移动IP技术及CDMA 1X移动IP测试简介

移动IP技术是由互联网工程任务小组(IETF)在1996年制定的一项开放标准,它的技术规范主要包括: RFC2002(IP移动性支持)、RFC2003(IP内的IP封装)、RFC2004(IP内的最小封装)、RFC2290(用于PPP IPCP的移动IPv4配置选项)等。

移动IP是IP技术体系中的一个新概念。它与传统IP的主要区别是, 传统IP技术的主机在固定的地点使用固定的IP地址和TCP端口号进行相互通信,而移动IP中的主机是可以移动的，可以在不同的地点接入互联网，其中包括通过移动通信网接入，也包括通过固定网或局域网接入,它以固定的网络IP地址，实现跨越不同网段的漫游功能，并保证了基于网络IP的网络权限在漫游过程中不发生任何改变。举例说明:一个用户在使用固定网(PSTN)打电话,如果他想移动到别的地方并将同一部电话插到一个新的电话插孔中,那么通话将中断,这是因为每一个插孔是对应着一个固定的电话号码的。传统IP与此类似, 当某个设备不再与它原来所在网络中的IP地址相关联时，它的有效会话将被中断。而使用移动IP技术时,一个用户到外地出差,他只需要简单的将移动节点(例如:笔记本电脑、PDA设备)连接到当地的网络上, 那么用户就可以享受到跟在原来公司里一样的所有操作:使用公司的共享打印机，或者访问公司内部同事电脑里的共享文件及相关数据库资源等等;诸如此类的种种操作，让用户感觉不到自己身在外地，让用户的“家”网络随处可以安“家”，不再忍受移动节点因“出差”带来的诸多不便。

移动IP不是移动通信技术和因特网技术的简单叠加，也不是无线话音和无线数据的简单叠加，而是移动通信和IP的深层融合，也是对现有移动通信方式的深刻变革。为适应快速增长的数据型业务需求，人们需要的是一个以包交换为基础的无线网络，这种新型网络结构正是移动IP未来的结构。移动IP将真正实现话音和数据的业务融合，它的目标是将无线话音和无线数据综合到统一的IP协议平台上传输。

移动IP涉及到三个实体:移动节点、归属代理(HA)和外部代理(FA)。移动节点是指一个能够进行网络漫游的设备。移动IP客户端的实例包括蜂窝式电话、PDA或者笔记本电脑，它们的软件可以提供漫游功能。归属代理是指本地网络上的一个路由器，它可以充当与移动节点进行通信的定位点;它可以通过隧道将分组发送给正在漫游的移动节点。外部代理是指一个可以在移动节点移动到某个外地网络时，充当移动节点的连接点的路由器，它可以将从归属代理发来的分组提供给移动节点。

为了让在不同网络之间漫游的移动节点获得“永不中断”的连接，移动节点首先要做的是发现代理。移动IP定义了两种代理发现方法:被动发现和主动发现。被动发现是指所有移动节点侦听本地移动代理发布的代理公告,而主动发现是指在无法收听到代理公告且无法获得转交地址时，移动节点主动发送代理请求报文(agent solicitation)，因此所有移动节点都应具备代理请求功能。归属代理和外部代理会不断地在网络上广播它们的服务。移动节点在收到广播消息之后，就可以发现这些代理和它们所提供的服务，并可以由此判断出自己目前是在本地网络中还是已经移动到某个外地网络。在广播消息中，代理可以说明它是一个归属代理或者外部代理，或者两者都是;它的转交地址;它所提供的服务的类型，例如反向隧道;以及它所允许的注册时间或者漫游期限，这些时间可能会针对移动节点延长。

当移动代理收到某个外部代理的广播消息时，它可以检测到自己已经移动到本地网络之外，并开始注册进行位置登记,它的步骤如下:首先向外区网上的外区代理请求进行路由服务;然后通知归属代理其当前的转交地址;当移动到新的IP子网或是前一次登记将要过期时，应该重新向归属代理进行登记;当回到归属网时，则向归属代理撤销登记。在移动IP技术中，通常有三种位置登记规程:第一种是移动节点在外区网上，通过外区代理转交地址进行登记;第二种是移动节点在外区网上通过驻留本地的转交地址，直接向归属代理进行登记;第三种是移动节点返回归属网时，撤销登记。

为了在移动节点和它的本地网络之间传输分组，归属代理将创建一条指向转交地址的隧道(Tunneling)，随后将注册回复发送给外部代理。外部代理或者移动节点，在使用配置转交地址的情况下，也会建立一条指向归属代理的隧道，以实现成功的注册，同时将注册恢复转发给移动节点。最后，移动节点将对这个回复进行身份验证，确认代理已经意识到它正在处于漫游状态。注册可以设置移动节点收发分组的路由方式，整个过程是通过隧道完成的。当移动节点在外区网上时，归属代理需要将原始数据包转发给已登记的外区代理。这时，归属代理使用IP隧道技术，将原始IP数据包(作为净负荷)封装在转发的IP数据包中，从而使原始IP数据包原封不动地转发到处于隧道终点的转交地址处。在转交地址处解除隧道，取出原始数据包，并将原始数据包发送到移动节点。当转交地址为驻留本地的转交地址时，移动节点本身就是隧道的终点，它自身进行解除隧道，取出原始数据包的工作。IETFRFC2003和RFC2004各自定义了一种利用隧道封装数据包的技术，在RFC 2003中，为了实现在IP数据包中封装作为净负荷的原始IP数据包，需要在原始数据包的现有头标前插入一个外层IP头标;而使用RFC 2004定义的IP内的最小封装”有一个前提条件，就是当原始数据包被分片时，不能使用这种封装技术。

在CDMA 1X系统中, 移动IP业务主要用来实现移动主机作为主叫或被叫时的分组数据业务，除了能提供简单IP的www浏览、E_mail、FTP等业务外，还可提供非实时性多媒体数据业务。在CDMA 1X系统的移动IP的接入网络结构中，上半部分是所有移动网络中都有的VLR和HLR,在这个网络中增加了两个部分FA和HA。FA就是PDSN，它是移动主机的外地代理，相当于移动主机访问网络的一个路由器，为移动主机提供IP转交地址和IP选路服务(前提是MS须有HA登记)。对于发往移动主机的数据，FA从HA中提取IP数据包，转发到移动主机。对于移动主机发送的数据，FA可作为一个缺省的路由器，利用反向隧道发往HA。HA是移动主机在本地网中的路由器，负责维护移动主机的当前位置信息，建立移动主机的IP地址和移动主机转发地址的关系。当移动主机离开本地网络时，需要向HA登记，当HA收到发往移动主机的数据包后，将通过HA与FA之间隧道将数据包送往移动主机，完成移动IP功能。

最近,中国联通公司已经开始进行CDMA 1X系统的移动IP测试，主要是进行分组数据服务节点(PDSN)、归属代理(HA)和远程认证拨号接入服务(RADIUS)服务器等设备对移动IP的支持的测试方法和测试要求等方面的内容。测试的系统配置如下:

如图所示，基于移动IP的分组核心网络除了包括PDSN、RADIUS和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。

测试的仪表包括: 路由器测试仪(Routertester), 网络监视分析仪(Advisor), 以太网监听软件(NetXray),测试项目包括: 移动IP业务功能的测试,移动IP协议的测试,典型业务应用的测试,人机接口及操作维护测试。其中,PDSN的测试有:PPP会话的建立和终止,认证授权功能、计费信息采集功能、地址分配工程、压缩功能等的测试,还包括RADIUS客户端功能及R-P接口功能测试等等,此外还有激活或休眠状态下PDSN之间切换的测试。HA的测试有:多重注册,动态归属地址分配,认证等等。RADIUS服务器的测试有:移动IP本地计费测试,漫游计费测试,漫游过程代理计费测试。移动IP协议测试有:PDSN代理公告发送/停止发送测试,HA发送正确/错误注册应答消息测试,移动终端注册超时测试,PDSN与HA直接IP隧道测试等等。最后是典型业务的测试,包括FTP文件传输,WEB浏览,电子邮件,多媒体会议,移动流媒体,网上聊天,可视电话等等。

随着移动IP技术的不断成熟,我们有理由相信, 移动IP最终会成为移动通信系统中数据传输的标准,人们将实现在任何时间、在任何地点、可以用任何一种媒体与任何一个人进行通信的梦想,让我们为了这个目标继续努力吧!