移動IP:下一代網絡過渡的核心技術

2019-11-03 09:27:48

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供稿：網友

　　隨著網絡體系結構的演變和寬帶技術的發展，傳統網絡向下一代網絡的演進勢不可擋。下一代網絡將具有更廣闊的業務范圍。其主要目標是：支持實時的多媒體業務，支持移動性，縮減服務投向市場的時間，支持多種接入方式，確保現有網絡的平滑演進以及具有經濟、可擴展的網絡結構。

　　移動ip技術是在傳統網絡中實現下一代網絡應用的核心技術，其主要支持網絡移動性、訪問的雙向性，支持多媒體業務的實時性等。眾所周知，移動網絡在給我們帶來新機遇和新業務的同時，也帶來了新的技術難題。因為傳統的TCP/IP產生于20世紀70年代，受當時技術水平和條件的限制，它不支持移動。隨著技術的不斷進步，這成為了互聯網進一步發展的障礙。因此，移動IP技術應運而生。

　　移動IP技術是IP技術發展的新領域，是無線通信技術和IP這兩個最成功的信息技術融合，其發展是以下幾個方面的要求：

（1）網絡IP化的趨勢要求

　　自1994年以來，INTERNET技術的出現和發展，使得各種網絡無論其各自硬件和低層協議如何只要通過TCP/IP技術，就可以透明地連接在一起，徹底實現了網際通信和信息共享，并真正促進了網絡時代的到來。INTERNET能提供實時的話音、會議電視、VOD等業務。隨著電信、電視、計算機三者融合的趨勢使多媒體業務的呼聲也越來越高。INTERNET將可能成為寬帶網的基礎，并將取代現有的電話網和有線電視網。可見，未來的網絡將基于IP報文交換技術。

（2）TCP/IP協議不支持移動性

　　INTERNET協議棧TCP/IP是假設終端系統是靜態的情況下設計出來的。在一個動態網絡任務中，如果通信的一端移開，則通信中斷。而處于TCP/IP層次以上的網絡服務自然的中斷。現有的INTERNET尋址方案，使用目的地址的網絡前綴（network PRefix）用于路由。一個地址只能被用于它所被定義的域內，因特網中普遍采用的傳輸層協議TCP/UDP都采用IP地址作為端點標識，且都采用了端口（port）這個概念，它使得TCP/UDP接收實體可以決定從網絡收到的數據段中的數據應交由多個高層應用中的哪一個處理，這樣在一個節點上就可以同時打開多個應用，而各個應用的流量之間互不干擾。節點間的TCP連接由以下四個值唯一確定：源IP地址、目的IP地址、源TCP端口號、目的TCP端口號。除了數據段的凈荷，TCP的校驗和也對前面這四個值進行校驗。這四個值在一個TCP連接的整個過程中是保持不變的，當目的節點的IP地址發生變化是，這個約定將斷開連接。

（3）不同網絡之間的無縫漫游的要求

　　作為個人通信的最高境界，即任何人、任何地點、任何時間、任何方式、任何業務的理想通信模式。為了實現上述夢想，國內外研究機構開始了對衛星互聯網和蜂窩移動網及移動互聯網（或移動計算網絡）的研究，其中心問題就是為了解決全球移動性支持問題。在移動性或漫游支持方面，依對移動的處理層次不同，存在三種不同的概念：①在應用層次上的移動;②在物理網層移動;③在IP層移動。第一種移動主要指用戶或應用的移動，例如某撥號用戶從甲地移動至乙地后使用原用戶認證信息在乙地本地撥號入網。第二種移動的例子如DHCP或使用數字移動電話的撥號入網方式，這種情況下，用戶及其攜帶終端設備可在物理網覆蓋范圍內漫游。第三種移動指用戶及其攜帶終端設備可在IP網間移動，即可在多種移動物理網（譬如無線局域網及數字移動電話網）間無縫漫游。目前無線網絡領域由各種不同類型的接入，例如TDMA、CDMA、GSM等，和核心網絡技術，如IS-41、MAP等，來共同構成。它們的異質性限制了互相之間移動性的范圍。隨著異質網絡技術的發展和移動通信技術的發展，要求它們的移動管理應能保證異質網間的無縫切換。移動IP可望將蜂窩系統和Internet的移動性融為一體。產生一個公共的移動性方案的優越性在于其與具體的接入網技術無關，可以應用于有線和無線網絡中。

（4）許多網絡應用的要求

　　許多應用的配置數據庫都以IP地址為基礎，而不是主機名。如果頻繁地改變IP地址，這些應用就會中斷；將來有可能服務器也需要移動功能，而不僅僅是客戶機，這時，只知道服務器的IP地址的客戶就找不到服務器了，除非服務器具有移動IP提供的移動功能；有的應用提供商提供網絡注冊系統，它們只允許IP地址在一定范圍內的用戶接入。如果沒有移動IP，切換了鏈路的漫游節點就有可能改變IP地址，這樣它就不可能再注冊到這些應用上了；有些安全機制根據節點的IP地址決定它的訪問權限，移動IP使得在提供節點移動功能的同時仍可利用這些安全機制。

　　因而，移動IP將會廣泛地應用于所有TCP/IP網絡環境中，同時，也最大化地滿足了人們對任意移動或到處漫游的需求。網絡IP化的趨勢、TCP/IP協議不支持移動性以及用戶對不同網絡之間的無縫漫游的要求，使移動IP成為IP技術發展的新方向，它是無線通信和IP這兩項信息技術的融合。同時，從人文理念方面則更淋漓盡致地體現了人們追求個性化的心理，促進了互聯網更為人性化的應用，互聯網也因此真正的“動”了起來。

　　從移動IP技術本身來講，它引用了處理蜂窩移動電話呼叫的原理，使移動節點采用固定不變的IP地址，一次登錄即可實現在任意位置上保持與IP主機的單一鏈路層連接，使通信持續進行。此外，移動IP是一種在全球互聯網上提供移動功能的方案，使節點在切換鏈路時仍可保持正在進行的通信。它提供了一種IP路由機制，使移動節點可以一個永久的IP地址連接到任何鏈路上。與特定主機路由技術和數據鏈路層方案不同，移動IP還可以解決安全性、可靠性的問題，并與傳輸媒介無關。同時，移動IP技術保持了良好的用戶透明性。

　　移動IP允許移動節點在不重新啟動、不中斷任何進行中的通信的前提下，同時移動自己的位置，使移動對于用戶來說，是完全透明的。用戶可以使用固定的IP地址在不同的網段之間漫游，而避免受到更改IP及通信中斷的困擾。對于一個移動IP節點，需要具有兩個IP代理服務器，第一個地址稱為“家”代理，這是用來識別端到端連接的靜態地址，也是移動節點與歸屬網連接時使用的地址。不管移動節點連至網絡何處，其歸屬地址保持不變。第二個地址是外代理。轉交地址就是隧道終點地址。它可能是外區代理轉交地址，也可能是駐留本地的轉交地址。

　　移動節點必須將其位置信息向其歸屬代理進行登記，以便被找到。在移動IP技術中，依不同的網絡連接方式，有兩種不同的登記規程。一種是直接向“家”代理進行登記，即移動節點向其歸屬代理發送登記請求，家代理處理后向移動節點發送登記答復。一種是通過外代理，即移動節點向外區代理發送登記請求，外區代理接收并處理登記請求，然后將請求中繼到移動節點的家代理；“家”代理處理完登記請求后向外區代理發送登記答復，外代理處理登記答復報文，并將其轉發到移動節點。

　　其次，移動IP技術充分利用了網絡資源，拓展了網絡應用。

　　移動IP是一種在全球互聯網上提供移動功能的方案，它提供了一種特殊的IP路由機制，使移動節點可以一個永久的IP地址連結到任何鏈路上。事實上，移動IP可以看作是一個路由協議，只是與其他互聯網路由協議相比，它可以將數據包路由到可能一直在快速地改變位置的移動節點上。簡單地可解釋為，移動IP是一種計算機網絡通信協議，它能夠保證計算機在移動過程中在不改變現有網絡IP地址、不中斷正在進行的網絡通信及不中斷正在執行的網絡應用的情況下實現對網絡的不間斷訪問。

摘自　賽迪網

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