移动IP:下一代网络过渡的核心技术

发布: 2010-10-20 00:40 | 作者: | 来源: | 字体: 小中大

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　　随着网络体系结构的演变和宽带技术的发展，传统网络向下一代网络的演进势不可挡。下一代网络将具有更广阔的业务范围。其主要目标是：支持实时的多媒体业务，支持移动性，缩减服务投向市场的时间，支持多种接入方式，确保现有网络的平滑演进以及具有经济、可扩展的网络结构。

　　移动IP技术是在传统网络中实现下一代网络应用的核心技术，其主要支持网络移动性、访问的双向性，支持多媒体业务的实时性等。众所周知，移动网络在给我们带来新机遇和新业务的同时，也带来了新的技术难题。因为传统的TCP/IP产生于20世纪70年代，受当时技术水平和条件的限制，它不支持移动。随着技术的不断进步，这成为了互联网进一步发展的障碍。因此，移动IP技术应运而生。

　　移动IP技术是IP技术发展的新领域，是无线通信技术和IP这两个最成功的信息技术融合，其发展是以下几个方面的要求：

（1）网络IP化的趋势要求

　　自1994年以来，INTERNET技术的出现和发展，使得各种网络无论其各自硬件和低层协议如何只要通过TCP/IP技术，就可以透明地连接在一起，彻底实现了网际通信和信息共享，并真正促进了网络时代的到来。INTERNET能提供实时的话音、会议电视、VOD等业务。随着电信、电视、计算机三者融合的趋势使多媒体业务的呼声也越来越高。INTERNET将可能成为宽带网的基础，并将取代现有的电话网和有线电视网。可见，未来的网络将基于IP报文交换技术。

（2）TCP/IP协议不支持移动性

　　INTERNET协议栈TCP/IP是假设终端系统是静态的情况下设计出来的。在一个动态网络任务中，如果通信的一端移开，则通信中断。而处于TCP/IP层次以上的网络服务自然的中断。现有的INTERNET寻址方案，使用目的地址的网络前缀（network prefix）用于路由。一个地址只能被用于它所被定义的域内，因特网中普遍采用的传输层协议TCP/UDP都采用IP地址作为端点标识，且都采用了端口（port）这个概念，它使得TCP/UDP接收实体可以决定从网络收到的数据段中的数据应交由多个高层应用中的哪一个处理，这样在一个节点上就可以同时打开多个应用，而各个应用的流量之间互不干扰。节点间的TCP连接由以下四个值唯一确定：源IP地址、目的IP地址、源TCP端口号、目的TCP端口号。除了数据段的净荷，TCP的校验和也对前面这四个值进行校验。这四个值在一个TCP连接的整个过程中是保持不变的，当目的节点的IP地址发生变化是，这个约定将断开连接。

（3）不同网络之间的无缝漫游的要求

　　作为个人通信的最高境界，即任何人、任何地点、任何时间、任何方式、任何业务的理想通信模式。为了实现上述梦想，国内外研究机构开始了对卫星互联网和蜂窝移动网及移动互联网（或移动计算网络）的研究，其中心问题就是为了解决全球移动性支持问题。在移动性或漫游支持方面，依对移动的处理层次不同，存在三种不同的概念：①在应用层次上的移动;②在物理网层移动;③在IP层移动。第一种移动主要指用户或应用的移动，例如某拨号用户从甲地移动至乙地后使用原用户认证信息在乙地本地拨号入网。第二种移动的例子如DHCP或使用数字移动电话的拨号入网方式，这种情况下，用户及其携带终端设备可在物理网覆盖范围内漫游。第三种移动指用户及其携带终端设备可在IP网间移动，即可在多种移动物理网（譬如无线局域网及数字移动电话网）间无缝漫游。目前无线网络领域由各种不同类型的接入，例如TDMA、CDMA、GSM等，和核心网络技术，如IS-41、MAP等，来共同构成。它们的异质性限制了互相之间移动性的范围。随着异质网络技术的发展和移动通信技术的发展，要求它们的移动管理应能保证异质网间的无缝切换。移动IP可望将蜂窝系统和Internet的移动性融为一体。产生一个公共的移动性方案的优越性在于其与具体的接入网技术无关，可以应用于有线和无线网络中。

（4）许多网络应用的要求

　　许多应用的配置数据库都以IP地址为基础，而不是主机名。如果频繁地改变IP地址，这些应用就会中断；将来有可能服务器也需要移动功能，而不仅仅是客户机，这时，只知道服务器的IP地址的客户就找不到服务器了，除非服务器具有移动IP提供的移动功能；有的应用提供商提供网络注册系统，它们只允许IP地址在一定范围内的用户接入。如果没有移动IP，切换了链路的漫游节点就有可能改变IP地址，这样它就不可能再注册到这些应用上了；有些安全机制根据节点的IP地址决定它的访问权限，移动IP使得在提供节点移动功能的同时仍可利用这些安全机制。

　　因而，移动IP将会广泛地应用于所有TCP/IP网络环境中，同时，也最大化地满足了人们对任意移动或到处漫游的需求。网络IP化的趋势、TCP/IP协议不支持移动性以及用户对不同网络之间的无缝漫游的要求，使移动IP成为IP技术发展的新方向，它是无线通信和IP这两项信息技术的融合。同时，从人文理念方面则更淋漓尽致地体现了人们追求个性化的心理，促进了互联网更为人性化的应用，互联网也因此真正的“动”了起来。

　　从移动IP技术本身来讲，它引用了处理蜂窝移动电话呼叫的原理，使移动节点采用固定不变的IP地址，一次登录即可实现在任意位置上保持与IP主机的单一链路层连接，使通信持续进行。此外，移动IP是一种在全球互联网上提供移动功能的方案，使节点在切换链路时仍可保持正在进行的通信。它提供了一种IP路由机制，使移动节点可以一个永久的IP地址连接到任何链路上。与特定主机路由技术和数据链路层方案不同，移动IP还可以解决安全性、可靠性的问题，并与传输媒介无关。同时，移动IP技术保持了良好的用户透明性。

　　移动IP允许移动节点在不重新启动、不中断任何进行中的通信的前提下，同时移动自己的位置，使移动对于用户来说，是完全透明的。用户可以使用固定的IP地址在不同的网段之间漫游，而避免受到更改IP及通信中断的困扰。对于一个移动IP节点，需要具有两个IP代理服务器，第一个地址称为“家”代理，这是用来识别端到端连接的静态地址，也是移动节点与归属网连接时使用的地址。不管移动节点连至网络何处，其归属地址保持不变。第二个地址是外代理。转交地址就是隧道终点地址。它可能是外区代理转交地址，也可能是驻留本地的转交地址。

　　移动节点必须将其位置信息向其归属代理进行登记，以便被找到。在移动IP技术中，依不同的网络连接方式，有两种不同的登记规程。一种是直接向“家”代理进行登记，即移动节点向其归属代理发送登记请求，家代理处理后向移动节点发送登记答复。一种是通过外代理，即移动节点向外区代理发送登记请求，外区代理接收并处理登记请求，然后将请求中继到移动节点的家代理；“家”代理处理完登记请求后向外区代理发送登记答复，外代理处理登记答复报文，并将其转发到移动节点。

　　其次，移动IP技术充分利用了网络资源，拓展了网络应用。

　　移动IP是一种在全球互联网上提供移动功能的方案，它提供了一种特殊的IP路由机制，使移动节点可以一个永久的IP地址连结到任何链路上。事实上，移动IP可以看作是一个路由协议，只是与其他互联网路由协议相比，它可以将数据包路由到可能一直在快速地改变位置的移动节点上。简单地可解释为，移动IP是一种计算机网络通信协议，它能够保证计算机在移动过程中在不改变现有网络IP地址、不中断正在进行的网络通信及不中断正在执行的网络应用的情况下实现对网络的不间断访问。

摘自　赛迪网