移动IP机制在cdma2000系统中的应用

一、引言

随着科技的进步，通信技术已经成为推动社会发展的重要因素，而其中移动通信技术和IP技术的发展尤为引人关注。3G移动通信的发展方向正是希望将这两种技术进行完美地结合，从而使人们实现在任何时间、任何地点、用任何一种媒体与任何一个人进行通信的梦想。由此形成的移动互联网是对传统互联网和传统移动通信网的一次革命。它的出现必将对传统互联网和移动通信网产生巨大的影响。在作为3G系统之一的cdma2000系统中也充分体现了这样的发展方向，它不仅能够向用户提供基于传统的所谓简单IP的数据接入方式，更引入了本文中将要介绍的移动IP技术。

二、移动IP技术

众所周知，在IPv4中规定了一个节点的IP地址在互联网中是惟一的，网络正是通过节点的IP地址来进行彼此间的通信。全球互联网的可扩展性依赖于网络前缀路由，而不是特定的主机路由，所以当节点到达外地时，它可能就不能用以前的IP地址进行网络通信了，而移动IP诞生的目的就是为了解决这个问题。

移动IP是一种全球互联网上提供移动功能的方案，它提供了一种IP路由机制，使移动节点可以以一个永久的IP地址连接到任何链路上。在cdma2000系统中，移动IP业务是一种移动分组数据业务的解决方法，是网络提供的核心业务之一。确切地说，是指基于RFC2002系列标准的一种业务，即由业务提供者网络为用户提供到公共IP网络或预先定义的专用IP网络的IP路由服务的业务。在RFC2002系列标准中，定义了实现移动IP必须的三种功能实体：

1　移动节点

移动节点是可以将接入因特网的位置从一条链路切换到另一条链路上，而仍然保持所有正在进行的通信，并且只使用它的归属地址(Home Address)的节点(在cdma2000系统中为用户的移动终端)。

2　归属代理

归属代理(Home Agent)是由一个端口与移动节点归属网络中的链路相连的路由器，它能够维护移动节点的位置信息。当移动节点离开注册网络后，需要向HA进行登记，HA在收到发往该移动节点的数据包时，将通过HA与FA之间的隧道(Tunnel)将数据包送往移动节点，完成移动IP功能。只有当移动节点使用移动IP服务时才需要使用HA。它所要完成的功能包括以下几方面：

(1)当移动节点切换链路时，归属代理一直通知移动节点它的当前位置，这个信息由移动节点保存在它的转交地址中。

(2)在某些时候，归属代理会广播对移动节点归属地址网络前缀的可达性，从而吸引那些送往移动节点归属地址的IP包。

(3)解析送往移动节点归属地址的数据包，并将这些包通过隧道技术传送到移动节点的转交地址上。

3　外地代理

外地代理(Foreign Agent)是在移动节点的外地链路上的路由器。在cdma2000网络中，由PDSN来实现外地代理的功能，主要包括：

(1)帮助移动节点通知它的归属代理和它所获得的转交地址。

(2)在某些时候，将转交地址提供给移动节点，并为已被归属代理设置了隧道的移动节点发送拆封后的包。　

(3)作为连接在外地链路上的移动节点的缺省路由器。

上述三个功能实体仅仅是实现移动IP必备的实体，缺一不可。但是，由于RFC2002在制定时主要是考虑在固定因特网上实现移动节点的可移动性，而像cdma2000这样的移动通信系统有着其自身的特点。因此，对于各功能实体的要求也会有所不同。图1为cdma2000系统中基于移动IP的网络结构模型。

图1　基于移动IP的网络结构模型

在cdma2000系统中，基于移动IP的分组数据核心网络除了包括PDSN和RADIUS服务器之外还应包括HA(归属代理)。HA负责向用户分配IP地址，将分组数据通过隧道技术发送给移动用户，并实现PDSN之间的宏移动管理。同时，PDSN还应增加FA(拜访代理)的功能，负责提供隧道出口，并将数据解封装后发往移动终端。

移动终端使用由其归属口网络的HA分配的IP地址，该地址可以是非零的静态IP地址，也可以是动态分配的IP地址。无论使用静态还是动态归属IP地址，移动终端都应配置一个非零的静态归属代理地址。

移动用户在不同的PDSN所属的无线网络之间进行切换时，可以保持IP地址不变，使业务不发生中断。移动IP的协议结构分为控制平面和用户数据平面，分别如图2和图3所示。