【YD通讯标准】 IPv6 技术要求基于代理移动 IPv6 的组播

ICS33.040.040
中华人民共和国通信行业标准
YD/T3049-2016
IPv6技术要求
基于代理移动IPv6的组播
IPv6TechnicalReguirements
-MulticastMobileSupportinProxyMobileIPv62016-04-05发布
2016-07-01实施
中华人民共和国工业和信息化部发布前言·
1范围
2规范性引用文件·
3术语、定义和缩略语*
3.1术语与定义
3.2缩略语.
4基本框架-
4.1概述
4.2MTMA模式
4.3直接路由模式·
5主要设备技术要求
5.1组播树移动锚点设备（MTMA）技术要求·5.2移动接入网关（MAG）设备技术要求5.3本地移动描点设备（LMA）技术要求6消息格式定义·
6.1动态IP组播选择子选项
6.2直接路由优化请求和确认消息…6.3直接路由优化查询和确认消息.7代理移动IPv6组播移动切换流程次
7.1PMIPv6域中的组播通信侦听者工作流程（MTMA模式）7.2PMIPv6域中的组播通信侦听者工作流程（直接路由优化模式一）7.3PMIPv6域中的组播通信侦听者工作流程（直接路由优化模式二）8安全问题·
YD/T3049-2016
YD/T3049-2016
本标准依据GB/T1.1-2009的规则进行起草。本标准是“IPv6技术要求\系列标准之一，该标准体系预计结构如下：1.YD/T1915-2009IPv6技术要求移动IPv6快速切换2.YD/T2168-2010
IPv6技术要求IPv6反向邻居发现协议3.YD/T2169-2010
IPv6技术要求IPv6路径MTU发现协议）IPv6技术要求IPv6路由器重编号协议4.YD/T2170-2010
2IPv6技术要求多接口业务流切换管理5.YD/T2401-2012
本标准由中国通信标准化协会提出并归口。本标准起草单位：中国科学院计算技术研究所、中国联合网络通信集团有限公司、中兴通讯股份有限公司。
本标准主要起草人：王煜炜、刘敏、闫小龙、房秉毅、孟伟、李素粉。
HiiKANiKAca
YD/T3049-2016
本标准属于IPv6标准体系，具体来说提出一种基于侦听方的代理移动IPv6（PMIPv6）的组播移动技术方案。进一步扩展现有PMIPv6域中的移动管理协议，可以同时为单播和组播用户提供移动性支持及直接路由优化方案，全面保障用户的服务质量需求。本文件的发布机构提请注意，声明符合本文件时，可能涉及到有关《一种PMIPv6支持移动组播的路由优化方法及系统》的相关专利的使用。本文件的发布机构对于该专利的真实性、有效性和范围无任何立场。该专利持有人已向本文件的发布机构保证，他愿意同任何申请人在合理且无歧视的条款和条件下，就专利授权许可进行谈判。该专利持有人的声明已在本文的发布机构备案。相关信息可以通过以下联系方式获得：
专利持有人：中国科学院计算技术研究所地址：北京海淀科学院南路6号
请注意除上述专利外，本文件的某些内容仍可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。
TiiKAoNiKAca
1范围
IPv6技术要求
基于代理移动IPv6的组播
YD/T3049-2016
本标准规定了PMIPv6域中基于终端侦听的组播移动技术方案，包括组播树移动锚点（MTMA）和直接路由优化两种模式下的工作流程、消息格式、设备要求和安全描述等等。本标准适用于PMIPv6网络中的组播树移动锚点（MTMA）、移动管理实体区域移动锚点(LMA)和移动接入网关(MAG)。
2规范性引用文件
本文件应用下列文件。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。IETFRFC2460IPv6协议规范（InternetProtocol,Version6(IPv6)Specification）IETFRFC271o组播侦听发现协议MulticastListenerDiscovery(MLD)forIPv6IETFRFC3810组播侦听发现协议第2版（MulticastListenerDiscoveryVersion(MLDv2)forIPv6IPv6)
IETFRFC3775移动IPv6协议（MobilitySupportinIPv6）IETFRFC4601协议无关组播--稀疏模式协议规范ProtocolIndependentMulticast-SparseMode(PIM-SM):Protocol Specification (Revised)IETFRFC5213代理移动IPv6（ProxyMobileIPv6）IETFRFC6224代理移动IPv6组播侦听者支持基本部署（BaseDeploymentforMulticastListenerSupport inProxyMobileIPv6 (PMIPv6)Domains)IETFRFC7028代理移动IPv6组播路由优化（MulticastMobilityRoutingOptimizationsforProxyMobileIPv6)
3术语、定义和缩略语
3.1术语与定义
下列术语和定义适用于本文件。3.1.1
地址Address
一个或一组接口的P层标识。
通信Communication
节点之间进行的任何包交换称为通信。要求在这种包交换过程中，每个节点进行交换时使用的地址保持不变。例如TCP连接或UDP请求-响应。3.1.3
数据包Packet
HiiKAoNiKAca
YD/T3049-2016
由IP头和有效载荷构成的数据块。3.1.4
PMIPv6域PMIPv6-Domain
使用PMIPv6实现MN移动管理的网络，区域移动锚点覆盖的区域为一个PMIPv6域。一个PMIPv6域包括一个或多个区域移动锚点和多个移动接入网关。3.1.5
移动节点MobileNode
移动节点指能够从一个链路移动到另外一个链路，在移动的过程中仍然可以通过它的家乡地址与外界保持联系的节点。
家乡代理HomeAgent
由MIPv6协议所定义的移动管理实体，移动节点家乡链路上的一台路由器，移动节点向其注册当前转交地址。当移动节点不在家乡时，家乡代理截获家乡链路上发往移动节点的数据包，进行封装后，通过隧道发送给移动节点的转交地址。3.1.7
通信节点CorrespondentNode
与移动节点进行通信的对等节点。通信节点可以是移动的也可以是静态的。3.1.8
家乡地址HomeAddress
由MIPv6协议定义,移动节点在其家乡链路上被分配的IP地址。3.1.9
转交地址Care-of-Address
由MIPv6协议定义，当移动节点访问外地链路时获得的一个与它相关联的IP地址，这个地址的子网前缀是“外地子网前缀”。移动节点同时可以有多个转交地址（如这些转交地址有不同的子网前缀），向移动节点的家乡代理注册的那个转交地址称为“主转交地址”。3.1.10
区域移动锚点LocalMobileAnchorPMIPv6协议定义的移动管理实体，作用相当于是本地PMIPv6域中的家乡代理，它是本地域内所有移动节点家乡网络前缀的拓扑锚点，负责管理域内移动节点的绑定信息，维持移动节点的可达性。区域移动锚点具有MIPv6协议中家乡代理功能，及PMIPv6协议所要求的其他功能3.1.11
移动接入网关MobileAccessGatePMIIPv6协议定义的移动管理实体，通常部署在接入路由器上，其作用是检测移动节点在接入链路间的移动，并作为移动节点的代理向区域移动锚点进行绑定注册，为移动节点模拟家乡链路，通过移动接入网关和区域移动锚地间双向隧道为移动节点转发数据。3.1.12
组播树移动锚点MulticastTreeMobilityAnchor2
iiKAoiKAca
YD/T3049-2016
组播树移动锚点是在代理移动IPv6域内组播通信的拓扑锚点。它挂来着域中所有移动接入网关代替移动节点订阅的组播组，因此组播树移动锚点是一个指定组播路由器，或者是一个更高一层的MLD代理。它可以是区域移动锚点的一部分，或者是独立实现。3.1.13
绑定更新列表BindingUpdateList绑定更新列表是由移动接入网关维护的一个列表，记录着其服务的移动节点和与其绑定的区域移动锚点信息。
区域移动锚点地址LocalMobilityAnchorAddress由MIPv6协议定义，移动节点移动到外地网络，向家乡代理或通信节点进行转交地址注册的过程。3.1.15
代理转交地址ProxyCareofAddress移动接入网关接口配置的全局地址，移动接入网关和区域移动锚点双向隧道的端点。区域移动锚点将该地址作为移动节点的代理转交地址，在绑定缓存中为移动节点注册该地址。3.1.16
移动节点的家乡网络前缓MobileNode-HomeNetworkPrefix移动节点的家乡网络前缀是分配到移动节点和接入网关之间链路上的前缀号。该链路可以分配多个前缀，这种情况下，所有分配的前缀可以作为一个与移动回话有关的集合进行管理。移动节点可以从其家乡网络前缀中给它的接口配置一个活多个地址。3.1.17
绑定更新BindingUpdate
移动节点移动到外地网络，向家乡代理或通信节点进行转交地址注册的过程，本标准技术方案中指的是移动节点向业务流切换管理服务器进行转交地址注册的过程。3.1.18
绑定确认BindingAcknowledgment家乡代理或通信节点为移动节点进行地址绑定后，把绑定状态通知给移动节点过程，本标准技术方案中指的是业务流切换管理服务器为移动节点进行地址绑定后通知节点的过程。3.1.19
代理绑定更新proxybindingupdate由PMIPv6协议定义，由移动接入网关发往区域移动锚点的消息，用来建立移动节点的家乡网络前缀与代理转交地址之间的绑定关系。3.1.20
代理绑定确认ProxyBindingAcknowledge由PMIPv6协议定义，由区域移动锚点回复给移动接入网关的消息，用来响应对应的代理绑定更新。3.2缩略语
下列缩略语适用于本文件。
Binding Acknowledgement
绑定确认
HiiKANiKAca
YD/T3049-2016
PMIPv6
基本框架
4.1概述
Binding Cache Entry
Binding Update
Binding Update List
Correspondent Node
Home Network Prefix
Home-of-Address
Internet Engineering Task ForceInternetProtocol Version6
Local Mobility Anchor
Local MobilityAnchorAddress
Localized Routing
Localized Routing AcknowledgeLocalized Routing Entry
Mobile Access Gateway
Multicast Router
Multicast Source
Multicast Tree Mobility AnchorMulticastTreeMobilityAnchorAddressMulticast Listener DiscoveryMobileIPv6
MobileNode
Proxy Binding Acknowledge
Proxy Binding Update
Proxy Home Network Prefix
Proxy Mobile IPv6
Proxy Route Optimization
Router Advertisement
Routing Optimization RequestRoutingOptimizationRequestAcknowledgementRouting Optimization Query
RoutingOptimizationQueryAcknowledgement绑定缓存表项
绑定更新
绑定更新列表
通信节点
家乡网络前缀
家乡地址
互联网工程任务组
互联网协议版本6
区域移动锚点
区域移动锚点地址
本地路由
本地路由应答
本地路由项
移动接入网关
组播路由器
组播源
组播树移动锚点
移动多播树锚点地址
多播侦听发现
移动IPv6
移动节点
代理绑定确认
代理绑定更新
代理家乡网络前缀
代理移动IPv6协议
代理路由优化
路由通告
（直接）路由优化请求
（直接）路由优化请求确认
（直接）路由优化查询
（直接）路由优化查询确认
本标准旨在为处于PMIPv6域中的组播侦听用户提供的移动组播支持，MAG可以同时连接到单播和组播的对应基础设备，相应地移动节点也能同时接收单播和组播流量。方案对现有的PMIPv6域进行基本的移动组播功能扩展，支持两种组播数据转发模式，即MTMA模式和直接路由优化模式。4.2MTMA模式
如图1所示，对于MTMA模式，方案中引入了组播树移动锚点设备（MTMA）作为组播流量转发的拓4
HiiKAoNiKAca
YD/T3049-2016
扑锚点，专门负责远程组播内容订阅、转发等操作。LMA设备可作为扩展的组播订阅锚点MTMA，也可以作为单独的设备和组播订阅锚点独立存在。IContent Sourcel
水水水
Unicast Traffic
Unicast|LMA|
Anchor
Multicast
Anchor
MulticastTraffic
(MN)【MN2)
II-PMIPv6Tunnel
-Multicast
Data Path
图1基于PMIPV6的组播技术方案框架图（MTMA模式）Multicast
Router
MLDProxy
在MTMA模式下，方案进一步要求MAG设备增加组播侦听发现代理功能，代替MN与MTMA交互，完成组播订阅、隧道建立、移动切换等操作。对于到达MAG上的MLD代理实例上行接口的组播数据，如果MAG具有该组播组的路由转发状态信息，则该数据将会被转发到该MAG的下行接口，进5
HiiKAoiKAca
YD/T3049-2016
而将组播数据转发到MIN。作为组播树移动描点的MTMA既可以为一个指定组播路由器，也可以作为更高一层的MLD代理。只要有合适的组播路由转发状态信息，MTMA就会将数据转发到固定网络，或者其上行接口（如果是更高层MLD代理）。实际部署时可以根据实际情况在一个PMIPv6域中同时部署多个LMA单个MTMA，也可以同时部署单个LMA多个MTMA以及多个MTMA和多个LMA并存的情况，可以根据网络通信的实际需求情况而定。4.3直接路由模式
如图2所示，针对MTMA模式可能出现的隧道聚集问题，可以进一步采用直接路由优化模式。此时，又可以分为组播路由器MR位于域内（直接路由优化模式一）和组播路由器MR位于域外（直接路由优化模式二）两种情况：对于前者的情况，可对远端组播内容使用MTMA作为组播通信的移动锚点，对本地组播内容使用直接路由选项，使得MR可以和MAG建立直接连接，高效转发组播数据；对于后者的情况，当组播路由器MR距离PMIPv6域及移动终端很远的场景下，由于MR和PMIPv6域内之间的连接存在较大延迟而组播数据源MS位于PMIPv6域内，此时采用进一步优化路由方案，使得组播数据源MS不用经过MR仍然能够直接将组播数据发送至MN，同时保证移动切换过程中性能要求。Multicast Tree
II-PMIPv6Tunnel
I-Multicast Data Path
IMRIMulticast
Router
MLDProxy
图2直接路由模式下的组播数据传输架构由于MN是处于PMIPv6域内的移动节点，当MN发生移动切换时，需要保证其接收组播数据传输不中断，即提供移动性组播支持，本标准方案分别给出了上述两种模式下组播移动切换的处理流程，见8.1和8.2相关内容。
5主要设备技术要求
5.1概述
YD/T3049-2016
本标准在兼容标准PMIPV6的基础上，为组播用户提供移动性支持及路由优化服务，在移动接入网关组播移动锚点设备的基本功能上增加了部分扩展功能要求。5.2组播树移动锚点设备（MTMA）技术要求5.2.1基本功能技术要求
本标准中增加了组播树移动锚点设备MTMA，它既可以在原有LMA设备基础上扩展实现，也可以作为单独设备进行部署。作为扩展的LMA，MTMA应该具备标准PMIPv6协议中规定的LMA的所有基本功能，包括移动IPv6协议，代理移动IPv6协议中对家乡代理设备作为LMA设备的基本技术要求内容（应符合IETFRFC3775、IETFRFC5213的要求），设备支持移动节点的绑定更新状态管理、时间戳管理、路由转发功能及路由优化等基本功能。5.2.2扩展功能技术要求
5.2.2.1扩展功能
作为组播树移动锚点设备的MTMA可以是指定组播路由器，也可以为更上层的组播侦听方提供协议代理发现功能，因此应具有下述扩展功能：5.2.2.2MLD查询功能
当MTMA作为MLD情况的查询方时，MTMA应定期发送MLD查询报文来获取链路中组播组订阅状态信息，同时为组播组侦听方获取代理订阅感兴趣的组播组内容。根据移动节点回复的MLD报告消息，MTMA会在其相应的下行隧道接口建立，维持或者删除组播组或者特定组播源的转发状态信息，同时在其上行接口生成聚合的组播成员维护信息。执行基于移动接入网关的组播相关操作时，MTMA将为它的隧道接口开启组播服务，并建立能为多个侦听方服务的下行链路。进而MTMA根据自身的组播转发信息转发到达的组播数据。当节点发生移动切换时，MTMA会接收到相关绑定撤销消息和绑定生存期消息，并在节点的绑定缓存中将家乡网络前缀映射到新的代理转交地址。如果该移动节点是当前MTMA维护的MLD代理域中某一组播组的唯一成员，MTMA需要更新组播转发状态信息，以删除该组播组的相关订阅信息。具体细节见IETFRFC3810，IETFRFC4605。5.2.2.3组播路由功能
作为组播路由器功能时，MTMA要运行相应的组播路由协议，如PIM-SM、PIM-SSM协议等，同时要维持MLD状态信息，主要包括连接到该链路的组播地址信息，创建并维护组播转发状态信息等，同时为组播侦听方或其代理提供组播数据转发服务。具体细节见IETFRFC3810，IETFRFC4601。5.3移动接入网关（MAG）设备技术要求5.3.1基本功能技术要求
本标准对PMIPV6域中移动接入网关设备MAG的基本功能技术要求和标准PMIPv6协议中对MAG的技术要求保持一致（见IETFRFC5213），支持对移动节点移动性相关的信令交互操作管理，负责跟踪移动节点的移动状况代替移动节点和移动锚点设备进行信令交互操作等。5.3.2扩展功能技术要求
扩展标准PMIPv6协议中MAG维护的绑定更新列表，使MAG能同时处理单播和组播通信中服务实7www.bzxz.net
YD/T3049-2016
体（如LMA和MTMA）和移动节点之间的关系。MAG负责MN和MTMA/LMA之间的MLD信令交互和组播数据转发，需要执行下列扩展功能操作，包括：
·MAG需要为它对应的MTMA组播隧道的上行接口实现MLD代理功能（见IETFRFC4605)。根据PMIPv6标准协议操作规定（见IETFRFC5213），移动接入网关必须能够根据绑定更新列表将其下行链路映射到一个MLD代理实例上。由于移动节点和接入网关间的连接随着移动而变化，MLD代理必须能够实现动态添加、删除下行接口。·当移动接入网关接收到来自移动节点的MLD报告报文时，它必须识别相应的MLD代理实例内容，然后执行MLD代理操作：从MLD入口接口处执行插入，更新或删除组播转发状态操作，将相关MLD报告中的状态信息更新合并到对应MLD代理的成员数据库中。·如果收到来自LMA的代理绑定确认消息中动态IP组播选择子选项标识位M为1，说明使用直接路由模式，MAG直接向组播路由器而不是MTMA发送MLD报告消息。·当移动接入网关接收到MLD查询报文时，根据其所维护的成员数据库立即回复该MLD查询。作为MLD代理，MAG会周期性向其域内移动节点发送MLD查询报文，所以MTMA或MR发送的MLD查询消息并不会立即触发MLD发送相应的MLD查询消息给移动节点。·当组播业务流到达移动接入网关上行接口时，MAG将会根据MLD代理实例为下行接口维持组播组或者组播源的转发状态信息，将数据转发至相应的接收者。相关MLD功能操作按照IETFRFC4605规定实现，所有的MLD代理实例各自独立转发组播数据。·当完成移动切换后，MAG按照PMIPv6规范负责管理所有上行隧道接口和下行接口，同时必须将新接入链路动态关联到MLD代理实例。MAG接收到新移动节点发来的路由公告消息，检测到新移动节点的到来。当新网络连接建立后，即在地址配置完成后，MAG为了知道新移动节点订阅的组播组信息，其MLD代理实例随后应该立即向移动节点链路发送MLD普遍组查询报文。·移动节点和移动接入网关间的接入链路消失，或者特定接口的组播转发状态发生变化，都可能引起组播组成员数据库变化，而这种变化会触发移动接入网关向MTMA或MR发送相应的MLD报告消息。要注意的是实际可观察的状态变化取决于所使用的链路模型。由于在移动切换过程中，移动节点可能暂时不能回复移动接入网关的组播组成员查询，或者其发送的报告报文在MAG代理的下行链路配置完成之前已到达，将会造成MLD查询丢包。此时，为了避免MAG查询超时错误，应该适时调整MLD相关参数以服从移动切换机制，包括MLD定时器参数和鲁棒性变量的选择，以确保和移动切换操作的时间和相关代理配置操作一致。5.4本地移动描点设备（LMA）技术要求5.4.1基本功能技术要求
本标准对PMIPv6域中区域移动锚点设备LMA的技术要求和PMIPv6协议中对区域移动错点设备的基本功能技术要求保持一致（见IETFRFC5213）。5.4.2扩展功能技术要求
本标准技术方案中，由于增加了对本地组播流量的路由优化支持，因此当LMA和MTMA作为各自独立的设备部署时，其中动态选择组播内容订阅功能将通过MTMA转发或者直接路由方式实现，但需要LMA决定是否对组播流量进行路由优化，为此需要在LMA发送给MAG的代理绑定确认消息PBA8
小提示：此标准内容仅展示完整标准里的部分截取内容，若需要完整标准请到上方自行免费下载完整标准文档。