移动IPv6在无线网络中的应用(1)(2)

3.3 移动性支持

3G中最重要的是对移动性的支持。移动性既存在于核心网络，也存在于无线网络中。在核心网络中，移动性是在宏观网络上处理。在这个域中，移动主机被认为是做缓慢的移动，移动IP通过在合适的节点上建路由表，可以是IP报文发送到不在家乡网络的移动节点上，一个节点的IP地址是唯一的标识其在Internet上的物理地址。因此一个通信伙伴节点发送报文到移动节点时，报文将被路由到移动节点的家乡网络上，而不管移动节点的当前位置。当移动节点在家乡网络时，它与通信伙伴节点的通信是按照一般方式进行的。当移动节点离开家乡网络时，需要一个代理来为其工作，这个代理被称为是家乡代理，它与移动节点保持实时在线联系。家乡代理必须知道移动节点的物理位置。为此，移动节点在离开家乡网络并获得一个外地网络的转交地址后，必须立即通知家乡代理，在IPv4中，移动节点是通过外地代理来获取转交地址。而在IPv6中，移动节点使用路由器发现协议(RDP)，来判断当前位置。当移动节点在外地网络时，利用RDP和地址自动配置机制，来获取转交地址，然后移动节点将此转交地址通知家乡代理。如果安全性能得到保证，还可通知通信伙伴节点。如果通信伙伴节点知道了移动节点的转交地址，可直接将数据发往移动节点。

通信伙伴节点如果并不知道移动节点的转交地址，则将报文发送到移动节点的家乡代理，家乡代理将报文封装后，用通道方式发送到移动节点的转交地址。当移动节点转移到新的位置时，它将发送一个绑定更新信息到家乡代理。该信息中包含新的转交地址。

移动IPv6对于固定网络上有效的，但在无线网络中，还有一些问题。因为移动节点在无线网络中移动太快。尽管移动IPv6支持平滑数据移交，但移动节点在连接建立初期，会丢失报文，这种情况在移动节点行进在两个有重叠的蜂窝单元时，发生的可能性最大。另外，按照早期的移动IPv6的要求，移动节点在外地网络中每移动一个新的位置就要发一个绑定更新信息到家乡代理或通信伙伴节点，而这个位置的变化可能相对来说很小，这个绑定更新的信息其实可以忽略，但按照要求却必须发送出去，这样很多冗余的绑定更新信息占据了带宽、浪费了宝贵的网络资源，还会引发网络冲突，减少了有效数据的传输。对此，IETF又提出了分级移动IPv6(Hierarchical Mobile IPv6)和蜂窝IPv6，从微观移动性来解决这些问题，其核心是移动性管理，减少冗余信息，并将家乡代理的移动性管理的能力下放一部分到代理。下面介绍一下分级移动IPv6的机制。

一个新的移动IPv6节点-移动锚接点(MAP)，它提供了一个可选的移动管理功能。该功能可以位于该分组的任一层。当移动节点移动到一个MAP域并连接到一个访问路由器(AR)时，MAP就可获取该MAP域的本地转交地址(RCoA)，和AR上的在线转交地址(LCoA)。然后，移动节点将一个绑定更新发送到该MAP。MAP将该绑定记录与自己的绑定暂存中。移动节点也可发送绑定更新到家乡代理和通信伙伴节点，但这些绑定更新是把移动节点的家乡地址和移动节点的本地转交地址(RCoA)绑定在一起。

MAP的作用就象家乡代理。从家乡代理和移动通信节点发送到本地转交地址的报文由MAP接收后，经过封装然后发往移动节点的在线转交地址。当移动节点收到报文后解包，并按照正常的方式处理报文。所以移动节点只需要在改变MAP域时再发送绑定更新到家乡代理和移动节点。而在同一个MAP域中的访问路由器间变换在线转交地址，则无须再向家乡代理和移动节点发送绑定更新。这样，主干网络中冗余的绑定更新报文就可以大大减少，从而减少网络冲突，提高有效信息的发送。

这个方案是利用了IPv6的地址量大和邻居发现机制的特点，并将整个结构分为本地域和全球域，使得本地的数据信息移交对于移动节点是透明的。

另外，在蜂窝IPv6中要求：

*控制信息使用IPv6控制报头

*认证头用于所有的标记

*用IPv6的无状态自动配置来获取转交地址

*加入一个间接的半软的信息移交机制

半软的信息移交机制允许移动节点与新的或老的基站间始终保持联系，并能接收来自基站的报文。

3.4 无线频谱效率

对于完全的端到端IP方案，需要在无线接口上实现IP通信。WCDMA已经能为多媒体服务提供充分的支持，即可以在一个连接上实现多个服务。但在IP网络中，应用层和传输层是分开的，这对于在3G无线负载上传输IP是个问题，因为在无线蜂窝网络中，应用层和传输层是合在一起的。这就要为无线载体定义和设置一个属性：流量分类。有两种方法可以完成这个任务：

*显式的，在应用层和无线连接层间使用一个应用程序接口

*隐式的，开发一个流分类算法，去检查报头，抽取流上的信息用于辨别和分类。IPv6中的流标记可以用于此目的。

在无线接口上传输IP的一个最大的困难是报头长度。IPv6的报头有40个8位组，在VoIP中，对于IPv6/UDP/RTP的报文序列，报头甚至达到60个8位组，而真正的语音数据却不过15~30个8位组。解决这个问题的办法之一是压缩报头，由于在同一个流中，各报文的报头有很多冗余信息，是可以压缩的。比如基于报头的健壮性校验和法(ROHC)。

3.5 IPv6的其他方面

IPv6地址空间巨大，毫无疑问，这点对于3G运营商来说是一个很大的诱惑，IPv6可以为每个用户和终端分配一个IP地址，这点对于始终在线的设备来说至关重要。而且IPv6引入了增强了的安全性，简化了的报头，更好的扩展性和泛播技术，这些对于3G网络中的全IP的实施是很有用的。

4、 小结

3G网络作为下一代移动通信网络，对于现有的无线通信和IP网络协议提出了新的要求。IPv6作为新一代互联网协议，具有比现有的IPv4协议更优越的特性，比如庞大的地址空间、加强的安全性、移动性支持，从而能够在许多方面满足3G网络实现全IP网络的要求。尽管还有许多工作要做，但我们还是有信心，期待着3G网络在IPv6的基础上创建一片新的天地