移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)綜述

　　0、引言

　　隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無線通信設(shè)備的迅速發(fā)展，人們迫切希望能隨時隨地從Internet上獲取信息。針對這種情況，Internet工程任務(wù)組（IETF）于1996年開始制定支持移動Internet的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。目前，移動IPv6的正式標(biāo)準(zhǔn)（MIPv6-RFC3775［1］）和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)：移動IPv6的快速切換（FMIPv6-RFC4068［2］）、層次移動IPv6的移動性管理（HMIPv6-RFC4140［3］）、網(wǎng)絡(luò)移動（NEMO-RFC3963［4］）已經(jīng)出臺，相關(guān)的各項開發(fā)工作都在進(jìn)行中。

　　下一代移動通信的核心網(wǎng)是基于IP分組交換的，而且移動通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出相互融合的趨勢，故在下一代移動通信系統(tǒng)中，可以較為容易地引入移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)必將得到廣泛應(yīng)用。

　　1、移動互聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)

　　傳統(tǒng)IP技術(shù)的主機(jī)不論是有線接入還是無線接入，基本上都是固定不動的，或者只能在一個子網(wǎng)范圍內(nèi)小規(guī)模移動。在通信期間，它們的IP地址和端口號保持不變。而移動IP主機(jī)在通信期間可能需要在不同子網(wǎng)間移動，當(dāng)移動到新的子網(wǎng)時，如果不改變其IP地址，就不能接入這個新的子網(wǎng)。如果為了接入新的子網(wǎng)而改變其IP地址，那么先前的通信將會中斷。

　　移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是在Internet上提供移動功能的網(wǎng)絡(luò)層方案，它可以使移動節(jié)點用一個永久的地址與互聯(lián)網(wǎng)中的任何主機(jī)通信，并且在切換子網(wǎng)時不中斷正在進(jìn)行的通信。達(dá)到的效果如圖1所示。

　　圖1　移動互聯(lián)網(wǎng)的目標(biāo)

　　2、移動互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)協(xié)議

　　移動互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)協(xié)議為移動IPv6協(xié)議（MIPv6），IETF已經(jīng)發(fā)布了MIPv6的正式協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)RFC3775［1］。MIPv6支持單一終端無需改動地址配置，可在不同子網(wǎng)間進(jìn)行移動切換，而保持上層協(xié)議的通信不發(fā)生中斷。

　　在MIPv6體系結(jié)構(gòu)中，含有3種功能實體：移動節(jié)點（MN）、家鄉(xiāng)代理（HA）、通信節(jié)點（CN）。其中MN為移動終端；HA位于家鄉(xiāng)子網(wǎng)，負(fù)責(zé)記錄MN的當(dāng)前位置，并將發(fā)往MN的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)至MN的當(dāng)前位置；CN為與MN通信的對端節(jié)點。

　　MIPv6的主要目標(biāo)是使MN不管是連接在家鄉(xiāng)鏈路還是移動到外地鏈路，總是通過家鄉(xiāng)地址（HoA）尋址。MIPv6對IP層以上的協(xié)議層是完全透明的，使得MN在不同子網(wǎng)間移動時，運行在該節(jié)點上的應(yīng)用程序不需修改或配置仍然可用。

　　每個MN都設(shè)置了一個固定的HoA，這個地址與其當(dāng)前接入互聯(lián)網(wǎng)的位置無關(guān)。當(dāng)MN移動至外地子網(wǎng)時，需要配置一個具有外地網(wǎng)絡(luò)前綴的轉(zhuǎn)交地址（CoA），并通過CoA提供MN當(dāng)前的位置信息。MN每次改變位置，都要將它最新的CoA告訴HA，HA將HoA和CoA的對應(yīng)關(guān)系記錄至綁定緩存。假設(shè)此時一個CN向MN發(fā)送數(shù)據(jù)，由于目的地址為HoA，故這些數(shù)據(jù)將被路由至MN的家鄉(xiāng)鏈路，HA負(fù)責(zé)將其捕獲。查詢綁定緩存后，HA可以知道這些數(shù)據(jù)可以用CoA路由至MN的當(dāng)前位置，HA通過隧道將數(shù)據(jù)發(fā)送至MN。在反方向，MN首先以HoA作為源地址構(gòu)造數(shù)據(jù)報，然后將這些報文通過隧道送至HA，再由HA轉(zhuǎn)發(fā)至CN。這就是MIPv6的反向隧道工作模式。

　　若CN也支持MIPv6功能，則MN也會向它通告最新的CoA，這時CN就知道了家鄉(xiāng)地址為HoA的MN目前正在使用CoA進(jìn)行通信，在雙方收發(fā)數(shù)據(jù)時會將HoA與CoA進(jìn)行調(diào)換，CoA用于傳輸，而最后向上層協(xié)議遞交的數(shù)據(jù)報中的地址仍是HoA，這樣就實現(xiàn)了對上層協(xié)議的透明傳輸。這就是MIPv6的路由優(yōu)化工作模式。

　　建立HoA與CoA對應(yīng)關(guān)系的過程稱為綁定（Binding），它通過MN與HA、CN之間交互相關(guān)消息完成，綁定更新（BU）是其中較重要的消息。

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