。
- B: 正确。为了将发往移动节点归属地址的数据包转发到其当前的转交地址，归属代理会在自己和外部代理之间建立一个IP隧道（IP Tunneling），将原始IP包作为载荷封装在一个新的IP包中发送。
- D: 这个选项与移动IP的核心机制关系不大，可能是干扰项。移动IP主要解决的是单播路由问题。

02. 移动IP为移动主机设置了两个IP地址:归属地址和转交地址,( C )

题目原文
02. 移动IP为移动主机设置了两个IP地址:归属地址和转交地址,( )
A. 这两个地址都是固定的
B. 这两个地址随主机的移动而动态改变
C. 归属地址固定,转交地址动态改变
D. 归属地址动态改变,转交地址固定

正确答案：C

题目解析

考点分析： 本题考察移动IP中两个关键地址的性质。
正确选项分析 (C. 归属地址固定,转交地址动态改变)：
- 归属地址 (Home Address): 是移动节点在其归属网络中拥有的一个永久性的、固定的IP地址。无论移动节点漫游到何处，这个地址都不变。所有与该节点通信的通信对端（Correspondent Node, CN） 都只知道这个归属地址。
- 转交地址 (Care-of Address, CoA): 是移动节点漫游到外部网络时，从该网络临时获得的一个IP地址。当移动节点的位置发生改变（漫游到另一个外部网络），它的转交地址就会随之动态改变。
错误选项分析：
- A, B, D: 都错误地描述了这两个地址的固定/动态特性。

03. 若一台主机的IP地址为160.80.40.20/16…当它移动到了另一个不属于160.80/16子网的网络时,它将( D )(能否通过被访网络的路由器直接发送/接收数据报)

题目原文
03. 若一台主机的IP地址为160.80.40.20/16,则当它移动到了另一个不属于160.80.0.0/16子网的网络时,它将( )(能否通过被访网络的路由器直接发送/接收数据报)
A. 可以直接接收和直接发送数据报,没有任何影响
B. 既不可以直接接收数据报,又不可以直接发送数据报
C. 不可以直接发送数据报,但可以直接接收数据报
D. 可以直接发送数据报,但不可以直接接收数据报

正确答案：D

题目解析

考点分析： 本题考察在没有移动IP支持的情况下，一个移动到外地网络的主机会遇到的路由问题。
正确选项分析 (D. 可以直接发送数据报,但不可以直接接收数据报)：
- 发送数据（主机 -> 外部）：
  - 主机160.80.40.20在外部网络中要发送一个数据包（例如，给www.google.com）。
  - 它会将数据包的源地址设为160.80.40.20，目的地址设为Google的IP。
  - 然后，它将这个数据包交给外部网络的默认网关（路由器）。
  - 这个路由器看到一个源地址“奇怪”的数据包，但它只关心目的地址。只要它的路由表知道如何到达Google，它就会正常转发这个数据包。
  - 因此，数据可以被发送出去。
- 接收数据（外部 -> 主机）：
  - 当www.google.com回复数据包时，它会将目的地址设为主机的归属地址 160.80.40.20。
  - 这个数据包在互联网上传播，路由器会根据路由表将其导向160.80.0.0/16这个网络，即主机的归属网络。
  - 数据包会到达主机的归属代理，而不会被路由到主机当前所在的外部网络。
  - 因此，主机不可以直接接收到回复的数据报。
- 总结： 这就是所谓的“三角路由问题”的雏形，也是移动IP技术需要解决的核心问题。
错误选项分析：
- A, B, C: 都错误地描述了发送和接收的能力。

4.6 移动IP (Mobile IP) 知识体系与考法总结

移动IP是网络层为了支持移动计算而设计的协议。它旨在解决一个核心问题：当一台主机（移动节点）离开其“归属网络”并漫游到其他“外部网络”时，如何保证其IP地址不变的情况下，仍能持续地、不中断地进行网络通信。本节的知识点非常集中，重点在于理解移动IP的核心思想、关键角色、两个地址以及基本工作流程。

知识体系梳理

本部分的知识体系可以围绕“一个核心问题”、“三大关键角色”、“两个核心地址”和“一套工作流程”来构建。

一、一个核心问题：路由的困境

问题描述：
- 传统的IP路由是基于IP地址的网络前缀的，IP地址不仅标识了主机，也隐含了主机的地理位置（所在的子网）。
- 当一台主机从归属网络A物理地移动到外部网络B时，如果它还继续使用网络A的IP地址，那么互联网上的路由器仍然会把发往该主机的包路由到网络A，导致主机在网络B无法接收到数据包。
- 这就是**“地址”与“位置”** 紧密绑定的矛盾。
移动IP的目标：
- 实现主机移动时，上层连接（如TCP连接）和通信不中断。
- 对上层协议和通信对端完全透明，即通信对端始终认为移动节点就在其归属网络，并一直使用其归属地址进行通信。

二、三大关键角色

移动节点 (Mobile Node, MN): 可以在不同网络间移动，并希望保持通信连续的主机。
归属代理 (Home Agent, HA):
- 位于移动节点的归属网络中的一台路由器。
- 职责：
  - 维护移动节点的注册信息（特别是其当前的转交地址）。
  - 截获所有发往移动节点归属地址的数据包。
  - 通过IP隧道，将截获的数据包转发给移动节点当前的外部代理。
外部代理 (Foreign Agent, FA):
- 位于移动节点当前漫游所在的外部网络中的一台路由器。
- 职责：
  - 为移动节点提供本地路由服务。
  - 为移动节点分配一个转交地址。
  - 作为IP隧道的另一端点，接收来自归属代理的封装数据包，并解封后转发给移动节点。
  - 协助移动节点完成注册过程。

三、两个核心地址 (高频考点)

归属地址 (Home Address):
- 移动节点在归属网络中拥有的永久性、固定不变的IP地址。
- 是通信对端所知道的唯一地址。
转交地址 (Care-of Address, CoA):
- 移动节点在外部网络中临时获得的地址。
- 它标识了移动节点当前的物理位置。
- 当移动节点的位置改变时，转交地址也随之动态改变。

四、一套工作流程 (高频考点)

代理发现 (Agent Discovery):
- 移动节点到达一个新网络后，通过监听代理通告报文（或主动发送代理请求报文），来发现本地网络中是否存在归属代理或外部代理。
注册 (Registration):
- 目的： 移动节点向其归属代理报告自己当前的转交地址。
- 过程： 移动节点 -> 外部代理 -> 归属代理。
分组路由 (Routing & Tunneling):
- 通信对端 -> 移动节点：
  1. 通信对端将数据包发往移动节点的归属地址。
  2. 包到达归属网络，被归属代理截获。
  3. 归属代理将原始IP包封装在一个新的IP包中（IP-in-IP隧道），新包的目的地址是转交地址。
  4. 封装后的包通过互联网路由到外部代理。
  5. 外部代理解封，取出原始IP包，转发给本地的移动节点。
- 移动节点 -> 通信对端：
  - 移动节点可以直接将数据包发送给外部网络的默认网关，由其正常路由到通信对端（源地址仍是其归属地址）。
  - 这就形成了一个不对称的路径，称为“三角路由”。

常见考法与例题梳理

核心概念辨析（高频）
- 考法： 考察对两个地址（归属地址/转交地址）的固定/动态特性的理解。
- 例题02: “归属地址固定,转交地址动态改变”，直接考察了对这两个地址性质的定义。
工作流程的理解
- 考法： 判断移动IP工作流程中各个步骤的目的和参与者。
- 例题01: 考察了注册过程的目的，关键是理解注册是向归属代理报告位置，而不是通知外部代理。同时考察了隧道是归属代理和外部代理之间转发数据的机制。
移动路由问题的分析（重点）
- 考法： 考察在没有移动IP支持的情况下，一个漫游主机遇到的通信问题，以此来反衬移动IP的必要性。
- 例题03: 是该考法的经典题目。核心结论是：漫游主机可以发送数据（因为路由器只看目的地址），但无法直接接收回复（因为回复包会被路由到其归属网络）。

刻意练习建议

画出“移动IP工作原理”图：
- 这是掌握本节知识的“法宝”。在纸上画出三个区域：通信对端、归属网络（内含归属代理HA和移动节点的“家”）、外部网络（内含外部代理FA和移动节点MN）。
- 画出数据流路径：
  - 用实线箭头画出通信对端发往移动节点的数据包路径：CN -> Internet -> HA。
  - 在HA处，画一个“封装”动作，然后用虚线箭头画出隧道路径：HA -> Internet -> FA。
  - 在FA处，画一个“解封”动作，然后用实线箭头将原始包转发给MN。
  - 再用另一条实线箭头画出移动节点发送数据包的路径：MN -> FA -> Internet -> CN。
- 这张图能让你直观地理解三角路由和隧道的完整过程。
制作“关键角色与地址”卡片：
- 为“移动节点”、“归属代理”、“外部代理”、“归属地址”、“转交地址”制作卡片。
- 正面写名称，背面写其定义、作用/职责、位置、特性（固定/动态）。
- 通过抽查，快速建立对各个术语的精确记忆。
做“情景推演”练习：
- 模拟一个完整的场景：
  1. 手机（MN）连接在家里的WiFi（归属网络），获取了IP地址192.168.1.100（归属地址）。
  2. 手机正在与服务器视频通话。
  3. 用户带着手机出门，连接到了咖啡店的WiFi（外部网络）。
  4. 推演后续步骤： 手机如何发现咖啡店的路由器（FA）？如何获得转交地址10.0.0.50？如何通过FA向家里的路由器（HA）注册？HA收到服务器发来的视频数据包后，如何封装并发送给FA？FA收到后如何解封并交给手机？
- 这个过程能将抽象的协议流程与生活中的实际场景联系起来，加深理解。