通信网技术论文通信应用论文

通信网技术论文通信应用论文

移动IPv6简介

摘要：本文简单介绍了移动IPv6技术的组成和基本工作原理，与移动IPv4技术比较说明了移动IPv6技术的优点，并结合3G核心网简述了移动IPv6在通信网的应用。

关键词：IPv6 IPv4 QoS

作为IETF标准，移动IPv6技术基于IPv6网络，并增加了移动节点以实施漫游功能。IPv6的主要优点是，同样是作为IPv6的节点，移动节点可以在变更IPv6网络的接入点时不更改自身的IP地址，从而允许移动设备在从一个网络移动到另一个网络的过程中仍保持现有连接。虽然移动IPv6技术主要针对移动设备设计，但它同样也可以适用于有线环境。

另外，IPv6在IP协议中原生内嵌了对移动性的支持，但并不是所有的IPv4都可以很好地支持移动设备。IPv4的地址空间非常有限，目前已出现地址空间危机，面对数量庞大的移动设备，难以为每一台移动设备都提供公网IP地址，在大型移动设备组网的应用中难堪重任。在网络结构上，IPv6在移动性方面取消了外地代理，解决了IPv4的三角路由问题，同时可以对路由进行优化。

1 移动IPv6组成

与移动IPv4技术类似，移动IPv6也定义了本地链路(Home Link)和外地链路(Foreign Link)。

移动节点所归属的链路是移动节点的本地链路，采用本地子网前

缀，移动节点本地地址(Home Address) 也采用本地子网前缀创建。移动节点在本地链路时获得的地址称为本地地址，无论移动节点位于IPv6网络中的哪个位置，移动节点都可以通过本地地址进行寻址访问。

当移动节点离开本地链路时，所连接的链路称为外地链路，外地链路具有外地子网前缀，转交地址(Care-of Address)是移动节点在外地链路使用的地址，由外地子网前缀和移动节点的接口ID组成。移动节点在不同的外地链路中可以同时具有多个转交地址，但同一时间只有一个转交地址可以在移动节点的本地代理(Home Agent)中注册成为主转交地址。

移动IPv6保留了本地代理的概念，并取消了外地代理。通常使用一台路由器作为移动节点的本地代理，本地代理主要检索并记录那些离开本地链路的移动节点和它们的地址信息。如果移动节点位于本地链路，则本地代理将目的地为移动节点的数据包正常转发给移动节点；当移动节点离开本地链路时，移动节点要向本地网络里的本地代理注册自己在外地网络获取的转交地址，一旦本地代理检测到目的地址是移动节点本地地址的数据包，通过检索关联关系，本地代理将截取并重新封装该数据包，以IP隧道方式将其发往移动节点的主转交地址。

当移动节点离开本地链路进入外地链路时，与其通信的IPv6节点，不论是固定节点还是移动节点，均称为通信节点。

2 移动IPv6工作原理

2.1 本地网路由器在本地网络上周期性地进行通告，当移动节点位于本地驻地网络时，通过接收通告来进行地址配置，获取网络参数，如同非移动节点一样网络协议按照正常情况执行。

2.2 当移动节点离开本地链路，进入外地链路后，本地网络的路由器通告不再传递到移动节点，移动节点转而收到来自外地网络上路由器的路由器通告。通过收到的外地网络路由器通告，移动节点可以确定是否处于外地网络，从外地网络获取转交地址。

2.3 外地网络的转交地址在移动节点配置生效后，移动节点向自身的本地代理发送更新报文，在本地代理上注册自己的转交地址并同本地地址进行绑定。

2.4 移动节点在外地网络配置的转交地址生效后，移动节点也同时将转交地址通过绑定更新报文向通信节点发送，以便通信节点及时获取自己的最新位置信息，保持连接。

2.5 当本地代理收到目的地址为移动节点本地地址的数据包时，如移动节点处于外地链路，本地代理通过IP隧道的方式向移动节点的转交地址转发来自通信节点的报文。

2.6 通信节点通过接收来自移动节点的绑定更新报文，获取了移动节点的转交地址，则可以直接与移动节点通信，而无需通过本地代理转发，避免了“三角路由”的产生，实现了路由优化。

3 移动IPv6的优势

相比于移动IPv4技术，移动IPv6技术的优势主要体现在以下几个方面。

3.1 海量地址空间

移动IPv6具有128位长的地址空间，拥有大量的公网IP地址，地址耗尽的机会非常小，无需再使用地址转换以获取地址空间，不再需要NAT地址转换，网络结构更加简单直接，采用层次化的地址结构，以利于数据包的快速转发。

3.2 对移动通信支撑良好

移动网和互联网的融合是网络的发展趋势，移动互联网将形成IPv6的杀手级应用，移动IPv6可为每个设备分配永久的全球公网IP 地址，并提供了更好的适用于移动业务的特性，有利于移动数据业务的快速发展。

3.3 实现对等通信

移动设备大多数要求对等通信，这就形成了巨大的公网地址的需求，移动设备之间以及与其他网络设备之间的通信大多数要求是对等通信，因此需要有全球地址支持，IPv6丢弃私网地址映射，使通信真正实现全球点对点的连接。

3.4 优化地址结构层次

移动IPv6定义了三种地址类型，分别为单点传送地址（Unicast Address）、多点传送地址（multicast Address）、任意点传送地址（Anycast Address），将地址空间按照前缀划分层次，可以根据实际

情况自定义移动IPv6地址的层次结构，缩小路由表的体积。

3.5 内嵌安全机制

IPSec协议在IPv4中是可选部分，但在IPv6中是必选的组成部分之一。通过IPv6中的IPsec可以对IP层上的通信提供加密/授权，可以实现远程企业内部网的无缝接入，并且可以实现永远连接。

3.6 即插即用的地址自动配置

IPv6支持将IP地址自动分配给用户，用户可以很方便地得到地址，网络管理者也可以减轻大量劳动强度。IPv6支持无状态和全状态两种地址自动配置的方式。全状态自动配置方式由IPv4继承而来。无状态地址自动配置方式通过“邻居发现”请求验证移动节点自我地址配置的唯一性，然后可利用子网前缀和接口ID自动配置网络地址。

3.7 良好的QoS服务

IPv6数据包的包头包含一个8位的业务流类别（Class）和一个新的20位的流标签（Flow Label），它的目的是允许发送业务流的源节点和转发业务流的路由器在数据包上加上标记，数据包在网络中流转时，通过读取流标签，就可以知道相关的QoS信息，从而将数据包进行快速转发。

4 移动IPv6在通信网的应用

3G技术全IP化趋势越来越明显，为满足24小时在线的要求，客观上需要为每一部移动终端分配两个IP地址，一个静态本地地址用于本地访问，同时分配一个动态转交地址用于漫游，对IP地址需求