IPv6 3G应用方案分析

4 IPv6 3G应用系统的解决方案

　　目前，IPv6应用尚未普及，根据IPv6发展的不同阶段，IPv6 3G应用系统可以采用不同的解决方案。

　　（1）3G系统最小改动方案。GGSN只需要支持IPv6地址分配，不需要支持IPv6协议栈。IPv6的路由和转发功能通过GGSN与业务服务器之间接入一个双栈路由器实现，GGSN与双栈路由器之间通过GRE隧道承载IPv6数据流。图2所示为该方案协议栈示意图。

　　（2）GGSN双栈方案，即图1中所示意的实现方案。GGSN具有IPv6地址分配能力，同时也具有双栈功能。

　　（3）在方案（2）的基础上，3G系统中从UTRA到GGSN的传送平面网络层协议栈也支持IPv6。这种方案需要等到IPv6成为网络应用主导协议栈的时候才有可能实现。

　　在IPv6目前发展的状态下，各厂商根据自己的市场策略选择方案（1）或者方案（2）比较实际。

3 IPv6 3G应用基本流程

　　移动终端开机连接到运营商后，访问3G网络外部IPv6业务，主要包括以下三个过程：

　　（1）附着（ATTACH）。附着过程的目的是系统根据移动终端的签约数据确定是否允许移动终端在当前请求的GPRS路由区域中进行数据业务访问。附着过程与IPv6无关。

　　终端可以在开机通过无线接入鉴权获得无线信道后即向SGSN发起"附着请求"消息，SGSN得到终端IMSI标识后，向HLR中请求进行认证，并根据HLR下达的用户签约数据对终端进行鉴权，同时SGSN将终端的当前位置信息上传HLR。鉴权通过后，SGSN就会向终端返回"接受附着"消息。

　　（2）PDP（Packet Data Protocol）上下文激活。通过PDP上下文激活过程，用户获得相应的GGSN的鉴权许可，分配相应的IPv6地址，建立终端与基于GPRS的3G分组域之间的数据通道。

　　PDP激活过程由用户终端发起。终端首先向SGSN发起"激活PDP上下文请求"消息，消息中携带APN(服务访问点名称)，服务质量等信息；SGSN根据消息中携带的APN向HLR中查寻相应的GGSN的地址，获得GGSN地址后，再向GGSN发送"创建PDP上下文请求"；GGSN可以通过本地/DHCP/RADIUS对终端进行签权并分配IPv6地址或者地址前缀，以及其他参数，如QoS参数等，并将鉴权结果以及各项参数携带在"响应创建PDP上下文请求"消息中，发送给SGSN，由SGSN再向终端发送"接受激活PDP上下文请求"消息，将各参数配置传递给用户终端，从而完成PDP激活过程。

　　这一过程中，与IPv6相关的功能主要集中在IPv6地址请求/分配上。首先，终端在"激活PDP上下文请求"消息中需要携带请求地址类型为IPv6的信息；其次，系统要能够分配IPv6地址。如果系统采用GGSN本地地址池分配IPv6地址方式，那么GGSN需要支持IPv6地址池设置与分配，如果采用DHCP服务器或者RADIUS服务器要进行地址分配，那么就需要DHCP，RADIUS服务器支持IPv6。

　（3）业务访问。在PDP之后，从终端到3G系统分组域的IPv6应用数据通道已经打开。如果终端访问3G系统外的业务服务器，就需要保持3G系统分组域与外部网络直到业务服务器之间的转发路径通畅，即3G系统分组域边界网关需要具备访问IPv6外部网络的路由与转发能力。通常的IPv6 3G应用解决方案中，GGSN作为3G分组域的对外网关要求具备双栈能力。

4 IPv6 3G应用系统的解决方案

　　目前，IPv6应用尚未普及，根据IPv6发展的不同阶段，IPv6 3G应用系统可以采用不同的解决方案。

　　（1）3G系统最小改动方案。GGSN只需要支持IPv6地址分配，不需要支持IPv6协议栈。IPv6的路由和转发功能通过GGSN与业务服务器之间接入一个双栈路由器实现，GGSN与双栈路由器之间通过GRE隧道承载IPv6数据流。图2所示为该方案协议栈示意图。

　　（2）GGSN双栈方案，即图1中所示意的实现方案。GGSN具有IPv6地址分配能力，同时也具有双栈功能。

　　（3）在方案（2）的基础上，3G系统中从UTRA到GGSN的传送平面网络层协议栈也支持IPv6。这种方案需要等到IPv6成为网络应用主导协议栈的时候才有可能实现。

　　在IPv6目前发展的状态下，各厂商根据自己的市场策略选择方案（1）或者方案（2）比较实际。

5 IPv6 3G系统发展中存在的问题

　　5.1 地址分配

依照协议规定，IPv6 3G系统地址池内设定的是可分配的IPv6前缀范围，终端获得MAC地址，然后由地址池中前缀与MAC地址组成完整的IPv6地址。当前的IPv6 3G应用基本上都是独立终端进行业务访问，只需要一个可用的IPv6地址即可。这种分配方式不能有效地使用IPv6地址。尽管也可以配置有状态IPv6地址分配，但有状态地址分配的实现基本上需要在HLR中事先静态配置好。因此不利于业务开展，建议IPv6 3G系统能够灵活选择动态自动地址分配方式，针对不同终端应用灵活选择分配/128的地址或者