移動IP為增值業(yè)務鋪路將移動世界帶入新起點

2002/07/05

。。網(wǎng)絡技術與便攜式可移動終端（主要包括筆記本電腦、PDA和WAP手機等）的發(fā)展，使在IP網(wǎng)絡中實現(xiàn)對主機移動性的支持變得十分重要。這種重要性推動了業(yè)界對可移動終端無線接入的研究，也就是移動IP技術的研究。移動IP技術使得移動網(wǎng)絡的用戶可以和桌面網(wǎng)絡用戶一樣方便地聯(lián)機入網(wǎng)，共享資源和服務。

。。移動IP不是移動通信技術和互聯(lián)網(wǎng)技術的簡單疊加，也不是無線話音和無線數(shù)據(jù)的簡單疊加，而是移動通信和基于IP的互聯(lián)網(wǎng)技術的深層融合，是現(xiàn)有移動通信方式的一場深刻變革。為適應快速增長的數(shù)據(jù)業(yè)務需求，人們需要一個以包交換為基礎的無線網(wǎng)絡，這種新型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)正是未來移動IP的結(jié)構(gòu)：基于IP協(xié)議，無線話音和無線數(shù)據(jù)綜合在一個技術平臺上傳輸，真正實現(xiàn)了話音業(yè)務和數(shù)據(jù)業(yè)務的融合，并為多種多樣、豐富多彩的移動增值業(yè)務開展鋪設了陽光大道�？梢哉f，移動IP技術，將使未來的移動世界更美好。

移動IP技術的原理

。。IP地址的作用，一是標示主機或終端的位置，二是為數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡源節(jié)點到目的節(jié)點的傳送尋找路由。對于移動主機，設想它來到了異地節(jié)點，而給它的分組仍然繼續(xù)送到其原來路由器，則該主機將無法再獲取電子郵件等；而根據(jù)它的新位置賦予該主機一個新的IP地址也不太可取，因為這意味著要將這個變化通知大量的人、程序和數(shù)據(jù)庫。為了支持移動主機功能，Internet工程任務組（IETF）成立了一個工作小組來尋找解決方案，并確定了下列主要目標：每個移動主機必須能在任何地方使用其歸屬地IP地址；不允許對固定主機的軟件進行修改；不允許對路由器的軟件和表進行修改；大部分給移動主機的分組不能繞道傳送；當移動主機在歸屬地時不能增加開銷。移動IP技術正是這樣的解決方案。

。。移動IP協(xié)議為移動節(jié)點指定了兩個地址：一個是歸屬地址（Home Address），用來標示移動節(jié)點，并作為移動節(jié)點發(fā)送數(shù)據(jù)報的源地址；另一個是關照地址（Careof Address），送給移動節(jié)點的數(shù)據(jù)報由這個地址來轉(zhuǎn)交。與移動節(jié)點歸屬地址網(wǎng)絡部分匹配的子網(wǎng)被稱為移動節(jié)點的歸屬網(wǎng)絡（Home Networks），而其余子網(wǎng)稱為移動節(jié)點的外地網(wǎng)絡（Foreign Networks）。每種網(wǎng)絡中都有一個代理，分別叫歸屬代理（Home Agent）和外地代理（Foreign Agent）。

。。移動IP的工作過程是這樣的：首先，歸屬代理和外地代理周期性地在網(wǎng)絡上發(fā)布代理公告AAM（Agent Advertisement Message），以聲明自己所處位置。移動節(jié)點通過對收到的代理公告進行分析，確定自己是在歸屬網(wǎng)絡還是在外地網(wǎng)絡上。如果移動節(jié)點仍在歸屬網(wǎng)絡中，則無須啟動移動功能；若移動節(jié)點從外地網(wǎng)絡返回，則必須向歸屬代理發(fā)出撤銷登記請求。如果移動節(jié)點處在外地網(wǎng)絡上，則從AAM中或用動態(tài)節(jié)點配置協(xié)議（Dynamic Host ConfiguratiOn Protocol）獲得一個轉(zhuǎn)交地址。然后，移動節(jié)點向歸屬代理登記注冊自己的轉(zhuǎn)交地址。歸屬代理及其它相關路由器截下發(fā)往已登記節(jié)點歸屬地址的數(shù)據(jù)包，歸屬代理對數(shù)據(jù)包進行隧道封裝，然后通過IP通道發(fā)往節(jié)點的轉(zhuǎn)交地址。使用外地代理轉(zhuǎn)交地址時，外地代理收到數(shù)據(jù)包后解除其隧道封裝，從中取出原始數(shù)據(jù)包發(fā)給移動節(jié)點。若使用駐留本地的轉(zhuǎn)交地址，則由移動節(jié)點自行解除隧道封裝。移動節(jié)點由一個子網(wǎng)切換到另一子網(wǎng)時，只要重新登記轉(zhuǎn)交地址，發(fā)往節(jié)點歸屬地址的數(shù)據(jù)包仍可到達移動節(jié)點，數(shù)據(jù)傳輸不會中斷。移動節(jié)點送出的數(shù)據(jù)包按一般的IP尋址方式發(fā)送，不必通過歸屬代理。

。。此外，為了處理不說再見就離開的移動主機，要求移動節(jié)點定期地向支持它的外地代理注冊；如果外地代理在一定時間后沒有收到移動節(jié)點的注冊信息，則認為該移動節(jié)點已移出子網(wǎng)，從而刪除該表項。

無線IP技術的現(xiàn)存問題

“三角路由”問題

。。當一般IP主機給移動主機發(fā)送數(shù)據(jù)包時，首先到達移動主機的歸屬代理，歸屬代理再根據(jù)收到的移動主機當前的接管地址CoA（假定現(xiàn)在為外地代理），將數(shù)據(jù)包發(fā)往外地網(wǎng)絡，由外地代理最終將數(shù)據(jù)包發(fā)給移動主機，這就出現(xiàn)了路由的“三角問題”。最差的情況是當發(fā)送數(shù)據(jù)包的IP主機靠近移動主機所在的外地網(wǎng)絡或移動主機已經(jīng)漫游到發(fā)送主機所在的網(wǎng)絡時，發(fā)送的數(shù)據(jù)包卻仍要先到達移動主機的本地代理，再由歸屬代理發(fā)到外地代理，最后到達移動主機。這增大了傳輸延遲，尤其影響了音頻／視頻等實時業(yè)務。其次，數(shù)據(jù)包在網(wǎng)絡中運行時間過長，浪費了網(wǎng)絡資源，增加了網(wǎng)絡負擔。

。。隧道技術是解決“三角路由”的一種辦法。歸屬代理收到IP主機發(fā)往移動主機的數(shù)據(jù)后，把移動主機的歸屬代理地址、CoA和注冊生存時間等信息告知IP主機并進行捆綁。隨后，IP主機對數(shù)據(jù)包進行封裝，并建立與CoA處的隧道；數(shù)據(jù)包在隧道中透明傳輸，到達隧道終點后，解除封裝，傳給移動主機。如果移動主機又移動了，新的CoA實體會把更新的捆綁信息傳給老的CoA實體，歸屬代理也隨后得到更新的捆綁信息，它再通知IP主機新的捆綁信息，之后傳送的數(shù)據(jù)包直接由IP主機發(fā)往新的CoA處，這樣就消除了三角路由，實現(xiàn)了路由的優(yōu)化。另一種路由優(yōu)化的思想是引入一個新的通信代理CA（Communicate Agent）專門負責管理IP主機與移動主機通信時的尋址、隧道建立、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙ぷ�。由于它大大縮短了傳輸路徑，而且不必進行過多改動就可以實現(xiàn)移動IP的功能，因此有著廣闊的應用前景。

跨越企業(yè)網(wǎng)問題

。。為了內(nèi)部主機和信息的安全，企業(yè)防火墻阻擋來自外部的不滿足指定安全條件的各類IP包。一般，企業(yè)防火墻的設置禁止了內(nèi)部主機發(fā)出的包再經(jīng)Internet進入，這給希望與企業(yè)網(wǎng)中的其它主機進行通信的移動節(jié)點造成了困難。為了使移動IP成為一種能夠建立安全通道的協(xié)議，一些學者和組織正在研究能夠跨越防火墻的方案。

外地代理的切換問題

。。外地代理間的平滑切換也是無線IP所要解決的一個問題。由于移動主機的頻率可能很高，與移動節(jié)點通信的每個主機可能來不及收到主機移動的地址更新消息。在主機離開一個子網(wǎng)而進入另一個子網(wǎng)期間，有可能在網(wǎng)絡上存在以移動節(jié)點為目的的分組，保證這些分組的安全是實現(xiàn)移動主機在網(wǎng)間平滑漫游的關鍵。

人民郵電報