1 基于IPv4的移動IP
1.1基本通信流程
基于IPv4的移動IP定義三種功能實體:移動節(jié)點(mibile node)、歸屬代理(home agent)和外埠代理(foreign agent)。歸屬代理和外埠代理又統(tǒng)稱為移動代理。移動IP技術(shù)的基本通信流程如下:
(1)遠(yuǎn)程通信實體通過標(biāo)準(zhǔn)IP路由機制,向移動結(jié)點發(fā)出一個IP數(shù)據(jù)包;
(2)移動結(jié)點的歸屬代理截獲該數(shù)據(jù)包,將該包的目標(biāo)地址與自己移動綁定表中移動結(jié)點的歸屬地址比較,若與其中任一地址相同,繼續(xù)下一步,否則丟棄;
(3)歸屬代理用封裝機制將該數(shù)據(jù)包封裝,采用隧道操作發(fā)給移動結(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)地址;
(4)移動結(jié)點的拜訪地代理收到該包后,去其包封裝,采用空中信道發(fā)給移動結(jié)點;
(5)移動結(jié)點收到數(shù)據(jù)后,用標(biāo)準(zhǔn)IP路由機制與遠(yuǎn)程通信實體建立連接。
在移動IP協(xié)議中,每個移動節(jié)點在“歸屬鏈路”上都有一個的“歸屬地址”。與移動節(jié)點通信的節(jié)點稱為“通信節(jié)點”,通信節(jié)點可以是移動的,也可以是靜止的。與移動節(jié)點通信時,通信節(jié)點總是把數(shù)據(jù)包發(fā)送到移動節(jié)點的歸屬地址,而不考慮移動節(jié)點的當(dāng)前位置情況。
在歸屬鏈路上,每個移動節(jié)點必須有一個“歸屬代理”,用于維護(hù)自己的當(dāng)前位置信息。這個位置由“轉(zhuǎn)交地址”確定,移動節(jié)點的歸屬地址與當(dāng)前轉(zhuǎn)交地址的聯(lián)合稱為“移動綁定”(簡稱“綁定”)。每當(dāng)移動節(jié)點得到新的轉(zhuǎn)交地址時,必須生成新的綁定,向歸屬代理注冊,以使歸屬代理及時了解移動節(jié)點的當(dāng)前位置信息。一個歸屬代理可同時為多個移動節(jié)點提供服務(wù)。
當(dāng)移動節(jié)點連接在歸屬鏈路上(即鏈路的網(wǎng)絡(luò)前綴與移動節(jié)點位置地址的網(wǎng)絡(luò)前綴相等)時,移動節(jié)點就和固定節(jié)點或路由器一樣工作,不必運用任何其它移動IP功能;當(dāng)移動節(jié)點連接在外埠鏈路上時,通常使用“代理發(fā)現(xiàn)”協(xié)議發(fā)現(xiàn)一個“外埠代理”,然后將此外埠代理的IP地址作為自己的轉(zhuǎn)交地址,并通過注冊規(guī)程通知歸屬代理。當(dāng)有發(fā)往移動節(jié)點歸屬地址的數(shù)據(jù)包時,歸屬代理便截取該包,并根據(jù)注冊的轉(zhuǎn)交地址,通過隧道將數(shù)據(jù)包傳送給移動節(jié)點;由移動節(jié)點發(fā)出的數(shù)據(jù)包則可直接選路到目的節(jié)點上,無需隧道技術(shù)。
為了支持移動分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),移動IP應(yīng)解決代理發(fā)現(xiàn)、注冊和隧道封裝三項技術(shù)。
1.2代理發(fā)現(xiàn)
移動IP通過擴展現(xiàn)有的“ICMP路由器發(fā)現(xiàn)”機制來實現(xiàn)代理發(fā)現(xiàn)。代理發(fā)現(xiàn)機制檢測移動節(jié)點是否從一個網(wǎng)絡(luò)移動到另一個網(wǎng)絡(luò),并檢測它是否返回歸屬鏈路。當(dāng)移動節(jié)點移動到一個新的外埠鏈路時,代理發(fā)現(xiàn)機制也能幫助它發(fā)現(xiàn)合適的外埠代理。
(1)代理布告(agent advertisement)
在所連接的網(wǎng)絡(luò)上,歸屬代理和外埠代理定期廣播“代理布告”消息,以宣告自己的存在。代理布告消息是ICMP路由器布告消息的擴展,它包含路由器IP地址和代理布告擴展信息。移動節(jié)點時刻監(jiān)聽代理布告消息,以判斷自己是否漫游出本地網(wǎng)絡(luò)。若移動節(jié)點從自己的歸屬代理接收到一個代理布告消息,它就能推斷已返回歸屬,并直接向歸屬代理注冊,否則移動節(jié)點將選擇是保留當(dāng)前的注冊,還是向新的外埠代理進(jìn)行注冊。
(2)代理請求(agent solicitation)
拜訪地代理周期性地發(fā)送代理布告消息,若移動節(jié)點爭需獲得代理信息,它可發(fā)送一個ICMP“代理請求”消息。任何代理收到代理請求消息后,應(yīng)立即發(fā)送。代理請求與ICMP路由器請求消息格式相同,只是它要求將IP的TTL域置為1。
1.3注冊
移動節(jié)點發(fā)現(xiàn)自己的網(wǎng)絡(luò)接入點從一條鏈路切換到另一鏈路時,就要進(jìn)行注冊。另外,由于注冊信息有一定的生存時間,所以移動節(jié)點在沒有發(fā)生移動時也要注冊。移動IP的注冊功能是:移動節(jié)點可得到外埠鏈路上外埠代理的路由服務(wù);可將其轉(zhuǎn)交地址通知歸屬代理;可使要過期的注冊重新生效。另外,移動節(jié)點在回到歸屬鏈路時,需要進(jìn)行反注冊。
注冊的其它功能是:可同時注冊多個轉(zhuǎn)交地址,此時歸屬代理通過隧道,將發(fā)往移動節(jié)點歸屬地址的數(shù)據(jù)包發(fā)往移動節(jié)點的每個轉(zhuǎn)交地址;可在注銷一個轉(zhuǎn)交地址的同時保留其它轉(zhuǎn)交地址;在不知道歸屬代理的情況下,移動節(jié)點可通過注冊,動態(tài)獲得歸屬代理地址。
移動IP的注冊過程一般在代理發(fā)現(xiàn)機制完成之后進(jìn)行。當(dāng)移動節(jié)點發(fā)現(xiàn)已返回歸屬鏈路時,就向歸屬代理注冊,并開始象固定節(jié)點或路由器那樣通信,當(dāng)移動節(jié)點位于外埠鏈路時,能得到一個轉(zhuǎn)交地址,并通過外埠代理向歸屬代理注冊這個地址。
移動IP的注冊操作使用UDP數(shù)據(jù)報文,包括注冊請求和注冊應(yīng)答兩種消息。移動結(jié)點通過這兩種注冊消息,向歸屬網(wǎng)絡(luò)注冊新的轉(zhuǎn)發(fā)地址。
1.4隧道技術(shù)
隧道技術(shù)在移動IP中非常重要。移動IP使用IP的IP封裝、最小封裝和通用路由封裝(GRE)三種隧道技術(shù)。
(1)IP的IP封裝
由RFC2003定義,用于將IPv4包放在另一個IPv4包的凈荷部分。其過程非常簡單,只需把一個IP包放在一個新的IP包的凈荷中。采用IP的IP封裝的隧道對穿過的數(shù)據(jù)包來說,猶如一條虛擬鏈路。移動IP要求歸屬代理和外埠代理實現(xiàn)IP的IP封裝,以實現(xiàn)從歸屬代理到轉(zhuǎn)交地址的隧道。
(2)IP的最小封裝
由RFC2004定義,是移動IP中的一種可選隧道方式。目的是減少實現(xiàn)隧道所需的額外字節(jié)數(shù),通過去掉IP的IP封裝中內(nèi)層IP報頭和外層IP的報頭的冗余部分完成。與IP的IP封裝相比,它可節(jié)省字節(jié)(一般8byte)。但當(dāng)原始數(shù)據(jù)包已經(jīng)過分片時,最小封裝就無能為力了。在隧道內(nèi)的每臺路由器上,由于原始包的生存時間域值都會減小,以使歸屬代理在采用最小封裝時,移動節(jié)點不可到達(dá)的概率增大。
(3)由RFC1701定義,是移動IP采用的最后一種隧道技術(shù)。除了IP協(xié)議外,GRE還支持其它網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議,它允許一種協(xié)議的數(shù)據(jù)包封裝在另一種協(xié)議數(shù)據(jù)包的凈荷中。在某些應(yīng)用中,GRE防止遞歸封裝的機制也非常有吸引力。 2移動IP在cdma2000中的應(yīng)用
在3G移動通信中,cdma2000核心網(wǎng)可向移動用戶提供基于簡單IP的公網(wǎng)/專網(wǎng)接入業(yè)務(wù)和基于移動IP的公網(wǎng)/專網(wǎng)接入業(yè)務(wù)。
Examda提示: 當(dāng)用戶采用簡單IP方式接入時,將會從業(yè)務(wù)接入提供商那里分配到一個動態(tài)的IP地址。該用戶可在一定地理范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)中,保持所分配的IP地址;當(dāng)用戶移動出上述地理范圍時,則不再保持該IP地址。
當(dāng)用戶采用移動IP方式接入時,可使用靜態(tài)IP地址,也可使用動態(tài)IP地址,這主要取決于其歸屬IP網(wǎng)絡(luò)。在cdma2000網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)或其它網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi),用戶可任意移動,并能保持同一IP地址。在cdma2000系統(tǒng)中,移動IP應(yīng)用的關(guān)鍵在于要引入一個支持移動IP外埠代理(FA)功能的分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)。
2.1基于移動IP的網(wǎng)絡(luò)參考模型
基于移動IP的cdma2000分組核心網(wǎng)絡(luò)包括分組控制功能(PCF)、分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)、認(rèn)證受權(quán)和計費(AAA)以及歸屬代理(HA)。其中,PCF主要用于建立、維護(hù)和終止鏈路層到PDSN的連接,與無線資源控制(RRC)共同請求和管理無線資源,以便在移動臺之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。PDSN主要用于建立、維護(hù)和終止鏈路層與移動臺的PPP會話,執(zhí)行對移動用戶分組數(shù)據(jù)會話的認(rèn)證、授權(quán)和計費,將移動臺的IP地址映射成的鏈路層連接或標(biāo)識,按照QoS要求標(biāo)記并處理數(shù)據(jù)包。PDSN還增加FA(外埠代理)功能,負(fù)責(zé)提供隧道出口,并將數(shù)據(jù)解封裝,發(fā)往移動臺。AAA負(fù)責(zé)管理用戶,包括用戶權(quán)限、開通業(yè)務(wù)等信息。目前AAA采用的主要協(xié)議為RADIUS,因此也可稱做RADIUS服務(wù)器。HA負(fù)責(zé)將分組數(shù)據(jù)通過隧道技術(shù)發(fā)送給移動用戶,并實現(xiàn)PDSN之間的宏
移動管理。PDSN通過R-P接口連至無線網(wǎng)絡(luò)(RN)。移動終端與PDSN之間的鏈路層協(xié)議采用PPP協(xié)議,網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議則采用IP。
2.2cdma2000中的移動IP技術(shù)
移動臺通過空中接口連至具有PCF的基站。移動臺經(jīng)由PPP連至cdma網(wǎng)絡(luò)后,它與PDSN之間的鏈路層連接宣告建立。PPP連接初始化后,PDSN發(fā)送一條代理廣播消息到移動臺,移動臺產(chǎn)生移動IP注冊請求;PDSN采用AAA協(xié)議,將該請求消息發(fā)往HA,從歸屬代理返還的消息中,提取移動IP注冊應(yīng)答消息,并將它發(fā)至移動臺。
在同一PDSN內(nèi),RN之間的切換通過將先存的R-P鏈路轉(zhuǎn)移到新的RN,并終止與原RN的連接實現(xiàn),,在不同PDSN之間切換時,業(yè)務(wù)信道將被轉(zhuǎn)移到新的RN,并在新RN與新PDSN之間,創(chuàng)建一個新的分組業(yè)務(wù)會話標(biāo)識,關(guān)閉舊的PDSN連接。通過會話標(biāo)識,新PDSN識別出這是一個新的R-P鏈路,而不是原鏈路。若系統(tǒng)支持移動IP的路由優(yōu)化,則附帶的更新消息將被發(fā)往相關(guān)主機,主機便開始向新的PDSN傳輸數(shù)據(jù)包。
3移動IP協(xié)議的發(fā)展:IPv6
隨著人們對移動通信業(yè)務(wù)的需求日益迫切,用戶的入網(wǎng)注冊、路由選擇、安全防護(hù)以及對移動用戶的支持,已使IPv4協(xié)議的局限性暴露出來,并成為IPv6產(chǎn)生和發(fā)展的必要趨勢。
移動IPv6技術(shù)是在IPv4的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它定義了移動節(jié)點,通信節(jié)點和歸屬代理三種操作實體。由于IPv6地址空間巨大,而且每臺路由器都要求實現(xiàn)路由器搜索,所以不再有外埠代理的概念。四種新的IPv6目的地選項包括綁定更新、綁定認(rèn)可、綁定請求和歸屬地址。為了實現(xiàn)“動態(tài)歸屬代理地址發(fā)現(xiàn)”機制,IPv6定義了兩種ICMP消息類型:歸屬代理地址發(fā)現(xiàn)請求消息和歸屬代理地址發(fā)現(xiàn)應(yīng)答消息。另外還定義了兩種“鄰居發(fā)現(xiàn)”選項:宣告消息間隔和歸屬代理信息選項。
在移動IPv6技術(shù)中,在與外埠鏈路連接的移動節(jié)點上,可同時采用隧道和源路由技術(shù)傳送數(shù)據(jù)包。另外,移動IPv6的高層功能也包括代理搜索、注冊和選路。
移動IPv6通過ICMPv6路由器搜索,確定它的轉(zhuǎn)交地址。移動節(jié)點不僅將轉(zhuǎn)交地址告訴歸屬代理,而且還告訴各通信伙伴,以使它們發(fā)出的數(shù)據(jù)包可也移動IPv6中一樣路由,實現(xiàn)路由優(yōu)化,而不全是三邊路由。移動IPv6選路報頭以及AH、ESP等基于SKIP和基于ISAKMP/Oakley的穿越放火墻方案,不但簡化到移動節(jié)點的路由選擇,還保證路由優(yōu)化的安全性。
4結(jié)束語
因特網(wǎng)的迅猛發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人們的最初預(yù)想,快速地影響著人們的日常生活。到2004年,每10人中會有4人使用移動電話上網(wǎng)沖浪。分組型的GPRS、EDGE和cdma2000-1X都僅僅是通向全移動多媒體的第一步,WCDMA和cdma2000-3X的3G移動網(wǎng)絡(luò)將使數(shù)據(jù)傳輸速率提高到2Mb/s甚至更高。移動世界正大步向全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)演進(jìn),因特網(wǎng)將被裝入每個人的口袋之中。
1.1基本通信流程
基于IPv4的移動IP定義三種功能實體:移動節(jié)點(mibile node)、歸屬代理(home agent)和外埠代理(foreign agent)。歸屬代理和外埠代理又統(tǒng)稱為移動代理。移動IP技術(shù)的基本通信流程如下:
(1)遠(yuǎn)程通信實體通過標(biāo)準(zhǔn)IP路由機制,向移動結(jié)點發(fā)出一個IP數(shù)據(jù)包;
(2)移動結(jié)點的歸屬代理截獲該數(shù)據(jù)包,將該包的目標(biāo)地址與自己移動綁定表中移動結(jié)點的歸屬地址比較,若與其中任一地址相同,繼續(xù)下一步,否則丟棄;
(3)歸屬代理用封裝機制將該數(shù)據(jù)包封裝,采用隧道操作發(fā)給移動結(jié)點的轉(zhuǎn)發(fā)地址;
(4)移動結(jié)點的拜訪地代理收到該包后,去其包封裝,采用空中信道發(fā)給移動結(jié)點;
(5)移動結(jié)點收到數(shù)據(jù)后,用標(biāo)準(zhǔn)IP路由機制與遠(yuǎn)程通信實體建立連接。
在移動IP協(xié)議中,每個移動節(jié)點在“歸屬鏈路”上都有一個的“歸屬地址”。與移動節(jié)點通信的節(jié)點稱為“通信節(jié)點”,通信節(jié)點可以是移動的,也可以是靜止的。與移動節(jié)點通信時,通信節(jié)點總是把數(shù)據(jù)包發(fā)送到移動節(jié)點的歸屬地址,而不考慮移動節(jié)點的當(dāng)前位置情況。
在歸屬鏈路上,每個移動節(jié)點必須有一個“歸屬代理”,用于維護(hù)自己的當(dāng)前位置信息。這個位置由“轉(zhuǎn)交地址”確定,移動節(jié)點的歸屬地址與當(dāng)前轉(zhuǎn)交地址的聯(lián)合稱為“移動綁定”(簡稱“綁定”)。每當(dāng)移動節(jié)點得到新的轉(zhuǎn)交地址時,必須生成新的綁定,向歸屬代理注冊,以使歸屬代理及時了解移動節(jié)點的當(dāng)前位置信息。一個歸屬代理可同時為多個移動節(jié)點提供服務(wù)。
當(dāng)移動節(jié)點連接在歸屬鏈路上(即鏈路的網(wǎng)絡(luò)前綴與移動節(jié)點位置地址的網(wǎng)絡(luò)前綴相等)時,移動節(jié)點就和固定節(jié)點或路由器一樣工作,不必運用任何其它移動IP功能;當(dāng)移動節(jié)點連接在外埠鏈路上時,通常使用“代理發(fā)現(xiàn)”協(xié)議發(fā)現(xiàn)一個“外埠代理”,然后將此外埠代理的IP地址作為自己的轉(zhuǎn)交地址,并通過注冊規(guī)程通知歸屬代理。當(dāng)有發(fā)往移動節(jié)點歸屬地址的數(shù)據(jù)包時,歸屬代理便截取該包,并根據(jù)注冊的轉(zhuǎn)交地址,通過隧道將數(shù)據(jù)包傳送給移動節(jié)點;由移動節(jié)點發(fā)出的數(shù)據(jù)包則可直接選路到目的節(jié)點上,無需隧道技術(shù)。
為了支持移動分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù),移動IP應(yīng)解決代理發(fā)現(xiàn)、注冊和隧道封裝三項技術(shù)。
1.2代理發(fā)現(xiàn)
移動IP通過擴展現(xiàn)有的“ICMP路由器發(fā)現(xiàn)”機制來實現(xiàn)代理發(fā)現(xiàn)。代理發(fā)現(xiàn)機制檢測移動節(jié)點是否從一個網(wǎng)絡(luò)移動到另一個網(wǎng)絡(luò),并檢測它是否返回歸屬鏈路。當(dāng)移動節(jié)點移動到一個新的外埠鏈路時,代理發(fā)現(xiàn)機制也能幫助它發(fā)現(xiàn)合適的外埠代理。
(1)代理布告(agent advertisement)
在所連接的網(wǎng)絡(luò)上,歸屬代理和外埠代理定期廣播“代理布告”消息,以宣告自己的存在。代理布告消息是ICMP路由器布告消息的擴展,它包含路由器IP地址和代理布告擴展信息。移動節(jié)點時刻監(jiān)聽代理布告消息,以判斷自己是否漫游出本地網(wǎng)絡(luò)。若移動節(jié)點從自己的歸屬代理接收到一個代理布告消息,它就能推斷已返回歸屬,并直接向歸屬代理注冊,否則移動節(jié)點將選擇是保留當(dāng)前的注冊,還是向新的外埠代理進(jìn)行注冊。
(2)代理請求(agent solicitation)
拜訪地代理周期性地發(fā)送代理布告消息,若移動節(jié)點爭需獲得代理信息,它可發(fā)送一個ICMP“代理請求”消息。任何代理收到代理請求消息后,應(yīng)立即發(fā)送。代理請求與ICMP路由器請求消息格式相同,只是它要求將IP的TTL域置為1。
1.3注冊
移動節(jié)點發(fā)現(xiàn)自己的網(wǎng)絡(luò)接入點從一條鏈路切換到另一鏈路時,就要進(jìn)行注冊。另外,由于注冊信息有一定的生存時間,所以移動節(jié)點在沒有發(fā)生移動時也要注冊。移動IP的注冊功能是:移動節(jié)點可得到外埠鏈路上外埠代理的路由服務(wù);可將其轉(zhuǎn)交地址通知歸屬代理;可使要過期的注冊重新生效。另外,移動節(jié)點在回到歸屬鏈路時,需要進(jìn)行反注冊。
注冊的其它功能是:可同時注冊多個轉(zhuǎn)交地址,此時歸屬代理通過隧道,將發(fā)往移動節(jié)點歸屬地址的數(shù)據(jù)包發(fā)往移動節(jié)點的每個轉(zhuǎn)交地址;可在注銷一個轉(zhuǎn)交地址的同時保留其它轉(zhuǎn)交地址;在不知道歸屬代理的情況下,移動節(jié)點可通過注冊,動態(tài)獲得歸屬代理地址。
移動IP的注冊過程一般在代理發(fā)現(xiàn)機制完成之后進(jìn)行。當(dāng)移動節(jié)點發(fā)現(xiàn)已返回歸屬鏈路時,就向歸屬代理注冊,并開始象固定節(jié)點或路由器那樣通信,當(dāng)移動節(jié)點位于外埠鏈路時,能得到一個轉(zhuǎn)交地址,并通過外埠代理向歸屬代理注冊這個地址。
移動IP的注冊操作使用UDP數(shù)據(jù)報文,包括注冊請求和注冊應(yīng)答兩種消息。移動結(jié)點通過這兩種注冊消息,向歸屬網(wǎng)絡(luò)注冊新的轉(zhuǎn)發(fā)地址。
1.4隧道技術(shù)
隧道技術(shù)在移動IP中非常重要。移動IP使用IP的IP封裝、最小封裝和通用路由封裝(GRE)三種隧道技術(shù)。
(1)IP的IP封裝
由RFC2003定義,用于將IPv4包放在另一個IPv4包的凈荷部分。其過程非常簡單,只需把一個IP包放在一個新的IP包的凈荷中。采用IP的IP封裝的隧道對穿過的數(shù)據(jù)包來說,猶如一條虛擬鏈路。移動IP要求歸屬代理和外埠代理實現(xiàn)IP的IP封裝,以實現(xiàn)從歸屬代理到轉(zhuǎn)交地址的隧道。
(2)IP的最小封裝
由RFC2004定義,是移動IP中的一種可選隧道方式。目的是減少實現(xiàn)隧道所需的額外字節(jié)數(shù),通過去掉IP的IP封裝中內(nèi)層IP報頭和外層IP的報頭的冗余部分完成。與IP的IP封裝相比,它可節(jié)省字節(jié)(一般8byte)。但當(dāng)原始數(shù)據(jù)包已經(jīng)過分片時,最小封裝就無能為力了。在隧道內(nèi)的每臺路由器上,由于原始包的生存時間域值都會減小,以使歸屬代理在采用最小封裝時,移動節(jié)點不可到達(dá)的概率增大。
(3)由RFC1701定義,是移動IP采用的最后一種隧道技術(shù)。除了IP協(xié)議外,GRE還支持其它網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議,它允許一種協(xié)議的數(shù)據(jù)包封裝在另一種協(xié)議數(shù)據(jù)包的凈荷中。在某些應(yīng)用中,GRE防止遞歸封裝的機制也非常有吸引力。 2移動IP在cdma2000中的應(yīng)用
在3G移動通信中,cdma2000核心網(wǎng)可向移動用戶提供基于簡單IP的公網(wǎng)/專網(wǎng)接入業(yè)務(wù)和基于移動IP的公網(wǎng)/專網(wǎng)接入業(yè)務(wù)。
Examda提示: 當(dāng)用戶采用簡單IP方式接入時,將會從業(yè)務(wù)接入提供商那里分配到一個動態(tài)的IP地址。該用戶可在一定地理范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)中,保持所分配的IP地址;當(dāng)用戶移動出上述地理范圍時,則不再保持該IP地址。
當(dāng)用戶采用移動IP方式接入時,可使用靜態(tài)IP地址,也可使用動態(tài)IP地址,這主要取決于其歸屬IP網(wǎng)絡(luò)。在cdma2000網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi)或其它網(wǎng)絡(luò)范圍內(nèi),用戶可任意移動,并能保持同一IP地址。在cdma2000系統(tǒng)中,移動IP應(yīng)用的關(guān)鍵在于要引入一個支持移動IP外埠代理(FA)功能的分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)。
2.1基于移動IP的網(wǎng)絡(luò)參考模型
基于移動IP的cdma2000分組核心網(wǎng)絡(luò)包括分組控制功能(PCF)、分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)、認(rèn)證受權(quán)和計費(AAA)以及歸屬代理(HA)。其中,PCF主要用于建立、維護(hù)和終止鏈路層到PDSN的連接,與無線資源控制(RRC)共同請求和管理無線資源,以便在移動臺之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包。PDSN主要用于建立、維護(hù)和終止鏈路層與移動臺的PPP會話,執(zhí)行對移動用戶分組數(shù)據(jù)會話的認(rèn)證、授權(quán)和計費,將移動臺的IP地址映射成的鏈路層連接或標(biāo)識,按照QoS要求標(biāo)記并處理數(shù)據(jù)包。PDSN還增加FA(外埠代理)功能,負(fù)責(zé)提供隧道出口,并將數(shù)據(jù)解封裝,發(fā)往移動臺。AAA負(fù)責(zé)管理用戶,包括用戶權(quán)限、開通業(yè)務(wù)等信息。目前AAA采用的主要協(xié)議為RADIUS,因此也可稱做RADIUS服務(wù)器。HA負(fù)責(zé)將分組數(shù)據(jù)通過隧道技術(shù)發(fā)送給移動用戶,并實現(xiàn)PDSN之間的宏
移動管理。PDSN通過R-P接口連至無線網(wǎng)絡(luò)(RN)。移動終端與PDSN之間的鏈路層協(xié)議采用PPP協(xié)議,網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議則采用IP。
2.2cdma2000中的移動IP技術(shù)
移動臺通過空中接口連至具有PCF的基站。移動臺經(jīng)由PPP連至cdma網(wǎng)絡(luò)后,它與PDSN之間的鏈路層連接宣告建立。PPP連接初始化后,PDSN發(fā)送一條代理廣播消息到移動臺,移動臺產(chǎn)生移動IP注冊請求;PDSN采用AAA協(xié)議,將該請求消息發(fā)往HA,從歸屬代理返還的消息中,提取移動IP注冊應(yīng)答消息,并將它發(fā)至移動臺。
在同一PDSN內(nèi),RN之間的切換通過將先存的R-P鏈路轉(zhuǎn)移到新的RN,并終止與原RN的連接實現(xiàn),,在不同PDSN之間切換時,業(yè)務(wù)信道將被轉(zhuǎn)移到新的RN,并在新RN與新PDSN之間,創(chuàng)建一個新的分組業(yè)務(wù)會話標(biāo)識,關(guān)閉舊的PDSN連接。通過會話標(biāo)識,新PDSN識別出這是一個新的R-P鏈路,而不是原鏈路。若系統(tǒng)支持移動IP的路由優(yōu)化,則附帶的更新消息將被發(fā)往相關(guān)主機,主機便開始向新的PDSN傳輸數(shù)據(jù)包。
3移動IP協(xié)議的發(fā)展:IPv6
隨著人們對移動通信業(yè)務(wù)的需求日益迫切,用戶的入網(wǎng)注冊、路由選擇、安全防護(hù)以及對移動用戶的支持,已使IPv4協(xié)議的局限性暴露出來,并成為IPv6產(chǎn)生和發(fā)展的必要趨勢。
移動IPv6技術(shù)是在IPv4的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。它定義了移動節(jié)點,通信節(jié)點和歸屬代理三種操作實體。由于IPv6地址空間巨大,而且每臺路由器都要求實現(xiàn)路由器搜索,所以不再有外埠代理的概念。四種新的IPv6目的地選項包括綁定更新、綁定認(rèn)可、綁定請求和歸屬地址。為了實現(xiàn)“動態(tài)歸屬代理地址發(fā)現(xiàn)”機制,IPv6定義了兩種ICMP消息類型:歸屬代理地址發(fā)現(xiàn)請求消息和歸屬代理地址發(fā)現(xiàn)應(yīng)答消息。另外還定義了兩種“鄰居發(fā)現(xiàn)”選項:宣告消息間隔和歸屬代理信息選項。
在移動IPv6技術(shù)中,在與外埠鏈路連接的移動節(jié)點上,可同時采用隧道和源路由技術(shù)傳送數(shù)據(jù)包。另外,移動IPv6的高層功能也包括代理搜索、注冊和選路。
移動IPv6通過ICMPv6路由器搜索,確定它的轉(zhuǎn)交地址。移動節(jié)點不僅將轉(zhuǎn)交地址告訴歸屬代理,而且還告訴各通信伙伴,以使它們發(fā)出的數(shù)據(jù)包可也移動IPv6中一樣路由,實現(xiàn)路由優(yōu)化,而不全是三邊路由。移動IPv6選路報頭以及AH、ESP等基于SKIP和基于ISAKMP/Oakley的穿越放火墻方案,不但簡化到移動節(jié)點的路由選擇,還保證路由優(yōu)化的安全性。
4結(jié)束語
因特網(wǎng)的迅猛發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人們的最初預(yù)想,快速地影響著人們的日常生活。到2004年,每10人中會有4人使用移動電話上網(wǎng)沖浪。分組型的GPRS、EDGE和cdma2000-1X都僅僅是通向全移動多媒體的第一步,WCDMA和cdma2000-3X的3G移動網(wǎng)絡(luò)將使數(shù)據(jù)傳輸速率提高到2Mb/s甚至更高。移動世界正大步向全I(xiàn)P網(wǎng)絡(luò)演進(jìn),因特網(wǎng)將被裝入每個人的口袋之中。

