移动IP为增值业务铺路将移动世界带入新起点

2002/07/05

。。网络技术与便携式可移动终端（主要包括笔记本电脑、PDA和WAP手机等）的发展，使在IP网络中实现对主机移动性的支持变得十分重要。这种重要性推动了业界对可移动终端无线接入的研究，也就是移动IP技术的研究。移动IP技术使得移动网络的用户可以和桌面网络用户一样方便地联机入网，共享资源和服务。

。。移动IP不是移动通信技术和互联网技术的简单叠加，也不是无线话音和无线数据的简单叠加，而是移动通信和基于IP的互联网技术的深层融合，是现有移动通信方式的一场深刻变革。为适应快速增长的数据业务需求，人们需要一个以包交换为基础的无线网络，这种新型网络结构正是未来移动IP的结构：基于IP协议，无线话音和无线数据综合在一个技术平台上传输，真正实现了话音业务和数据业务的融合，并为多种多样、丰富多彩的移动增值业务开展铺设了阳光大道。可以说，移动IP技术，将使未来的移动世界更美好。

移动IP技术的原理

。。IP地址的作用，一是标示主机或终端的位置，二是为数据从网络源节点到目的节点的传送寻找路由。对于移动主机，设想它来到了异地节点，而给它的分组仍然继续送到其原来路由器，则该主机将无法再获取电子邮件等；而根据它的新位置赋予该主机一个新的IP地址也不太可取，因为这意味着要将这个变化通知大量的人、程序和数据库。为了支持移动主机功能，Internet工程任务组（IETF）成立了一个工作小组来寻找解决方案，并确定了下列主要目标：每个移动主机必须能在任何地方使用其归属地IP地址；不允许对固定主机的软件进行修改；不允许对路由器的软件和表进行修改；大部分给移动主机的分组不能绕道传送；当移动主机在归属地时不能增加开销。移动IP技术正是这样的解决方案。

。。移动IP协议为移动节点指定了两个地址：一个是归属地址（Home Address），用来标示移动节点，并作为移动节点发送数据报的源地址；另一个是关照地址（Careof Address），送给移动节点的数据报由这个地址来转交。与移动节点归属地址网络部分匹配的子网被称为移动节点的归属网络（Home Networks），而其余子网称为移动节点的外地网络（Foreign Networks）。每种网络中都有一个代理，分别叫归属代理（Home Agent）和外地代理（Foreign Agent）。

。。移动IP的工作过程是这样的：首先，归属代理和外地代理周期性地在网络上发布代理公告AAM（Agent Advertisement Message），以声明自己所处位置。移动节点通过对收到的代理公告进行分析，确定自己是在归属网络还是在外地网络上。如果移动节点仍在归属网络中，则无须启动移动功能；若移动节点从外地网络返回，则必须向归属代理发出撤销登记请求。如果移动节点处在外地网络上，则从AAM中或用动态节点配置协议（Dynamic Host ConfiguratiOn Protocol）获得一个转交地址。然后，移动节点向归属代理登记注册自己的转交地址。归属代理及其它相关路由器截下发往已登记节点归属地址的数据包，归属代理对数据包进行隧道封装，然后通过IP通道发往节点的转交地址。使用外地代理转交地址时，外地代理收到数据包后解除其隧道封装，从中取出原始数据包发给移动节点。若使用驻留本地的转交地址，则由移动节点自行解除隧道封装。移动节点由一个子网切换到另一子网时，只要重新登记转交地址，发往节点归属地址的数据包仍可到达移动节点，数据传输不会中断。移动节点送出的数据包按一般的IP寻址方式发送，不必通过归属代理。

。。此外，为了处理不说再见就离开的移动主机，要求移动节点定期地向支持它的外地代理注册；如果外地代理在一定时间后没有收到移动节点的注册信息，则认为该移动节点已移出子网，从而删除该表项。

无线IP技术的现存问题

“三角路由”问题

。。当一般IP主机给移动主机发送数据包时，首先到达移动主机的归属代理，归属代理再根据收到的移动主机当前的接管地址CoA（假定现在为外地代理），将数据包发往外地网络，由外地代理最终将数据包发给移动主机，这就出现了路由的“三角问题”。最差的情况是当发送数据包的IP主机靠近移动主机所在的外地网络或移动主机已经漫游到发送主机所在的网络时，发送的数据包却仍要先到达移动主机的本地代理，再由归属代理发到外地代理，最后到达移动主机。这增大了传输延迟，尤其影响了音频／视频等实时业务。其次，数据包在网络中运行时间过长，浪费了网络资源，增加了网络负担。

。。隧道技术是解决“三角路由”的一种办法。归属代理收到IP主机发往移动主机的数据后，把移动主机的归属代理地址、CoA和注册生存时间等信息告知IP主机并进行捆绑。随后，IP主机对数据包进行封装，并建立与CoA处的隧道；数据包在隧道中透明传输，到达隧道终点后，解除封装，传给移动主机。如果移动主机又移动了，新的CoA实体会把更新的捆绑信息传给老的CoA实体，归属代理也随后得到更新的捆绑信息，它再通知IP主机新的捆绑信息，之后传送的数据包直接由IP主机发往新的CoA处，这样就消除了三角路由，实现了路由的优化。另一种路由优化的思想是引入一个新的通信代理CA（Communicate Agent）专门负责管理IP主机与移动主机通信时的寻址、隧道建立、数据传输等工作。由于它大大缩短了传输路径，而且不必进行过多改动就可以实现移动IP的功能，因此有着广阔的应用前景。

跨越企业网问题

。。为了内部主机和信息的安全，企业防火墙阻挡来自外部的不满足指定安全条件的各类IP包。一般，企业防火墙的设置禁止了内部主机发出的包再经Internet进入，这给希望与企业网中的其它主机进行通信的移动节点造成了困难。为了使移动IP成为一种能够建立安全通道的协议，一些学者和组织正在研究能够跨越防火墙的方案。

外地代理的切换问题

。。外地代理间的平滑切换也是无线IP所要解决的一个问题。由于移动主机的频率可能很高，与移动节点通信的每个主机可能来不及收到主机移动的地址更新消息。在主机离开一个子网而进入另一个子网期间，有可能在网络上存在以移动节点为目的的分组，保证这些分组的安全是实现移动主机在网间平滑漫游的关键。

人民邮电报