移動IPv6技術在下一代互聯網的應用研究

陳航宇 楊文軍

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移動IPv6技術在下一代互聯網的應用研究

陳航宇 楊文軍

空軍預警學院，湖北 武漢 430019

由于當前科技的發展日新月異，互聯網技術在很多應用方面遇到了前所未有的挑戰，這些因素使得網絡技術發展受到了制約。針對移動IPv6 技術在下一代互聯網的應用進行探討。

移動IPv6；下一代互聯網；4G；應用

引言

隨著互聯網的快速發展，為了能夠較好地處理IP地址枯竭等問題，有人提出了發展新一代協議的想法，即IPv6協議。而這個協議相比以前的協議優勢極為明顯，不僅不需要設置固定的IP地址，而且傳輸更加快捷方便，并且是可以移動的，這就可以大大地方便用戶，使得他們可以隨時都可以及時獲取自己所需的信息，這使得它具有良好的應用前景。[1]

1 IPv6發展概況

1.1 IPv6背景

當前，我們主要使用的IP協議是IPv4，它要求主機和路由器都必須有32位的IP，并且兩者必須是對應的，IPv4地址結構主要存在A、B和C三種類型，每一種類型可以容納不同數量的主機節點。實際上對地址類型進行劃分的同時，大量的地址被閑置，尤其是B類地址。據有關研究表明，A類和B類的地址已經用完了，只剩下C類的少量地址可以使用，但是整個地址空間的利用率只能達到10%左右。盡管理想的情況是IPv4的32位地址可以用來為40億用戶提供服務，然而實際情況卻很令人以外，很多IP地址被大量地浪費，這就使得IPv4遭遇到了前所未有的挑戰。為了從根本上來解決這個難題，最好的辦法是研發新一代IP地址技術，也就是IPv6。這種新型的IP協議采用的128位地址，這就使得它不僅繼承了IPv4所具有的優點，并且也很好地解決了IPv4所存在的問題。不僅如此，它的性能也比上一代要先進，隨著人們需求的增加，IPv6 慢慢地代替IPv4已經成為了一種必然。

1.2 移動IPv6的工作原理及流程

當移動終端位于家鄉鏈路時通過家 鄉鏈路的IP路由機制分組轉發其通信模式在家鄉網絡中不作任何改變。當移動終端離開家鄉鏈路連接到外地鏈路時為了保持自身的通信暢通網絡采用了移動IPv6協議，這一協議的使用使得移動終端永遠在線并保持連接和業務的不被中斷。[2]

（1）移動節點獲取一個轉交地址該轉交地址是通過IPv6定義的地址自動配置方法得到的。（2）移動節點將它的轉交地址向家鄉代理注冊，建立轉交地址和家鄉地址在家鄉代理的綁定關系。此綁定關聯是通過移動節點向家鄉代理發送“綁定更新”實現綁定注冊，然后家鄉網絡回復移動節點“綁定確認”的消息來完成的。在安全模式下移動節點可以將它的轉交地址通知其他幾個移動節點同時可以獲得更多數據。（3）移動節點將其當前位置信息通過“通信注冊”的過程提供給通信對端。未知移動節點轉交地址的通信節點送出的數據包和移動IPv4一樣路由，它們先路由到移動節點的本地網絡從那里家鄉代理再將它們隧道送到移動節點的轉交地址。（4）知道移動節點轉交地址的通信節點送出的數據包可以利用IPv6選路報頭直接送 給移動節點選路報頭將移動節點的轉交地址作為一個中間目的的地址。（5）在相反方向移動節點送出的數據包采用特殊的機制被直接路 由到它們的目的地。

然而當存在人口方向的過濾時移動節點可以將數據包通過隧道送給家鄉代理隧道的源地址為移動節點的轉交地址。[3]

2 IPv6所具有的優勢

2.1 IP地址空間龐大

對于IPv4網絡，由于IPv4網絡所具有的公有IP地址不夠，于是用戶不得不普遍使用私有IP地址。用戶為了能夠使IP包供大家一起使用的話，一定要在公網和網絡之間通過NAT設備來實現公網和網絡的互通互聯。而一旦用戶想通過終端來實現視頻和音頻的話，僅僅進行簡單的IP轉換還是無法滿足要求的，這時候還要想盡一切辦法解讀IP包里面的數據，這就所謂的NAT穿越。[4]

所以，由于傳統IP地質的限制，很多情況下致使與之相關的業務無法正常開展，特別是兩者是處于不同的私網時，就算媒體流穿過了NAT設備，也仍然還需利用中間服務器來進行中轉，這樣不僅影響了媒體流的傳送效率，而且使系統變得更為復雜。IPv6就完全不同，它的IP地址數量充足，可以確保通信雙方都可以使用共同的IP，這樣的話，不但可以很好地解決IPv4所出現的要IP轉換的問題，也使得業務多樣化發展成為了可能。

2.2 IP網絡層終端具有移動性

相比上一代的協議，IPv6是可以移動的，這就很好地解決了IP地址的空間的限制的問題，它是可以通過不同的網絡節點，從而實現網絡的相互傳遞，并且最終連接到最原始的IP上，進而可以實現與它進行聯系。雖然IPv4也有移動的形式，但是由于兩者的聯系的欠缺使得原本相關的兩個部分，基本上沒有什么聯系。所以IPv6在這些基礎上進一步進行了完善，把外地代理直接去除，這為IPv6的發展提供了條件。

2.3 內置IPSec協議保證了安全

因為IPv4各個方面的限制，使得它無法將IPSec融入其中。但是IPv6就截然不同了，它本來IP地址就非常豐富，并且是共公有的，這就為IPSec協議的應用創造了有利的條件，能夠給用戶提供根為方便的服務。綜上所述，IPv6作為新一代的IP協議，它可以實現各種各樣的網絡設備的相互連接，與原來的IPv4相比，它的性能和可靠性得到了提升。

3 移動IPv6技術在下一代互聯網中的應用探索

移動IPv6是很多用戶夢寐以求的，通過它可以實現現在不能實現的很多功能，比如手機、電腦等電子設備只要有一個IP地址就可以實現網絡的連接，極大地方便了人們的生活。[5]

（1）移動IPv6在無線局域網中的應用。當前，我們正在使用的局域網缺點比較明顯，傳輸速度比較慢，并且容易產生誤碼等等，這些都制約了它的發展。而移動IPv6就可以很好地解決這些問題，通過它可以很好地將實現網絡的轉換，進而就可以實現快速上網。同時發送切換初 始化消息通過執行重復地址檢測來確認新轉交地址的有效性，將存人鄰居訪問緩存列表中并發送切換確認應答消息。最后在兩個移動節點之間建立一條臨時存儲數據的隧道，用來發送存儲的數據包。

（2）移動IPv6在4G移動通信網中的應用探討。由于人們生活需求的不斷提高，這就使得4G網絡技術應用而生。它標志著現在的網絡越來越朝著高速、智能化方向發展。但是隨著移動終端 的不斷擴大。

IPv4現有的IP地址即將枯竭，不能滿足用戶的增加，因此IETF提出的IPv6的128位地址空間就能夠妥善地處理這個問題，還有就是IPv6可以移動，服務效果好，可以滿足人們多元化的需要，它可以使4G更好地增強用戶的體驗。

除此之外，隨著物聯網的快速發展，IPv6有了新的用武之地，通過它可以較好地實現人與物、物與物之間的自然銜接，真正實現智能化，可以成為人們生活中的重要一部分。

4 結語

盡管移動IPV6具有很多無可比擬的優勢，也能夠較好地解決當前網絡中所遇到的各種挑戰，然而，在對其進行開發和發展的過程中，還有很多不可預見的因素參雜其中，使得它的發展沒有想象中那么順利，所以要將它運用于生活之中還有很長的路要走。IPsec協議、流控制傳輸協議、Diameter等，其次需要解決認證、授權及計費的機制和服務、資源的整合和如何采取有效的辦法來實現其與其他技術之間的自然銜接等等，都是以后發展過程中無法避免的諸多實際問題。

[1]李向麗，孫曉林，高艷紅，等.層次移動IPv6宏切換的優化方案[J].計算機應用，2011，31（6）：1469-1471.

[2]謝克強，周華春，楊釗.代理移動IPv6多接口接入分析與測試[J].計算機工程與應用，2011，47（23）： 66-70.

[3]陳利軍.移動IPv6切換技術研究[J].電腦與電信，2011（6）：33-35.

[4]袁春艷，林椹尠.代理移動IPv6實現及其安全防護研究[J].計算機光盤軟件與應用，2012（18）：58-59.

[5]劉銀龍，曾志民，夏海輪，等.基于指針推進策略的分級移動IPv6優化[J].吉林大學學報：工學版，2011， 41（3）：811-816.

The Application of Mobile IPv6 Technology in the Next Generation Internet

Yang Wenjun Chen Hangyu

Air force early warning college, Wuhan, Hubei 430019

Due to the rapid development of science and technology, Internet technology has encountered an unprecedented challenge in many applications, these factors make the development of network technology has been restricted. In this paper, the application of mobile IPv6 technology in the next generation Internet is discussed.

Mobile IPv6; next generation Internet; 4G; application.

D922.66

A

1009-6434(2016)6-0227-02