移動(dòng)IP:下一代網(wǎng)絡(luò)過(guò)渡的核心技術(shù)

　　隨著網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的演變和寬帶技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)向下一代網(wǎng)絡(luò)的演進(jìn)勢(shì)不可擋。下一代網(wǎng)絡(luò)將具有更廣闊的業(yè)務(wù)范圍。其主要目標(biāo)是：支持實(shí)時(shí)的多媒體業(yè)務(wù)，支持移動(dòng)性，縮減服務(wù)投向市場(chǎng)的時(shí)間，支持多種接入方式，確�，F(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的平滑演進(jìn)以及具有經(jīng)濟(jì)、可擴(kuò)展的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。



　　移動(dòng)IP技術(shù)是在傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)中實(shí)現(xiàn)下一代網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的核心技術(shù)，其主要支持網(wǎng)絡(luò)移動(dòng)性、訪問的雙向性，支持多媒體業(yè)務(wù)的實(shí)時(shí)性等。眾所周知，移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)在給我們帶來(lái)新機(jī)遇和新業(yè)務(wù)的同時(shí)，也帶來(lái)了新的技術(shù)難題。因?yàn)閭鹘y(tǒng)的TCP/IP產(chǎn)生于20世紀(jì)70年代，受當(dāng)時(shí)技術(shù)水平和條件的限制，它不支持移動(dòng)。隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，這成為了互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)一步發(fā)展的障礙。因此，移動(dòng)IP技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。



　　移動(dòng)IP技術(shù)是IP技術(shù)發(fā)展的新領(lǐng)域，是無(wú)線通信技術(shù)和IP這兩個(gè)最成功的信息技術(shù)融合，其發(fā)展是以下幾個(gè)方面的要求：



（1）網(wǎng)絡(luò)IP化的趨勢(shì)要求



　　自1994年以來(lái)，INTERNET技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，使得各種網(wǎng)絡(luò)無(wú)論其各自硬件和低層協(xié)議如何只要通過(guò)TCP/IP技術(shù)，就可以透明地連接在一起，徹底實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)際通信和信息共享，并真正促進(jìn)了網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的到來(lái)。INTERNET能提供實(shí)時(shí)的話音、會(huì)議電視、VOD等業(yè)務(wù)。隨著電信、電視、計(jì)算機(jī)三者融合的趨勢(shì)使多媒體業(yè)務(wù)的呼聲也越來(lái)越高。INTERNET將可能成為寬帶網(wǎng)的基礎(chǔ)，并將取代現(xiàn)有的電話網(wǎng)和有線電視網(wǎng)�？梢�，未來(lái)的網(wǎng)絡(luò)將基于IP報(bào)文交換技術(shù)。



（2）TCP/IP協(xié)議不支持移動(dòng)性



　　INTERNET協(xié)議棧TCP/IP是假設(shè)終端系統(tǒng)是靜態(tài)的情況下設(shè)計(jì)出來(lái)的。在一個(gè)動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)任務(wù)中，如果通信的一端移開，則通信中斷。而處于TCP/IP層次以上的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)自然的中斷�，F(xiàn)有的INTERNET尋址方案，使用目的地址的網(wǎng)絡(luò)前綴（network prefix）用于路由。一個(gè)地址只能被用于它所被定義的域內(nèi)，因特網(wǎng)中普遍采用的傳輸層協(xié)議TCP/UDP都采用IP地址作為端點(diǎn)標(biāo)識(shí)，且都采用了端口（port）這個(gè)概念，它使得TCP/UDP接收實(shí)體可以決定從網(wǎng)絡(luò)收到的數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù)應(yīng)交由多個(gè)高層應(yīng)用中的哪一個(gè)處理，這樣在一個(gè)節(jié)點(diǎn)上就可以同時(shí)打開多個(gè)應(yīng)用，而各個(gè)應(yīng)用的流量之間互不干擾。節(jié)點(diǎn)間的TCP連接由以下四個(gè)值唯一確定：源IP地址、目的IP地址、源TCP端口號(hào)、目的TCP端口號(hào)。除了數(shù)據(jù)段的凈荷，TCP的校驗(yàn)和也對(duì)前面這四個(gè)值進(jìn)行校驗(yàn)。這四個(gè)值在一個(gè)TCP連接的整個(gè)過(guò)程中是保持不變的，當(dāng)目的節(jié)點(diǎn)的IP地址發(fā)生變化是，這個(gè)約定將斷開連接。



（3）不同網(wǎng)絡(luò)之間的無(wú)縫漫游的要求



　　作為個(gè)人通信的最高境界，即任何人、任何地點(diǎn)、任何時(shí)間、任何方式、任何業(yè)務(wù)的理想通信模式。為了實(shí)現(xiàn)上述夢(mèng)想，國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)開始了對(duì)衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)和蜂窩移動(dòng)網(wǎng)及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)（或移動(dòng)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)）的研究，其中心問題就是為了解決全球移動(dòng)性支持問題。在移動(dòng)性或漫游支持方面，依對(duì)移動(dòng)的處理層次不同，存在三種不同的概念：①在應(yīng)用層次上的移動(dòng);②在物理網(wǎng)層移動(dòng);③在IP層移動(dòng)。第一種移動(dòng)主要指用戶或應(yīng)用的移動(dòng)，例如某撥號(hào)用戶從甲地移動(dòng)至乙地后使用原用戶認(rèn)證信息在乙地本地?fù)芴?hào)入網(wǎng)。第二種移動(dòng)的例子如DHCP或使用數(shù)字移動(dòng)電話的撥號(hào)入網(wǎng)方式，這種情況下，用戶及其攜帶終端設(shè)備可在物理網(wǎng)覆蓋范圍內(nèi)漫游。第三種移動(dòng)指用戶及其攜帶終端設(shè)備可在IP網(wǎng)間移動(dòng)，即可在多種移動(dòng)物理網(wǎng)（譬如無(wú)線局域網(wǎng)及數(shù)字移動(dòng)電話網(wǎng)）間無(wú)縫漫游。目前無(wú)線網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域由各種不同類型的接入，例如TDMA、CDMA、GSM等，和核心網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，如IS-41、MAP等，來(lái)共同構(gòu)成。它們的異質(zhì)性限制了互相之間移動(dòng)性的范圍。隨著異質(zhì)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展，要求它們的移動(dòng)管理應(yīng)能保證異質(zhì)網(wǎng)間的無(wú)縫切換。移動(dòng)IP可望將蜂窩系統(tǒng)和Internet的移動(dòng)性融為一體。產(chǎn)生一個(gè)公共的移動(dòng)性方案的優(yōu)越性在于其與具體的接入網(wǎng)技術(shù)無(wú)關(guān)，可以應(yīng)用于有線和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中。



（4）許多網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的要求



　　許多應(yīng)用的配置數(shù)據(jù)庫(kù)都以IP地址為基礎(chǔ)，而不是主機(jī)名。如果頻繁地改變IP地址，這些應(yīng)用就會(huì)中斷；將來(lái)有可能服務(wù)器也需要移動(dòng)功能，而不僅僅是客戶機(jī)，這時(shí)，只知道服務(wù)器的IP地址的客戶就找不到服務(wù)器了，除非服務(wù)器具有移動(dòng)IP提供的移動(dòng)功能；有的應(yīng)用提供商提供網(wǎng)絡(luò)注冊(cè)系統(tǒng)，它們只允許IP地址在一定范圍內(nèi)的用戶接入。如果沒有移動(dòng)IP，切換了鏈路的漫游節(jié)點(diǎn)就有可能改變IP地址，這樣它就不可能再注冊(cè)到這些應(yīng)用上了；有些安全機(jī)制根據(jù)節(jié)點(diǎn)的IP地址決定它的訪問權(quán)限，移動(dòng)IP使得在提供節(jié)點(diǎn)移動(dòng)功能的同時(shí)仍可利用這些安全機(jī)制。



　　因而，移動(dòng)IP將會(huì)廣泛地應(yīng)用于所有TCP/IP網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，同時(shí)，也最大化地滿足了人們對(duì)任意移動(dòng)或到處漫游的需求。網(wǎng)絡(luò)IP化的趨勢(shì)、TCP/IP協(xié)議不支持移動(dòng)性以及用戶對(duì)不同網(wǎng)絡(luò)之間的無(wú)縫漫游的要求，使移動(dòng)IP成為IP技術(shù)發(fā)展的新方向，它是無(wú)線通信和IP這兩項(xiàng)信息技術(shù)的融合。同時(shí)，從人文理念方面則更淋漓盡致地體現(xiàn)了人們追求個(gè)性化的心理，促進(jìn)了互聯(lián)網(wǎng)更為人性化的應(yīng)用，互聯(lián)網(wǎng)也因此真正的“動(dòng)”了起來(lái)。



　　從移動(dòng)IP技術(shù)本身來(lái)講，它引用了處理蜂窩移動(dòng)電話呼叫的原理，使移動(dòng)節(jié)點(diǎn)采用固定不變的IP地址，一次登錄即可實(shí)現(xiàn)在任意位置上保持與IP主機(jī)的單一鏈路層連接，使通信持續(xù)進(jìn)行。此外，移動(dòng)IP是一種在全球互聯(lián)網(wǎng)上提供移動(dòng)功能的方案，使節(jié)點(diǎn)在切換鏈路時(shí)仍可保持正在進(jìn)行的通信。它提供了一種IP路由機(jī)制，使移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可以一個(gè)永久的IP地址連接到任何鏈路上。與特定主機(jī)路由技術(shù)和數(shù)據(jù)鏈路層方案不同，移動(dòng)IP還可以解決安全性、可靠性的問題，并與傳輸媒介無(wú)關(guān)。同時(shí)，移動(dòng)IP技術(shù)保持了良好的用戶透明性。



　　移動(dòng)IP允許移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在不重新啟動(dòng)、不中斷任何進(jìn)行中的通信的前提下，同時(shí)移動(dòng)自己的位置，使移動(dòng)對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，是完全透明的。用戶可以使用固定的IP地址在不同的網(wǎng)段之間漫游，而避免受到更改IP及通信中斷的困擾。對(duì)于一個(gè)移動(dòng)IP節(jié)點(diǎn)，需要具有兩個(gè)IP代理服務(wù)器，第一個(gè)地址稱為“家”代理，這是用來(lái)識(shí)別端到端連接的靜態(tài)地址，也是移動(dòng)節(jié)點(diǎn)與歸屬網(wǎng)連接時(shí)使用的地址。不管移動(dòng)節(jié)點(diǎn)連至網(wǎng)絡(luò)何處，其歸屬地址保持不變。第二個(gè)地址是外代理。轉(zhuǎn)交地址就是隧道終點(diǎn)地址。它可能是外區(qū)代理轉(zhuǎn)交地址，也可能是駐留本地的轉(zhuǎn)交地址。



　　移動(dòng)節(jié)點(diǎn)必須將其位置信息向其歸屬代理進(jìn)行登記，以便被找到。在移動(dòng)IP技術(shù)中，依不同的網(wǎng)絡(luò)連接方式，有兩種不同的登記規(guī)程。一種是直接向“家”代理進(jìn)行登記，即移動(dòng)節(jié)點(diǎn)向其歸屬代理發(fā)送登記請(qǐng)求，家代理處理后向移動(dòng)節(jié)點(diǎn)發(fā)送登記答復(fù)。一種是通過(guò)外代理，即移動(dòng)節(jié)點(diǎn)向外區(qū)代理發(fā)送登記請(qǐng)求，外區(qū)代理接收并處理登記請(qǐng)求，然后將請(qǐng)求中繼到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)的家代理；“家”代理處理完登記請(qǐng)求后向外區(qū)代理發(fā)送登記答復(fù)，外代理處理登記答復(fù)報(bào)文，并將其轉(zhuǎn)發(fā)到移動(dòng)節(jié)點(diǎn)。



　　其次，移動(dòng)IP技術(shù)充分利用了網(wǎng)絡(luò)資源，拓展了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。



　　移動(dòng)IP是一種在全球互聯(lián)網(wǎng)上提供移動(dòng)功能的方案，它提供了一種特殊的IP路由機(jī)制，使移動(dòng)節(jié)點(diǎn)可以一個(gè)永久的IP地址連結(jié)到任何鏈路上。事實(shí)上，移動(dòng)IP可以看作是一個(gè)路由協(xié)議，只是與其他互聯(lián)網(wǎng)路由協(xié)議相比，它可以將數(shù)據(jù)包路由到可能一直在快速地改變位置的移動(dòng)節(jié)點(diǎn)上。簡(jiǎn)單地可解釋為，移動(dòng)IP是一種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議，它能夠保證計(jì)算機(jī)在移動(dòng)過(guò)程中在不改變現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)IP地址、不中斷正在進(jìn)行的網(wǎng)絡(luò)通信及不中斷正在執(zhí)行的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的不間斷訪問。



摘自　賽迪網(wǎng)