几种移动IP的实现方案

2019-11-03 09:50:11

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几种移动ip的实现方案（顾恺、黄丽亚）摘要：讨论移动 IP涉及的问题及几种解决方案，重．火阐述了 SIP和 RTP对移动性的支持，最后分析了几种方法的特点。关键词：移动通信 IP 路由一、引言随着网络技术与便携式终端的不断发展，在IP网络中实现对移动性的支持变得越来越重要。对数据业务而言，有两种形式的移动性：一种是基于大区的慢速移动，即跨子网的移动；另一种是基于小区的高速移动，即在蜂窝系统中移动。这两者对移动性管理的要求是有所区别的。另外IP网的移动多媒体通信与纯粹的移动数据通信也不尽相同。移动 IP面临一系列由于移动性而带来的技术问题，例如空中接口技术、移动终端登记与定位、最佳路由、安全性问题等等。本文侧重讨论路由技术，避免“兜圈子”问题。 IP地址是与地点相关的，当终端移动时，要根据子网的变更修改IP地址。这将会带来两个问题：一是DNS的入口，因为所有与移动生机相关的信息都指向原先的IP地址；二是已建立的TCP连接将会中断，因为TCP连接是以IP地址加端口号来标识的。移动IP的目标就是透明地支持移动性，始终用一个地址即归属地址来与之通信。二、 Mobile IP 在IETF的RFC2002建议中，提出了MobileIP方案。在该方案中定义了移动主机（MH）、对端主机（CH）、归属代理（HA）、外部代理（FA）等实体。当MH移动到新的子网，进入FA管辖区域，它将向HA发登记消息并告之FA的地址。当HA收到CH需发往MH的分组后，HA采取包封技术并建立与FA的隧道，FA从隧道中取出分组并进入MH。三、路由优化的Mobile IP 在上述Mobile IP中，所有发往MH的分组都需经过HA，这往往不一定是最佳路由。假如FA处的主机呼叫漫游到FA的MH，经过HA“兜圈子”是非常低效的，而且附加的时延会降低语音、多媒体等实时业务的服务质量。所以需要对Mobile IP进行路由优化。当HA收到CH发往MH的分组后，它通知CH关于MH的捆绑信息（即MH目前的FA的地址）；CH对分组封装并建立与FA之间的隧道，分组在隧道中透明传输。捆绑信息的传送通过一个明确的端口号完成。假如MH又移动了，新的FA将把更新的捆绑信息传送给老的FA，这样能保证分组传送到新FA。而且HA随后也得到更新的捆绑信息，以后的分组传送直接由CH发往新的FA。路由优化的Mobile IP对CH的要求较高，它必须具备获取捆绑信息及包封与建立隧道的能力，对CH协议栈要作较大的修改。四、SIP对移动IP的支持 SIP（会话初始协议）是IETF提出的在IP网络上进行多媒体通信的通信协议，在Voice over IP中有重要的应用，目前与占主导地位的H.323协议斗争激烈。由于SIP协议简单明了高效，VolP标准不断修订过程也在吸取SIP的优点。无论如何SIP协议有其一定的影响力，特别是SIP协议中已经支持了个人移动性，很容易支持终端的移动性。 SIP协议使用类似Email的地址格式user@host，这里user是用户名或用户号码，host是域名或地址。SIP定义了多种消息，如INVITE、ACK、BYE、OPTIONS、CANCLE、REGISTER等。对消息的响应用状态码表示：lxx（100－199）表示进程更新，2XX表示成功，3XX表示重走向，更高的数字表示失败。SIP消息通常建立在UDP之上，也可以建立在TCP之上。 JPTCB主机将INVITE消息发向MH所登记的重定向服务器（在NJUPT.EDU.CN）；重定向服务器查询位置服务器，位置服务器返回MH的当前地址BUPT.EDU.CN，并经重走向服务器反回JPTCB；JPTCB根据新地址重新路由到BUPT.EDU.CN。这种工作过程与GSM很相似，位置服务类似于HLR，重走向服务器类似关口 MSC，只不过这里采用的通信协议是SIP，而不是MAP。如果在会话过程中MH又进入了另一个子网，那么它向CH发INVITE消息，其呼叫标志保持不变，新的IP地址包含在INVITE消息内。CH得到新的IP地址后，继续保护与MH的通信。五、RTP对移动性的支持 RTP（实时传送协议）提针对IP上的实时业务传输而制定的，它往往与RTCP（实时控制协议）配合使用。RTCP分组周期性地传送，用于质量反馈及信息交互。与RTP媒体流相关的有SSRC和CNAME。SSRC是32位的整数，是实时流的源标志、在一个RTP会话过程中保持唯一性，每个RTP分组均包含SSRC。不同媒体流的SSRC不同。CNAME是RTCP协议中使用的传输层标志，用于标志用户，一个用户可对应多个RTP流。在RTCP分组中，包含CNAME及SSRC。每个主机随机选择SSRC，SSRC重复的概率很小。另外冲突检测和环路检测机制确保在会话过程中每个流的SSRC具有唯一性及无环路发生。当两个RTCP分组具备相同的SSRC、但是IP地址相异，CNAME也相异，那么就发生了冲突。RTP可以利用无冲突SSRC及CNAME实现对移动性的支持。每个RTP及RTCP分组均包含了发送方地址和SSRC。如果发送方在RTP分组传送过程中改变IP地址，则因发往接收方的分组中携带了新的发送方IP地址、接收方将看到新的IP地址，而SSRC维持不变。值得注意的是，在此过程中，CNAME也维持不变，所以与SSRC冲突不同。CH知道MH有了新的地址，以后将重新路由到该地址。使用RTP协议支持移动性简单而有效，但是前提是通信的双方都必须使用RTP协议。六、结束语移动IP技术还处于发展阶段，而网上的语音业务和多媒体业务越来越重要，如何支持实时的移动多媒体业务是一个复杂的课题。因为网上多媒体业务对网络传输时延、抖动的要求较高，而引入移动性后由于子网间的切换，这个问题更加突出。在这种情况下利用RTP实现移动性管理较为合适，因为这种机制实现IP地址转换较快，造成的抖动较小。 Mobile IP更适合于慢速、大区制的移动性。隧道技术的应用是因捆绑的是FA地址，假如捆绑的是FA下的MH地址，那么就直接将数据包路由到MH。对于实时语音业务，包的长度较小，采用隧道包封技术开销较大，所以从这下角度Mobile IP也不适合，而采用SIP及RTP就比较合理。SIP较为完善地解决了移动IP问题，而RTP的优点在于及时的传递更新的IP地址。当承载传统数据业务时，Mobile IP可采用，但路由优化问题还是要考虑的。最后强调一点，所有上面方案讨论的都是跨子网的移动，至于实现子网内的移动，必须采用蜂窝技术，已经有一些关于蜂窝IP的解决方案。移动IP网络的成熟还有漫长的道路要走。

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