移动IP在cdma2000系统中的应用

原理

　　一般情况下，外地代理或归属代理都会通过周期地组播或广播一个称为代理布告(Agent Advertisements)的消息来宣告它们与链路的连接关系。移动节点收到这些代理广播消息后，会检查其中的内容以确定自己是连在归属网络中的链路上还是在外地链路上。当它连在归属网络的链路上时，移动节点就可像固定节点一样工作，即它不再利用移动IP的其他功能。但如果移动节点发现它正连接在一条外地链路上，它就需要获得一个转交地址。转交地址可以从外地代理广播的代理布告消息中找到。

　　获得转交地址之后，移动节点需要向归属代理注册它得到的转交地址，这个过程可以通过移动IP中定义的消息交互来完成。在注册过程中，如果链路上有一个外地代理，移动节点就向它请求服务。为阻止拒绝服务攻击，注册消息必须进行认证。

　　移动节点完成注册后，归属代理或者是在归属网络链路上的其他一些路由器会广播对移动节点归属地址的网络前缀的可达性，从而吸引发往移动节点归属地址的数据包。当有发往移动节点的数据包到达时，归属代理会截取这个包，并根据移动节点注册的转交地址通过隧道将数据包传送给移动节点。这里的转交地址可能是外地代理也可能是移动节点的一个端口。作为隧道的出口，当数据包到达这里后，原始数据包被从隧道中提取出来并传送给移动节点。

图3　移动IP用户数据平面协议结构 　　从上述过程可以看出，当移动节点在外地链路上时，发往移动节点的数据包必须通过归属代理使用隧道技术发给移动节点，但由移动节点发出的数据包却可以直接被选路到目的节点上，无需隧道技术。对所有来访的移动节点发出的数据包来说，外地代理完成的是路由器的功能。 　　以上是固定网络上移动IP的实现机制，cdma2000系统的移动IP和基于固定网络的移动IP在实现原理上是基本一致的，但在许多细节上略有不同，这是由cdma2000系统的特性所决定的。由于移动终端需要首先与PDSN建立PPP连接才能够接入到分组网络，因此对于cdma2000系统中的移动终端存在"永不在家"的情况，即无论用户移动到哪里，都需要与外地代理(PDSN)建立连接，这是与固定网络的移动IP的一个很大的不同点。 　　为了获得分组数据服务，移动终端首先向无线服务网中的BS发送一个IS-2000 Origination Message，该消息中附带一个分组数据服务选项。紧接着如果正常的语音服务认证通过的话，BS将为移动终端分配空中信道，之后PCF和PDSN之间会建立A10连接，移动终端和PDSN之间需要建立PPP连接，当这些操作完成后，移动终端就可以开始通过PDSN向它的HA执行移动IP注册。在移动IP注册过程中，移动终端可以获得动态分配的归属IP地址，也可以使用静态配置的归属IP地址。 　　当移动IP的注册成功后，用户的分组数据就可以通过PPP连接传输了，其中在PCF和PDSN之间的链路部分是通过GRE封装的。移动终端的注册生存时间失效前，移动终端会再次通过FA向HA进行重注册。另外，为了维护PCF和PDSN之间的A10连接，PCF也会在A10链路失效前定时向PDSN重注册。在用户归属网络中，当有分组数据需要传输到某个移动终端时，HA可以通过向外界发布代理ARP消息的办法来截取需要发送到该移动终端的分组数据。然后，HA通过隧道把数据先传输到PDSN，再由PDSN将数据通过PPP链路传输给该移动终端。当移动终端有数据需要向外发送时，它需要先把数据通过PPP链路传送到PDSN。如果移动终端需要支持私有网络，那么该移动终端在进行移动IP注册时就需要申请支持反向隧道。在这种情况下，PDSN会先把数据通过反向隧道传输给HA，然后再由HA解封装数据后转发到对应的目的地。如果移动终端不需要反向隧道的支持，那么当PDSN收到MS发来的数据后就会直接路由出去，然后再由其他路由器将数据路由到目标地址。 　　四、移动IP与简单IP的比较 　　作为cdma2000系统所提供的分组数据业务的两种基本形式，简单IP和移动IP具有各自不同的特点。 　　在无线通信系统中，用户终端是随时都在移动的，这也就是人们习惯将无线环境下的终端称为移动终端的原因。正因为如此，必须要考虑移动性管理的问题。 　　就分组数据业务来说涉及到三个层次的移动性管理问题。第一个层次是指在无线网络(RN)内部的移动性，主要是通过无线接入网络内部的机制来进行保证的，例如同一BSC下的不同基站之间的切换或同一基站下不同扇区之间的切换等。第二个层次是指R-P会话的移动性。由于R-P会话是与PCF绑定的，因此这一层次的移动性管理可以理解为发生PCF之间的切换，但仍然在同一PDSN管辖范围内，此时移动终端应保持相同的PPP连接和同样的IP地址，这是简单IP需要解决的问题。而第三个层次就是IP层的移动性管理。当用户发生PDSN间切换后，由于需要重新建立PPP连接，对于简单IP来说已无法保证用户的IP地址不发生变化，此时就需要移动IP来保证这一层次的移动性。实际上这是移动IP与简单IP最根本的差别。在具体实现时，移动IP和简单IP也有着很多的不同。