移動IPv6發展前景探析及運營商應對策略

2019-11-03 09:05:06

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供稿：網友

　　隨著移動技術的發展，傳統采用電路交換的無線網絡將逐步被改造為以ip分組交換為基礎的無線網絡，此種情況下，移動IP將變得與無線網絡同樣重要，特別是在未來3G網絡的建設中，移動IPv6不僅將成為移動運營商必須要做出選擇的一項重要技術，還將成為能夠使3G網絡和熱點地區的藍牙或Wi-Fi(802.11b)之間實現無縫漫游的一種基本技術。

一、移動IPv6的優勢

　　相對于目前廣泛應用于無線網絡的IPv4技術，移動IPv6的優勢非常明顯，這些優勢主要體現在以下幾個方面。

　　地址數量大大增加：移動IPv6的128位地址長度對于充滿生機的移動市場來說是非常誘人的。另外，采用移動IPv6之后將不再需要NAT，這將使移動IPv6的部署更加簡單直接，由于不再需要管理內部地址與公網地址之間的網絡地址翻譯和地址映射，使得網絡的部署工作只需要管理比移動IPv4少的網絡元素和協議即可。

　　可以實現端到端的對等通信：今天的因特網上NAT被廣泛地使用，絕大多數的應用都是基于客戶端/服務器的方式，這種狀況完全無法滿足人們對未來移動網絡的要求，因為移動手機之間以及與其它網絡設備之間的通信絕大部分都要求是對等的，因此需要有全球地址而不是內部地址，去掉NAT將使通信真正實現全球可達、任意點到任意點的連接、網絡發起（network-initiated）的IP業務等，這對于未來蜂窩網絡和因特網之間的互通來說是最有益的，對這些網絡的持續成功發展是至關重要的。

　　地址的結構層次更加優化：移動IPv6不僅能提供大量的IP地址以滿足移動通信的飛速發展，而且可以根據地區注冊機構的政策來定義移動IPv6地址的層次結構，從而減小路由表的大小，并且可以通過地區本地地址和選路控制來定義某個組織的內部網絡。

　　內嵌的安全機制：雖然兩種IP標準目前都支持IPsec（IP安全協議），而且在今天的移動IPv4網絡中已經使用了IPsec，但是移動IPv6是將安全作為標準的有機組成部分，安全的部署是在更加協調統一的層次上，而不是像IPv4那樣通過疊加的解決方案來實現安全。通過移動IPv6中的IPsec可以對IP層上（也就是運行在IP層上的所有應用）的通信提供加密/授權。通過移動IPv6可以實現遠程企業內部網（如企業VPN網絡）的無縫接入，并且可以實現永遠連接。

　　能夠實現地址的自動配置：移動IPv6中主機地址的配置方法要比移動IPv4中的多，任何主機IPv6的地址配置包括無狀態自動配置、全狀態自動配置（DHCPv6）和靜態地址。這意味著在移動IPv6環境中的編址方式能夠實現更加有效率的自我管理，使得移動、增加和更改都更加容易，并且顯著降低了網絡管理的成本。

　　服務質量（QoS）提高：服務質量是一個各種因素的綜合問題，從協議的角度來看，移動IPv6的頭標增加了一個流標記域，20位長的流標記域使得任何網絡的中間點都能夠確定并區別對待某個IP地址的數據流，盡管目前流標記的確切使用方法尚未標準化，但可以肯定的是它可以用來支持未來基于服務水平和其它標準的新的計費系統等。

　　移動性更好：移動IPv6實現了完整的IP層的移動性，特別是面對移動終端數量劇增，只有移動IPv6才能為每個設備分配一個永久的全球IP地址，由于移動IPv6很容易擴展、有能力處理大規模移動性的要求，所以它將能解決全球范圍的網絡和各種接入技術之間的移動性問題。

　　結構比移動IPv4更加簡單并且容易部署：由于每個IPv6的主機都必須具備通信節點（CN）的功能，當與運行移動IPv6的主機通信時，每個IPv6主機都可以執行路由的優化，從而避免三角路由問題。另外，與移動IPv4不同的是，移動IPv6中不再需要外地代理（FA）。IPv6地址的自動配置還簡化了移動節點轉交地址（CoS）的分配。

　　總之，移動IPv6的目的是無論用戶如何接入網絡，都能使用戶保留永久的IP地址。移動IPv6將允許用戶從其手持設備上拔掉以太網的電纜之后，還能繼續下載文件或者進行IP電話的通話（VoIP），在這一過程中用戶的連接不斷轉移，從辦公室的無線局域網（WLAN），到外部環境的蜂窩網絡，最后到家里的DSL連線，但用戶的所有應用都不會中斷。

二、移動IPv6前景預測

1.移動數據業務的空前發展與地址稀缺的矛盾凸現移動IPv6的優勢

　　1999年底，全球的移動用戶數約為4.8億；2002年底，全球的移動用戶數已經增長到大約10億，三年翻了一番。從圖1可以看出，在今后的幾年里，移動通信的用戶數還將不斷增長，其增長的幅度遠遠高于其它通信手段用戶的增長速度。

　　亞太地區的移動用戶數在未來幾年的增長情況良好，一直居全球之冠。由于這一地區移動用戶數的迅速增長以及移動數據業務的進一步發展，將使公用IP地址的需求越來越無法得到滿足，IPv4地址在這一地區的供需矛盾將日益尖銳，向IPv6過渡的要求會越來越緊迫。

　　諾基亞公司的預測顯示，到2005年，全球移動用戶的數量將是現在的三倍，每個用戶產生的流量將是現在的兩倍，因此總網絡流量將是現在的六倍。由于語音服務利潤的下降，許多運營商都轉向通過3G提供的新業務來獲取收益，這些運營商同時維護電路交換網和分組交換網的成本很高，因此分組交換和電路交換之間的平衡將很快變成以分組交換為主導。

2.未來移動通信的發展需要以移動IPv6為基石

　　傳統的移動通信技術主要是為了支撐話音業務，雖然隨著用戶需求的提出和技術的發展，目前已經有了基于WAP或GPRS提供IP業務的蜂窩電話產品，但是現有的技術遠遠無法滿足未來通信的需要，第三代移動通信將采用分組交換的設備來代替電路交換設備，IP業務將是第三代移動通信業務中的重要組成部分。

　　未來移動通信的發展需要以移動IPv6為基礎。

　　實現用戶通信的同一性：目前一個人擁有多個不同類型的終端（如手機、PDA、筆記本電腦等）的現象已不鮮見，這些終端普遍都有上網功能，但這些終端的上網是互不相干的，通信的內容、方式也因終端而異。然而從用戶的角度來看，實現通信的同一性是至關重要的，未來用戶應該只關注自己的應用而將終端淡化成一種手段，而以IPv6大量的地址資源和其它先進的性能做基礎，完全可以實現通信的同一性。

　　P2P成為基本的通信模式：目前移動數據應用的通信模式仍然是客戶端/服務器的方式，由于現在的IPv4網絡上大量使用NAT地址，使得網上的通信無法實現端到端而只能是端到NAT，P2P的通信模式在IPv4網絡上無法實現。IPv6提供了豐富的地址資源，每一個連在網上的設備都有全球可識別的唯一的公用IP地址，這使得P2P最終成為基本的通信模式。

　　實現多種接入方式的無縫互聯：未來各種接入網技術仍然共存，如在PAN中采用藍牙技術、LAN中采用無線局域網（802.11）、WAN中采用WCDMA/GSM等，而無線技術最終將使人們忽略接入技術的不同而實現隨時隨地的網絡連接，用戶能夠使用一種多模的終端來通過全球移動網絡以及有限范圍的WLAN或藍牙系統來接入IP網絡或因特網，用戶從某種接入技術覆蓋的區域移動到另外一種接入技術覆蓋的區域時仍然能夠保持不間斷的連接。

　　全IP網絡的觀點：業界的一種觀點認為，未來的網絡將是全IP網絡，全IP能無縫集成各種接入方式，將寬帶、移動因特網和現有的無線系統都集成到IP層中，通過一種網絡基礎設施提供所有通信服務，并為運營商帶來許多好處，如節省成本、增強網絡的可擴展性和靈活性、提高網絡運作效率、創造新的收入機會等等。要實現全IP網絡，采用移動IPv6是最基本的要求。

3.未來移動通信業務的發展需要移動IPv6

　　通信的移動性和游牧性、移動通信中各種先進業務（如IMS）的要求，使得移動IPv6最終成為必然的選擇，IPv4無法滿足很多新的應用的要求，如IP電話、移動IP、推送應用等等。未來移動通信的應用越來越豐富多彩，而擁有全球獨一無二的公用IP地址是實現這些業務的基礎。隨著移動通信的發展，不僅僅是移動電話成為移動信息社會的核心，越來越多的其它設備也可以用來通信和獲取信息。但是，很多新的業務卻必須建立在每個終端都擁有全球獨一無二的公用IP地址的基礎上，這使得移動IPv6成為實現許多新業務的基礎。

4.移動IPv6將豐富并完善移動價值鏈的構成

　　移動IPv6網絡將從根本上不同于現有的IPv4網絡，移動IPv6的技術特點決定了它非常適合于擁有巨大數量的各種細小設備的網絡，因此今后連接在移動IPv6網絡上的設備范圍將完全突破今天的尺度，提供的業務也會空前的豐富多彩，那時整個移動價值鏈的構成將遠比今天的復雜，移動運營商、業務提供商、設備制造商必將在更高的起點上實現共贏，而最終的贏家將是作為最終用戶的消費者——他們將以更低的價格獲得前所未有的豐富應用和服務。

5.移動IPv6為移動網絡和移動業務的可持續發展提供了保障

　　移動IPv6不僅可以提供取之不盡的地址空間，而且增加了很多支持未來業務的功能和特色，對于移動運營商來說，如果投資建設新的網絡，必然要考慮的是網絡的擴展性和可持續發展，只有移動IPv6才有能力為未來網絡和未來業務的發展提供強有力的支撐，保障網絡和業務的可持續發展。

三、移動IPv6與我國3G發展的關系

1.我國移動IP業務的發展現狀

　　IP業務最早與移動通信結合是在電路交換的移動通信網絡中引入IP電話業務，在我國，GSM移動網絡中早已經引入了IP電話。

　　之后，GSM網絡中的IP分組數據業務——GPRS業務也在我國商用，GPRS分組業務使得空中接口頻譜利用率與地面接入網帶寬利用效率都得到極大地提高，而且實現了更加合理的資費政策——“按流量計費”，用戶可以24小時在線，只有點擊的時候才計費。隨著我國互聯網業務和移動通信的結合，使用比電腦更加簡單、便捷、易用和廉價移動終端上網將會普及，各種豐富的數據業務將會以更加廉價而實用的方式為大眾所接受。

　　未來的第三代移動通信網絡的發展方向將是一個全IP的分組網絡。目前，3G網絡在世界范圍內商用的數量不斷增加，3G在一些國家和地區已經開始形成?，F在3G市場發育相對成熟的國家是日本和韓國，英國、意大利和澳大利亞也將成為3G市場發展的又一熱點地區，美國的3G市場也有望很快形成。從我國目前的情況來看，雖然我國信息產業部還沒有正式頒發3G許可證，但是從移動運營商到設備及終端制造商，從內容提供商到應用開發商，都在為我國3G的到來積極準備。

2.移動IPv6將為中國3G的發展增添光彩

　　3G的發展方向將是一個全IP的分組網絡，3G業務將以數據和互聯網業務為主，在3G網絡上將承載著實時話音、移動多媒體、移動電子商務等多種業務，因此在計費、漫游、應用、終端等方面會更加復雜，IPv6將是實現這些服務的關鍵。如果說3G的發展推動了IPv6的發展和標準化，那么IPv6協議的諸多優越特性則為3G網絡的發展奠定了堅實的基礎， IPv6有龐大的地址空間、對移動性有良好的支持、有服務質量的保證機制、安全性和地址自動分配機制等。3GPP將IPv6作為3G必須遵循的標準，國內外很多通信廠商正致力于構建基于IPv6的全IP的3G核心網（All-IP Core）。

3.移動IPv6將有利于運營商多種接入方式的無縫互聯

　　最近，無線網絡WLAN在中國的熱點地區漸成亮點，隨著網絡技術和業務的發展，人們將會提出多種接入方式無縫互連的要求，即忽略藍牙、無線局域網和廣域網（GSM/CDMA）之間的技術差異，使得在不同網絡環境下用戶的連接和所使用的業務不會中斷，真正實現不間斷的連接。采用移動IPv6將使這一目標的實現更加容易。

　　2003年初，愛立信首次演示了這一領域的嘗試，稱為Guardian Angel的醫學緊急系統（救護車）可以在各種不同的接入網絡之間無縫移動，在特定地點選擇最可用的接入網絡。使用GSM/GPRS 或者UMTS/WCDMA等移動網絡，醫生可以從醫院的設備上觀察到救護車中的患者并為病人檢查心率和血壓，一旦救護車到達醫院，系統可以自動轉換到使用醫院內部的無線局域網，數據流可以同時使用單獨的網絡接口，如果無線局域網不夠可靠，重要數據傳輸可以同時使用GSM/GPRS或UMTS/WCDMA信道。

4.中國的移動運營商要有超前意識，積極應對新技術的挑戰

　　面對新技術的挑戰，中國的移動運營商也采取了積極的行動。

　　中國移動在2000年5月17日開通了移動互聯網實驗網，在2000年底又建設了移動互聯網骨干網，并先后進行了各省移動互聯網的建設。在整個建設過程中，IP地址資源的不足嚴重影響了網絡的規劃、建設及業務開展，中國移動深深體會到IP地址不足的痛苦，很多省網只能申請到16個C或24個C的IP地址。在2001年7月9日，中國移動宣布開通覆蓋16個省、25個城市的GPRS網絡，用戶容量40萬，GPRS業務“永遠在線”的特點導致中國移動對IP地址需求的進一步增加。中國移動在未來將會把世界上最大的GSM網演進為世界上最大的WCDMA網絡。

　　中國聯通也一直在探索移動互聯網發展的新思路，并在全國范圍內開通了無線數據業務——“聯通在信”，聯合多家無線數據業務內容/服務提供商為中國聯通的移動用戶提供有價值的無線數據服務。　　目前我國的移動電話用戶數已達2.5億戶，可以想像，如果中國的移動用戶在未來開始使用3G服務時，需要的IP地址數量將是如此的巨大，中國在建設3G時，除了IPv6將別無選擇。

　　但是，移動IPv6是一項新的網絡基礎技術，從標準到研發到部署和應用的過程中還有很多細節沒有經過驗證，對于運營商來說，將面臨著來自多方（如技術、成本、經濟、應用等）的挑戰，因此，在對當前技術、市場需求了解以及對IPv6、3G等技術發展趨勢深刻把握的基礎上，中國的移動運營商需要在建設IPv6商用網之前，積累足夠的IPv6網絡建設和運營經驗，以便為建設基于IPv6的3G網絡和順利地將現有的移動互聯網向IPv6遷移做好準備。中國移動運營商的應對策略有以下幾個方面。

　　時刻關注IPv6的發展動態：對于移動運營商來說，除了考慮技術上的先進性之外，更關心的主要還是投資回報的問題，在沒有合理的商用目的之前，移動運營商采用IPv6的積極性不會很高。但是他們不僅不能忽視新技術的存在，更要隨時關注IPv6的發展狀況，并思考如果有一天必須支持IPv6時該怎么做，否則將會在未來新技術成熟并廣泛部署時陷入被動的局面。

　　中國的移動運營商在現階段可以先搭建小規模的試驗網：對于無線產業來說，IPv6可能是未來唯一的選擇，而且這種選擇隨著3G時代的到來也會越來越迫切。對于中國的移動運營商來說現階段最經濟有效的策略是積極搭建小規模的試驗網，積累IPv6網絡建設和運營經驗，為今后商用網絡的部署奠定堅實的基礎。

　　移動運營商必須考慮網絡的擴展性和可持續發展：對于移動運營商來說今天建設的網絡必須考慮到要服務于明天的應用，因此在決定所采用的技術時必須考慮該項技術未來的發展和可擴展性，移動IPv6是運營商在網絡建設時不得不考慮的因素。

　　移動運營商要進行多方合作：對于通信領域來說，只有業務上的成功才能證明技術的成功，而移動運營商要想通過采用移動IPv6獲得業務上的成功，就必須積極進行多方合作，包括與設備制造商、家電廠商、應用開發商等進行良好的合作，還包括與國外的相關組織、制造商和運營商進行廣泛的合作。

　　移動運營商在采用移動IPv6時必須以應用為導向：移動IPv6的推廣必須以應用為導向，應用是推動技術前進的動力，只有以應用為導向才能賦予IPv6強大的生命力，只有移動IPv6的應用隨處開花結果，移動IPv6才有存在的意義。在IPv6的開發過程中對應用給予足夠的重視，將為IPv6最終的商用奠定良好的基礎，通過應用推動IPv6商用發展，而商業應用的成功又反過來對會IPv6技術提出更高的要求并投入了新的資金，從而使技術與商業的發展形成良性循環。

摘自　世界電信網絡

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