移动IPv6技术在下一代互联网的应用研究

陈航宇 杨文军



移动IPv6技术在下一代互联网的应用研究

陈航宇 杨文军

空军预警学院，湖北 武汉 430019

由于当前科技的发展日新月异，互联网技术在很多应用方面遇到了前所未有的挑战，这些因素使得网络技术发展受到了制约。针对移动IPv6 技术在下一代互联网的应用进行探讨。

移动IPv6；下一代互联网；4G；应用

引言

随着互联网的快速发展，为了能够较好地处理IP地址枯竭等问题，有人提出了发展新一代协议的想法，即IPv6协议。而这个协议相比以前的协议优势极为明显，不仅不需要设置固定的IP地址，而且传输更加快捷方便，并且是可以移动的，这就可以大大地方便用户，使得他们可以随时都可以及时获取自己所需的信息，这使得它具有良好的应用前景。[1]

1 IPv6发展概况

1.1 IPv6背景

当前，我们主要使用的IP协议是IPv4，它要求主机和路由器都必须有32位的IP，并且两者必须是对应的，IPv4地址结构主要存在A、B和C三种类型，每一种类型可以容纳不同数量的主机节点。实际上对地址类型进行划分的同时，大量的地址被闲置，尤其是B类地址。据有关研究表明，A类和B类的地址已经用完了，只剩下C类的少量地址可以使用，但是整个地址空间的利用率只能达到10%左右。尽管理想的情况是IPv4的32位地址可以用来为40亿用户提供服务，然而实际情况却很令人以外，很多IP地址被大量地浪费，这就使得IPv4遭遇到了前所未有的挑战。为了从根本上来解决这个难题，最好的办法是研发新一代IP地址技术，也就是IPv6。这种新型的IP协议采用的128位地址，这就使得它不仅继承了IPv4所具有的优点，并且也很好地解决了IPv4所存在的问题。不仅如此，它的性能也比上一代要先进，随着人们需求的增加，IPv6 慢慢地代替IPv4已经成为了一种必然。

1.2 移动IPv6的工作原理及流程

当移动终端位于家乡链路时通过家 乡链路的IP路由机制分组转发其通信模式在家乡网络中不作任何改变。当移动终端离开家乡链路连接到外地链路时为了保持自身的通信畅通网络采用了移动IPv6协议，这一协议的使用使得移动终端永远在线并保持连接和业务的不被中断。[2]

（1）移动节点获取一个转交地址该转交地址是通过IPv6定义的地址自动配置方法得到的。（2）移动节点将它的转交地址向家乡代理注册，建立转交地址和家乡地址在家乡代理的绑定关系。此绑定关联是通过移动节点向家乡代理发送“绑定更新”实现绑定注册，然后家乡网络回复移动节点“绑定确认”的消息来完成的。在安全模式下移动节点可以将它的转交地址通知其他几个移动节点同时可以获得更多数据。（3）移动节点将其当前位置信息通过“通信注册”的过程提供给通信对端。未知移动节点转交地址的通信节点送出的数据包和移动IPv4一样路由，它们先路由到移动节点的本地网络从那里家乡代理再将它们隧道送到移动节点的转交地址。（4）知道移动节点转交地址的通信节点送出的数据包可以利用IPv6选路报头直接送 给移动节点选路报头将移动节点的转交地址作为一个中间目的的地址。（5）在相反方向移动节点送出的数据包采用特殊的机制被直接路 由到它们的目的地。

然而当存在人口方向的过滤时移动节点可以将数据包通过隧道送给家乡代理隧道的源地址为移动节点的转交地址。[3]

2 IPv6所具有的优势

2.1 IP地址空间庞大

对于IPv4网络，由于IPv4网络所具有的公有IP地址不够，于是用户不得不普遍使用私有IP地址。用户为了能够使IP包供大家一起使用的话，一定要在公网和网络之间通过NAT设备来实现公网和网络的互通互联。而一旦用户想通过终端来实现视频和音频的话，仅仅进行简单的IP转换还是无法满足要求的，这时候还要想尽一切办法解读IP包里面的数据，这就所谓的NAT穿越。[4]

所以，由于传统IP地质的限制，很多情况下致使与之相关的业务无法正常开展，特别是两者是处于不同的私网时，就算媒体流穿过了NAT设备，也仍然还需利用中间服务器来进行中转，这样不仅影响了媒体流的传送效率，而且使系统变得更为复杂。IPv6就完全不同，它的IP地址数量充足，可以确保通信双方都可以使用共同的IP，这样的话，不但可以很好地解决IPv4所出现的要IP转换的问题，也使得业务多样化发展成为了可能。

2.2 IP网络层终端具有移动性

相比上一代的协议，IPv6是可以移动的，这就很好地解决了IP地址的空间的限制的问题，它是可以通过不同的网络节点，从而实现网络的相互传递，并且最终连接到最原始的IP上，进而可以实现与它进行联系。虽然IPv4也有移动的形式，但是由于两者的联系的欠缺使得原本相关的两个部分，基本上没有什么联系。所以IPv6在这些基础上进一步进行了完善，把外地代理直接去除，这为IPv6的发展提供了条件。

2.3 内置IPSec协议保证了安全

因为IPv4各个方面的限制，使得它无法将IPSec融入其中。但是IPv6就截然不同了，它本来IP地址就非常丰富，并且是共公有的，这就为IPSec协议的应用创造了有利的条件，能够给用户提供根为方便的服务。综上所述，IPv6作为新一代的IP协议，它可以实现各种各样的网络设备的相互连接，与原来的IPv4相比，它的性能和可靠性得到了提升。

3 移动IPv6技术在下一代互联网中的应用探索

移动IPv6是很多用户梦寐以求的，通过它可以实现现在不能实现的很多功能，比如手机、电脑等电子设备只要有一个IP地址就可以实现网络的连接，极大地方便了人们的生活。[5]

（1）移动IPv6在无线局域网中的应用。当前，我们正在使用的局域网缺点比较明显，传输速度比较慢，并且容易产生误码等等，这些都制约了它的发展。而移动IPv6就可以很好地解决这些问题，通过它可以很好地将实现网络的转换，进而就可以实现快速上网。同时发送切换初 始化消息通过执行重复地址检测来确认新转交地址的有效性，将存人邻居访问缓存列表中并发送切换确认应答消息。最后在两个移动节点之间建立一条临时存储数据的隧道，用来发送存储的数据包。

（2）移动IPv6在4G移动通信网中的应用探讨。由于人们生活需求的不断提高，这就使得4G网络技术应用而生。它标志着现在的网络越来越朝着高速、智能化方向发展。但是随着移动终端 的不断扩大。

IPv4现有的IP地址即将枯竭，不能满足用户的增加，因此IETF提出的IPv6的128位地址空间就能够妥善地处理这个问题，还有就是IPv6可以移动，服务效果好，可以满足人们多元化的需要，它可以使4G更好地增强用户的体验。

除此之外，随着物联网的快速发展，IPv6有了新的用武之地，通过它可以较好地实现人与物、物与物之间的自然衔接，真正实现智能化，可以成为人们生活中的重要一部分。

4 结语

尽管移动IPV6具有很多无可比拟的优势，也能够较好地解决当前网络中所遇到的各种挑战，然而，在对其进行开发和发展的过程中，还有很多不可预见的因素参杂其中，使得它的发展没有想象中那么顺利，所以要将它运用于生活之中还有很长的路要走。IPsec协议、流控制传输协议、Diameter等，其次需要解决认证、授权及计费的机制和服务、资源的整合和如何采取有效的办法来实现其与其他技术之间的自然衔接等等，都是以后发展过程中无法避免的诸多实际问题。

[1]李向丽，孙晓林，高艳红，等.层次移动IPv6宏切换的优化方案[J].计算机应用，2011，31（6）：1469-1471.

[2]谢克强，周华春，杨钊.代理移动IPv6多接口接入分析与测试[J].计算机工程与应用，2011，47（23）： 66-70.

[3]陈利军.移动IPv6切换技术研究[J].电脑与电信，2011（6）：33-35.

[4]袁春艳，林椹尠.代理移动IPv6实现及其安全防护研究[J].计算机光盘软件与应用，2012（18）：58-59.

[5]刘银龙，曾志民，夏海轮，等.基于指针推进策略的分级移动IPv6优化[J].吉林大学学报：工学版，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