摘要：本文首先對移動IPv6技術的由來做了介紹，描述了移動IPv6的優(yōu)點，以及國內外的研發(fā)現(xiàn)狀。最后，對移動IPv6與我國3G發(fā)展的關系做了分析。

　　隨著數(shù)據(jù)應用的發(fā)展速度越來越快，IPv4協(xié)議逐漸暴露出了諸多弊端。具體表現(xiàn)為地址數(shù)量太少，路由表迅速膨脹，配置過于復雜，缺乏安全性保障，QoS和性能保障不足，對移動性支持不夠等。因此，IPv4基本已經(jīng)不能再滿足人們對數(shù)據(jù)應用的需求。IPv6的出現(xiàn)給數(shù)據(jù)應用帶來了曙光，同時，也為IPv4所暴露出來的各種弊端提供了良好的解決方案。尤其是其地址數(shù)量幾乎無限，使得移動終端海量的地址需求得以滿足，并且其移動性也比IPv4增強了許多。

　　一、移動IPv6的由來

　　IPv4在設計之初并沒有考慮到終端設備的移動性，所以，連網(wǎng)設備移動時需要從因特網(wǎng)上斷開。而在另外一個地方重新連接時，還需要重新配置系統(tǒng)的新IP地址、正確的子網(wǎng)掩碼和新的默認路由器（網(wǎng)關）才能繼續(xù)通信。

　　導致這個問題的原因是IPv4的路由機制。今天因特網(wǎng)上的IPv4地址實際上是逐層處理的。在網(wǎng)絡的核心部分，路由器并不是針對個人用戶來進行處理，而只是查看IP地址的開頭幾位（網(wǎng)絡前綴），并將數(shù)據(jù)包轉發(fā)到特定的網(wǎng)絡上。該網(wǎng)絡上的路由器進一步查看地址的后幾位，然后，將數(shù)據(jù)包發(fā)送到子網(wǎng)。到了網(wǎng)絡邊緣的時候，接入路由器查看該地址的最后部分，并將數(shù)據(jù)包發(fā)送到特定的機器上。

　　這種IP地址按層解析的方式要求設備固定接入某個子網(wǎng)，并且不會在更大的網(wǎng)絡之間移動。如果切斷一臺計算機與某子網(wǎng)的連接，并連接到另一個子網(wǎng)上，該計算機的IP地址就必須更改。同樣，如果一個企業(yè)更換了ISP，其整個網(wǎng)絡都不得不更改地址。

　　許多客戶端的機器都沒有永久的IP地址，而是每次登錄某個網(wǎng)絡時獲得一個新的地址。例如，大多數(shù)需要上網(wǎng)的筆記本電腦都有兩個IP地址，一個是在辦公室的網(wǎng)絡上獲得的地址，一個是在家接入某個ISP網(wǎng)絡獲得的地址。

　　當用戶不是經(jīng)常在網(wǎng)絡之間切換，并且不介意退出后重新登錄網(wǎng)絡時，這種方式?jīng)]有問題。但是，如果用戶需要在網(wǎng)絡之間移動時能夠保持連接，這種方式就會出現(xiàn)問題。因為高層協(xié)議（如TCP）是使用IP地址來識別用戶的，如果IP地址變了，用戶就無法維持一個TCP的連接。

　　為了支持因特網(wǎng)上的移動設備，IETF推出了移動IP的標準，使用戶保留不變的永久IP地址，而不管他們是否連接在網(wǎng)上。移動IP有兩種：一種是基于IPv4的移動IPv4，一種是基于IPv6的移動IPv6。最初的移動IP是為IPv4來定義的（IETFFRC2002）。那時的要求是：IPv4的移動性支持是附加的，絕大多數(shù)的IPv4節(jié)點都不支持移動IP。而今對IPv6移動性的要求是：移動性是IPv6的組成部分和重要特色之一，預計所有IPv6的部署都將至少包括最小的移動IP支持（即通信節(jié)點的功能）。

　　在移動IPv6中無論移動節(jié)點當前如何，在哪里接入因特網(wǎng)，始終都是通過其靜態(tài)的家鄉(xiāng)地址來識別該節(jié)點的。離開家鄉(xiāng)網(wǎng)絡時，每個移動節(jié)點都會獲取另一個臨時的地址來表示節(jié)點當前的位置。

　　這樣一來，到達其家鄉(xiāng)地址的基本信息被重定向（隧道封裝）到轉交地址。因此，雖然兩種IP協(xié)議的版本都支持移動性，但是，由于移動IPv6提高了性能，并且移動IPv6對移動性的支持更加有效，因此，目前移動IPv4的使用很少。另外，采用移動IPv4使得每個用戶需要至少兩個寶貴的IPv4的地址，在當今IPv4地址相當匱乏的情況下幾乎是不可能的。

　　隨著移動技術的發(fā)展，移動IP將變得與無線網(wǎng)絡同樣重要。因此，IPv6將成為不得不做出的選擇，移動IPv6還將成為能夠使3G網(wǎng)絡和熱點地區(qū)的藍牙或Wi-Fi（802.11b）之間實現(xiàn)無縫漫游的一種基本技術。

　　二、移動IPv6的優(yōu)點

　　移動IPv6與移動IPv4協(xié)議的設計思路很類似，但是，它們的執(zhí)行方式卻有所不同。IPv6的地址有128位，而IPv4的地址只有32位。雖然IPv6的地址長度是IPv4的四倍，但是，IPv6頭標長度僅為IPv4的兩倍。而且IPv6頭標的域較少，長度固定，這使得IPv6路由器的硬件實現(xiàn)起來比較簡單。另外，與IPv4不同的是，IPv6數(shù)據(jù)包在路由上時不被拆開，從而降低了選路的負擔。這些改進意味著IPv6能以更經(jīng)濟有效的方式處理不斷增長的因特網(wǎng)數(shù)據(jù)量。

　　IPv6的另一個優(yōu)點是需要時可在基本頭標后面加擴展頭標，從而改善路由性能。例如，IPSec頭可以實現(xiàn)端到端的安全。其它擴展頭標還有尋路頭標、報片頭標、認證頭標和信宿選項頭標等。IPv6及其頭標的結構更能滿足網(wǎng)絡結構可擴展性的要求，改善安全性、數(shù)據(jù)的完整性、自動配置、移動性、數(shù)據(jù)多點傳送，以及在全球骨干網(wǎng)上更有效的網(wǎng)絡路由聚合。

　　移動IPv6使得IPv6主機在離開其家鄉(xiāng)子網(wǎng)時仍能保持所有當前的連接，并始終能夠連接到因特網(wǎng)上。這是由于無論移動節(jié)點當前在因特網(wǎng)上的連接點如何，移動IPv6都通過靜態(tài)的家鄉(xiāng)地址來識別每個節(jié)點，移動節(jié)點離開家鄉(xiāng)子網(wǎng)時，向其家鄉(xiāng)鏈路上的家鄉(xiāng)代理發(fā)送其當前位置的信息，家鄉(xiāng)代理截獲發(fā)送到該移動節(jié)點地址的數(shù)據(jù)包，并用隧道將數(shù)據(jù)發(fā)送到移動節(jié)點的當前位置。

　　這一機制對于IP以上的所有網(wǎng)絡層（如TCP、UDP及其所有應用）都是完全透明的，因此，移動節(jié)點的DNS記錄指向是節(jié)點的家鄉(xiāng)地址。當移動節(jié)點改變其因特網(wǎng)的接入點時，不需要更改其DNS記錄。實際上，移動IPv6只是影響了數(shù)據(jù)包的選路，而獨立于路由協(xié)議本身（如RIP、OSPF等）。

　　移動IPv6還提出了轉交地址（care-of-address）。當某個節(jié)點改變了其網(wǎng)絡的接入點時，該節(jié)點的轉交地址有兩種生成方式：一種是通過接收路由器的通告獲�。�無狀態(tài)地址自動配置），或者由DHCP服務器分配（全狀態(tài)地址自動配置）。從技術上看，移動IPv6的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

　　●移動IPv6為每個移動節(jié)點分配了全球的IP地址，無論它們在何處連接到因特網(wǎng)上，為移動節(jié)點服務的鏈路要預留足夠多的IP地址，給移動節(jié)點分配一套（至少一個）轉交地址。

　　●使用IPv6的任播地址，使得某個節(jié)點能夠發(fā)送數(shù)據(jù)包給有該任播地址的幾個系統(tǒng)中的某一個。移動IPv6有效利用這一原理實現(xiàn)動態(tài)家鄉(xiāng)代理發(fā)現(xiàn)機制，通過發(fā)送綁定更新給家鄉(xiāng)代理的任播地址，從幾個家鄉(xiāng)代理中獲得最合適一個的響應。

　　●使用無狀態(tài)地址自動配置和鄰居發(fā)現(xiàn)機制之后，移動IPv6既不需要DHCP，也不需要外區(qū)鏈路上的外區(qū)代理來配置移動節(jié)點的轉交地址。移動IPv6可以為所有安全的要求使用IPSec，如授權、數(shù)據(jù)完整性保護和重發(fā)保護。

　　●為了避免由于三角路由造成的帶寬浪費，移動IPv6指定了路由優(yōu)化的機制。路由優(yōu)化是移動IPv4的一個附加功能，卻是移動IPv6的完整組成部分之一。

　　●在因特網(wǎng)中有個別路由器是對它們轉發(fā)的數(shù)據(jù)包實行入口過濾“ingress-filtering”的。檢查該源地址來的數(shù)據(jù)包是否應該送到接收該數(shù)據(jù)包的接口處，移動IPv6能夠與這種入口過濾方式毫無問題地并存。一個在外區(qū)鏈路上的移動節(jié)點使用其轉交地址作為數(shù)據(jù)包的源地址，并將其家鄉(xiāng)地址包含在其家鄉(xiāng)地址目標選項中。由于在外區(qū)鏈路中轉交地址是一個有效地址，所以，數(shù)據(jù)包將順利通過入口過濾。

　　總之，移動IPv6的目的是無論用戶如何接入網(wǎng)絡，都能使用戶保留永久的IP地址。移動IPv6將允許用戶從其手持設備上拔掉以太網(wǎng)的電纜之后，還能繼續(xù)下載文件或者進行IP電話的通話（VoIP）。在這一過程中，用戶的連接不斷轉移，從辦公室的無線局域網(wǎng)（WLAN），到外部環(huán)境的蜂窩網(wǎng)絡，最后到家里的DSL連線，但用戶的所有應用都不會中斷。

　　三、國外移動IPv6的研發(fā)狀況

　　IPv6技術在全球的發(fā)展是很不平衡的，這種不平衡最根本的原因是IPv4地址分配的不平衡。IPv4地址資源豐富的國家和地區(qū)，由于掌握著IPv4的核心技術，IPv4產(chǎn)品和業(yè)務給廠商和運營商帶來了豐厚的利潤。因此，對IPv6技術持觀望的態(tài)度；而那些IPv4地址資源匱乏的國家，則急于采用IPv6的標準來改變現(xiàn)狀，在這樣的國家和地區(qū)，從廠商、運營商到制定政策的政府部門都在積極地為新技術的部署做準備。

　　從全球的發(fā)展現(xiàn)狀看，IPv6活動的溫床是在歐洲和亞洲，而不是在美國，這充分表明地址空間的匱乏是最主要的推動力。

　　1.亞太地區(qū)

　　亞太地區(qū)獲得的IPv4地址很少，地址空間非常匱乏，而這一地區(qū)的通信發(fā)展卻非常迅猛，因此，大多數(shù)分析家認為這一地區(qū)采用IPv6標準的步伐將會很快。

　　目前亞太地區(qū)的各個國家中，對IPv6的研發(fā)、商用和應用推進最積極的是日本。原因是除了日本IPv4地址匱乏而通信發(fā)達之外，還因為日本希望通過掌握新技術來實現(xiàn)振興經(jīng)濟的長遠目標。

　　日本IPv6的發(fā)展是在政府統(tǒng)一協(xié)調下分階段進行的。前期主要是標準和研發(fā)，之后是網(wǎng)絡部署，最后是應用開發(fā)和展開商用服務。目前，日本IPv6前期的標準、研究與開發(fā)工作的逐步成熟和取得成效。日本運營商對IPv6的態(tài)度很積極，一些運營商已經(jīng)或正在推出IPv6業(yè)務，有的運營商推出的IPv6業(yè)務已經(jīng)是正式的商用業(yè)務。

　　目前，日本和韓國的3G服務占據(jù)了全球3G市場的90%，韓國的寬帶用戶普及率位于全球之冠。韓國對IPv6的態(tài)度也比較積極，韓國的設備商如三星等都在積極進行研發(fā)，以生產(chǎn)支持IPv6的設備。

　　2.歐洲

　　歐盟一直非常關注支持下一代因特網(wǎng)演進的基礎技術的開發(fā)，其目標是加速發(fā)展高性能、高可靠性、安全、永遠在線、高移動性的通信基礎設施。歐盟希望到2010年歐洲能夠進入知識經(jīng)濟時代，而這一目標實現(xiàn)的基礎是能夠在因特網(wǎng)的升級過程中取得領先地位，其中最關鍵的因素是維持歐洲在無線和移動通信領域的技術領先地位，以及完成向以IPv6為基礎的下一代因特網(wǎng)的有效過渡。

　　作為6WINIT計劃的一個組成部分，愛立信采用IPv6在GPRS、3G和無線局域網(wǎng)之間傳輸數(shù)據(jù)，實現(xiàn)不同接入網(wǎng)絡之間的無縫漫游。愛立信于2003年1月進行了救護車的演示，使用IPv6來顯示重要的醫(yī)學數(shù)據(jù)、話音和視頻，并且在2G、3G系統(tǒng)和無線局域網(wǎng)上無縫漫游。這標志著向使移動用戶實現(xiàn)“永遠最佳連接”的目標邁出了重要的一步。愛立信首次將三種關鍵技術（IPv6、3G和多種接入）結合在一起，顯示出移動業(yè)務的無縫使用。該醫(yī)學緊急系統(tǒng)稱為GuardianAngel，可以在各種不同的接入網(wǎng)絡之間無縫移動，在特定地點選擇最可用的接入網(wǎng)絡。醫(yī)生可以使用GSM/GPRS或者UMTS/WCDMA等移動網(wǎng)絡，從醫(yī)院的設備上觀察到救護車中的患者、檢查心率和血壓，一旦救護車到達醫(yī)院，系統(tǒng)可以自動轉換到使用醫(yī)院內部的無線局域網(wǎng)，數(shù)據(jù)流可以同時使用單獨的網(wǎng)絡接口，例如，如果無線局域網(wǎng)不夠可靠，重要數(shù)據(jù)的傳輸還可同時使用GSM/GPRS或UMTS/WCDMA信道。

　　四、移動IPv6與我國3G發(fā)展的關系

　　1.我國移動IP業(yè)務發(fā)展現(xiàn)狀

　　IP業(yè)務最早與移動通信的結合是在電路交換的移動通信網(wǎng)絡中引入IP電話業(yè)務，在我國，GSM移動網(wǎng)絡中早已經(jīng)引入了IP電話。

　　之后，GSM網(wǎng)絡中的IP分組數(shù)據(jù)業(yè)務——GPRS業(yè)務也已經(jīng)在我國開始商用，GPRS分組業(yè)務使得空中接口頻譜利用率與地面接入網(wǎng)帶寬利用效率都得到極大地提高，而且實現(xiàn)了更加合理的資費政策——“按流量計費”，用戶可以24小時在線，只有點擊的時候才計費。

　　未來的第三代移動通信網(wǎng)絡的發(fā)展方向將是一個全IP的分組網(wǎng)絡。目前，3G網(wǎng)絡在世界范圍內商用的數(shù)量不斷增加。從我國目前的情況看，雖然信息產(chǎn)業(yè)部還沒有正式頒發(fā)3G許可證，但是，從移動運營商到設備及終端制造商，從內容提供商到應用開發(fā)商，都在為我國3G的到來做著積極的準備。

　　2.移動IPv6將為中國3G的發(fā)展增添光彩

　　3G的發(fā)展方向將是一個全IP的分組網(wǎng)絡。3G業(yè)務將以數(shù)據(jù)和互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務為主，在3G網(wǎng)絡上將承載著從實時話音、移動多媒體、移動電子商務等多種業(yè)務。因此，在計費、漫游、應用、終端等方面會更加復雜，IPv6將是實現(xiàn)這些服務的關鍵。如果說3G的發(fā)展推動了IPv6的發(fā)展和標準化，那么，IPv6協(xié)議的諸多優(yōu)越特性則為3G網(wǎng)絡的發(fā)展奠定了堅實的基礎。

　　3.移動IPv6將有利于運營商多種接入方式的無縫互連

　　最近，WLAN在中國的熱點地區(qū)漸成亮點。

　　隨著網(wǎng)絡技術和業(yè)務的發(fā)展，人們將會提出多種接入方式無縫互連的要求，即忽略藍牙、無線局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)（GSM/CDMA）之間的技術差異，使得在不同網(wǎng)絡環(huán)境下，用戶的連接和所使用的業(yè)務不會中斷，真正實現(xiàn)不間斷的連接。采用移動IPv6將使這一目標的實現(xiàn)更加容易。

　　五、結束語

　　隨著移動通信的發(fā)展，不僅僅是移動電話成為移動信息社會的核心，越來越多的其它設備也可以用來通信和獲取信息，但是，很多新的業(yè)務卻必須建立在每個終端都擁有全球獨一無二的公用IP地址的基礎上，這使得移動IPv6成為實現(xiàn)許多新業(yè)務的關鍵。

　　總之，無論是從移動通信未來的發(fā)展，還是人們對未來移動通信的技術要求，移動IPv6都將成為必然的選擇。