探索下一代互联网技术热点

移动业务需求的高速增长促进了无线接入技术的快速发展。现有的无线接入技术有多种，不同的无线接入技术有不同的特征和适用范围。例如，包括正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)、多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)、设备到设备(Device-to-Device，D2D)和非正交多址(Non-Orthogonal Multiple Access，NOMA)等技术在内的第4 代和第5 代移动通信技术的特征是覆盖范围大，适合为广域网的移动用户提供多媒体业务；无线局域网(Wireless Local Area Network，WLAN)和宽带无线接入(Broadband Wirelss Access，BWA)的覆盖范围虽较小，但带宽很高，适合为重点区域提供高速的数据业务；蓝牙(Bluetooth)虽覆盖的范围最小，但功耗低、体积小，适合室内应用。不同的特征和适用范围，使各种无线接入技术互相不可替代。因此，实现各种无线接入技术的融合、充分利用不同无线接入技术的互补优势为移动用户提供最佳的服务模式，成为未来网络的发展趋势。

要想实现各种无线接入技术的融合，就需要一种统一的平台来连接不同的无线接入网，以实现它们之间的互通。由于IP 网络不仅具有兼容性、灵活性以及强大的业务扩展能力，还在用户数量、网络覆盖程度和标准化程度方面具有决定性的优势，因此IP 网络成为统一平台的首选。

虽然IP 网络具有诸多优势，但它不具备移动性。这一缺陷导致当移动主机(Mobile Host，MH)从一个无线接入网络漫游到另一个无线接入网络时，无论这两个网络所使用的无线接入标准是否一致，都会由于路由失效而导致通信中断。这是因为在传统的IP 网络中，IP 地址不仅标明了主机的身份，同时也标明了主机的位置。当主机从一个无线接入网络切换到另一个无线接入网络时，由于IP 地址发生了变化，而对端主机又无法获知MH 的新的IP 地址，因此仍然将分组发送到MH 原来的IP 地址(即原来的网络位置)，最终导致MH 在切换后无法正确地接收分组。

为了解决这一问题，互联网工程任务组(Internet Engineering Task Force，IETF)提出了使用移动IP (Mobile IP，MIP)来作为IP 网络的移动性扩展协议。它有两个版本: 移动IPv4 (Mobile IPv4，MIPv4)和移动IPv6 (Mobile IPv6，MIPv6)。MIPv4 和MIPv6 分别作为IPv4 网络和IPv6 网络的移动性扩展，目的是使MH 在不同的接入网络间切换时，对端主机无须获知MH 的当前位置，也能将分组正确地发送给MH。换而言之，MH 的网络接入点变化不会影响对端主机使用固定的IP 地址与之通信。

作为MIP 的不同版本，MIPv6 与MIPv4 相比，具有较大优势，主要体现在以下几点。

1)地址数量大大增加

MIPv6 将地址空间从MIPv4 的32 位扩展到128 位。这样，不仅网络中的每个移动主机可拥有全球可寻址的IPv6 地址，其他终端(如家电、传感器和各种智能产品等)也都能被赋予IPv6 地址。当规模庞大的各类终端都通过MIPv6 相互连接时，信息化的新时代也宣告到来。不仅用户可以获得全新的信息和服务体验，运营商也将因为新业务而获得巨大商机。

2)实现了路由优化

为了实现移动性管理，MIPv4 在网络中部署了家乡代理(Home Agent，HA)和外部代理(Foreign Agent，FA)。虽然这两个实体的引入实现了让MH 使用固定的IP 地址进行全球漫游的目的，但同时引入了“三角路径”问题。“三角路径”问题是指发送给MH 的分组会被HA 截获，通过HA 与FA 之间的隧道后才能到达MH，而MH 发送的分组可以直接到达通信主机(Correspondent Host，CH)。“三角路径”的出现，对网络而言，浪费了资源，并且随着移动主机数量的增加，这种现象更为突出；对移动主机而言，延长了传输时延，尤其是当移动主机正在进行一些时延敏感的业务(如音频、视频业务)时，会使用户更加明显地察觉到网络QoS 的下降，严重时还会造成业务中断。而在MIPv6 中，优化的路由机制避免了“三角路径”的出现，不但能减少网络资源的浪费，而且能缩短分组的传输时延。(www.xing528.com)

3)结构简单且容易部署

由于MIPv6 具有无状态地址自动配置机制和邻居发现机制，使其无须使用FA 作为MH的移动性管理实体。因此，MIPv6 比MIPv4 结构简单，且容易部署。

4)良好的安全机制

虽然MIPv4 和MIPv6 都支持IP 安全协议，但是MIPv4 通过与IP 安全协议叠加的方式来实现安全，而MIPv6 将安全作为标准的有机组成部分，对安全的部署在更加协调统一的层次上。

MIPv6 的上述优势使其成为MIP 技术的发展方向。

如前所述，未来网络的发展趋势是多种异构接入网络的融合，而融合多种接入网络的统一平台是MIP 网络，又因为MIPv6 是MIP 的发展方向，因此，下一代移动互联网的发展趋势应该是基于MIPv6 的多种异构的接入网的无缝互连，如图5-4-1 所示。

图5-4-1　基于MIPv6 的多种异构的接入网的无缝互连