基于IPv6技術的移動性研究

IPv6擁有巨大的地址空間，能更有效支持網絡設備移動性。該文介紹了移動Ipv6的工作原

理，并對目前在基于IPv6移動性的研究中比較熱門的幾個關鍵技術進行了介紹。

IPv6協議的研究起源于20世紀90年代，該協議是IETF在比較多種IPng方案的基礎上，以“簡單互聯網協議增強（SIPP）為基礎加以改進而形成的，制定了RFC2460標準，以后對其它方面作了擴展。IPv6 作為下一代網絡的基礎以其明顯的技術優勢得到廣泛的認可。

一、移動IPv6工作的主要原理

移動節點采用IPv6版的路由器搜索確定它的轉交地址；如果可以保證操作時的安全性，移動節點也將它的轉交地址通知它的通信節點；移動IPv6同時采用隧道和源路由技術向連接在外地鏈路上的移動節點傳送數據包；在相反方向，移動節點送出的數據包采用特殊的機制被直接路由到它們的目的地。

移動節點和通信節點使用雙向隧道和路由優化功能來交換數據包

二、移動IPv6的MN移動切換

切換是指允許一個移動設備在網絡之間進行移動的時候，不需要中斷已經建立的通話或者數據連接，也即保持通訊的連續性。移動切換能嚴重影響MN的移動性，可以分為快速切換、平滑切換和無縫切換三種類型，其中無縫切換要求最高，即要降低分組的丟失率，又要降低分組的延時。移動切換分為越區切換和子網內切換，為了改進傳統的移動切換時延大，分組丟失嚴重，和造成連接中斷缺點，對應越區和在子網內切換提出了宏觀和微觀切換。

三、移動IPv6的安全技術

移動IP在網絡層實現了移動切換，但也帶來了潛在的安全問題和相對于固定網絡更特殊的安全要求。移動IP的安全問題產生的根源來自于兩個方面：

移動環境，移動主機通過無線鏈路接入網絡，這種鏈路更容易遭受重放攻擊和其他主動攻擊，尤其容易遭受被動竊聽，而且很難檢測出來；同時當主機移動至外地網絡，通過外地網絡接入Internet中時，所在的網絡不一定是可靠的網絡，就更容易受到攻擊。

移動IP協議，移動IP使用的信令包括代理通告、綁定更新、綁定請求/應答和家鄉代理發現請求/應答；另外還采用了隧道機制，這些信令和機制若不采用恰當的安全措施，都容易受到攻擊。

在移動IPv6 中，主要是采用以認證頭（AH）和封裝化安全凈荷（ESP）為核心的IPSec協議來解決安全問題，應該說，這是一個滿足了以上絕大多數要求的安全協議。首先IPSec是集成到IPv6標準中強制執行的，因此所有的IPv6節點都能夠處理認證頭和封裝安全凈荷，因而從根本上解決了移動網絡的安全策略的擴展性問題，移動IPv6 采用對上層協議報文加擴展報頭的形式，可以對任意網絡的報文根據相應的算法加頭，從而對異構網絡的各種報文提供一個很好的封裝機制，解決了與各當地安全策略的兼容性問題。但是在IPSec通信之前收發雙方需要事先建立關聯，采用那一種加密算法，事實上MN與CN不存在安全關聯，另外隨著MN的移動，防火墻如果不能識別它就不能實現正常的分組過濾。目前的移動IPv6的IPSec協議依賴于復雜的PKI，且要求終端有很強的出理能力，都對安全管理帶來新的研究課題。

移動IP業務的使用需要ISP支持移動AAA服務，即移動用戶的認證、授權和計費服務。IETF工作組在Diameter提議的基礎上開發了很多AAA標準協議。Diameter服務器可以對移動結點上的移動IP服務進行AAA操作。同時，DHCPv6服務器和路由器可以與AAA服務器聯合使用，決定客戶端的認證材料是否有效。為了實現在不同網絡之間的無縫切換，需要考慮AAA協議處理時間，需要將移動IP協議中的注冊、綁定更新等過程與AAA協議緊密結合起來。

四、移動IPv6頭標壓縮

頭標壓縮技術的核心是利用業務流的連續分組之間的信息冗余來透明的壓縮和解壓縮直接相鄰節點間的分組頭標中的信息，即在數據流開始的時候發送完整的分組和選項頭標，后續的IP 分組只傳送頭標域中的變化部分和相對于同一個流的關聯標識符，以達到更加有效利用帶寬資源的目的，因此有效的頭標壓縮算法和數據流壓縮同步規程是該研究課題的關鍵所在。

尤其在實時的VoIP中的應用特別突出.例如一幀音頻數據凈荷通常只有15～32字節，而在移動IPv6環境中傳輸該數據需要40字節IPv6頭標，20字節的信宿選項頭標，8字節的傳輸層UDP頭標，和12字節的RTP頭標，總共80字節頭標開銷，嚴重浪費了帶寬。

IETE針對頭標壓縮成立了專門工作組ROHC，在RFC3095中定義了三種工作模式，單向模式（U模式）、雙向可靠模式（R模式）和雙向優化模式（O模式），其中U模式適用于單向無反饋信道環境，由于移動蜂窩網絡帶寬非常寶貴，所以無反饋信道將占有很大的比重，U模式就工作在這種沒有反饋的信道下。但是當鏈路情況不好或者MN移動快速且工作在U模式的時候，會因為殘留錯誤和錯誤擴散而引起大量正常的分組被丟棄，這是一個必須解決的問題。

伴隨著IPv6與移動技術相結合，移動IP技術必將給我們帶來更加廣闊的應用前景，使人們更好的利用移動設備上班和娛樂，使人們盡情的享受移動的可靠性和便捷性，讓我們的生活更加多姿多彩。

（作者單位：1.山東水利職業學院；2.日照景伊小學）