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移动IPv6与移动IPv4技术优势比较
 
慧聪网   2005年11月7日10时7分   信息来源:泰尔网 作者:邱翔鸥    

    导读:为了支持互联网上的移动设备,IETF推出了移动IP的标准来使用户保留不变的永久IP地址,而不管他们是否连接在网上。移动IP有两种:一种是基于IPv4的移动IPv4,一种是基于IPv6的移动IPv6。

    IPv4在设计之初并没有考虑到终端设备的移动性,所以连网设备移动时需要从互联网上断开,而在另外一个地方重新连接时,还需要重新配置系统的新的IP地址、正确的子网掩码和新的默认路由器(网关)才能继续通信。

  为了支持互联网上的移动设备,IETF推出了移动IP的标准来使用户保留不变的永久IP地址,而不管他们是否连接在网上。移动IP有两种:一种是基于IPv4的移动IPv4,一种是基于IPv6的移动IPv6。

1、移动IPv4存在的问题

  (1)三角路由问题

  在移动IPv4中,所有发送到移动节点的数据包都通过其家乡代理来路由,结果导致家乡网络负载增加,时延也更长。

  (2)部署问题

  移动IPv4要求每个可能的外区网络都有外区代理(FA),如果没有外区代理,那么每个移动节点将需要从外区网络上获得一个全球可路由的IPv4地址,由于IPv4地址的匮乏,这一点几乎不可能做到。

  (3)入口过滤“Ingress-Filtering”问题

  ISP的边际路由器可能会将包含的源IP地址拓扑不正确的数据包抛弃掉,因此,在移动IPv4中,移动节点离开家乡网络到外区的ISP那里,使用自己的家乡地址作为源IP地址发送数据包,入口过滤可能会将这些数据包抛弃掉。

  (4)认证和授权

  IPSec在IPv4中是可选部分,却是IPv6的有机组成部分,移动IPv4中只利用这一机制进行移动IPv4登记的认证。

2、移动IPv6与移动IPv4的比较

  从技术上对移动IPv6与移动IPv4进行比较,移动IPv6的优势非常明显,主要体现在以下方面:

  (1)地址数量

  IPv4地址空间为32位,而IPv6为128位,因此IPv6有着巨大的地址空间,将为全球数十亿的用户提供足够多的地址,甚至允许大量的私人IPv6地址的存在,这对于新兴的网络市场来说是非常诱人的。特别是充满生机的移动市场,采用IPv6之后,IPv4中的网络地址翻译(NAT)将不再需要,这将使移动IPv6的部署更加简单直接。由于不再需要管理内部地址与公网地址之间的网络地址翻译和地址映射,使得网络的部署工作只需要管理比IPv4少的网络元素和协议。

  (2)端到端的对等通信

  今天的互联网上NAT被广泛使用,绝大多数的应用都是基于客户端/服务器的方式,这种状况完全无法满足人们对未来移动网络的要求,因为移动手机之间以及与其它网络设备之间的通信绝大部分都要求是对等的,因此需要有全球地址而不是内部地址,去掉NAT将使通信真正实现全球可达、任意点到任意点的连接、网络发起(Network-Initiated)的IP业务等,这对于未来蜂窝网络和互联网之间的互通(Interworking)来说是最有益的,对这些网络的持续成功发展是至关重要的。

  (3)结构层次

  IPv6不仅能提供大量的IP地址以满足移动通信的飞速发展,而且可以根据地区注册机构的政策来定义IPv6地址的层次结构,从而减小路由表的大小。而且IPv4中的私有地址空间如网络10.0.0.0(RFC1918)在IPv6中依然存在,仍然可以通过地区本地地址和选路控制来定义某个组织的内部网络。

  (4)内嵌的安全机制

  作为IPv6标准完整组成的一部分是对安全机制的定义,而在IPv4标准中的安全问题是一个补充的可选部分。虽然两种IP标准目前都支持IPsec(IP安全协议),而且在今天的IPv4网络中已经使用了IPsec,但是,IPv6是将安全作为标准的有机组成部分,IPv6的全球编址模式要求安全的部署应该在更加协调统一的层次上,而不是像IPv4那样通过叠加的解决方案来实现安全。通过IPv6中的IPsec可以对IP层上(也就是运行在IP层上的所有应用)的通信提供加密/授权。通过移动IPv6可以实现远程企业内部网(如企业VPN网络)的无缝接入,并且可以实现永远连接。

  (5)自动配置

  IPv6中主机地址的配置方法要比IPv4中多,任何主机IPv6的地址配置包括:无状态自动配置、全状态自动配置(DHCPv6)和静态地址。这意味着在IPv6环境中的编址方式能够实现更加有效率的自我管理,使得移动、增加和更改更加容易,并且显著降低了网络管理的成本。无状态自动配置是移动节点获得地址的重要方法,节点采用邻居发现机制自动获取独一无二的全球可路由地址,这种即插即用的地址配置方式不需要用户或者运营商进行人工干预,非常符合移动设备的上网要求;而全状态自动配置如DHCP则要求增加一个服务器,同时也增加了运营和维护的工作。

  (6)服务质量(QoS)

  服务质量是一个各种因素的综合问题,从协议的角度来看,IPv6与IPv4相比,增加的优点是能提供差别服务,这是因为IPv6的头标增加了一个流标记域,20位长的流标记域使得任何网络的中间点都能够确定并区别对待某个IP地址的数据流,尽管目前流标记的确切使用方法尚未标准化,但可以肯定的是它可以用来支持未来基于服务水平和其它标准的新的计费系统等。

  IPv6还通过另外几种方法来改善服务质量,主要有:提供永远连接、防止服务中断以及提高网络性能,而更好的网络和服务质量将改善客户的满意度并且获得更高的回报。

  (7)移动IPv6的移动性更好

  移动IPv6实现了完整的IP层的移动性,特别是面对移动终端数量剧增,只有移动IPv6才能为每个设备分配一个永久的全球IP地址,由于移动IPv6很容易扩展,有能力处理大规模移动性的要求,所以它将能解决全球范围的网络和各种接入技术之间的移动性问题。

  (8)移动IPv6(MIPv6)的结构比移动IPv4更加简单并且容易部署

  由于每个IPv6的主机都必须具备通信节点(CN)的功能,当与运行移动IPv6的主机通信时,每个IPv6主机都可以执行路由的优化,从而避免三角路由问题。另外,与移动IPv4不同的是,移动IPv6中不再需要外地代理(FA)。IPv6地址的自动配置还简化了移动节点Care-of-Address(CoS)的分配。

  相关比较如表1所示:

表1 IPv6与IPv4的对比

特点

IPv6

IPv4

地址空间

足够大

理论上有4O亿个地址,实际上还要少得多

移动IP

内嵌,可以实现全球的移动性

只可以为有限数量的终端所用

安全性

标准化的方法,因此可以在全球部署企业内部网络的接入和虚拟专用网络

有几种可选择的方法,但所有方法都由于地址空间的局限性而存在扩展性的问题

网络的自动配置

完整的IPv6标准的一部分

没有一种标准的解决方案



  总之,移动IPv6的目的是无论用户如何接入网络,都能使用户保留永久的IP地址。移动IPv6将允许用户从其手持设备上拔掉以太网的电缆之后,还能继续下载文件或者进行IP电话的通话(VoIP),在这一过程中用户的连接不断转移,从办公室的无线局域网(WLAN),到外部环境的蜂窝网络,最后到家里的DSL连线,用户的所有应用都不会中断。
 
 
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