移动互联网技术综述

　　0、引言

　　随着网络技术和无线通信设备的迅速发展，人们迫切希望能随时随地从Internet上获取信息。针对这种情况，Internet工程任务组（IETF）于1996年开始制定支持移动Internet的技术标准。目前，移动IPv6的正式标准（MIPv6-RFC3775［1］）和相关标准：移动IPv6的快速切换（FMIPv6-RFC4068［2］）、层次移动IPv6的移动性管理（HMIPv6-RFC4140［3］）、网络移动（NEMO-RFC3963［4］）已经出台，相关的各项开发工作都在进行中。

　　下一代移动通信的核心网是基于IP分组交换的，而且移动通信技术和互联网技术的发展呈现出相互融合的趋势，故在下一代移动通信系统中，可以较为容易地引入移动互联网技术，移动互联网技术必将得到广泛应用。

　　1、移动互联网的目标

　　传统IP技术的主机不论是有线接入还是无线接入，基本上都是固定不动的，或者只能在一个子网范围内小规模移动。在通信期间，它们的IP地址和端口号保持不变。而移动IP主机在通信期间可能需要在不同子网间移动，当移动到新的子网时，如果不改变其IP地址，就不能接入这个新的子网。如果为了接入新的子网而改变其IP地址，那么先前的通信将会中断。

　　移动互联网技术是在Internet上提供移动功能的网络层方案，它可以使移动节点用一个永久的地址与互联网中的任何主机通信，并且在切换子网时不中断正在进行的通信。达到的效果如图1所示。

　　图1　移动互联网的目标

　　2、移动互联网的基础协议

　　移动互联网的基础协议为移动IPv6协议（MIPv6），IETF已经发布了MIPv6的正式协议标准RFC3775［1］。MIPv6支持单一终端无需改动地址配置，可在不同子网间进行移动切换，而保持上层协议的通信不发生中断。

　　在MIPv6体系结构中，含有3种功能实体：移动节点（MN）、家乡代理（HA）、通信节点（CN）。其中MN为移动终端；HA位于家乡子网，负责记录MN的当前位置，并将发往MN的数据转发至MN的当前位置；CN为与MN通信的对端节点。

　　MIPv6的主要目标是使MN不管是连接在家乡链路还是移动到外地链路，总是通过家乡地址（HoA）寻址。MIPv6对IP层以上的协议层是完全透明的，使得MN在不同子网间移动时，运行在该节点上的应用程序不需修改或配置仍然可用。

　　每个MN都设置了一个固定的HoA，这个地址与其当前接入互联网的位置无关。当MN移动至外地子网时，需要配置一个具有外地网络前缀的转交地址（CoA），并通过CoA提供MN当前的位置信息。MN每次改变位置，都要将它最新的CoA告诉HA，HA将HoA和CoA的对应关系记录至绑定缓存。假设此时一个CN向MN发送数据，由于目的地址为HoA，故这些数据将被路由至MN的家乡链路，HA负责将其捕获。查询绑定缓存后，HA可以知道这些数据可以用CoA路由至MN的当前位置，HA通过隧道将数据发送至MN。在反方向，MN首先以HoA作为源地址构造数据报，然后将这些报文通过隧道送至HA，再由HA转发至CN。这就是MIPv6的反向隧道工作模式。

　　若CN也支持MIPv6功能，则MN也会向它通告最新的CoA，这时CN就知道了家乡地址为HoA的MN目前正在使用CoA进行通信，在双方收发数据时会将HoA与CoA进行调换，CoA用于传输，而最后向上层协议递交的数据报中的地址仍是HoA，这样就实现了对上层协议的透明传输。这就是MIPv6的路由优化工作模式。

　　建立HoA与CoA对应关系的过程称为绑定（Binding），它通过MN与HA、CN之间交互相关消息完成，绑定更新（BU）是其中较重要的消息。

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