移動IP技術(shù)及CDMA 1X移動IP測試簡介

徐杰

　　摘要：隨著IP網(wǎng)成為基礎(chǔ)網(wǎng)以及三網(wǎng)融合目標的發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)在向?qū)拵Оl(fā)展的同時開始向無線移動方向發(fā)展。本文簡單介紹了移動IP技術(shù)及CDMA 1X移動IP的測試。

　　關(guān)鍵字:移動IP、歸屬代理、外部代理、隧道

　　移動IP技術(shù)是由互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)小組(IETF)在1996年制定的一項開放標準,它的技術(shù)規(guī)范主要包括: RFC2002(IP移動性支持)、RFC2003(IP內(nèi)的IP封裝)、RFC2004(IP內(nèi)的最小封裝)、RFC2290(用于PPP IPCP的移動IPv4配置選項)等。

　　移動IP是IP技術(shù)體系中的一個新概念。它與傳統(tǒng)IP的主要區(qū)別是, 傳統(tǒng)IP技術(shù)的主機在固定的地點使用固定的IP地址和TCP端口號進行相互通信,而移動IP中的主機是可以移動的，可以在不同的地點接入互聯(lián)網(wǎng)，其中包括通過移動通信網(wǎng)接入，也包括通過固定網(wǎng)或局域網(wǎng)接入,它以固定的網(wǎng)絡(luò)IP地址，實現(xiàn)跨越不同網(wǎng)段的漫游功能，并保證了基于網(wǎng)絡(luò)IP的網(wǎng)絡(luò)權(quán)限在漫游過程中不發(fā)生任何改變。舉例說明:一個用戶在使用固定網(wǎng)(PSTN)打電話,如果他想移動到別的地方并將同一部電話插到一個新的電話插孔中,那么通話將中斷,這是因為每一個插孔是對應(yīng)著一個固定的電話號碼的。傳統(tǒng)IP與此類似, 當(dāng)某個設(shè)備不再與它原來所在網(wǎng)絡(luò)中的IP地址相關(guān)聯(lián)時，它的有效會話將被中斷。而使用移動IP技術(shù)時,一個用戶到外地出差,他只需要簡單的將移動節(jié)點(例如:筆記本電腦、PDA設(shè)備)連接到當(dāng)?shù)氐木W(wǎng)絡(luò)上, 那么用戶就可以享受到跟在原來公司里一樣的所有操作:使用公司的共享打印機，或者訪問公司內(nèi)部同事電腦里的共享文件及相關(guān)數(shù)據(jù)庫資源等等;諸如此類的種種操作，讓用戶感覺不到自己身在外地，讓用戶的“家”網(wǎng)絡(luò)隨處可以安“家”，不再忍受移動節(jié)點因“出差”帶來的諸多不便。

　　移動IP不是移動通信技術(shù)和因特網(wǎng)技術(shù)的簡單疊加，也不是無線話音和無線數(shù)據(jù)的簡單疊加，而是移動通信和IP的深層融合，也是對現(xiàn)有移動通信方式的深刻變革。為適應(yīng)快速增長的數(shù)據(jù)型業(yè)務(wù)需求，人們需要的是一個以包交換為基礎(chǔ)的無線網(wǎng)絡(luò)，這種新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)正是移動IP未來的結(jié)構(gòu)。移動IP將真正實現(xiàn)話音和數(shù)據(jù)的業(yè)務(wù)融合，它的目標是將無線話音和無線數(shù)據(jù)綜合到統(tǒng)一的IP協(xié)議平臺上傳輸。

　　移動IP涉及到三個實體:移動節(jié)點、歸屬代理(HA)和外部代理(FA)。移動節(jié)點是指一個能夠進行網(wǎng)絡(luò)漫游的設(shè)備。移動IP客戶端的實例包括蜂窩式電話、PDA或者筆記本電腦，它們的軟件可以提供漫游功能。歸屬代理是指本地網(wǎng)絡(luò)上的一個路由器，它可以充當(dāng)與移動節(jié)點進行通信的定位點;它可以通過隧道將分組發(fā)送給正在漫游的移動節(jié)點。外部代理是指一個可以在移動節(jié)點移動到某個外地網(wǎng)絡(luò)時，充當(dāng)移動節(jié)點的連接點的路由器，它可以將從歸屬代理發(fā)來的分組提供給移動節(jié)點。

　　為了讓在不同網(wǎng)絡(luò)之間漫游的移動節(jié)點獲得“永不中斷”的連接，移動節(jié)點首先要做的是發(fā)現(xiàn)代理。移動IP定義了兩種代理發(fā)現(xiàn)方法:被動發(fā)現(xiàn)和主動發(fā)現(xiàn)。被動發(fā)現(xiàn)是指所有移動節(jié)點偵聽本地移動代理發(fā)布的代理公告,而主動發(fā)現(xiàn)是指在無法收聽到代理公告且無法獲得轉(zhuǎn)交地址時，移動節(jié)點主動發(fā)送代理請求報文(agent solicitation)，因此所有移動節(jié)點都應(yīng)具備代理請求功能。歸屬代理和外部代理會不斷地在網(wǎng)絡(luò)上廣播它們的服務(wù)。移動節(jié)點在收到廣播消息之后，就可以發(fā)現(xiàn)這些代理和它們所提供的服務(wù)，并可以由此判斷出自己目前是在本地網(wǎng)絡(luò)中還是已經(jīng)移動到某個外地網(wǎng)絡(luò)。在廣播消息中，代理可以說明它是一個歸屬代理或者外部代理，或者兩者都是;它的轉(zhuǎn)交地址;它所提供的服務(wù)的類型，例如反向隧道;以及它所允許的注冊時間或者漫游期限，這些時間可能會針對移動節(jié)點延長。

　　當(dāng)移動代理收到某個外部代理的廣播消息時，它可以檢測到自己已經(jīng)移動到本地網(wǎng)絡(luò)之外，并開始注冊進行位置登記,它的步驟如下:首先向外區(qū)網(wǎng)上的外區(qū)代理請求進行路由服務(wù);然后通知歸屬代理其當(dāng)前的轉(zhuǎn)交地址;當(dāng)移動到新的IP子網(wǎng)或是前一次登記將要過期時，應(yīng)該重新向歸屬代理進行登記;當(dāng)回到歸屬網(wǎng)時，則向歸屬代理撤銷登記。在移動IP技術(shù)中，通常有三種位置登記規(guī)程:第一種是移動節(jié)點在外區(qū)網(wǎng)上，通過外區(qū)代理轉(zhuǎn)交地址進行登記;第二種是移動節(jié)點在外區(qū)網(wǎng)上通過駐留本地的轉(zhuǎn)交地址，直接向歸屬代理進行登記;第三種是移動節(jié)點返回歸屬網(wǎng)時，撤銷登記。

　　為了在移動節(jié)點和它的本地網(wǎng)絡(luò)之間傳輸分組，歸屬代理將創(chuàng)建一條指向轉(zhuǎn)交地址的隧道(Tunneling)，隨后將注冊回復(fù)發(fā)送給外部代理。外部代理或者移動節(jié)點，在使用配置轉(zhuǎn)交地址的情況下，也會建立一條指向歸屬代理的隧道，以實現(xiàn)成功的注冊，同時將注冊恢復(fù)轉(zhuǎn)發(fā)給移動節(jié)點。最后，移動節(jié)點將對這個回復(fù)進行身份驗證，確認代理已經(jīng)意識到它正在處于漫游狀態(tài)。注冊可以設(shè)置移動節(jié)點收發(fā)分組的路由方式，整個過程是通過隧道完成的。當(dāng)移動節(jié)點在外區(qū)網(wǎng)上時，歸屬代理需要將原始數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給已登記的外區(qū)代理。這時，歸屬代理使用IP隧道技術(shù)，將原始IP數(shù)據(jù)包(作為凈負荷)封裝在轉(zhuǎn)發(fā)的IP數(shù)據(jù)包中，從而使原始IP數(shù)據(jù)包原封不動地轉(zhuǎn)發(fā)到處于隧道終點的轉(zhuǎn)交地址處。在轉(zhuǎn)交地址處解除隧道，取出原始數(shù)據(jù)包，并將原始數(shù)據(jù)包發(fā)送到移動節(jié)點。當(dāng)轉(zhuǎn)交地址為駐留本地的轉(zhuǎn)交地址時，移動節(jié)點本身就是隧道的終點，它自身進行解除隧道，取出原始數(shù)據(jù)包的工作。IETFRFC2003和RFC2004各自定義了一種利用隧道封裝數(shù)據(jù)包的技術(shù)，在RFC 2003中，為了實現(xiàn)在IP數(shù)據(jù)包中封裝作為凈負荷的原始IP數(shù)據(jù)包，需要在原始數(shù)據(jù)包的現(xiàn)有頭標前插入一個外層IP頭標;而使用RFC 2004定義的IP內(nèi)的最小封裝”有一個前提條件，就是當(dāng)原始數(shù)據(jù)包被分片時，不能使用這種封裝技術(shù)。

　　在CDMA 1X系統(tǒng)中, 移動IP業(yè)務(wù)主要用來實現(xiàn)移動主機作為主叫或被叫時的分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，除了能提供簡單IP的www瀏覽、E_mail、FTP等業(yè)務(wù)外，還可提供非實時性多媒體數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。在CDMA 1X系統(tǒng)的移動IP的接入網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，上半部分是所有移動網(wǎng)絡(luò)中都有的VLR和HLR,在這個網(wǎng)絡(luò)中增加了兩個部分FA和HA。FA就是PDSN，它是移動主機的外地代理，相當(dāng)于移動主機訪問網(wǎng)絡(luò)的一個路由器，為移動主機提供IP轉(zhuǎn)交地址和IP選路服務(wù)(前提是MS須有HA登記)。對于發(fā)往移動主機的數(shù)據(jù)，F(xiàn)A從HA中提取IP數(shù)據(jù)包，轉(zhuǎn)發(fā)到移動主機。對于移動主機發(fā)送的數(shù)據(jù)，F(xiàn)A可作為一個缺省的路由器，利用反向隧道發(fā)往HA。HA是移動主機在本地網(wǎng)中的路由器，負責(zé)維護移動主機的當(dāng)前位置信息，建立移動主機的IP地址和移動主機轉(zhuǎn)發(fā)地址的關(guān)系。當(dāng)移動主機離開本地網(wǎng)絡(luò)時，需要向HA登記，當(dāng)HA收到發(fā)往移動主機的數(shù)據(jù)包后，將通過HA與FA之間隧道將數(shù)據(jù)包送往移動主機，完成移動IP功能。

　　最近,中國聯(lián)通公司已經(jīng)開始進行CDMA 1X系統(tǒng)的移動IP測試，主要是進行分組數(shù)據(jù)服務(wù)節(jié)點(PDSN)、歸屬代理(HA)和遠程認證撥號接入服務(wù)(RADIUS)服務(wù)器等設(shè)備對移動IP的支持的測試方法和測試要求等方面的內(nèi)容。測試的系統(tǒng)配置如下:

　　如圖所示，基于移動IP的分組核心網(wǎng)絡(luò)除了包括PDSN、RADIUS和HA(歸屬代理)，HA負責(zé)向用戶分配IP地址，將分組數(shù)據(jù)通過隧道技術(shù)發(fā)送給移動用戶，并實現(xiàn)PDSN之間的宏移動管理。同時，PDSN還應(yīng)增加FA(拜訪代理)的功能，負責(zé)提供隧道出口，并將數(shù)據(jù)解封裝后發(fā)往移動終端。

　　測試的儀表包括: 路由器測試儀(Routertester), 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視分析儀(Advisor), 以太網(wǎng)監(jiān)聽軟件(NetXray),測試項目包括: 移動IP業(yè)務(wù)功能的測試,移動IP協(xié)議的測試,典型業(yè)務(wù)應(yīng)用的測試,人機接口及操作維護測試。其中,PDSN的測試有:PPP會話的建立和終止,認證授權(quán)功能、計費信息采集功能、地址分配工程、壓縮功能等的測試,還包括RADIUS客戶端功能及R-P接口功能測試等等,此外還有激活或休眠狀態(tài)下PDSN之間切換的測試。HA的測試有:多重注冊,動態(tài)歸屬地址分配,認證等等。RADIUS服務(wù)器的測試有:移動IP本地計費測試,漫游計費測試,漫游過程代理計費測試。移動IP協(xié)議測試有:PDSN代理公告發(fā)送/停止發(fā)送測試,HA發(fā)送正確/錯誤注冊應(yīng)答消息測試,移動終端注冊超時測試,PDSN與HA直接IP隧道測試等等。最后是典型業(yè)務(wù)的測試,包括FTP文件傳輸,WEB瀏覽,電子郵件,多媒體會議,移動流媒體,網(wǎng)上聊天,可視電話等等。

　　隨著移動IP技術(shù)的不斷成熟,我們有理由相信, 移動IP最終會成為移動通信系統(tǒng)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉藴?人們將實現(xiàn)在任何時間、在任何地點、可以用任何一種媒體與任何一個人進行通信的夢想,讓我們?yōu)榱诉@個目標繼續(xù)努力吧!

摘自　泰爾網(wǎng)