在現有的Mobile IPv4標準的架構之中，仍然存在著一些問題亟待解決。其中之一是封包繞送的問題，以目前的三角繞徑(triangle routing)和reverse tunnel方法，將造成封包遞送明顯地時間延遲並且加重網路流量的負擔。Route Optimization方法雖已經被提出來以解決封包遞送時間延遲的問題，由於所有與mobile node通訊的電腦都必須支援MIP Route Optimization，顯然不符實際狀況。另一方面，隧道技術的使用讓網路增加了負擔，特別是在VoIP的應用上，每個封包都很小以及對時間延遲的敏感，隧道降低了頻寬的使用效率。在本篇論文中我們提出在原有的Route Optimization基礎上，使用一個以網路位址轉換(Network Address Translation)技術為基礎的Correspondent Agent的元件，以解決上述問題，稱為NAT-Based Route Optimization(NAT-RO)方法。本文中詳細考量NAT-RO在實作上應注意的問題，並且定義實作規格，相信對實作NAT-RO會有助益。

The base Mobile IP has a routing problem called “triangle routing”. It means all datagrams sending to a mobile node have to be routed through its home agent. This indirect routing can significantly delay the delivery of the datagrams and increase the data traffic of network. Route Optimization can solve this problem, but each host communicating with a mobile host has to understand Mobile IP Route Optimization. Moreover, the tunneling technology cause more overhead on network traffic. In this thesis, we propose a novel solution called NAT-Based Route Optimization (NAT-RO) to this problem. We introduce a model that represents the features of the NAT-RO and measure round-trip time between mobile node and correspondent node. In addition, we investigate some implementation issues and propose the specification for the NAT-RO design.

摘 要 ii
Abstract iii
誌 謝 iv
目 次 v
圖表目錄 vii
第1章 簡 介 1
第2章 行動IP標準 3
2.1 基礎的行動IP 3
2.1.1 代理者探索 3
2.1.2 註冊 3
2.1.3 遞送封包 4
2.1.4 Reverse Tunneling 5
2.2 Route Optimization 6
2.2.1 Binding 快取 7
2.2.2 平順地換手 7
2.2.3 缺點 8
2.3 有關行動IP的安全性 8
2.3.1 註冊程序的安全考量 9
2.3.2 Binding更新的安全性 9
2.3.3 換手時的安全考量 10
2.4 虛擬本地代理者的繞徑最佳化 10
2.5 IPv6 11
第3章 網路位址轉換的繞徑最佳化方法 13
3.1 系統架構 13
3.2 修改訊息格式 14
3.2.1 修改註冊要求訊息格式 14
3.2.2 修改行動代理者廣告訊息 14
3.2.3 修改Binding快取更新訊息 15
3.3 Binding 快取 15
3.4 網路位址轉換 16
3.5 換手的考量 17
3.6 兩個行動結點之間的通訊 18
3.7 繞徑分析 19
3.8 系統模擬測試 22
3.8.1 模擬環境 23
3.8.2 測試結果 25
第4章 設計NAT-RO 的考量 27
4.1 需求分析 27
4.1.1 代理者探索 27
4.1.2 註冊 27
4.1.3 封包轉送 27
4.2 設計原則 28
4.2.1 代理者探索 28
4.2.2 註冊 28
4.2.3 轉送封包 29
4.3 細部設計 30
4.3.1 通訊協定 30
4.3.2 通訊代理者設計 35
4.3.3 修改外地代理者 37
4.3.4 修改行動結點 37
4.3.5 修改本地代理者 37
4.3.6 資料結構 38
第5章 結論與未來展望 42
參考文獻 43
附錄A 基本名詞解釋 45

1. C. Perkins, “Mobile IP design principles and practices,” Addison-Wesley, (1998)
2. Charles E. Perkins, “Mobile IP,” IEEE Communications May (1997), pp. 84-91.
3. Montenegro, G. “Reverse Tunneling for Mobile IP,” IETF RFC2344, Jan. (1997)
4. T. J. Kostars et al.,“Real-time voice over packet-switched networks,”IEEE Network Mag., pp. 18-27, Jan/Feb. (1998).
5. C. E. Perkins, “Mobile networking through mobile IP,” IEEE INTERNET COMPUTING Jan (1998), pp. 58-69.
6. C. Perkins, “IP mobility support,” IETF RFC2002, May (1996).
7. C. Perkins, “IP encapsulation within IP,” IETF RFC2003, May (1996).
8. C. Perkins, “Minimal encapsulation within IP,” IETF RFC2004, May (1996)
9. C. Perkins and D. Johnson, “Route Optimization in Mobile IP” draft-ietf-mobileip-optimal09.txt, Feb. (2000).
10. T. Kato, A. Idoue and H. Yokota, “Mobile IP Using Private IP Addresses,” IEEE pp. 491-497, 2001
11. D. B. Johnson and C. Perkins, “Mobility Support in IPv6” draft-ietf-mobileip-ipv6-17.txt, May (2002)
12. Helsinki University of Technology, Dynamics - HUT Mobile IP, Available: http://www.cs.hut.fi/Research/Dynamics/
13. O. Anderasson, “Iptables tutorial 1.1.5,” (2001), Available: http://www.iptables.org/documentation/index.html#tutorials
14. Q. Gao and A. Acampora, “A Vertual Home Agent Based Route Optimization for Mobile IP,” IEEE pp.592-596, 2000
15. 蘇建郡、李志宏，(C049)使用網路位址轉換於Mobile IP的繞徑方法，第十七屆全國技職教育研討會
16. 蘇建郡、李志宏，使用網路位址轉換技術解決Mobile IP的繞徑方法，第三屆電子化企業經營管理理論暨實務研討會，編號72
17. Y. R. Leu, C. L. Cheng, “Implementation Considerations for Mobile IP,” IEEE pp.478-481, 1997
18. J. D. Solomon, “Mobile IP the Internet unplugged,” Prentice Hall, August 1997
19. P. Loshin, “IPv6 Clearly Explained,” Morgan Kaufmann, Jan 1999
20. R. Russell, “Linux netfilter Hacking HOWTO,” May 2001, Available: http://www.iptables.org/documentation/index.html
21. K. Egevang, P. Francis, “The IP Network Address Translator (NAT),” IETF RFC1631, May 1994