簡單IP與移動(dòng)IP

楊宏林

　　本文作者楊宏林先生，廣東省電信規(guī)劃設(shè)計(jì)院有線通信設(shè)計(jì)室助理工程師。

　　關(guān)鍵詞：SIP　MIP

　　一 簡單IP和移動(dòng)IP的對(duì)比

　　(1)簡單IP(SIP)移動(dòng)節(jié)點(diǎn)在不同的地理服務(wù)區(qū)域得到不同的IP地址，SIP只能支持主叫業(yè)務(wù)，即移動(dòng)主機(jī)主動(dòng)發(fā)起的業(yè)務(wù)，包括WWW瀏覽、電子郵件等，如果要直接向移動(dòng)主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，則必須使用移動(dòng)IP(MIP)技術(shù)。

　　(2)在數(shù)據(jù)鏈路層SIP和MIP的PPP協(xié)議都支持LCP、IPCP、PAP，SIP可選擇性地支持CHAP，但CHAP在MIP中已不用了。

　　(3)對(duì)于MIP在本地網(wǎng)和公共網(wǎng)的訪問接入，歸屬代理(Home Agent, HA)設(shè)置在IMT-2000服務(wù)網(wǎng)絡(luò)中，認(rèn)證和鑒權(quán)由IMT-2000服務(wù)網(wǎng)絡(luò)或私有網(wǎng)絡(luò)提供。MIP私有網(wǎng)的訪問接入，認(rèn)證和鑒權(quán)由私有網(wǎng)絡(luò)提供。對(duì)于SIP，在本地網(wǎng)和公共網(wǎng)的訪問接入是動(dòng)態(tài)獲得IP地址后直接訪問Internet。

　　(4)SIP只能支持基本的認(rèn)證方式，這對(duì)傳輸某些敏感的數(shù)據(jù)來說是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的�？紤]到MIP的復(fù)雜性，大多數(shù)運(yùn)營者初期都采用SIP，但是MIP是必然的發(fā)展方向。

　　二 MIP

　　1. MIP的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　圖1是采用MIP技術(shù)的cdma2000系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。圖1的上半部分包括VLR和HLR，是傳統(tǒng)移動(dòng)通信網(wǎng)的組成部分，在第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)中，這部分經(jīng)過適當(dāng)?shù)纳��?jí)，成為核心網(wǎng)的電路交換部分。下面的部分是為了支持分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)而增加的功能實(shí)體，是核心網(wǎng)的分組交換部分。其中HA負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)給用戶的分組數(shù)據(jù)，它是IP隧道的起點(diǎn)，也負(fù)責(zé)對(duì)這些分組數(shù)據(jù)進(jìn)行加密操作。RADIUS負(fù)責(zé)與用戶有關(guān)的登記、認(rèn)證和計(jì)費(fèi)工作。在某些情況下，登記和計(jì)費(fèi)信息可能經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)代理RADIUS(Broker RADIUS)轉(zhuǎn)接。

　　移動(dòng)通信網(wǎng)中的PDSN(Packet Data Serving Node)，作為移動(dòng)IP技術(shù)中的外地代理(Foreign Agent, FA)，負(fù)責(zé)登記、計(jì)費(fèi)和轉(zhuǎn)發(fā)用戶數(shù)據(jù)等工作，PDSN同時(shí)也完成用戶鑒權(quán)、授權(quán)、記賬服務(wù)器(AAA Server)客戶端功能。為cdma 2000無線網(wǎng)絡(luò)中的移動(dòng)臺(tái)提供接入Internet、Intranet和WAP服務(wù)節(jié)點(diǎn)等能力，PDSN在cdma2000網(wǎng)絡(luò)中扮演一種類似于接入網(wǎng)關(guān)的角色，提供SIP和MIP接入、外地代理支持和虛擬專網(wǎng)分組數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?/p>

　　2. MIP網(wǎng)絡(luò)工作原理

　　(1)MS在正常呼叫無線接入完成后進(jìn)行PPP初始化，此時(shí)進(jìn)行業(yè)務(wù)選擇(SIP/MIP)。

　　(2)MIP接入時(shí)，MS使用屬于Home IP網(wǎng)絡(luò)的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)IP地址，該地址具有跨PDSN的移動(dòng)性。

　　(3)用戶可以在不同地域從不同運(yùn)營商的網(wǎng)絡(luò)接入，但通過MIP RRQ中的NAI可確定MS的Home IP網(wǎng)絡(luò)和AAA Server。

　　(4)MIP接入時(shí)所有發(fā)往MS的包都經(jīng)過HA轉(zhuǎn)發(fā)，這是通過隧道技術(shù)實(shí)現(xiàn)的。HA和PDSN分別是隧道的起點(diǎn)和終點(diǎn)。

　　(5)HA地址可從MIP RRQ中得到。MIP支持動(dòng)態(tài)HA指定，以實(shí)現(xiàn)HA的負(fù)荷均衡，此時(shí)HA地址由AAA Server確定。

　　其中功能實(shí)體HA，負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)發(fā)給移動(dòng)臺(tái)的分組數(shù)據(jù)。因此，從終端到移動(dòng)臺(tái)的數(shù)據(jù)都要通過HA。HA和PDSN間的協(xié)議是標(biāo)準(zhǔn)的IP協(xié)議。需要說明的是，這一段傳輸使用了隧道技術(shù)，以保證安全傳輸，防止泄密。根據(jù)MIP的規(guī)定，隧道的終點(diǎn)可以在移動(dòng)主機(jī)，也可以在PDSN。但是，cdma2000系統(tǒng)將隧道的終點(diǎn)設(shè)置在PDSN。這是因?yàn)樗淼兰夹g(shù)要增加傳送的數(shù)據(jù)量，這對(duì)無線資源有限的無線信道來說是不利的；并且無線信道本身提供加密手段，因而不需要使用隧道技術(shù)提供的安全手段。

　　3. 控制信令和用戶數(shù)據(jù)的協(xié)議模型

　　圖2和圖3分別為MIP接入時(shí)控制信令和用戶數(shù)據(jù)的協(xié)議模型。其中MAC為媒體接入控制，LAC為鏈路接入控制，它們與空中接口一起組成無線信道。PPP為點(diǎn)到點(diǎn)協(xié)議，支持上層網(wǎng)絡(luò)協(xié)議類型指定和CHAP及PAP認(rèn)證；IP、TCP/ UDP及上層應(yīng)用協(xié)議為標(biāo)準(zhǔn)的IP協(xié)議簇。MIP作為上層控制協(xié)議通過UDP封裝進(jìn)行通信；與SIP不同，為保證HA和PDSN間通信的安全和私密性，接入私有網(wǎng)絡(luò)時(shí)上層數(shù)據(jù)經(jīng)過IPsec處理。從數(shù)據(jù)通信的角度來看，PDSN和HA具備路由器的功能。

　　三 SIP

　　1. SIP的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

　　SIP核心網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖4所示，相比之下SIP網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和協(xié)議模型提供較為簡單的業(yè)務(wù)，具有以下特點(diǎn)：

　　(1)不需要HA，直接通過PDSN接入Internet。

　　(2)PDSN提供靜態(tài)IP地址，若MS要求動(dòng)態(tài)IP地址分配，則由PDSN或AAA Sever完成。PDSN是分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(diǎn)，從互聯(lián)網(wǎng)的角度來看，它是一個(gè)路由器，并根據(jù)移動(dòng)網(wǎng)的特性進(jìn)行了增強(qiáng)。很多廠商目前的產(chǎn)品可以使用100Mb/s的以太網(wǎng)。這樣，PDSN基本上可以在現(xiàn)有的路由器上改造實(shí)現(xiàn)，對(duì)開展數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)十分有利。PPP通常用于低速的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路，所以PPP協(xié)議終止于PDSN中。IP層協(xié)議連接終端主機(jī)和PDSN，而終端主機(jī)就是互聯(lián)網(wǎng)上的一個(gè)服務(wù)器，它可以是WWW服務(wù)器或電子郵件服務(wù)器，向用戶提供特定的數(shù)據(jù)。

　　(3)MS的IP地址僅具有鏈路層的移動(dòng)性，即移動(dòng)用戶的IP地址僅在PDSN服務(wù)區(qū)內(nèi)有效，不支持跨PDSN的切換。

　　2. SIP接入網(wǎng)結(jié)構(gòu)

　　SIP接入網(wǎng)絡(luò)對(duì)應(yīng)的協(xié)議結(jié)構(gòu)如圖5所示。其中RN(無線網(wǎng)絡(luò))由PCF(分組控制功能)和RRC(無線資源控制)一起構(gòu)成；而PCF和PDSN間的R-P(無線—分組數(shù)據(jù))接口，完成無線信道和有線信道的協(xié)議轉(zhuǎn)換。R-P接口屬于A接口的一部分，定義為A10和A11。

　　(1)PCF

　　PCF通過R-P接口發(fā)送空中接口信息給PDSN，PDSN結(jié)合Accounting信息再發(fā)給AAA Server。

　　其中Accounting信息包括NAI、移動(dòng)節(jié)點(diǎn)ID、會(huì)話ID、AAA Server 地址、QoS參數(shù)等。

　　建立PCF和PDSN連接方式為局域網(wǎng)、專網(wǎng)、專線。

　　(2)R-P接口的連接方案

　　RN包括基站控制器(BSC)、基站收發(fā)信機(jī)(BTS)和PCF。RN和PDSN間的接口，即R-P接口。這個(gè)部分實(shí)際上已經(jīng)是地面固定部分，由于承載的是PPP協(xié)議，因而可以使用IP over ATM或IP over SDH作為物理層和R-P層。

　　(全文完)

　　來源：《世界電信網(wǎng)絡(luò)》

　　出版日期：2002年7月